KR830001888B1 - 유리 1회분 물질을 가열하는 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유리 1회분 물질을 가열하는 장치

제1도는 본 발명에 따르는 가열실의 측단면도.

제2도는 제1도에 도시한 화살표 A방향에서의 단면도.

제3도는 제1도에 도시한 화살표 B방향에서의 단면도.

제4도는 제1도와 동일한 방향에서 본 가열실내의 덩어리상을 통과하는 가열관의 단편 단면도.

본 발명은 유리 1회분(batch)물질을 가열하는 장치에 관한 것으로서, 특히 덩어리(pellet) 형태인 유리 1회분 물질을 융해조 또는 로(爐)에 공급하기 전에 예열하는 것에 관한 것이다.

유리를 제조하는 데 사용되며, 유리 1회분 물질로서 공지된 원료 물질은 분쇄된 형태나 또는 분말의 형태로 구입할 수 있으며, 원료 물질은 모든 성분이 서로 상호 작용하여 균일한 용융유리를 형성할 수 있도록 하기 위하여 원료가 균일한 혼합물로서 용융되는 조 또는 로에 공급하여야만 한다. 1회분 물질을 조에서 용융시킬때 에너지를 보존하고 속도를 향상시키기 위하여, 유리 1회분 물질을 조 또는 로에 공급하기 전에 상술한 유리 1회분 물질을 덩어리로 만들수 있으며, 이 덩어리들을 예컨대 조 또는 로로부터의 배기가스를 사용하여 예열할 수 있다. 1주일당 2000 내지 5000톤 범위로 장입하여 조작하는 판 유리 공정에 용융유리를 공급하는데 사용되는 대형 융해조에서의 조작에 있어서는, 예열된 덩어리를 연속으로 공급할 필요가 있다. 제조공정에 용융 유리의 소기의 공급을 유지하는데 필요한 량의 덩어리를 처리하기 위하여 가열 가스에 대해 반대 방향으로 유동하는 덩어리를 갖는 유동 시스템을 갖는 유동 시스템을 사용하는 것이 바람직하다. 가열 가스가 균일한 분포의 열 전도로서 덩어리를 가열하도록 조정하여 유리 융해조에 공급되는 덩어리가 대체로 균일한 온도로 유지되게 하므로서 조내에서 용융속도가 일정하게 되고, 또 부분적으로 용융된 덩어리는 융해조로 이월되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 덩어리 형태의 유리1회분 물질을 유리 융해조에 공급하기 전에 예열하는 계량된 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 실의 상부에 있는 덩어리 유입구, 상술한 유입구에 연결된 덩어리 공급 시스템을 갖는, 유리1회분 물질의 덩어리를 유리 융해조에 공급하기 전에 가열하기 위한 가열실을 제공하는 것으로서, 상기 가열실은 덩어리 실내에 공급될때 덩어리의 상이 유입구의 상부 모서리를 통과하는 평면에 가로놓인 상부표면과 일치하여 덩어리의 휴식각(angle of repose)으로 경상지게 형성되도록 유입구의 상부 범위를 제한하는 장치, 가열된 덩어리가 가열실에서 배출될 수 있는 실저부에 상술한 유입구 아래에 놓여진 배출구, 및 유입통로, 덩어리 상의 표면아래 실내에 분포되고 실로부터 평면에 배열된 다수의 가스배출 통로를 함유하는, 덩어리를 가열하기 위하여 실의 내부에 고온가스 스트림을 공급하기 위한 고온가스 공급장치 등을 가지고 있으며, 이때 다수의 가스배출 통로는 유동조절 장치와 함께 설치되어 실내에서 상을 통과하는 덩어리의 유동이 덩어리가 배출구를 통하여 제거되는 속도에 의해 조절된다.

본 발명의 일예에서, 덩어리 배출구에는 실내로 통하는 원통형 하우징내에 설치된 회전자로 구성된 회전식 밸브장치가 설치되어 있으며, 상술한 회전자는 회전자가 회전함으로서 덩어리가 공급되는 포켓트(pocket)를 제공하는 다수의 방사상날을 가지고 있다.

회전자 날(blade)이 하우징 주위의 벽과 계합하도록 배열함으로서 밸브는 가열실로 부터 덩어리가 유동하는 것을 계량하고 또한 상술한 배출구를 통하여 가열실 내로 가스가 진입하는 것을 방지하여 준다.

유동조절 장치의 다른 예로서, 왕복 운동을 하는 가래(spade)를 쓸수 있다.

본 발명은 유리 융해조에 인접하여 설치된 상술한 바의 가열실을 포함하고 있으며, 가열실의 배출구는 유리 융해조의 충전단에 인접하여 장착되어 있기 때문에 가열실을 통과하는 덩어리는 조로 직접 통과할 수 있다. 이러한 장치에서, 가스의 진입을 막는 가열실의 배출구에 밸브를 설치하면 유리 융해조를 떠나는 고온가스를 가열실의 저부내로 직접 배출시킬 수 있어서 특히 유용하다. 이러한 고온 가스의 온도는 덩어리를 서로 소결(燒結)시켜 배출구를 폐색시키기 때문에 덩어리의 안정한 공급을 저지하거나 또는 방해한다.

가열실에 유입구를 통해 덩어리를 제공하기 위해 설치된 호퍼에는 가열실로 덩어리를 통과시키지만 상술한 덩어리 유입구를 통하여 가열실내로 도입되는 공기 누출량을 조절하여 주는 밸브장치가 또한 설치되어 있는 것이 바람직하다. 방사상 날이 달린 회전부재를 가지고 있으며 포켓트가 인접날 사이에 형성되도록 하우징내에 회전 자재하게 장착된 회전밸브를 사용하는 것이 바람직하다. 상술한 포켓트는 밸브를 통하여 덩어리를 운반하지만 상술한 밸브를 통하여 공기 유동을 사실상 감소시킨다.

유입구 호퍼가 비교적 낮은 온도 지역에 설치되기 때문에 밸브내의 회전부재의 날이 선단(tip)을 유연성 있는 물질, 예컨대 합성고무로 형성하여 하우징 주위에 대해서 훌륭하게 밀봉할 수 있다. 이러한 선단은 또한 덩어리가 밸브를 통하여 가열실내로 공급될때 덩어리에 대한 손상을 감소시키거나 또는 막을수 있다.

회전밸브가 가열실에 덩어리를 공급하는데 사용되고 또 다른 회전밸브는 가열실로 부터 배출구를 통과하는 덩어리의 유동을 조절하는데 사용되는 경우, 저부밸브는 가열실로 부터 공급속도를 조절하고 상부밸브를 통과하는 덩어리의 공급을 가열실내에 인접한 유입구에 덩어리의 균일한 상부를 유지시키기 위하여 조절된다.

덩어리 상내의 다수의 가스 배출구 통로는 유입구에서 배출구 이동방향과 교차하여서 가열실을 가로질러 일렬로 장치되는 것이 바람직하다.

연속적인 열로 수평으로 각각 뻗어있는 배출구의 열을 유입구로부터 가열실로 배출될때 가열실에서 점진적으로 낮게 배열되어 있는 것이 바람직하다.

바람직한 장치에 있어서, 실예는 서로 직각을 이루는 4개의 측벽, 하나의 벽 상부에 설치된 덩어리 유입구 및 반대 의 저부에 인접하게 설치된 덩어리 배출구가 설치되어 있으며, 고온가스 배출구의 상술한 열(列)이 나머지 두 측벽사이에 실의 전체폭을 가로질러 뻗어있다. 상술한 고온가스 유입통로는 상술한 나머지 두벽에 인접한 실의 반대측면을 따라 연장되는 2개의 다기관에 연결되고, 다기관은 덩어리상내에 실을 가로질러 수평으로 연장된 도관에 연결되는 것이 바람직하다.

상술한 도관은 그의 길이를 따라 균일하게 배출구 통로를 제공하기 위하여 각각 배열하는 것이 바람직하다. 덩어리에 의해 상술한 가스 배출구 통로의 차폐를 방지하기 위하여 상술한 각 도관에 보호장치를 설치하는 것이 바람직하다.

덩어리상을 통하여 가열가스를 배출시키기 위하여 실의 상부내의 상술한 가스 배출도관에, 실로부터 가스를 배출시키기 위한 추출장치를 설치하는 것이 바람직하다. 상술한 추출장치는 송풍기(fan)로 구성될 수 있다.

덩어리를 위한 배출구는 가열실로 부터 실의 전체폭을 수평으로 가로질러 연장되는 것이 바람직하다.

몇몇 경우에 있어서 가열실로 부터의 배출구는 융해조의 선단유입구에서 충전 포켓트의 전체폭을 가로질러 유리 융해조에 덩어리를 공급하기 위하여 배열된다, 다른 경우에 있어서 배출에는 상술한 바와같이 다수의 가열실이 나란히 배열되어 덩어리가 동시에 상술한 다수의 가열실을 통하여 유리 융해조에 공급될 수 있다. 이러한 장치에 있어서 상술한 바와 같은 다수의 가열실은 나란히 배열되어 있는 경우, 덩어리에 대한 가열가스의 공급은 모른 가열실에 대해 공유의 도관을 통해 공급될 수 있다. 가스 배출도관은 또한 모른 가열실에 대해 공유의 도관을 포함할 수 있다.

두가지의 연속적인 조작으로 덩어리를 예열시키는 것이 바람직한 경우에 있어서 상술한 바와같은 두 개의 가열실이 차례로 사용될 수 있다. 이러한 장치는 특히 하나의 조작을 두번째 가열실에서 소기의 온도까지 예열시키기 전에 덩어리를 건조시키거나 또는 부분적으로 예열시킬때 적응할 수 있다.

본 발명은 또한 유리 1회분 물질은 유리융해조에 공급하기 전에 예열시키는 방법을 포함하는데, 이 방법은 일련의 덩어리를 가열실내에 공급하여, 실내에서 덩어리의 휴식각으로 상부표면이 경사진 덩어리의 상을 형성하고 고온 가스를 상 표면에 대해 평행인 평면에서 상의 표면 아래로 분포된 다수의 위치에서 덩어리의 상내로 고온 가스를 유입하여 가스를 실제로 상의 전체폭에 걸쳐 일정한 길이의 통로를 갖는 덩어리의 상을 통과시키고, 가열실로 부터 가열된 덩어리를 이동하여 유리융해조에 공급하는 것으로 구성되어 있다.

덩어리는 상술한 목적을 위하여 특별히 가열시킨 가스를 사용하여 예열할 수 있다. 대안으로서 덩어리는 유리융해조로 부터의 배기가스를 사용하여 예열할 수 있다. 이와같이 배기가스를 사용하는 시스템은 배기가스로부터 오염물질을 제거할 수 있다. 이러한 제거는 유리융해조가 황을 함유하는 연료에 의해 가열될때 문제를 야기시킬 수 있다. 배기가스 내의 얼마간의 황은 허용될 수 있는 수준 이상으로 1회분 덩어리 내에 황이 축적되는 결과를 초래할 수 있다. 따라서 단지 황이 만족한 수준 이하일 때 배기가스를 사용하여 즉 황이 없는 연로로 유리융해조를 가열하거나 또는 황이 없는 열료를 구입하지 못할 경우, 유리융해조로 부터 배기 가스와의 어떠한 직접 접촉을 수반하지 않고 목적을 위하여 생성된 가열 가스로 덩어리를 예열하여 이 상태를 피하는 것이 필요하다.

사용되는 덩어리는 크기에 있어서 대체로 균일하여 가열실에서 비교적 안정된 열전도 상태가 유지될 수 있다. 덩어리의 크기가 작으면 가열실에서 상을 통하여 높은 알력강하를 초래하기 때문에 작거나 또는 쉽게 부서져서 분말과 같은 물질을 형성해서는 안된다.

덩어리과 큰 경우 실내에서 덩어리의 체류시간이 증가하지 않는 한 가열실을 통과하는 통로 상에서 균일하게 가열시키기가 더욱 어렵고, 이는 필요한 가열실의 크기를 확대시켜야 한다. 덩어리가 6.35mm 직경보다 작으면 압력 강하 때문에 상을 통하여 가열가스를 통과시켜야 하는 문제가 있음을 알게 되었다.

덩어리의 직경이 25.4mm 이상인 경우 가열실에서 덩어리의 체류시간을 증가시킴이 없이 전체가 균일하게 가열된 덩어리를 달성시킬 수 있다. 따라서 12.7mm의 평균 직경 즉 9.5mm 내지 15.9mm의 범위를 갖는 덩어리를 사용하는 것이 바람직하다. 본 명세서 내에서 "덩어리(pellet)"라 함은 남비형 펠레타이저(pellettiser)에서 제조된 덩어리 뿐만 아니라 사용된 장치에서 취급시에 응집(凝集) 덩어리에 잔존할 수 있는 유리 1회분의 덩어리진 형태 또는 압축된 형태일 수 있다.

본 발명을 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에 도시된 장치는 기본적으로 유리 융해조(12)에 공급하기 위한 덩어리의 유리 1회분 물질을 예열시키는 가열실(11)로 구성되어 있다. 가열실(11)이 유리융해조의 한 선단의 충전 포켓트 위에 장치되어 있으므로 예열된 1회분 덩어리가 유리융해조의 충전 포켓트에 떨어져서 융해된 유리(14)의 상부(14)에 1회분 물질의 얇은층(13)을 형성한다. 유리부스러기는 또한 활강로(10)를 통해 첨가될 수 있다. 가열실(11)에는 정면벽(15), 후면벽(16), 측벽(17,18), 경사진 저부(19) 및 지붕(20)이 있다. 정면벽, 후면벽 및 측벽이 서로 직각으로 장치되었으므로 실의 내부는 일반적으로 직사각형이다. 모든 벽들은 외부 가열절연재 물질로 둘러쌓여 있지만 도면에 도시하지 않았다.

후면벽(16)의 상부 부분에는 후면 벽(16)의 전체폭을 수평으로 가로질러 연장되는 직사각형 홈의 형태로 유입구(25)가 설치되어 있다. 유입구(25)는 급송호퍼(26)와 연통하여 상술한 급송호퍼는 가열실의 후면벽에 고착되어 있다.

각각 회전 유동조절 밸브(28)가 설치되어 있는, 나란히 배열된 2개의 유입 깔대기(27)에 의해 호퍼에 공급된다. 각 유동 조절밸브(28)는 원통형 하우징(30)에 대하여 밀접하게 설치된 다수의 방사상 날을 가지고 있는 회전심(29)으로 구성되어 있다. 날의 선단은 합성고무와 같은 유연성이 있는 물질로 제조되어 원통형 하우징(30)에 대해서 훙륭하게 밀봉시켜준다. 회전부재(29)가 회전함으로서 인접한 날 사이의 공간에는, 원추체(27)로 부터 덩어리가 채워지고 덩어리가 각 포켓트로 부터 호퍼(26)의 저부에 차례로 떨어지는 위치에 밸브를 통하여 운반될 수 있는 포켓트가 제공된다. 이는 대기로 부터의 과도의 공기가 밸브(28)를 통과하여 가열실(11)로 유입되는 것을 막는다. 덩어리의 공급이 조절됨으로서 가열실(11) 내부에 덩어리로 충전되어 경사진 상부표면(32)을 갖는 31로 표시된 상을 형성한다. 표면(32)은 덩어리의 휴식각으로 경사져 있다. 호퍼(26)가 가열실에 풍부한 호퍼공급 재료를 제공하기 위하여 장치되므로 호퍼(26) 내의 덩어리 수준은 항상 유입구(25)의 상부 모서리보다 위이다. 표면(32)은 보통 평면이고 유입구(25)의 상부 모서리를 횡단한다.

가열실(11)에는 정면벽(15)과 경사진 저부(19)의 접합점에 인접한 최저점에 배출구(36)가 장치되어 있다.

배출구(36)에는 회전밸브가 장치되어 있다. 회전밸브는 보통 원통형 하우징(38) 내에 회전가능한 다수의 방사상 날을 수반하는 회전부재(37)로 구성되어 있는 이미 기술된 밸브(28)와 유사하다. 이러한 경우에 밸브는 유리융해조(12)에 근접한 배출구의 위치에 기인하는 높은 온도에 대한 저항력이 있는 물질로 형성되어 있다. 회전부재의 밸브(37)는 조절 가능한 구동장치에 의해 구동되므로 회전속도가 조심스럽게 조절된다. 이 경우에 밸브는 가열실(12)로 부터 덩어리의 유속을 측량하고, 또한 유리융해조로 부터의 고온 가스가 직접 가열실(11)의 저부에 배출되는 것을 방지한다.

유입구를 통하여 실의 상부에 덩어리를 공급하고, 유입구로 부터 실에 가로질러 놓여진 위치에 실의 저부로 부터 덩어리를 배출시키는 배열로 덩어리 상의 표면(32)이 경사짐을 알게될 것이다.

덩어리를 예열시키기 위한 가열 가스를 도입하기 위하여 고온 가스 공급장치가 설치되어 있는데, 이는 가열실(11)의 후면을 따라 연장되는 고온가스 유입관(40)으로 구성되어 있다. 도관(40)에는 가열실을 분리하기 위한 나비형 밸브(42)를 갖는 하강관(41)이 있다. 하강관(42)은 실의 반대측에 다기관(44)에 연결된, 2개의 측면으로 연장된 통로(43)에 연결되어 있다. 다기관은 후면벽(16)으로 부터 정면벽(15)까지 실의 측면을 따라서 아래쪽으로 경사지게 연장되므로 이는 덩어리 상(32)의 표면에 대해 평행이다. 각 실의 반대측 위의 다기관들은 실의 전체폭을 가로질러 수평으로 줄지어서 뻗어있는 다수의 U-자형도관(45)에 의해 서로 연결되어 있다.

각 도관(45)의 반대편 말단 부분은 다기관 (44)과 연결되어 있으므로 고온 가스가도관(45)을 지나서 다기관으로 유동된다. 도관(45)이 평행수평 대열로 배열되며, 대열은 실내에서 정면벽(15)에 대해 연속적으로 낮아진다. 이 경우에, 도관(45)은 그 상부 모서리에 다수의 가스 배출구(46)를 제공하며, 배출구(46)는 덩어리상의 표면(32)에 대해 평행인 면에 분포되어 있다. 도관(45)이 덩어리로 막히는 것을 방지하기 위하여 역 V-자형 배플(47)을 각도관(45)의 배출구(46) 상부위치 공간에 설치하여 덩어리가 도관(45) 내로 들어가는 것을 막는다. 배플(47)은 각 도관(45) 위에 인접하게 충분한 폭의 실을 가로질러 뻗어 있다.

각 도관의 배출구(46)를 통하여 배출되는 가스는 도관(45) 상부의 덩어리상(31)을 상방향으로 통과하며, 이렇게 하여 고온 가스는 덩어리상의 전체 지역에 걸쳐서 덩어리를 통과하여 일정한 길이의 통로를 가지게 됨을 알게 되었다. 가스는 덩어리상의 표면(32)을 통하여 배출되어 가열실 지붕(20) 내에서 배출구(50)의 상방향으로 통과한다. 가열실의 상부에서의 압력을 줄이기 위하여 장치된 송풍기(fam)로 가스의 유동을 도와준다. 배기가스는 배출구(50)로부터 유동조절 나비형밸브(52)를 포함하는 수직통로(51)를 통과하여 배출도관(53)으로 배출된다.

명백히 하기 위해서, 가스 배출도관(53)이 제2도에서 생략되었으며 가스 유입관(40)은 제3도에서 생략되었다.

조작중에, 덩어리는 배출구(36)를 통해 가열실(11)의 저부에 계속적으로 이동되며 덩어리는 유입구(25)를 통하여 연속적으로 공급되므로 상(31)을 형성하는 덩어리는 가열실을 통하여 연속적인 통로 위로 이동하게 됨을 알게 되었다.

유리융해조(12)에 대해 단일 가열실(11)이 제공된다면 배출구(36)는 실제로 전체폭의 충전 포켓트 수평으로 가로질러 연장되는 것이 바람직하다. 그러나 예컨대 1주일당 2000 내지 5000톤으로 장입하여 조작할 수 있는 대형유리 융해조의 충전 포켓트의 전체폭에 예열된 덩어리를 공급하기 위하여서다 다수의 가열실이 나란히 제공되는 것이 바람직할 수 있다. 상술한 바와같이 가열실(11)을 3개로 분리하는 장치는 나란히 배녈되므로 출구(36)는 유리융해조를 가로질러 나란히 정렬하여 연장되어 있다. 이러한 장치에서, 각 가열실(11)용 가열가스는 공유관(40)으로부터 공급된 후에, 각 가열실에 대해 각각의 하강관(41)으로서 제공될 수 있다.

유사하게 관(51)을 통하여 상방향으로 통과하는 배기가스는 각 가열실에 대해 공통가스 배출관 (53)으로 배출될 수 있다.

작동시에 덩어리는 약 550℃의 온도까지 예열될 수 있으며 도관(40)을 통과하는 가열가스의 온도는 약 600℃ 정도일 수 있다.

Claims (1)

1. 실의 상부에 있는 덩어리 유입구, 상술한 유입구에 연결된 덩어리 공급 시스템을 갖는 유리 1회분 물질의 덩어리를 유리융해조에 공급하기 전에 가열하는 장치에 있어서, 덩어리가 가열실(11) 내에 공급될 때 덩어리의 상(31)이 유입구의 상부 모서리를 통과하는 평면(32)에 가로 놓인 상부 표면과 일치하여 덩어리의 휴식각으로 경사지게 형성되도록 유입구(25)의 상부 범위를 제한하는 장치(33), 가열된 덩어리가 가열실에서 배출될 수 있는 실의 저부에 상술한 유입구 아래에 놓여진 배출구(36), 및 유입통로(41), 모든 가스통로로 부터 발생하는 가스가 배출통로로부터 덩어리상의 상부 표면까지 일정한 길이의 통로를 갖기 위하여 덩어리상의 표면 아래 실내에 분포되고 덩어리상의 표면에 대해 평행인 평면에 배열된 다수의 가스배출 통로(46)로 구성되어 있는, 덩어리를 가열하기 위하여 실의 내부로 고온가스의 스트립을 공급하기 위한 고온가스 공급장치(40,41), 덩어리의 상 표면에서 윗 방향으로 통과하는 가스를 배기시키기 위한 실의 상부에 있는 가스 배출도관(50)으로 구성됨을 특징으로 하는 유리 1회분 물질을 가열하는 장치

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