KR20110091918A - Glass melting furnace - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A glass melting furnace is provided to optimize a glass melting process and expand the life expectancy of the furnace by uniformly distributing thermal energy and using an electrocast refractories-based crucible. CONSTITUTION: A crucible(110) receives wasted glass and glass frit. A refractory brick layer(120) surrounds the crucible. A heat insulating brick layer(130) surrounds the refractory brick layer. A lower heating wire unit(142) increases the internal temperature of the crucible by being inserted between the bottom surface of the crucible and the refractory brick layer. A plurality of heating wires(141) is inserted into an alumina pipe or a ceramic pipe(151) and is horizontally arranged in the lower heating wire unit. An upper heating wire unit(143) is inserted between the upper side of the crucible and a crucible roof. The crucible is electrocast refractories-based crucible based on alumina-base, zirconia-base, chromia-base, or alumina-zirconia-silica-based material.

Description

유리 용해로{GLASS MELTING FURNACE}Glass Melting Furnace {GLASS MELTING FURNACE}

본 발명은 유리 용해로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용해로에 내장되는 도가니의 수명을 연장할 수 있고 가열구조에 따른 열에너지의 고른 분포를 통해 열에너지의 효율적 운용 효과를 가져올 수 있는 유리 용해로에 관한 것이다.
The present invention relates to a glass melting furnace, and more particularly, to a glass melting furnace that can extend the life of the crucible embedded in the melting furnace and bring about an efficient operation of thermal energy through an even distribution of thermal energy according to the heating structure.

일반적으로 유리 용해용 전기로는 도가니를 유리용해로에 넣고 탄소봉의 SIC히터나 세라믹 히터와 같은 봉형의 특수한 전기발열체를 사용하여 유리블로잉을 시행한다.In general, glass melting furnaces are placed in glass melting furnaces and glass blowing is performed using a special electric heating element of rod type such as carbon rod SIC heater or ceramic heater.

이와 같은 유리 용해로의 구조는 단열벽돌을 외곽에 설치하고, 단열벽돌 안쪽으로 내화벽돌를 쌓고 내화벽돌 안에 도가니 및 히터를 구성하여 사용된다.The structure of the glass melting furnace is used by installing a thermal insulation brick on the outside, stacking a fire brick inside the insulation brick, and constructing a crucible and a heater in the fire brick.

그러나, 종래의 유리 용해로에 사용되는 도가니는 그 수명이 1개월 내지 2개월 정도밖에 되지 않는 단점을 가지고 있다. 도가니가 깨지는 경우 도가니 속에 녹아 있는 유리가 용해로의 바닥에 흘러내려 용해로 내부에 손상을 일으킬 수 있는 문제가 발생하며 나아가 도가니에 따른 비용상승의 문제가 발생한다.
However, crucibles used in conventional glass melting furnaces have a disadvantage that their lifetime is only about 1 month to 2 months. If the crucible is broken, the glass melted in the crucible flows to the bottom of the furnace, causing damage to the inside of the furnace, and the problem of cost increase due to the crucible.

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전주내화물로 만들어진 도가니를 사용하여 수명을 최대한 연장시킬 수 있고, 가열구조에 따른 열에너지의 고른 분포를 통해 유리 용해의 최적화를 가능하게 하는 유리 용해로를 제안하고자 한다.
An object of the present invention for solving the above-mentioned conventional problems is to use a crucible made of a pole refractories to extend the life as possible, and to enable the optimization of glass melting through the even distribution of thermal energy according to the heating structure We would like to propose a melting furnace.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 유리 용해로는, 폐유리 및 유리원료가 투입되어 용해로인 도가니와; 상기 도가니의 주위를 둘러싸며, 고온에 견딜 수 있도록 쌓아올린 내화벽돌층과; 상기 내화벽돌층의 주위를 둘러싸며, 가열된 열이 외부로 발산되는 것을 막도록 쌓아올린 단열벽돌층과; 상기 도가니의 바닥면과 상기 내화벽돌층 사이에 삽입되어 상기 도가니의 내부온도를 상승시키며, 다수개의 열선이 각각 알루미나관 또는 세라믹관에 삽입되어 수평 배열되는 하부 열선발열체와; 상기 도가니의 상부측과 상기 도가니 지붕 사이에 삽입되어 상기 도가니의 내부온도를 상승시키며, 다수개의 열선이 수평 배열되는 상부 열선발열체;를 포함하여 이루어진다.Glass melting furnace according to the present invention for solving the above problems, the waste glass and the glass raw material is a crucible which is a melting furnace; A fire brick layer surrounding the crucible and stacked to withstand high temperatures; A heat insulating brick layer surrounding the fire brick layer and stacked to prevent the heated heat from being emitted to the outside; A lower heating element that is inserted between the bottom surface of the crucible and the refractory brick layer to increase the internal temperature of the crucible, and the plurality of heating wires are inserted into an alumina tube or a ceramic tube and arranged horizontally; It is inserted between the upper side of the crucible and the roof of the crucible to increase the internal temperature of the crucible, the upper heating element heating element is arranged a plurality of heating wire horizontally.

여기서, 상기 도가니는 알루미나(Alumina)계, 지르코니아(Zirconia)계, 크로미아계(Chromia) 또는 AZS(알루미나-지르코니아-실리카)계 중 어느 하나의 원료로 이루어지며, 상기 원료를 전기로에서 용융시켜 성형틀에 주입하여 일체형으로 만든 전주(電鑄) 내화물인 것을 특징으로 한다.Here, the crucible is made of any one of alumina-based, zirconia-based, chromia-based or chromium-based or AZS (alumina-zirconia-silica) -based materials, and the raw material is melted in an electric furnace to be molded. It is characterized in that it is a refractories of electric pole made by injecting it into a mold.

여기서, 상기 상부 열선발열체 각각은 알루미나관 또는 세라믹관에 삽입되는 것을 특징으로 한다.Here, each of the upper heating element is characterized in that it is inserted into an alumina tube or a ceramic tube.

여기서, 상기 유리 용해로는, 상기 내화벽돌층 측면과 상기 단열벽돌층 사이에서 열선들이 각각 상하로 수평 배열되어 상기 상부 및 하부 열선발열체의 보조 열선발열체로 사용되는 우측 열선발열체와 좌측 열선발열체를 더 포함하여 구성될 수 있다.
The glass melting furnace further includes a right heating element and a left heating element which are arranged horizontally vertically between the refractory brick layer side and the insulating brick layer to be used as auxiliary heating elements of the upper and lower heating elements. Can be configured.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 전주내화물로 만들어진 도가니를 사용하여 수명을 최대한 연장시킬 수 있고, 가열구조에 따른 열에너지의 고른 분포를 통해 유리 용해의 최적화를 가능하게 하는 유리 용해로를 제공할 수 있다.
According to the configuration of the present invention described above, it is possible to provide a glass melting furnace that can be extended to the maximum life by using a crucible made of electric pole refractory, and to optimize the glass melting through an even distribution of thermal energy according to the heating structure. .

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유리 용해로의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유리 용해로의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 사시도의 A-A' 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유리 용해로의 사시도이다.1 is a perspective view of a glass melting furnace according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a glass melting furnace according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the perspective view of FIG. 1.
4 is a perspective view of a glass melting furnace according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유리 용해로의 구조 및 작용효과를 살펴본다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings looks at the structure and effect of the glass melting furnace according to the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유리 용해로의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유리 용해로의 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 사시도의 A-A' 단면도이다1 is a perspective view of a glass melting furnace according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view of a glass melting furnace according to another embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view taken along line A-A 'of the perspective view shown in FIG.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 유리 용해로는 폐유리 및 유리원료가 투입되어 용해되는 도가니(110)와, 도가니(110)의 주위를 둘러싸며 고온에 견딜 수 있도록 쌓아올린 내화벽돌층(120)과, 내화벽돌층(120)의 주위를 둘러싸며 가열된 열이 외부로 발산되는 것을 막도록 쌓아올린 단열벽돌층(130)과, 도가니(110)의 바닥면과 내화벽돌층(120) 사이에 삽입되어 도가니(110)의 내부온도를 상승시키며 다수개의 열선(141)이 각각 알루미나관 또는 세라믹관(151)에 삽입되어 수평 배열되는 하부 열선발열체(142)와, 도가니(110)의 상부측과 도가니 지붕(160) 사이에 삽입되어 도가니(110)의 내부온도를 상승시키며, 다수개의 열선(140)이 수평 배열되는 상부 열선발열체(143)를 포함하여 이루어진다.1 to 3, the glass melting furnace of the present invention is a refractory brick layer stacked so as to withstand high temperature surrounding the crucible 110 and the crucible 110, the waste glass and the glass raw material is added and dissolved; (120), a heat insulating brick layer (130) stacked around the fire brick layer (120) to prevent heat from being radiated to the outside, and a bottom surface and a fire brick layer (120) of the crucible (110). The lower temperature heating element 142 and the crucible 110 of the crucible 110 are inserted between the lower and the elevating temperature of the crucible 110 and the plurality of heating wires 141 are inserted into the alumina tube or the ceramic tube 151 and arranged horizontally. Inserted between the upper side and the crucible roof 160 to increase the internal temperature of the crucible 110, and comprises a top heating element 143 is arranged a plurality of heating wires 140 horizontally.

도 1의 경우는 상부 열선발열체(143)의 다수개의 열선(140)들이 각각 알루미나관 또는 세라믹관(150)에 삽입되어 수평 배열되는 실시예이며, 도 2의 경우는 상부 열선발열체(143)의 다수개의 열선(140)들이 관에 삽입되지 않고 수평 배열되는 실시예이다.1 illustrates an embodiment in which a plurality of heating wires 140 of the upper heating element 143 are inserted into the alumina tube or the ceramic tube 150 and arranged horizontally. In FIG. 2, the upper heating element 143 of the upper heating element 143 is formed. A plurality of hot wire 140 is an embodiment that is arranged horizontally without being inserted into the tube.

하부 열선발열체(142)의 다수개의 열선(141)들을 각각 알루미나관 또는 세라믹관(151)에 삽입시키는 것은 다수개의 열선(141)을 유리용액이 직접 열선에 닿아 열선 자체의 기능을 저하시키는 것을 방지하기 위함이다. 이러한 목적과 함께 열의 전달 효율을 저하시키지 않기 위해 열 전달율이 높은 알루미늄 소재나 세라믹 소재로 관을 형성시키는 것이 바람직하다.Inserting the plurality of heating wires 141 of the lower heating element heating element 142 into the alumina tube or the ceramic tube 151 respectively prevents the glass solution from directly contacting the heating element with the glass solution to deteriorate the function of the heating element itself. To do this. For this purpose, it is preferable to form a tube from an aluminum material or a ceramic material having a high heat transfer rate in order not to lower the heat transfer efficiency.

도가니(110)의 형상은 상부가 개구된 형상을 가지며 하부는 유리용액을 담을 수 있도록 폐쇄된 구조를 갖는다. 전면부에는 폐유리나 유리원액을 넣을 수 있는 입구가 형성되며, 상부에는 지붕(160)이 씌워진다. 도 3를 참조하면, 도가니(110)의 단면 형상 구조를 알 수 있다. 단열벽돌층(130) 외부로는 철재후레임으로 처리된다.The shape of the crucible 110 has a shape in which the upper portion is opened and the lower portion has a closed structure to contain the glass solution. The front portion is formed with an inlet for putting waste glass or glass stock solution, the roof 160 is covered on the top. Referring to Figure 3, it can be seen the cross-sectional structure of the crucible 110. Outside the insulating brick layer 130 is treated with a steel frame.

도가니(110)의 원료는 알루미나(Alumina)계, 지르코니아(Zirconia)계, 크로미아계(Chromia) 또는 AZS(알루미나-지르코니아-실리카)계 중 어느 하나의 원료에서 선택될 수 있으며, 이들 중 어느 하나의 원료를 전기로에서 용융시켜 성형틀에 주입하여 일체형으로 만든 전주(電鑄) 내화물로 형성된다.The raw material of the crucible 110 may be selected from any one of alumina, zirconia, chromia, or AZS (alumina-zirconia-silica). The raw material of is melted in an electric furnace, injected into a mold, and formed into an integral pole refractories.

알루미나계는 Al2O3 94.6 내지 99.1%, Na2O 0.3 내지 5.3% 및 기타 잔량의 성분비율을 가지며, 크로미아계는 Al2O3 30.6 내지 58%, Cr2O3 27.3 내지 56.2% 및 기타 잔량의 성분비율을 가지고, AZS계는 ZrO2 34 내지 40%, Al2O3 45.9 내지 49.2%, SiO2 13 내지 15.5% 및 기타 잔량의 성분비율을 가지며, 지르코니아계는 ZrO2 93.8%, SiO2 4.1% 및 기타 잔량의 성분비율을 갖는 원료를 사용할 수 있다.Alumina system has Al 2 O 3 94.6 to 99.1%, Na 2 O 0.3 to 5.3% and other residual component ratios, Chromatic system Al 2 O 3 30.6 to 58%, Cr 2 O 3 27.3 to 56.2% and AZS based on other components, ZrO 2 34 to 40%, Al 2 O 3 45.9 to 49.2%, SiO 2 13 to 15.5% and other residual components ratio, zirconia based ZrO 2 93.8%, Raw materials having 4.1% SiO 2 and other component proportions may be used.

내화벽돌층(120)에 사용되는 내화벽돌은 1200 내지 1700℃에서 재가열수축률이 0.5%를 넘지 않고, 주성분이 Fe2O3인 것을 사용할 수 있다.The refractory brick used in the refractory brick layer 120 may have a reheating shrinkage of not more than 0.5% at 1200 to 1700 ° C., and a main component of Fe 2 O 3 .

상부 및 하부 열선발열체(142, 143)는 직경 20 내지 35mm 정도이며, 일직선형태로 수평배열되며, 외부 전원선과 연결된다. 상부 및 하부 열선발열체(142, 143)의 수는 내부온도의 따라 적정한 수로 이루어질 수 있다.The upper and lower heating elements 142 and 143 are about 20 to 35 mm in diameter, are arranged horizontally in a straight line shape, and are connected to external power lines. The number of upper and lower heating elements 142 and 143 may be an appropriate number depending on the internal temperature.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유리용해로의 사시도이다.4 is a perspective view of a glass melting furnace according to another embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 실시예는 도 2에 도시된 실시예에 좌측 열선발열체(144)와 우측 열선발열체(145)가 추가되는 구성을 가지며, 좌우측 열선발열체(144, 145)은 다수개의 열선들(146, 147)이 각각 상하로 수평 배열된다. 4 has a configuration in which a left heating element 144 and a right heating element 145 are added to the embodiment shown in FIG. 2, and the left and right heating elements 144 and 145 have a plurality of heating wires ( 146 and 147 are horizontally arranged up and down, respectively.

상부 열선발열체(143) 및 하부 열선발열체(142)는 메인 열선발열체로 사용되고, 도가니(110)의 내부 온도를 더욱 상승시킬 필요가 있는 경우 보조적으로 좌측 열선발열체(144)와 우측 열선발열체(145)를 가동시킨다. The upper heating element 143 and the lower heating element 142 are used as the main heating element, and when it is necessary to further increase the internal temperature of the crucible 110, the left heating element 144 and the right heating element 145 are assisted. Start the operation.

이렇게 구성된 유리 용해로는 도가니(110)를 전주내화물로 구성하여 그 수명이 매우 길어져 잦은 교체에 따른 유지/보수 비용의 절감효과를 가져오며, 또한 도가니(110)의 깨짐현상에 의한 유리 용해로의 품질저하를 막을 수 있게 된다. 또한 도가니(110)를 중심으로 하부측과 상부측에 상부 열선발열체(143) 및 하부 열선발열체(142)를 형성시켜 도가니(110)로의 열전달을 매우 효과적으로 실행시켜 유리 용해로로서의 기능을 현격히 상승시킬 수 있게 된다.The glass melting furnace configured as described above is composed of the crucible 110 made of refractory material, which has a very long lifespan, thereby reducing the maintenance / maintenance cost due to frequent replacement. Also, the quality of the glass melting furnace due to the cracking phenomenon of the crucible 110 is reduced. Can be prevented. In addition, by forming the upper heating element 143 and the lower heating element 142 on the lower side and the upper side around the crucible 110, the heat transfer to the crucible 110 can be carried out very effectively, thereby significantly increasing the function as the glass melting furnace. Will be.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, As will be understood by those skilled in the art. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, It is intended that all changes and modifications derived from the equivalent concept be included within the scope of the present invention.

110 ; 도가니 120 ; 내화벽돌층
130 ; 단열벽돌층 140, 141, 146, 147 ; 열선
142 ; 하부 열선발열체 143 ; 상부 열선발열체
144 ; 좌측 열선발열체 145 ; 우측 열선발열체
150, 151 ; 알루미나관 또는 세라믹관 160 ; 지붕110; Crucible 120; Refractory Brick Floor
130; Insulation brick layers 140, 141, 146, 147; thermic rays
142; Lower heating element 143; Upper heating element
144; Left heating element 145; Right heating element
150, 151; Alumina tubes or ceramic tubes 160; roof

Claims (4)

폐유리 및 유리원료가 투입되어 용해로인 도가니와;
상기 도가니의 주위를 둘러싸며, 고온에 견딜 수 있도록 쌓아올린 내화벽돌층과;
상기 내화벽돌층의 주위를 둘러싸며, 가열된 열이 외부로 발산되는 것을 막도록 쌓아올린 단열벽돌층과;
상기 도가니의 바닥면과 상기 내화벽돌층 사이에 삽입되어 상기 도가니의 내부온도를 상승시키며, 다수개의 열선이 각각 알루미나관 또는 세라믹관에 삽입되어 수평 배열되는 하부 열선발열체와;
상기 도가니의 상부측과 상기 도가니 지붕 사이에 삽입되어 상기 도가니의 내부온도를 상승시키며, 다수개의 열선이 수평 배열되는 상부 열선발열체;를 포함하는, 유리 용해로.A crucible, which is a melting furnace, into which waste glass and glass raw materials are added;
A fire brick layer surrounding the crucible and stacked to withstand high temperatures;
A heat insulating brick layer surrounding the fire brick layer and stacked to prevent the heated heat from being emitted to the outside;
A lower heating element that is inserted between the bottom surface of the crucible and the refractory brick layer to increase the internal temperature of the crucible, and the plurality of heating wires are inserted into an alumina tube or a ceramic tube and arranged horizontally;
And an upper hot heating element inserted between an upper side of the crucible and the crucible roof to raise an internal temperature of the crucible and having a plurality of hot wires arranged horizontally. 제1항에 있어서,
상기 도가니는 알루미나(Alumina)계, 지르코니아(Zirconia)계, 크로미아계(Chromia) 또는 AZS(알루미나-지르코니아-실리카)계 중 어느 하나의 원료로 이루어지며, 상기 원료를 전기로에서 용융시켜 성형틀에 주입하여 일체형으로 만든 전주(電鑄) 내화물인, 유리 용해로.The method of claim 1,
The crucible is made of any one of alumina, zirconia, chromia, or AZS (alumina-zirconia-silica), and the raw material is melted in an electric furnace to form a mold. A glass melting furnace, which is an electric pole refractory made by injecting into one piece. 제1항에 있어서,
상기 상부 열선발열체 각각은 알루미나관 또는 세라믹관에 삽입되는, 유리 용해로.The method of claim 1,
Each of the upper heating element is inserted into an alumina tube or a ceramic tube, glass melting furnace. 제1항에 있어서,
상기 유리 용해로는,
상기 내화벽돌층 측면과 상기 단열벽돌층 사이에서 열선들이 각각 상하로 수평 배열되어 상기 상부 및 하부 열선발열체의 보조 열선발열체로 사용되는 우측 열선발열체와 좌측 열선발열체를 더 포함하는, 유리 용해로.The method of claim 1,
The glass melting furnace,
The heating furnace further comprises a right heating element and a left heating element heating element is arranged horizontally up and down between the firebrick layer side and the heat insulating brick layer is used as an auxiliary heating element of the upper and lower heating element, respectively.
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