PL148248B1 - Method of melting glass furnace charges - Google Patents

Method of melting glass furnace charges Download PDF

Info

Publication number
PL148248B1
PL148248B1 PL1986260267A PL26026786A PL148248B1 PL 148248 B1 PL148248 B1 PL 148248B1 PL 1986260267 A PL1986260267 A PL 1986260267A PL 26026786 A PL26026786 A PL 26026786A PL 148248 B1 PL148248 B1 PL 148248B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
fuel
stage
charge
zone
ash
Prior art date
Application number
PL1986260267A
Other languages
Polish (pl)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US06/748,640 external-priority patent/US4634461A/en
Priority claimed from US06/748,639 external-priority patent/US4632687A/en
Application filed filed Critical
Publication of PL148248B1 publication Critical patent/PL148248B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B3/00Charging the melting furnaces
    • C03B3/02Charging the melting furnaces combined with preheating, premelting or pretreating the glass-making ingredients, pellets or cullet
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B3/00Charging the melting furnaces
    • C03B3/02Charging the melting furnaces combined with preheating, premelting or pretreating the glass-making ingredients, pellets or cullet
    • C03B3/023Preheating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Batch material for glass or ceramic is mixed with solid or liq. fuel which is combusted in pre-heating zone; ash and unmelted batch are passed to 2nd stage to melt batch, melting is then completed under oxidising conditions. Powdered material is heated so that source of O2 is supplied to combustion zone; gas and solid flows are co-current. Constituents not melting below 900 deg.C are mixed with fuel which is combusted to give 900 deg.C; mixt. of batch and ash is passed to 2nd zone and mixed with lower melting components and melting then completed. Batch for 1st zone includes alkaline earth carbonates which become calcined.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób stapiania wsadu szklarskiego przy uzyciu paliw weglowych, (takich jak wegiel oraz stosowania mieszanin sta¬ lych lub cieklych paliw z surowcami dla tych procesów.W regionach wystepowania wegla jest on zwykle najtanszym zródlem energii w porównaniu z in¬ nymi tradycyjnymi zródlami energii, takimi jak gaz ziemny, olej opalowy i elektrycznosc. Byly wiec propozycje zastosowania wegla jako paliwa przy wytapianiu szkla i w podobnych procesach.Przyklady takich propozycji podano w opisach pa¬ tentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 3 969 068 i 4 006 003. Jednak stosowanie wegla ja¬ ko paliwa w piecach o nagrzewaniu bezposrednim ma pewne wady, które zahamowaly rozpowszech¬ nianie tej metody. Glówna z nich jest obecnosc po¬ piolu w weglu. Przy spalaniu wegla w górnym palniku w otwartym piecu trzonowym stosowanym zwykle przy wytapianiu szkla gazy odlotowe pory¬ waja znaczna ilosc popiolu, który moze zatykac re¬ generatory, a wiec niezbedne jest usuwanie popio¬ lu z gazów odlotowych przed ich wypuszczeniem do atmosfery." Czesc popiolu odklada sie na sciankach komory wytapiania oraz stapia sie i splywa z cieklym zu¬ zlem po sciankach zbiornika do stopionego szkla.Splywanie stopionego zuzla niekorzystnie dziala na wykladzine ogniotrwala pieca, a on sam laczy sie ze stopionym szklem zmieniajac jego sklad i po- 10 15 wodujac niejednorodnosc produktu. Zuzel zawiera czesto wiecej zelaza niz szklo i splywanie to po¬ woduje powstanie w szkle zabarwionych smug. Sa to wazne przeszkody w stosowaniu wegla jako pa¬ liwa do bezposredniego grzania w procesach sta¬ piania, w których istotna jest jednorodnosc pro¬ duktu. Dotyczy to w szczególnosci szkla okienne¬ go, w którym wahania skladu wywoluja znieksztal¬ cenia optyczne.Inna wada stosowania wegla lub innych paliw weglowych w mieszaninie z surowcami, zwlaszcza przy wytopie przezroczystego szkla, jest fakt, ze wegiel w ilosciach dostatecznych do wytworzenia potrzebnej energii w procesie stapiania dziala re- dukujaco na stopiony produkt, a zredukowane ze¬ lazo i siarka zabarwiaja szklo na brunatno. Co wiecej, czesc zelaza i siarki z wegla przechodzi do stopionego szkla. Do wsadu na szklo przezroczyste dolaczono niewielkie ilosci sproszkowanego wegla (zwykle mniej niz 0,1% wagowego) w celu ulat¬ wienia wytopu, ale takie ilosci nie mialy znaczenia jako zródlo energii, a dodawanie wiekszych ilosci uwazano za szkodliwe. Nawet przy wytwarzaniu brazowego szkla ilosc stosowanego wegla nie miala znaczenia energetycznego.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ame¬ ryki nr 3 294 505 opasano wytapianie szkla w zlo¬ zu brykietowanego wsadu i koksu. Proces ten 3Q ogranicza sie do waskiej klasy szkla o niskiej lep- 25 148 248148 248 kosci i niskiej jakosci. Wskazane byloby takze unikniecie kosztów aglomerowania wsadu.W równoleglym zgloszeniu patentowym Stanów Z£ej^no<$zonych W.fftl 879 opisano technike zwilza¬ nia wsadu do wytopu* szkla olejem opalowymT Olej dostarcza tylko niewielka czesc energii niezbednej. doowytopu. thiiy problem stwarzaja zawarte w weglu i in-. nych paliwach weglowych stosunkowo lotne frak¬ cje weglowodorowe, które jesH ogrzeje sie je przed rozpaleniem, uchodza z gazami odlotowymi. Pro¬ blem wystepuje w szczególnosci, jesli konieczne"jest wstepne ogrzewanie mieszaniny wsadu z paliwem weglowym. Podawanie paliw weglowych w posta¬ ci nierozdrobnionej do strefy spalania prowadzi do wydzielania dymu niepozadanego ze wzgledu na ochrone srodowiska. Dopalanie lub inne przetrwa- rzanie gazu odlotowego lub tez koksowanie wstep¬ ne paliwa stanowia operacje kosztowne.Sposób wedlug .wynalazku stapiania wsadu szklarskiego lub podobnego, w którym jako zródlo ciepla dla procesu wykorzystuje sie ^spalanie pali¬ wa zawierajacego popiól, polega na tym, ze ciekle lub stale paliwo zawierajace popiól miesza sie w bezposrednim zetknieciu z wsadem szklarskim, do¬ prowadza sie do spalania tego paliwa i ogrzania wsadu, przy czym ilosc paliwa znajdujacego sie w mieszaninie utrzymuje sie na poziomie wystar¬ czajacym do wstepnego ogrzania wsadu do tempe¬ ratury nieco nizszej od temperatury stapiania przed ostatecznym etapem uplynnienia, albo ilosc- paliwa utrzymuje sie na poziomie wystarczajacym do dostarczenia wiekszosci ciepla niezbednego w stanie uplynniania, po tym jak wsad osiagnie tem¬ perature nieco nizsza od jego temperatury stapia¬ nia i pozwala sie na pozostanie popiolu ze spalo¬ nego paliwa w gotowym produkcie szklanym.W sposobie wedlug wynalazku paliwo zawiera¬ jace popiól (np. wegiel) wykorzystuje sie jako za¬ sadnicze zródlo energii dla procesu wytopu, uni¬ kajac jednoczesnie problemów zwiazanych z obec¬ noscia popiolu/Zawierajace popiól paliwo spala sie w periodycznym procesie wstepnego ogrzewa¬ nia wsadu w procesie wytopu, przy czym popiól laczy sie z wsadem, wsad i paliwo nalezy poda¬ wac zmieszane do etapu wstepnego ogrzewania, aby zapewnic równomierne rozprowadzenie popiolu we wsadzie i bliski kontakt paliwa i wsadu w czasie spalania. Proces spalania w etapie wstepnego ogrzewania podtrzymuje sie podajac utleniacz, ko¬ rzystnie zasadniczo czysty tlen do strefy spalania.W etapie tym ewentualnie miesza sie material, aby polepszyc kontakt pomiedzy wsadem i spala¬ jacym sie paliwem.v Ogrzana mieszanina wsadu i popiolu, korzystnie wciaz w postaci sproszkowa¬ nej, przechodzi do nastepnego etapu, w_ którym mieszanina przechodzi w stan ciekly.Znaczna czesc calkowitego zapotrzebowania ener¬ getycznego na proces wytopu mozna zaspokoic ta¬ nim paliwem, takim jak^ wegiel, podgrzewajac wsad do temperatury nieznacznie nizszej od tem¬ peratury, w której zachodzi stapianie. Podajac na etap topnienia prawie homogeniczna mieszanine wsadu i popiolu otrzymuje sie substancje ciekla o jednorodnym skladzie mimo wprowadzenia znacznej ilosci popiolu. W ten sposób rozwiazuje sie jeden z problemów zwiazanych ze stosowaniem paliwa zawierajacego popiól, takiego jak wegiel.Dzieki spalaniu paliwa w kontakcie ze wsadem, 5 przez co unika sie porywania popialu z gazem od¬ lotowym i tworzenia zuzla na wewnetrznych scian¬ kach zbiornika,- unika sie równiez problemów z zanieczyszczeniem srodowiska i uszkodzeniami pie¬ ca, istotnych przy procesach wytopu. Sposób we- 10 dlug wynalazku jest szczególnie korzystny w przy¬ padku procesów wytopu, i im podobnych, w któ¬ rych istotna jest jednorodnosc skladu, dzieki unik¬ nieciu splywu zuzla do stopionej mieszaniny. Spo¬ sobem tym mozna wytwarzac nawet trudne do 15 ujednorodnienia szkla, takie jak szklo okienne so¬ dowo-wapniowo-krzemowe, spelniajace .wysokie normy jakosci optycznej. Zaleta jest takze fakt, ze nie jest konieczne aglomerowanie wsadu.W sposobie wedlug wynalazku mozna kontrolo- 20 wac doplyw i. temperature tlenu na etapie wstep¬ nego ogrzewania w taki sposób, aby jako produkt spalania paMwa wytworzyc znaczne ilosci tlenku wegla. Tlenek wegla przesyla sie do nastepnego etapu, czyli etapu stapiania, gdzie stanowi on 25^ przynajmniej czesc spalanego paliwa. Alternatyw¬ nie spalanie w pierwszym etapie moze byc niecal¬ kowite, na skutek czego pewna ilosc paliwa moze przejsc wraz ze wsadem do nastepnego etapu, w którym stanowi co najmniej czesc potrzebnego tam 30 paliwa.Aby móc stosowac wyzsze temperatury na eta¬ pie wstepnego ogrzewania i zwiekszyc ilosd wy¬ twarzanego tlenku wegla, latwotopliwe skladniki wsadu mozna pominac w pierwszym etapie i wpro- 35 wadzic w drugim lub nastepnym etapie.Usuwajac zródlo sodu (np. weglan sodowy) z wsadu szkla sodowo-wapniowo-krzemowego moz¬ na w pierwszym etapie zastosowac temperatury wystarczajaco wysokie do kalcynacji weglanów, ta- 40 kich jak wapien i dolomit, i do wytworzenia tlen¬ ku wegla. Przetwarzajac w pierwszym etapie wy¬ lacznie zródlo krzemu (piasek) mozna tam stoso¬ wac bardzo wysokie temperatury i otrzymywac wielkie ilosci tlenku wegla. 45 Na etapie przechodzenia fazy stalej w ciekla nastepuje kolejny, trzeci etap, w którym równiez moga zachodzic procesy stapiania. Gdy wsad jest zmieszany z paliwem, mozliwy jest niecalkowity kontakt paliwa z utleniaczem na etapie stapiania w lub tez obecnosc nadmiaru paliwa, wskutek czego stopiona substancja moze opuscic etap drugi w formie zredukowanej. W tym przypadku trzeci etap przewiduje uzycie srodków ponownie utlenia¬ jacych stopiona substancje, na przyklad podpo- 55 wiefzchniowego spalania plomieniem bogatym w tlen lub barbotowania srodka utleniajacego^Cnajle- piej tlenu) przez substancje stopiona. Powtórne utle-, nianie zapobiega w szczególnosci zabarwieniu sie, przezroczystego szkla. Niepozadanego zabarwienia 60 przezroczystego szkla jonami zelaza i siarki mozna uniknac utleniajac jkwtórnie substancje stopiona w trzecim etapie.^SJcladniki chemiczne popiolu z wegla odpowiada¬ ja w zasadzie skladnikom wiekszosci szkiel, stad 65 szkla moga wchlonac pewne ilosci popiolu bez148 248 szkody dla produktu, jesli tylko popiól zostal roz¬ topiony jednorodnie w roztopionej masie. Jednak w przypadku szkiel o wysokich wymaganiach optycznych moga wystapic trudnosci w jednorod¬ nym rozprowadzaniu w szkle powstajacych ilosci 5 popiolu, gdy wegiel stanowi zasadnicze paliwo w konwencjonalnym procesie stapiania. Zaleta spo¬ sobu wedlug wynalazku jest w tej sytuacji sto¬ sowanie wegla jako paliwa w pierwszym, perio¬ dycznym etapie calego procesu stapiania, dzieki 10 czemu wsad miesza sie z popiolem przed przejs¬ ciem w stan ciekly.W periodycznym etapie wstepnego ogrzewania zapotrzebowanie na energie jest mniejsze od lacz¬ nego zapotrzebowania, a wiec mozna uzyc mniej- 15 szej ilosci wegla i powstanie mniej popiolu. Cal¬ kowita wydajnosc etapowego procesu stapiania jest tajca, ze zapotrzebowanie energetyczne calego pro- osu stapiania jest mniejsze, a wiec znów mniej¬ sze jest zuzycie wegla. Wobec tego wegiel moze 20 stanowic najwazniejsze zródlo energii procesu ogrzewania wsadu szklarskiego prawie do tempe¬ ratury stapiania. W niektórych przypadkach we¬ giel moze stanowic najwazniejsze lub jedyne zród¬ lo energii dla calego procesu stapiania. 25 Nowy sposób stosowania paliwa wedlug wyna¬ lazku moze dotyczyc calej ilosci paliwa lub tez .uzupelniac konwencjonalne zródla ciepla. Czesc calkowitego zapotrzebowania na energie cieplna na etapie wstepnego ogrzewania jest istotna, tj. wiek- 3° sza niz w przypadku dotychczas znanych sposo- ^ bów dodawania substancji weglowych jako top¬ ników, barwników lub srodków wiazacych.Uwaza sie, ze dotychczasowe sposoby dodawania substancji weglowych pokrywaly najwyzej 5°/o za- ?5 potrzebowania energetycznego procesu. Ze wzgle¬ dów ekonomicznych wskazane jest, aby zgodnie z nowymi sposobem stosowania paliwa wedlug wy¬ nalazku dostarczac wiekszosc energii niezbednej na etapie wstepnego ogrzewania, a najlepiej cala 40 te energie.Inna cecha korzystnego wykonania wynalazku jest ograniczenie misji produktów niecalkowitego spalania, takich jak dym, sadza lub substancje utleniajace sie z paliwa. W czasie przemieszcza- 45 nia sie wsadu zmieszanego z cieklym lub stalym paliwem w kierunku ogrzewanej strefy tempera¬ tura paliwa stopniowo rosnie i zaczyna ono wy¬ dzielac skladniki lotne i tlic sie przed zapaleniem.Wydzielane skladniki lotne ulegaja eliminacji w 50 procesie wedlug wynalazku, poniewaz na etapie wstepnego ogrzewania plyna w tym samym kie¬ runku, w jakim przemieszcza sie mieszanina wsad-paliwo. We wyspólpradowym przeplywie skladniki lotne z poczatkowych etapów ogrzewa- 55 nia docieraja do strefy spalania, gdzie czesci palne ulegaja spopieleniu. Nie tylko usuwa sie w ten sposób emitowane zanieczyszczenia, ale i ich cie¬ plo spalania wnosi wklad w ogrzewanie substan¬ cji wsadowych. Gaz wylotowy z etapu wstepnego 60 ogrzewania mozna poddac dalszemu spalaniu prze¬ sylajac do nastepnej strefy spalania, na przyklad w etapie stapiania.Wynalazek daje takze inne korzysci zwiazane z ochrona srodowiska. Etapowe prowadzenie pro- & cesu pozwala na uzycie tlenu zamiast powietrza do podtrzymywania spalania. Eliminacja lub zmniejszenie ilosci azotu w spalinach zmniejsza ilosc wytworzonych tlenków azotu (NOx).Przy stosowaniu tlenu zmniejsza sie znacznie objetosc gazu odlotowego, a co za tym idzie, jego predkosc, dzieki czemu gaz porywa mniej czastek rozdrobnionego wsadu. Nieobecnosc azotu powo¬ duje, ze temperatura plomienia jest wyzsza. Uzycie czystego tlenu i calkowita eliminacja powietrza zwieksza te korzysci, ale mozna je osiagnac czes¬ ciowo, w zaleznosci od tego, na ile stezenie tlenu przewyzsza stezenie powietrza.Inne korzysci dla srodowiska wynikaja ze zmniejszenia emisji siarki pochodzacej ze spalania paliw zawierajacych siarke, takich jak wegiel.Kontakt pomiedzy gazami spalinowymi i wsadem (szczególnie Wsadem szklarskim zawierajacym wa¬ pien i podobne substancje) moze doprowadzic do usuniecia tlenków siarki ze strumienia gazowego.AJternatywnie, w sposobie wedlug wynalazku paliwo zawierajace popiól spala sie w etapie wstep¬ nego stapiania wsadu* a wiec jakiekolwiek szklo trzonowe powstajace w wyniku obecnosci popiolu laczy sie jednorodnie ze stapiana substancja. Po¬ niewaz szklo trzonowe laczy sie z produktem w poczatkowym etapie wytopu, produkt moze ulec ujednorodnianiu na tym i nastepnych etapach wy¬ topu.Korzystne sposoby realizacji etapu stapiania wy¬ magaja uzycia nachylonych powierzchni topienia otaczajacych wglebienie, dzieki czemu znaczna czesc wewnetrznej powierzchni zbiornika stanowi stapiajaca sie substancja, która absorbuje popiól lub zuzel. W miare, jak stopiona masa splywa po nachylonych powierzchniach do wylotu, na po¬ wierzchnie te podaje sie wsad. W nastepnym eta¬ pie kontynuuje sie proces stapiania. Niewielka po¬ wierzchnia wykladziny ogniotrwalej wystawiona na dzialanie zuzla podczas stapiania zmniejsza nie¬ bezpieczenstwo erozji zbiornika i intensywnego splywu zuzla do stopionej masy.Wsadzi wegiel lub inne paliwo stale lub ciekle powinny kontaktowac sie ze soba w czasie spala¬ nia paliwa w etapie stapiania. Paliwo i wsad moz¬ na poddawac oddzielnie, ale lepiej jest zmieszac je przed' zaladowaniem. Gdy strefa stapiania ogrze¬ je sie do temperatury zaplonu paliwa, proces spa¬ lania podtrzymuje sie przez dostarczenie do strefy spalania utleniacza, korzystnie czystego tlenu.Alternatywny sposób realizacji sposobu wedlug wynalazku polega na wykorzystaniu palnika spa¬ lajacego w etapie stapiania sproszkowane paliwa stale, takie jak wegiel. Popiól porywany.z gazami zbiera sie na otaczajacych powierzchniach stapia¬ nia i laczy sie ze stopionym wsadem.Wynalazek pozwalaja pelniej zrozumiec rysunki i ponizszy opis wykonania sposobu.Figura 1 przedstawia korzystne urzadzenie do realizacji sposobu, wedlug wynalazku zlozone z pie¬ ca obrotowego etapu wstepnego ogrzewania, czes¬ ciowo w przekroju, obrotowa komore drugiego etapu stapiania i komore trzeciego etapu oczysz¬ czania, a fig. 2 przedstawia powiekszony przekrój poprzeczny urzadzen etapu drugiego i trzeciego,148^2 7 przy czyni w trzecim etapie wykorzystywane jest urzadzenie do spalania podpowierzchniowego.Ponizej podano szczególowy opis sposobu wedlug wynalazku w odniesieniu do przykladu wytopu szkla, dla którego jest on szczególnie uzyteczny. 5 Sposób wedlug wynalazku mozna wykorzystac do produkcji wszystkich rodzajów szkla, wlacznie z okiennym, butelkowym, wlóknem szklanym i szklem wodnym. Oznacza to, ze wynalazek mozna stosowac przy stapianiu innych, podobnych sub- 10 stancji, a w szczególnosci przy stapianiu substan¬ cji mineralnych. Inne przyklady obejmuja: stapia¬ nie szkliw i substancji ceramicznych, stapianie fry- ty i wytop metali z rud.W pierwszym etapie mozna wykorzystac dowol- 15 ne urzadzenia sluzace do kontaktowania gazów z cialami stalymi^ ale korzystnie stosuje sie piec obrotowy 1 przedstawiony na fig. 1. Alternatywne urzadzenia to fluidalny lub cyklonowy rozdzie- lacz/kontaktor, znany ze stanu techniki. Obroto- 2° wy piec stanowi cylindryczna powloka 2 podparta z mozliwoscia obrotu na rolkach 3 i tworzaca pe¬ wien niewielki kat z poziomem. Odpowiedni mo¬ ze tu byc cylinder metalowy z pojedyncza scian¬ ka, taki jak na rysunku, chociaz lepsza sprawnosc 25 cieplna mozna osiagnac stosujac wykladzine ognio¬ trwala lub cylinder metalowy z podwójnymi scian¬ kami i izolacja pomiedzy sciankami.Stala obudowa wlotu 4 zamyka wlot do pieca obrotowego. Przez scianke obudowy przechodzi ka- 3° nal zasilajacy 5 kierujacy rozdrobniony wsad z urzadzenia dozujacego 6 do pieca obrotowego. Wsad B moze byc zmieszany z paliwem przed zalado¬ waniem do pieca, lub tez paliwo i wsad mozna podawac do pieca obrotowego oddzielnie, a miesza- & nie w takim przypadku bedzie nastepowalo w sa- / mym piecu. Gaz utleniajacy fop. powietrze, a ko¬ rzystnie tlen) dostarcza sie do pieca przewodem 7 przechodzacym przez scianke obudowy wlotu 4.Przewód 7 powinien wchodzic do pieca na taka 40 glebokosc, aby strefa spalania powstawala w pew¬ nej odleglosci od miejsca podawania wsadu. Sub¬ stancje wsadowe zawierajace zwiazki tlenowe, ta¬ kie jak weglany, moga dostarczac czesci tlenu pod¬ trzymujacego spalanie. Jest to korzystne, poniewaz 45 prowadzi do usuniecia dwutlenku wegla przed stopieniem wsadu. Po stopieniu wsadu wydziele¬ nie dwutlenku wegla prowadziloby do powstania w roztopie trudnych do usuniecia pecherzyków.Zgodnie zJkorzystnym sposoljem realizacji pro- so dukty spalania plyna wspólpradowo ze wsadem do urzadzenia stapiajacego 8 drugiego etapu przez zamkniecie wylotowe 9 laczace urzadzenia obu etapów. Urzadzenie stapiajace drugiego etapu 8 sklada sie ze zbiornika 10 zamknietego ogniotrwala 35 pokrywa 11, która ma co najmniej jeden otwór.Przez otwór ten przechodzi co najmniej jeden prze¬ wód 12t Dalsza faza przetwarzania nastepuje w zbiorniku 13, do którego splywa stopiony wsad, aby mogla sie w nim odbyc Tafinacja stopu. «o Zaplon w strefie spalania moze inicjowac po¬ mocnicze urzadzenie ogrzewajace, takie jak palnik wprowadzany na pewien czas do pieca. Gdy pali¬ wo kontaktujace sie ze wsadem ulegnie juz zapa¬ leniu, strefe spalania mozna utrzymac w okreslo- «5 8 nym obszarze pieca obrotowego sterujac nateze¬ niem doplywu tlenu i predkoscia z jaka wsad' i paliwo przemieszczaja sie wzdluz pieca. Substan¬ cje -stale i. gazy przemieszczaja sie wzdluz pieca wspólpradowo, dzieki czemu substancje lotne od¬ pedzane w fazie poczatkowej z paliwa przechodza do strefy spalania i ulegaja spopieleniu. Choc nie jest to korzystne, gaz i wsad w piecu obrotowym lub innym podgrzewaczu wstepnym moga plynac w przeciwpradzie. W tym przypadku konieczne moze byc zastosowanie srodków oczyszczajacych gazy wylotowe w stopniu odpowiadajacym wyma¬ ganiom ochrony srodowiska, na przyklad odpy- laozy workowych. Czesc gazów wylotowych mozna zawrócic do strefy spalania badz do etapu wstep¬ nego ogrzewania lub do etapu stapiania, aby unik¬ nac z niego czesci palne.Innym sposobem obróbki gazów wylotowych, i odzyskania ciepla jest zetkniecie gazów wyloto¬ wych z wsadem w dodatkowym etapie wstepnego ogrzewania. Mieszanina wsadowa zawierajaca we¬ glany (np. wapien) przydatna jest do usuwania tlenków siarki z gazów wylotowych.Szczególnie* korzystny sposób realizacji drugiego etapu przedstawiono na fig. 2 i jest on zgodny z zaleceniami opisu patentowego Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 4 381 934 oraz zgloszenia paten¬ towego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 661 267..W drugim etapie zachodzi ^stapianie wsadu na na¬ chylonych powierzchniach stapiajacych. Umiesz¬ czony na nich wsad ulega stopieniu i jako cienka warstewka splywa szybko z nachylonej powierzchni.Pokazane na figurze 2 urzadzenie stapiajace 8 jest korzystnym urzadzeniem do realizacji sposobu wedlug powyzszych opisów patentowych. W urza¬ dzeniu 8 sa nachylone powierzchnie otaczajace cen¬ tralne wglebienie, a caly zbiornik 10 obraca sie wokól osi pionowej. Obrotowy zbiornik id" daje pewne korzysci z punktu widzenia sposobu wedlug wynalazku, i ogólnej wydajnosci procesów stapia¬ nia, ale nalezy miec na uwadze, ze wynalazek w szerszym rozumieniu nie jest ograniczony do obro¬ towego urzadzenia do stapiania.Oddzielenie etapu stapiania od pozostalych eta¬ pów procesu zapewnia wyzsza sprawnosc energe¬ tyczna kazdego z etapów procesu optymalizujac warunki na kazdym etapie i dostosowujac je do szczególnych wytnogów kazdego z etapów.Dodatkowe korzysci osiaga sie przez otaczanie strefy ogrzewania substancja wsadowa i izolacja cieplna strefy stapiania warstwa izolujaca wsadu lub innej odpowiedniej substancji. Ze wzgledu na sprawnosc energetyczna procesu etapowego i zuzy¬ wanie tylko czesci energii niezbednej dla procesu stapiania na etapie stapiania, ilosc energii zuzywa¬ nej na tym etapie jest wzglednie mala, co pozwala na wydajne zastosowanie róznych zródel ciepla.Zalecane jest ogrzewanie weglem, szczególnie przy uzyciu tlenu, mozna takze wykorzystac ener¬ gie elektryczna w postaci luku elektrycznego lub palnika plazmowego. Wegiel lub inne paliwo stale moze stanowic calosc lub czesc paliwa uzywanego w drugim etapie, przy czym moze to byc czescio¬ wo paliwo niewykorzystane w etapie pierwszym.Jesli w pierwszym etapie wytwarza sie tlenek we-148 248 9 gla, to gazy wylotowe z pierwszego etapu przesyla sie do etapu drugiego, gdzie moga one pokryc istotna czesc zapotrzebowania energetycznego.Zgodnie z fig. 2 urzadzenie stapiajace drugiego etapu 8 obejmuja cylindryczny zbiornik 10, który moze byc stalowym bebnem. Zbiornik 10 jest za¬ wieszony na obrotowej ramie 14, obracanej wokól pionawej osi odpowiadajacej osi symetrii zbiorni¬ ka na licznych walkach podtrzymujacych 15 i na- stawczych 16. Dolna czesc 17 zbiornika stanowi osiowo osadzona pierscieniowa tuleja 18 bedaca glównym wylotem stopionego wsadu 19. Tuleja 18 sklada sie z licznych fragmentów ceramicznych, a dolna czesc 17 jest rozlacznie przymocowana do pozostalej czesci zbiornika 10, co ulatwia wymiane pierscieniowej tulei 18.Pokrywa ogniotrwala 11 korzystnie w postaci kopuly, jest podtrzymywana stala, otaczajaca ja rama 20. Pokrywa 11 ma co najmniej jeden otwór, przez który przechodzi co najmniej jeden przewód 12 dostarczajacy albo ochlodzony gaz, albo stano¬ wi palnik lub moze byc przewodem zasilajacym w tlen lub innym czynnikiem utleniajacym pod¬ trzymujacym spalanie paliwa dostarczanego do komory stapiania. Jesli paliwo dostarcza sie z eta¬ pu pierwszego, to przewód 12 moze sluzyc do do¬ starczania tlenu lub podobnego gazu do zbiornika po osiagnieciu temperatury zaplonu. W uzupelnie¬ niu energii dostarczanej przez paliwo z pierwsze¬ go etapu czesc ciepla do etapu stapiania moze przechodzic ewentualnie z konwencjonalnego pal¬ nika lub innego zródla ciepla. Przewód 12 moze byc, jak to pokazano, umieszczony centralnie, aby zapelniac tlenem caly zbiornik, lub tez moze byc umieszczony pod katem niecentralnie, aby kiero¬ wac tlen i/lub paliwo na stapiana warstwe.Pokrywa 11 ma otwór 21 do podawania wsadu do etapu stapiania, a takze jak to pokazano na fig. 2, koniec pieca obrotowego 1 moze byc wypo¬ sazony w zamkniecie wylotowe z rynna zsypowa kierujaca wsad do etapu stapiania. Regulowany defektor 22 na koncu rynny zsypowej moze kie¬ rowac strumien wsadu na sciany boczne zbiorni¬ ka 10.Wnetrze zbiornika 10 pokrywa stala warstwa rozdrobnionej masy 23 sluzacej za izolacje zbior¬ nika 10 przed wysoka temperatura wnetrza. W tych zastosowaniach, gdzie konieczne jest unikniecie za¬ nieczyszczenia produktu, warstwa 23 powinna miec taki sam sklad, jak wsad. Przed rozpoczeciem pro-*- cesu stapiania warstwe 23 umieszcza sie w piecu przez podawanie / do niego sypkiej sproszkowanej masy, na przyklad substancji wsadowej i obraca¬ nie zbiornika 10. Sypka substancja uklada sie na powierzchni paraboloidalnej, jak to pokazano na fig. 2.Sproszkowana substancje mozna zwilzyc, na-przy¬ klada woda w pierwszym etapie tworzenia wyloze¬ nia, aby ulatwic przywieranie warstwy 23 do scia¬ nek. Gdy warstwa 23 jest masa wsadowa, to nie musi ona zawierac paliwa wprowadzanego pózniej do wsadu. Inne niewielkie róznice pomiedzy wkla¬ dem warstwy 23 i wsadem sa dopuszczalne i za¬ leza od wymagan konkretnego procesu.W czasie operacji stapiania strumien wsadu po- 10 dawany do etapu stapiania 8 jest rozprowadzany na powierzchni trwalego wylozenia 23, ogrzaniu cieplem spalania w zbiorniku 10 i stopieniu, two¬ rzac przejsciowa warstwe 24 splywajaca na dno 5 zbiornika i przeplywajaca przez otwór 19 w tulei 18. Stopiona substancja 25 splywa z urzadzenia stapiajacego drugiego etapu 8 do zbiornika 13, w którym nastepuje dalsze przetwarzanie. W ten spo¬ sób mozna wydajnie prowadzic wstepny etap sta- io piania wsadu, poniewaz wsad natychmiast po sto¬ pieniu odplywa z sasiedztwa zródla ciepla i jest w sposób ciagly uzupelniany swiezym wsadem, dzieki czemu wystepuje duza róznica temperatur i duza szybkosc wymiany ciepla w 2biomiku. Sta- is le uzupelnianie wzglednie chlodnym, swiezym wsa¬ dem, oraz izolujace wlasciwosci wylozenia chronia zbiornik przed uszkodzeniem mitmo braku ze¬ wnetrznego, wymuszonego ochlodzenia zbiornika.Stala warstwa 23 stanowi izolacje cieplna i slu- 20 zy jako nie zanieczyszczajaca powierzchnia kon¬ taktowa dla przejsciowej, stopionej warstwy 24.Najkorzystniej powinna ona zawierac jeden lub wiecej skladników wsadu. Przewodnictwo cieplne wylozenia powinno byc wzglednie niskie, aby na- 25 kladac warstwe racjonalnej grubosci i nie stoso¬ wac nieekonomicznego, wymuszonego chlodzenia zewnetrznej strony zbiornika. Zwykle granulowany lub sproszkowany wsad jest dobrym izolatorem cieplnym, ale w niektórych przypadkach mozliwe 30 bedzie uzycie zwiazków posrednich lub produktów procesu stapiania jako niezanieczyszczajacych, trwalych warstw. Na przyklad, w procesie wytwa¬ rzania szkla sproszkowana stluczka (braki) moze tworzyc trwala warstwe, chociaz grubosc warstwy 38 bedzie musiala byc wieksza ze wzgledu na wyzsze przewodnictwo cieplne szkla w porównaniu z wsa¬ dem szklarskim. Z kolei w procesach metalurgicz¬ nych uzycie metalicznego produktu do tworzenia trwalej warstwy wymagaloby formowania war- 40 stwy o znacznej grubosci dla zapewnienia cieplnej ochrony zbiornika, ale niektóre rudy moga nada¬ wac sie dobrze na warstwy izolacyjne.Opisany powyzej zalecany sposób realizacji eta¬ pu stapiania uwzglednia rotacje wylozenia wokól 45 centralnego otworu, ale nalezy rozumiec, ze spo¬ sób wedlug wynalazku obejmuje takze zastoso¬ wania, w których wylozenie otacza obrotowy, ogrzewany otwór. Sposób wedlug wynalazku obej¬ muje dodatkowo zastosowania, w których wyloze- *° nie spoczywa na pochylonych sciankach, ale nie otacza zródla ciepla pie). Przyklady takich procesów sa objasnione w wymienionych powyzej opisach patentowych.Jako utleniacza uzywa sie powietrza, ale ko- M rzystnie stosuje sie tlen (to jest gaz o wyzszym ste¬ zeniu tlenu niz w powietrzu), co* zmniejsza obje¬ tosc gazów w procesie. W rezultacie narzadzenia pierwszego i drugiego etapu moga byc bardziej zwarte, poniewaz strumien gazów wylotowych'ma •° wzglednie male natezenie i wysoka temperature.Usuniecie azotu z ukladu podwyzsza takze emisyj- nosc plomienia, a wiec przyspiesza wymiane cie¬ pla. Intensywny strumien ciepla spalania zwiazany z uzyciem tlenu zgodny Jest z korzystnym sposobem * realizacji drugiego etapu ze wzgledu na ochrone148 248 11 12 termiczna i wydajna wymiane ciepla zwiazana z otaczajacym wylozeniem.Temperatura osiagana w etapie wstepnego ogrze¬ wania zalezy od intensywnosci spalania, która z kolei zalezy od ilosci dostarczonego, paliwa i tlenu.Nawet niezbyt intensywne spalanie jest korzystne ze wzgledu na cieplo przekazywane wsadowi.Korzystnie ilosc ciepla zwiazana ze spalaniem w pierwszym etapie podwyzsza temperature wsadu prawie do temperatury stapiania skladników wsa¬ du, gdy wsad przestaje byc sypki. Na przyklad, typowy wsad do wytopu szkla okiennego zawie¬ rajacy znaczne ilosci weglanu sodowego moze ogrzac do temperatury nieco nizszej od tempera¬ tury topnienia weglanu sodowego (851°C), a ko¬ rzystnie jeszcze nieco nizszej, aby zapobiec zale¬ pianiu sie pieca obrotowego. Jedna z mozliwosci jest pominiecie wzglednie latwo topliwych sklad¬ ników wsadu podawanego do pierwszego etapu i podawanie ich bezposrednio, do etapu drugiego, dzieki czemu w pierwszym etapie dopuszczalne sa wyzsze temperatury. Korzystne jest, zeby w tem¬ peraturach powyzej 870°C weglany wapnia i mag¬ nezu, typowe skladniki wsadu szklarskiego, ulega¬ ly kalcyiiacji, czyli rozkladowi z uwolnieniem dwu¬ tlenku wegla. Usuniecie dwutlenku wegla w cza¬ sie, gdy substancje wsadowe sa jeszcze w stanie starym jest korzystne, poniewaz chroni przed two¬ rzeniem sie pecherzyków dwutlenku wegla w roz¬ topionej masie. We wstepnym ogrzewaczu moga panowac nawet wyzsze temperatury, jesli substan¬ cja ogrzewana w tym etapie sklada sie z najtrud¬ niej topliwych skladników wsadu, . a pozostale skladniki dodaje sie w nastepnym etapie. Na przy¬ klad, ogrzewanie samego piasku pozwala w czasie wstepnego ogrzewania na przekroczenie tempera¬ tury 1000°C. Mozna zapewnic oddzielenie, urzadze¬ nia wstepnego ogrzewania dla kazdego skladnika nie wchodzacego do etapu pierwszego. Niektóre ze skladników wsadu, np. weglan sodowy i wodoro¬ tlenek sodowy," mozna podawac w drugim etapie w postaci stopionej. Moze byc równiez wskazane podawanie' stluczki bezposrednio w drugim etapie, gdy w pierwszym stosuje sie wzglednie wysokie temperatury. W tym przypadku mozna wstepnie ogrzac stluczke gazami wylotowymi.W przypadku wiekszosci temperatur pracy spa¬ lanie w pierwszym etapie prowadzi do powstania pewnej ilosci tlenku wegla, jesli ilosc dostarczane¬ go tlenu nie wystarcza do calkowitego spalania paliwa. Gazy wylotowe z pierwszego etapu mozna wiec przeslac do drugiego etapu, gdzie obecny w nich tlenek wegla, spalany z dodatkowa iloscia tle¬ nu, stanowi czesc lub calosc paliwa potrzebnego w tym tapie. Zawartosc tlenku wegla w produk¬ tach spalania rosnie, a zawartosc dwutlenku wegla maleje ze wzrostem temperatury. Aby wiec wy¬ tworzyc znaczna ilosc tlenku wegla jako paliwa dla drugiego etapu, nalezy w pierwszym etapie stosowac temperatury przekraczajace okolo 9000°C.Jesli w pierwszym etapie wystepuje dostateczna ilosc paliwa i niedostateczna ilosc tlenu, to cale zapotrzebowanie na paliwo w drugim etapie moz¬ na zaspokoic tlenkiem wegla z pierwszego etapu.Spalanie paliwa do tlenku wegla uwalnia okolo jednej trzeciej ciepla spalania, a reszta wydziela sie przy spalaniu tlenku wegla do dwutlenku. Do¬ bierajac wiec ilosc tlenku wegla, który ma byc wytwarzany w pierwszym etapie, nalezy uwzgled- 5 nic wzgledne zapotrzebowanie energetyczne pierw¬ szego i drugiego etapu.Na przyklad wsad szklarski moze w pierwszym etapie wstepnego ogrzewania zuzyc dwukrotnie wiecej energii, niz w etapie stapiania, tak wiec wy¬ twarzanie w pierwszym etapie wylacznie dwutlen¬ ku wegla moze nie byc postepowaniem korzyst¬ nym z energetycznego punktu widzenia. Ogrzewa¬ jac pelny wsad do produkcji szkla okiennego moz¬ na osiagnac odpowiedni rozklad wydajnosci ciepl¬ nej paliwa, wytwarzajac w pierwszym etapie gaz zawierajacy okolo 50% molowych tlenku wegla i 50% molowych dwutlenku wegla.Korzyscia plynaca z zastosowania sposobu we¬ dlug wynalazku jest mozliwosc wykorzystania we¬ gla, wystepujacego w niektórych regionach w du¬ zych ilosciach i majacego wzglednie niska cene.Jednak mozna tu z korzyscia uzyc paliw innych, na przyklad oleju opalowego, mialu koksowego, koksu naftowego, torfu, wegla brunatnego, oleju lupkowego, trocin, bagassy i makulatury. Ciekle produkty naftowe, takie jak olej opalowy, zwil¬ zaja wsad i zapobiegaja pyleniu i porywaniu pylu z gazami wylotowymi.Ze wzgledów ekonomicznych najlepszym pali¬ wem jest wegiel, a w szczególnosci wegiel ka¬ mienny. Wartosc opalowa typowego, pensylwan¬ skiego wegla kamiennego wynosi od 25,5 do 34,8 MJ/kg przy zawartosci popiolu od 3*/» do 9% wa¬ gowych w zaleznosci od zródla. Proces stapiania szkla prowadzony wydajnie, spalajacy w palnikach górnych w piecu regeneracyjnym gaz ziemny lub olej opalowy zuzywa co najmniej od okolo 7 do 8 MJ/kg wytwarzanego szkla. Biorac pod uwage przykladowy wegiel pensylwanski o wartosci opa¬ lowej okolo 32 MJ/kg i zawartosci popiolu okolo 7°/o wagowych mozna obliczyc, ze spalanie takiego wegla w konwencjonalnym piecu szklarskim, w ilosci zaspokajajacej potrzeby energetyczne wyto¬ pu, spowodowaloby powstanie zbyt wielkiej ilosci popiolu. Opisany powyzej proces stapiania zuzywa okolo 2,3 do 3,5 MJ/kg produktu. Przy takim po¬ ziomie zuzycia energii potrzeba znacznie mniejszej ilosci wegla dla zaspokojenia potrzeb energetycz¬ nych, dzieki czemu ilosc popiolu wprowadzanego do roztopu nie przekracza poziomu dopuszczalnego nawet przy produkcji szkla okiennego7wysokiej ja¬ kosci.Ilosc uzytego wegla zalezy od temperatury jaka chce sie osiagnac w etapie wstepnego ogrzewania i od wartosci opalowej danego gatunku wegla, co z kolei zalezy od zawartosci w nim wegla pier¬ wiastkowego. Poniewaz spalanie moze byc niezu¬ pelne, gdyz do czesci wegla moze nie dotrzec tlen, zalecane jest stosowanie niewielkiego nadmiaru wegla w porównaniu z iloscia wymagana teore¬ tycznie. Przykladowo, od okolo 26/o do okolo 3f°/o wagowych opisanego powyzej wegla pensylwan¬ skiego po zmieszaniu z wsadem do produkcji szkla okiennego ogrzewa wstepnie wsad do temperatu¬ ry od okolo 550°C do okolo 650°C przy spalaniu 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60148 248 13 z nadmiarem tlenu. W tym przypadku powstaje niewiele tlenku wegla. Innym przykladem jest wsad do produkcji szkla okiennego, w którym w pierw¬ szym etapie pominieto weglan sodowy (sklada sie wiec glównie z piasku, wapienia i dolomitu), i któ¬ ry po dodaniu od okolo (P/t do okolo 10Vo wago¬ wych wegla ogrzewa sie wstepnie przy spalaniu paliwa do temperatury od okolo 1100°C do okolo 1300°C. Znaczna ilosc wapienia i dolomitu ulega kalcynacji i jesli dostarczano ograniczona ilosc tlenu, strumien gazów spalinowych zawiera wiecej tlenku niz dwutlenku wegla. Wegiel mozna zasta¬ pic innymi paliwami weglowymi w ilosci okres¬ lonej ich wartosciami opalowymi.Nalezy miec na uwadze, ze chociaz paliwo w kontakcie ze wsadem moze dostarczyc wiekszosc, a korzystnie calosc energii niezbednej w etapie wstepnego ogrzewania, to czesciowe korzysci osiaga sie równiez stosujac mniejsze ilosci paliwa poda¬ wane ze wsadem. W takim przypadku czesc ener- gii moze dostarczac w etapie wstepnego ogrzewania konwencjonalny palnik. W instalacjach, w których gaz plynie w przeciwpradzie do wsadu przy wstepnym ogrzewaniu, gazy wylotowe doplywaja¬ ce z etapu stapiania moga dostarczac czesci ener¬ gii do wstepnego ogrzewania.Stale paliwa,"takie jak wegiel, przed zmiesza¬ niem ze wsadem powinny byc dokladnie rozdrob¬ nione. Ziarna wegla powinny przechodzic przez si¬ to o otworach 0,250 mm, a korzystnie przez sito o otworach 0,074 mm. Temperatura zaplonu róznych gatunków wegla jest nieco rózna, ale utlenianie typowego wegla kamiennego moze rozpoczynac sie w temperaturze okolo 170°C, a spalanie, przy za¬ silaniu czystym tlenem, utrzymuje sie samo w temperaturach powyzej 250°C.Typowy sklad popiolu powstalego z 25 czesci wagowych wegla jest nastepujacy: czesci wagowe SiO* 1,2 A120, 0,6 Fe2Oa 0,27 CaO 0,1 Na iK 0,5 Widac, ze skladniki popiolu sa zgodne ze sklad¬ nikami szkla okiennego sodowo-wapniowo-krzemo- wego, które moze miec nastepujacy sklad: •/o wagowe Si02 72—74 AlgO, 0—2 Na20 12—15 K20 0—1 MgO 3—5 CaO 8—10 v Fe2Ot 0—0,2 SO, -" 0—0,5 Szklo sodowo-wapniowo-krzemowe powyzszego typu ma zwykle lepkosc co najmniej 10 Pa»s w temperaturze 1425°C.Temperatura, w której wsad ulega stopieniu w drugim etapie, zalezy od skladu wsadu, a w szczególnosci od ilosci i temperatury topnienia naj¬ latwiej topliwych skladników. We wsadzie szklar¬ skim najpospolitszym latwo itopliwym skladnikiem 14 jest weglan sodowy o temperaturze topnienia 851°C.W praktyce wiadomo, ze przemyslowe wsady szklarskie stapiaja sie w nieco wyzszej temperatu¬ rze, okolo 1090°C do okolo 1150°C. Cieplo etapu 5 stapiania moze podniesc nieco wyzej temperature roztopu, a wiec wsad stopiony odplywajacy z urza¬ dzenia stapiajacego ma temperature rzedu 1260°C, ale zwykle nie przekracza ona 1320°C. Taka tem¬ peratura i krótki czas przebywania w zbiorniku do 10 stapiania rzadko wystarczaja do tego, aby zakon¬ czyly sie zlozone reakcje chemiczne i przemiany fizyczne procesu stapiania. W zwiazku z tym sto¬ piona substancja przechodzi do trzeciego etapu tzw. rafinacji 13 bedacego dalszym etapem proce- 15 su wytopu.W przypadku szkla obróbka w strefie rafinacji wymaga podniesienia temperatury stopionej sub¬ stancji w celu ulatwienia stopnia pozostalych ziarn piasku i usuniecia inkluzji gazowych z roztopionej 20 masy. Rafinacja szkla okiennego wymaga tempera¬ tury od okolo 1370°C do okolo 1510°C. Inna poza¬ dana operacja, która imozna prowadzic w tym eta¬ pie, jest mieszanie stopionej substancji w celu jej ujednorodnienia. Jesli poza tym wsad ulegl stopie- 25 niu w warunkach redukujacych i przechodzi do etapu rafinacji w stanie zredukowanym, to nie¬ kiedy potrzebne jest powtórne utlenienie roztopio¬ nej masy.Funkcja etapu rafinacji prowadzonego sposobem 80 wedlug wynalazku jest wprowadzenie do roztopio¬ nej masy srodka utleniajacego. Wszystkie wymie¬ nione cele osiaga sie przy zalecanym sposobie rea¬ lizacji pokazanym na fig. 2. Energiczne mieszanie w etapie rafinacji sprzyja nie tylko zmianie stanu 35 utleniania roztopionej masy, ale takze dodawaniu barwników, stluczki lub wzglednie latwo topliwych dodatków zmieniajacych sklad. Mozna dzieki temu wytwarzac róznorodne produkty.Zalecany sposób realizacji etapu rafinacji pokaza- 40 ny na fig. 2 wykorzystuje podpowierzchniowy pro¬ ces spalania w obu komorach. Do niektórych za¬ stosowan wystarcza rafinacja jednokomorowa, ale proces wytwarzania szkla okiennego musi byc pro¬ wadzony w dwóch komorach podpowierzchniowego 45 spalania 26 i 27 ze zbiornikami stopionej substan¬ cji 28 i 29. Komory sa zaopatrzone w rury tlocza¬ ce tlen 30 i 31 oraz chlodzone woda palniki 32 i 33 umieszczone ponizej poziomu stopu. Podpo- wierzchniowy przewezony otwór 34 pozwala sub- 50 stancji przeplywac z komory 26 do komory 27.Otwór 35 w górnej czesci komory 26 umozliwia splywanie stopionej substancji^ z etapu stapiania do komary 26.Gazy wylotowe z etapu stapiania 8 i pierwszego 55 etapu 1 moga wplywac przez otwór 35 do etapu rafinacji. W górnej czesci komory 26 moze znajdo¬ wac sie otwór wylotowy (nie pokazany na fig. 2).Komora 27 ma w górnej czesci otwór wylotowy gazów 36. 60 Paliwo, takie jak gaz ziemny, i utleniacz, ko¬ rzystnie tlen, podaje sie do palników 32 i 33, a spalanie zachodzi przy zetknieciu strumienia ga¬ zów ze zbiornikami roztopionej masy 28 i 29. In¬ nym paliwem, które mozna stosowac w palnikach 85 podpowierzchniowych, jest wodór, poniewaz pro-148 248 15 duktem jego spalania jest woda, dobrze rozpusz¬ czalna w stopionym szkle. Stosowanie tlenu jako utleniacza jest korzystne, poniewaz unika sie w ten sposób wprowadzania do roztopu azotu z po¬ wietrza, zle rozpuszczalnego w stopionym szkle.Uzycie rozcienczonego tlenu polepsza takze kon¬ takt pomiedzy tlenem i zredukowanymi skladni¬ kami roztopionej masy. Do palników mozna podac nadmiar utleniacza, w porównaniu z iloscia paliwa, aby poprawic stopien utleniania stopionej substan¬ cji wchodzacej do etapu rafinacji. Alternatywnie, jesli stopiona substancja wchodzaca dó etapu rafi¬ nacji zawiera dostateczna ilosc niezuzytego wegla, lut* jesli podnoszenie temperatury roztopu nie jest Konieczne, do zbiorników substancji stopionej 28 i 29 mozna tloczyc tylko tlen, jedynie w celu po¬ wtórnego utleniania wsadu.Utleniacz mozna podawac z pominieciem podpo- wierzchniowych palników, na przyklad rurami tlo¬ czacymi 30 i 31. Korzystne jest jednoczesne wy¬ korzystanie barbotazu tlenowego i podpowierzch- niowego spalania. Palniki mozna przystosowac do tloczenia strumienia babelków utleniacza ro roz¬ topu, co wplywa na wzrost powierzchni roztopu z utleniaczem, a energiczne mieszanie spowodowa¬ ne podpowierzchniowym spalaniem sprzyja rozpro¬ wadzeniu pecherzyków utleniacza w roztopionej masie. Podpowierzchniowe, spalanie powoduje takze ujednorodnienia roztopionej masy.Nadmiar utleniacza dostarczanego do etapu ra¬ finacji zalezy od konkretnych warunków, a wiec od stopnia zredukowania substancji wchodzacej do tego etapu i wymaganego stopnia utleniania produktu koncowego. Czynnikami istotnymi w procesie powtórnego utleniania jest intensywnosc mieszania, rozmiary i ksztalt zbiornika, skutecz¬ nosc kontaktu gaz—ciecz i czas przebywania na etapie rafinacji. Aby osiagnac jednorodne utlenia¬ nie Wymagane w przypadku szkla okiennego, wska¬ zane jest prowadzenie powtórnego utleniania w dwu kolejnych komorach, jak to pokazano na ry¬ sunku, aby zagwarantowac poddanie kazdej por¬ cji roztopu procesowi utleniania w odpowiednim czasie przebywania.W przypadku szkla stan zredukowany objawia sie brazowym zabarwieniem dzieki obecnosci siar¬ ki w postaci siarczków i zelaza. Jesli wytwarza sie szklo bezbarwne, to powtórne utlenianie pro¬ wadzi do podniesienia stopnia utleniania barwia¬ cych jonów, wyrazone stosunkiem Fe+a/Fe+2. Do standardowego handlowego, gatunku bezbarwnegov szkla stosunek ten wynosi od okolo 1,5 do 3,0, przy transmitancji wynoszacej co najmniej 70% (korzystnie co najmniej 80%) dla swiatla o dlu¬ gosci fali 380 nm przy grubosci 6 mm. S^zklo to charakteryzuje sie niekiedy 60% transmitancja dla dlugosci fali 1000 nm (6 nim grubosci). Osia¬ gano znacznie wyzsze stosunki Fe+3/Fe+2 barbotu- jac tlen w stopionym szkle zabarwionym po* czatkowo na ciemnobrazowo. Zanik zabarwienia \w czasie utleniania jest latwo dostrzegalny, a wiec latwo ustalic stopien utleniania na podstawie ob¬ serwacji. Chociaz wegiel moze podwyzszyc 'za¬ wartosc zelaza w roztopie, to powtórne utlenianie pozwala na otrzymanie bezbarwnego szkla. Jed- 16 nak precyzyjne pomiary spektroskopowe przez po¬ równanie ze standardowa transmitancja szkla. mo¬ ga wskazac na koniecznosc zmniejszenia ilosci ze¬ laza dodawanego zwykle celowo (w postaci rózu 5 polerskiego) dla uzyskania zabarwienia.Za komorami powtórnego utleniania moze wy¬ stepowac komora kondycjonujaca, w której pro¬ dukt przebywa przez pewien czas, niezbedny dla ucieczki gazowych inkluzji z roztopionej masy M i ochlodzenia roztopu do temperatury wlasciwej dla dalszego przetwarzania. Stopiona substancja wplywa do komory kondycjonujacejv 37 przez pod- powierzchniowy, przewezony otwór 38. W poka¬ zanyrrr ukladzie czas przebywania w komorze 37 15 przedluza dodatkowo podpowierzchniowa przegro¬ da 39 i górna przegroda 40, wymuszajace skom¬ plikowany przeplyw strumienia roztopu. Przetwo¬ rzony roztop moze opuscic etap rafinacji kanalem 41 prowadzacym na etap formowania lub temu 20 podobne, gdzie w przypadku szkla nadaje sie mu znanymi sposobami postac szyb, wlókien, butelek i podobnych.W alternatywnym sposobie realizacji sposobu wedlug wynalazku paliwo zawierajace popiól spa- 25 la sie w etapie stapiania. Nie jest tu potrzebny etap wstepnego ogrzewania. Oddzielajac etap sta¬ piania od pozostalej czesci procesu wytopu stwa¬ rza sie srodowisko, w którym wieksza czesc, a praktycznie calosc , popiolu zawartego w paliwie 30 moze wejsc w sklad produktu nie szkodzac jedno¬ rodnosci produktu. Szybki odplyw stopionej sub¬ stancji z etapu stapiania wplywa na jej dobre wymieszanie, a przetwarzanie w nastepnych Eta¬ pach poddaje sie stopiony wsad i stopiony zuzel 35 dalszej homogenizacji. Co wiecej, poniewaz sta¬ pianie zachodzi w stosunkowo cienkiej warstwie, paliwo zmieszane ze wsadem ma latwy dostep do tlenu, dzieki czemu spalanie jest w zasadzie cal¬ kowite^ 40 Jak w przypadku innych sposobów realizacji, paliwo mozna podawac do strefy spalania oddziel¬ nie, ale wskazane jest raczej podawanie do eta¬ pu stapiania mieszaniny paliwa i wsadu. Wskaza¬ ne jest takze stosowanie zasilania tlenowego. Nie- 45 calkowite spalanie paliwa w etapie stapiania pro¬ wadzi do podawania do etapu rafinacji czescio*wo zredukowanej stopionej substancji, co moze wy¬ magac poprawki. Tak wiec w tym sposobie reali¬ zacji funkcja etapu rafinacji jest wprowadzanie w do roztopionej masy srodka utleniajacego.Ilosc wegla zuzywanego w strefie^stapiania zalezy oczywiscie od wartosci opalowej danego gatunku wegla, co z kolei zalezy od zawartosci w nim pierwiastkowego wegla. Przy stosowaniu wspom- 55 nianego powyzej wegla pensylwanskiego dodawa¬ nie wegla w ilosci okolo 0% wagowych w stosun¬ ku do wsadu zapewnia teoretycznie cala energie niezbedna w etapie stapiania wsadu do produkcji szkla okiennego. Jednak ze wzgledu na niecalko- m witosc spalania, wynikajaca z braku dostepu tle¬ nu do czesci wegla, wskazane jest stosowanie nie¬ co wiekszej niz teoretycznie wymagana ilosc we¬ gla w przypadku, jesli wegiel ma zapewnic cala energie dla etapu stapiania. Przykladowo, wska- • zane jest dodawanie wegla w ilosci okolo 10%17 148 248 18 wagowych w stosunku do wsadu. Inne niz wegiel paliwa weglowe mozna dodawac w ilosciach okres¬ lanych ich wartosciami opalowymi.Sposób wedlug wynalazku pozwala taze na nie¬ pelne zaspokajanie zapotrzebowania energetyczne¬ go etapu stapiania przez wegiel zawarty we wsa¬ dzie. W takim przypadku czesci energii dostarcza wegiel ze wsadu, a pozostala czesc konwencjonal¬ ny palnik lub inne urzadzenie ogrzewcze w komo¬ rze stapiania.W przykladzie wlasciwym dla alternatywnego sposobu realizacji w ukladzie z fig. 2 bez etapu wstepnego ogrzewania, standardowy, przemyslowy wsad szklarski (bez topników zawierajacych siar¬ ke, takich jak siarczan sodowy techniczny lub gips) zmieszano z 5% do 6% wagowymi wegla i stopiono z Wydajnoscia okolo 6,8 kg na godzine.Wegiel byl jedynym zródlem energii dla etapu stapiania, a stopiony wsad na wejsciu na etap ra¬ finacji byl spieniony i mial kolor brazowy. Kaz¬ da z komór powtórnego utleniania zaopatrzono w pojedynczy palnik podpowierzchniowy i rure tlo¬ czaca. Kazdy z podpowierzchriiowych palników za¬ silano 7 m3 na godzine wodoru i 3,6 m* na go¬ dzine tlenu. Kazda z rur tloczacych zasilano 0,56 m3 na godzine tlenu. Objetosc stopionej substan¬ cji w kazdej z komór wynosila od 0,28 do 0,56 m3, a sredni czas przybywania porcji roztopionej ma¬ sy w etapie rafinacji oceniono na okolo 30 minut.W pierwszej komorze panowala temperatura oko¬ lo 1290°C, a w drugiej okolo 1370°C. Dodatkowy palnik (nie pokazany na fig. 2) w górnej czesci komory 47 sluzyl do gaszenia piany. Szklo odply¬ wajace z etapu rafinacji bylo bezbarwne, niemal pozbawione pecherzyków i utlenione bardziej niz szklo handlowe. Uzyty wsad powinien konwen¬ cjonalnie dac szklo o zawartosci zelaza, w przeli¬ czeniu na Fe203, okolo 0,ll°/o wagowych. Dzieki przeniesieniu pewnej ilosci zelaza z wegla szklo w przykladzie zawieralo 0,16% wagowych wegla.Siarka pochodzaca z wegla powodowala, ze szklo zawieralo 0,063% wagowych S03 bez przeprowa¬ dzenia powtórnego utleniania i mniej niz 0,01% S03 przy powtórnym utlenianiu.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób stapiania wsadu szklarskiego lub po¬ dobnego, w którym jako zródlo ciepla dla proce¬ su wykorzystuje sie spalanie paliwa zawierajace¬ go popiól, znamienny tym, ze ciekle lub stale pa¬ liwo zawierajace popiól miesza sie w bezposred¬ nim zetknieciu z wsadem szklarskim, doprowadza sie do spalenia tego paliwa i ogrzania wsadu, przy czym ilosc paliwa znajdujacego sie w mieszaninie utrzymuje sie na poziomie wystarczajacym do wstepnego ogrzania wsadu do temperatury nieco inizszej od temperatury stapiania przed ostatecz¬ nym etapem uplynnienia, albo ilosc paliwa utrzy¬ muje sie na poziomie ¦ wystarczajacym do dostar¬ czenia wiekszosci ciepla niezbednego w stanie uplynniania, po tym jak wsad osiagnie tempera¬ ture nieco nizsza od jego temperatury stapiania i pozostawia sie popiól ze spalonego paliwa w go¬ towym produkcie szklanym. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo zawierajace popiól spala sie w etapie 5 wstepnego ogrzewania, w którym substancje wsa¬ dowa ogrzewa sie do temperatury nieco nizszej od temperatury stapiania, a w etapie stapiania substancje wsadowa przeprowadza sie w stan cie¬ kly, przy czym paliwo miesza sie ze wsadem przed 10 dostarczeniem go do etapu wstepnego ogrzewania. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze cala energie potrzebna w etapie wstepnego ogrze¬ wania dostarcza sie z paliwem zawierajacym po¬ piól. 15 4. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze w etapie wstepnego ogrzewania substan¬ cje wsadowe miesza sie w zbiorniku obrotowym, w miare jak substancje wsadowe przemieszczaja sie z jednego konca zbiornika obrotowego do dru- 20 giego. 5. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze dla podtrzymania spalania do etapu wstep¬ nego ogrzewania doprowadza sia gaz o stezeniu tlenu wyzszym niz w powietrzu. 25 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze jako zródlo tlenu stosuje sie tlen. 7. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 6, znamienny tym,' ze czesc tlenu do spalania paliwa w etapie wstepnego ogrzewania dostarcza sie w zwiazkach 30 wsadowych zawierajacych tlen. 8. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze w etapie wstepnego ogrzewania substancje wsa¬ dowa transportuje sie we wspólpradzie, a gazy spalinowe w tym etapie przepuszcza sie w kie- 35 runku przeciwnym. 9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze produkty spalania z etapu wstepnego ogrzewania przepuszcza sie do etapu stapiania. 10. Sposób wedlug zastrz. 8 albo 9, znamienny 40 tym, ze gazowe zródlo tlenu wprowadza sie do zbiornika wstepnego ogrzewania w miejscu po¬ srednim, oddalonym zarówno od wlotu, jak i od wylotu. ' 11. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze 45 substancje wsadowa doprowadza sie^ etapu wstep¬ nego ogrzewania w postaci sypkiej i sproszkowa¬ nej. 12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze temperature strefy spalania w etapie wstepnego 50 ogrzewania utrzymuje sie na poziomie co najmniej '. 900°C. 13. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 12, znamienny tym, ze do etapu wstepnego ogrzewania wprowa¬ dza sie substancje wsadowa, która zawiera we- 55 glany metali ziem alkalicznych i utrzymuje sie w tym etapie temperature dostateczna do kalcynacji znacznej czesci weglanów. 14. Sposób wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze do etapu wstepnego ogrzewania wprowadza sie 60 substancje, która nie zawiera skladników topnie¬ jacych w temperaturach nizszych od temperatury kalcynacji, a do etapu uplynniania wprowadza sie substancje wsadowa topniejaca w temperaturach nizszych od temperatury kalcynacji, taka jak soda 65 kalcynowana. (148 248 19 15. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze glówna czesc energii niezbedna do stopienia sub¬ stancji wsadowej dostarcza sie przez spalenie pa¬ liwa zawierajacego popiól w strefie uplynniania. 16. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze stopiona substancje odbiera sie z drugiej stre¬ fy w stanie zredukowanym i przeprowadza do nastepnej strefy, gdzie panuja warunki dla po¬ wtórnego utleniania. 17. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze utrzymuje^ sie warunki utleniajace w nastepnej strefie przez wprowadzenie gazowego tlenu do wnetrza stopionej substancji. 18. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze material w nastepnej strefie miesza sie przez wprowadzanie gazów spalinowych do wnetrza sto¬ pionej substancji. 19. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze w nastepnej strefie podzielonej na dwie komory stopiona substancje przemieszcza sie z jednej ko¬ mory do drugiej, przy czym w kazdej komorze zachodzi spalanie podpowierzchniowe. 20. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze calkowita ilosc energii niezbednej do stopienia sub- 20 stancji wsadowej dostarcza sie przez spalenie pa¬ liwa zawierajacego popiól w strefie uplynniania. 21. Sposób wedlug zastrz. 15 albo 20, znamienny tym, ze stapiana substancje odprowadza sie z dru- 5 giej strefy w stanie czesciowo niestopionym. 22. Sposób wedlug zastrz. 21, znamienny tym, ze paliwo miesza sie z wsadem tuz przed podaniem wsadu do strefy uplynniania. 23. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze 10 substancje wsadowa w strefie uplynniania stapia sie na nachylonej powierzchni, z której swobodnie splywa. 24. Sposób wedlug zastrz. 23, znamienny tym, ze substancje wsadowa wchodzaca do strefy uplyn- 15 niania osadza sie na nachylonej powierzchni ota¬ czajacej centralne wglebienie. 25. Sposób wedlug zastrz. 24, znamienny tym, ze substancje wsadowa znajdujaca sie na powierzch¬ ni obraca sie wokól centralnego wglebienia. w 26. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako paliwo stosuje sie wegiel. 27. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jaka paliwo stosuje sie ciekly produkt ropy naf¬ towej.148 248 ¦P/K 32 34 31 33 38 39 40 Fig. 2 PL PL PL PLThe present invention relates to a method of melting glass charge with the use of carbonaceous fuels (such as coal, and the use of mixtures of solid or liquid fuels with raw materials for these processes. In regions where coal is present, it is usually the cheapest source of energy compared to other traditional energy sources). such as natural gas, fuel oil and electricity. Thus, there have been proposals to use coal as a fuel in smelting glass and similar processes. Examples of such proposals are given in US Pat. Nos. 3,969,068 and 4,006,003. However, the use of carbon As a fuel in direct-heating furnaces, it has some drawbacks that have hampered the spread of this method, notably the presence of ash in the coal. There is a significant amount of ash that can clog the regenerators, so ash removal is necessary the flue gas before it is released into the atmosphere. "Part of the ash is deposited on the walls of the smelting chamber and melts and flows with the liquid slag along the walls of the tank to the molten glass. The flow of molten slag adversely affects the refractory lining of the furnace, and he it adheres to the molten glass itself, changing its composition and causing the product to be non-uniform. The slime often contains more iron than the glass, and this running down causes streaked streaks in the glass. These are important obstacles to the use of coal as a direct heating fuel in melting processes where product homogeneity is important. This applies in particular to window glass, where variations in composition cause optical distortions. Another disadvantage of using carbon or other carbon fuels mixed with raw materials, especially when smelting clear glass, is that enough carbon to generate the necessary energy in the melting process it reduces the molten product, and the reduced iron and sulfur color the glass brown. Moreover, some of the iron and sulfur from the carbon goes into the molten glass. Small amounts of powdered carbon (usually less than 0.1% by weight) were included in the clear glass charge to facilitate the smelting, but such amounts were of no importance as an energy source and the addition of larger amounts was considered harmful. Even in the production of brown glass, the amount of carbon used was not of energetic significance. US Pat. No. 3,294,505 was fused with smelting the glass in a bed of briquetted charge and coke. This 3Q process is limited to fine grade glass with low viscosity and low quality. It would also be desirable to avoid the cost of agglomerating the charge. In parallel US patent application W.fftl 879 a technique for wetting the glass melt with fuel oil is described. Oil provides only a small part of the necessary energy. melt. thiiy problem posed by carbon, etc.-. In coal fuels, the relatively volatile hydrocarbon fractions which are heated before firing up escape with the exhaust gases. In particular, the problem arises when it is necessary to "preheat the coal-fuel mixture. Feeding the coal fuels in a non-comminuted form into the combustion zone leads to the emission of smoke which is not desirable for environmental reasons. Afterburning or other persistence of the waste gas or the pre-coking of fuels is also a costly operation. The method according to the invention for melting the glass batch or the like, in which the combustion of the ash-containing fuel is used as a heat source for the process, consists in mixing the liquid or solid fuel containing the ash. in direct contact with the glass charge, the fuel is burned and the charge is heated, while the amount of fuel in the mixture is kept at a level sufficient to pre-heat the charge to a temperature slightly below the fusion temperature before the final stage. liquid, or the amount of fuel remains at a sufficient level in order to provide most of the heat necessary for the liquefaction once the charge has reached a temperature slightly below its fusion temperature and allows ash from the burned fuel to remain in the finished glass product. ash (e.g. coal) is used as the primary energy source for the smelting process, avoiding the problems associated with the presence of ash. The fuel containing ash burns in the batch process of preheating the charge in the smelting process, whereby the ash is combined with the charge , charge and fuel should be fed mixed to the preheating stage to ensure even distribution of ash in the charge and close contact of fuel and charge during combustion. The combustion process in the preheating step is sustained by feeding an oxidant, preferably substantially pure oxygen, to the combustion zone. In this step, the material is optionally mixed to improve contact between the charge and the combustible fuel. in powdered form, it passes to the next stage, where the mixture turns into a liquid state. A large part of the total energy requirement for the smelting process can be satisfied with a low-cost fuel such as coal by heating the charge to a temperature just below the temperature. perature in which fusion takes place. By giving an almost homogeneous mixture of the charge and ash to the melting stage, a liquid substance with a homogeneous composition is obtained despite the introduction of a significant amount of ash. One of the problems associated with the use of an ash-containing fuel such as coal is thus solved. By burning the fuel in contact with the charge, thus avoiding the ash entrainment with the exhaust gas and the formation of a slag on the inner walls of the tank, problems of environmental pollution and furnace failure which are relevant to smelting processes are also avoided. The process of the invention is particularly advantageous for smelting processes and the like, where homogeneity of composition is important, by avoiding slag flow into the molten mixture. Even difficult to homogeneous glasses, such as sodium-calcium-silica window glass meeting high optical quality standards, can be produced by this method. Another advantage is that it is not necessary to agglomerate the charge. In the method of the invention, it is possible to control the inflow and temperature of oxygen in the preheating step in such a way as to produce significant amounts of carbon monoxide as a fuel combustion product. The carbon monoxide is transferred to the next stage, the melting stage, where it constitutes at least part of the fuel burned. Alternatively, the combustion in the first stage may be incomplete whereby some fuel may pass with the feed to the next stage, which is at least part of the fuel needed therein. and to increase the amount of carbon monoxide produced, the fusible components of the charge may be omitted in the first stage and introduced in the second or subsequent stage. By removing the source of sodium (e.g. sodium carbonate) from the charge of soda-lime-silica glass, it may be used in the first stage. use temperatures high enough to calcine carbonates such as limestone and dolomite and to produce carbon monoxide. By treating only the source of silicon (sand) in the first step, it is possible to apply very high temperatures there and obtain great amounts of carbon monoxide. In the solid-to-liquid phase transition, there is a further, third, step in which fusion processes can also take place. When the charge is mixed with the fuel, incomplete contact of the fuel with the oxidant in the melting stage or the presence of excess fuel is possible, whereby the molten material may leave the second stage in a reduced form. In this case, the third step involves the use of melt re-oxidisers, for example, sub-pentacial combustion with an oxygen-rich flame or bubbling the oxidizing agent (preferably oxygen) through the melt. The re-oxidation prevents the tinting of clear glass in particular. The undesirable tinting of the transparent glass 60 with iron and sulfur ions can be avoided by re-oxidizing the molten substance in the third stage. the ash was homogeneously melted in the molten mass. However, in the case of glasses with high optical requirements, it may be difficult to homogeneously distribute the resulting amounts of ash through the glass when carbon is the principal fuel in the conventional melting process. The advantage of the process of the invention in this situation is the use of coal as the fuel in the first, periodic stage of the entire melting process, whereby the charge is mixed with the ash before liquefying. the energy is less than the total requirement, so less coal can be used and less ash will be produced. The overall efficiency of the staged melting process is the secret that the energy requirement of the entire fusion straight line is lower, and thus, again, the carbon consumption is lower. Thus, carbon may be the most important source of energy in the process of heating the glass charge almost to the melting point. In some cases, carbon may be the most important or sole source of energy for the entire melting process. The new method of using fuel according to the invention can either cover the entire amount of fuel or supplement conventional heat sources. Part of the total heat energy requirement in the pre-heating stage is significant, i.e. more than in the previously known methods of adding carbon substances as fluxes, dyes or binders. at most 5% of the energy requirements of the process. For economic reasons, it is desirable for the new method of using the fuel of the invention to provide most of the energy required for the preheating step, preferably all of these energies. Another feature of a preferred embodiment of the invention is to limit the mission of non-com- bustion products such as smoke. , soot or oxidisable substances in fuel. As the charge mixed with liquid or solid fuel moves towards the heated zone, the temperature of the fuel gradually increases and it begins to separate volatile components and smolder before ignition. The released volatile components are eliminated in the process of the invention, because in the preheating step, it flows in the same direction as the feed-fuel mixture moves. In a current flow circuit, the volatile components from the initial heating stages reach the combustion zone, where the combustible parts are incinerated. Not only is the emitted pollutants removed in this way, but their heat of combustion also contributes to the heating of the feedstock. The off-gas from the preheating stage 60 can be further burned by passing it to the next combustion zone, for example in the melting stage. The invention also has other environmental benefits. The staged operation of the process allows the use of oxygen instead of air to support combustion. Eliminating or reducing the amount of nitrogen in the exhaust gas reduces the amount of nitrogen oxides (NOx) produced. When oxygen is used, the exhaust gas volume and hence the velocity is significantly reduced, so that the gas entrains fewer particles of the fragmented charge. The absence of nitrogen causes the flame temperature to be higher. The use of pure oxygen and the complete elimination of air increases these benefits, but they can be achieved in part depending on how much the oxygen concentration exceeds the air concentration. Other environmental benefits are the reduction of sulfur emissions from the combustion of sulfur-containing fuels such as The contact between the flue gas and the charge (especially glass charge containing shafts and the like) can lead to the removal of sulfur oxides from the gaseous stream. Alternatively, in the method of the invention the fuel containing ash is burned in the preliminary charge melting stage * and Thus, any molar resulting from the presence of ash is homogeneously combined with the molten substance. As the molten glass fuses with the product in the initial melting stage, the product may homogenize in this and subsequent melting stages. The preferred methods of carrying out the melting stage require the use of inclined melting surfaces surrounding the cavity, so that a significant part of the inner surface of the vessel is a melting substance that absorbs ashes or slags. As the molten mass flows down the sloped surfaces to the outlet, the charge is applied to these surfaces. In the next step, the melting process is continued. The small area of the refractory lining exposed to the slag during melting reduces the risk of tank erosion and intense drainage of the slag into the molten mass. Coal or other solid or liquid fuel should be in contact with each other during the combustion of the fuel during the melting stage. The fuel and charge may be treated separately, but it is better to mix them before loading. When the fusing zone is heated to the ignition temperature of the fuel, the combustion is sustained by supplying an oxidant, preferably pure oxygen, to the combustion zone. An alternative method of carrying out the method of the invention is to use a burner that fuses powdered solid fuels, such as like coal. The ash entrained with the gases is collected on the surrounding melting surfaces and is combined with the melt. The invention can be understood more fully in the drawings and the following description of the method. Figure 1 shows a preferred device for carrying out the method, according to the invention consisting of a preliminary stage rotary kiln. heating, partially in section, a rotatable second-stage fusion chamber and a third-stage purification chamber, and Fig. 2 shows an enlarged cross-section of the second and third stage devices, and the third stage uses a subsurface burner. The following is a detailed description of the method of the invention with reference to an example of a glass melt for which it is particularly useful. The method of the invention can be used to produce all types of glass, including window glass, bottle glass, fiberglass and water glass. This means that the invention can be used to melt other similar substances, and in particular to melt mineral substances. Other examples include: fusing glazes and ceramics, fusing frit, and smelting metals from ores. In the first step, any device for contacting gases with solids can be used, but preferably the rotary kiln 1 shown in Fig. 1. Alternative devices are fluidized or cyclone distributor / contactor as known in the art. The rotatable 2 ° furnace is a cylindrical shell 2 which is supported to rotate on the rollers 3 and forms a slight angle with the horizontal. A single wall metal cylinder as shown in the figure may be suitable, although better thermal efficiency can be achieved with a flame retardant liner or a double wall metal cylinder and wall-to-wall insulation. The fixed inlet housing 4 closes the inlet. for rotary kiln. A feed pipe 5 passes through the wall of the housing, directing the particulate charge from the dosing device 6 to the rotary kiln. The charge B may be mixed with the fuel prior to filling into the furnace, or the fuel and charge may be separately fed to the rotary kiln, and in this case the mixing will take place in the furnace itself. Oxidizing gas fop. air, preferably oxygen) is supplied to the furnace via a line 7 passing through the wall of the inlet housing 4. The line 7 should extend into the furnace at such a depth that the combustion zone is formed at a distance from the charging point. Oxygen-containing feedstocks, such as carbonaceous materials, can provide some of the oxygen to support combustion. This is advantageous as it removes carbon dioxide prior to melting the charge. After the charge has been melted, the release of carbon dioxide would lead to the formation of bubbles that are difficult to remove in the melt. According to a preferred embodiment, the combustion products are co-current with the charge to the second stage melter 8 by closing the outlet 9 connecting the devices of both stages. The second stage melter 8 consists of a closed vessel 10, a refractory cover 11 which has at least one opening. At least one conduit 12t passes through this opening. take place in it Tafination of the alloy. The ignition of the combustion zone may be initiated by an auxiliary heating device, such as a burner which is periodically inserted into the furnace. Once the fuel in contact with the charge has ignited, the combustion zone may be maintained in a specific region of the rotary kiln by controlling the oxygen flow rate and the speed at which the charge and fuel move along the kiln. The solids and gases move along the furnace in a co-current, whereby the volatile substances withdrawn from the fuel in the initial phase pass into the combustion zone and are incinerated. While this is not preferred, the gas and charge in the rotary kiln or other preheater may flow countercurrently. In this case, it may be necessary to use exhaust gas purifying agents to a degree that meets the requirements of environmental protection, for example, bag dust. Part of the exhaust gas may be returned to the combustion zone or to the preheating stage or to the melting stage to avoid flammable parts from it. Another way to treat the exhaust gases and recover heat is to contact the exhaust gases with the charge in an additional pre-heating stage. heating. A feed mixture containing carbonates (e.g., limestone) is useful for removing sulfur oxides from exhaust gases. A particularly preferred second step is shown in Figure 2 and conforms to the teachings of US Pat. No. 4,381,934. and United States Patent Application No. 661,267. In the second step, the melting of the charge takes place on the inclined fusing surfaces. The charge placed thereon melts and, as a thin film, flows quickly from the inclined surface. The fusing device 8 shown in FIG. 2 is the preferred device for carrying out the method according to the above patents. In apparatus 8, there are inclined surfaces surrounding a central cavity, and the entire reservoir 10 rotates about a vertical axis. The rotating vessel and d "provide some advantages in terms of the method of the invention and the overall efficiency of the fusion processes, but it should be understood that the invention in its broader sense is not limited to the rotary melter. The separation of the melting stage from the rest of the stages. The process stages provide higher energy efficiency at each stage of the process by optimizing the conditions at each stage and adapting them to the specific requirements of each stage. Additional benefits are achieved by surrounding the heating zone with the feed substance and thermal insulation of the fusion zone with an insulating layer of the charge or other suitable substance Due to the energy efficiency of the staged process and the use of only a portion of the energy needed for the fusion process in the fusion stage, the amount of energy used in this stage is relatively small, allowing efficient use of various heat sources. Coal heating is recommended, particularly when using oxygen, you can also take advantage of electrical energy in the form of an electric arc or a plasma torch. The coal or other solid fuel may be all or part of the fuel used in the second stage, and it may be partly unused fuel in the first stage. If the first stage produces carbon monoxide, the first stage exhaust gas transferred to the second stage, where they can cover a significant part of the energy demand. According to Fig. 2, the second stage melter 8 comprises a cylindrical vessel 10, which may be a steel drum. The tank 10 is suspended from a pivoting frame 14, rotated about a vertical axis corresponding to the symmetry axis of the tank on a plurality of support 15 and adjusting rollers 16. The lower part 17 of the tank is an axially mounted ring sleeve 18 which is the main outlet of the molten charge 19. The sleeve 18 consists of a plurality of ceramic pieces, and the lower portion 17 is detachably attached to the remainder of the vessel 10, which facilitates the replacement of the annular sleeve 18. The refractory cover 11, preferably in the form of a dome, is supported by a fixed surrounding frame 20. The cover 11 has at least one opening through which at least one supply conduit 12 passes either the chilled gas or is a burner or may be an oxygen feed conduit or other oxidizing agent supporting combustion of the fuel supplied to the fusing chamber. If fuel is supplied from stage one, line 12 may be used to supply oxygen or a similar gas to the tank after the ignition temperature is reached. In addition to the energy supplied by the fuel from the first stage, some of the heat to the melting stage may pass from a conventional burner or other heat source. The conduit 12 may, as shown, be centrally located to fill the entire reservoir with oxygen, or may be positioned off-center at an angle to direct oxygen and / or fuel to the fused layer. Cover 11 has an opening 21 for feeding the charge to the stage. and as shown in FIG. 2, the end of the rotary kiln 1 may be provided with an outlet closure from a chute for directing the charge to the melting stage. The adjustable deflector 22 at the end of the chute can direct the stream of charge against the side walls of the tank 10. The interior of the tank 10 is covered with a solid layer of ground mass 23 to insulate the tank 10 against the high internal temperature. In those applications where it is necessary to avoid contamination of the product, layer 23 should have the same composition as the stock. Prior to the commencement of the fusing process, layer 23 is placed in an oven by feeding a loose powdery mass, for example a batch material, thereto and rotating the reservoir 10. The powdery material is deposited on a paraboloid surface as shown in FIG. 2. The powdered material may be wetted, for example water in the first step of lining formation, to facilitate adhesion of layer 23 to the walls. When layer 23 is a batch mass, it need not include fuel that is later introduced into the batch. Other slight differences between the input of layer 23 and the batch are acceptable and will depend on the specific process requirements. During the fusing operation, the stream of batch 10 fed to the fusing step 8 is spread over the surface of the permanent liner 23, heated by the heat of combustion in the vessel 10. and melting, forming a transitional layer 24 flowing to the bottom 5 of the tank and flowing through the opening 19 in the sleeve 18. The molten material 25 flows from the second stage melter 8 to the tank 13 for further processing. In this way, it is possible to efficiently carry out the initial stage of melting and melting the charge, because the charge immediately drains away from the vicinity of the heat source and is constantly replenished with fresh charge, thanks to which there is a large temperature difference and a high rate of heat exchange in the 2biomik . Constant topping up with relatively cool, fresh stuff, and the insulating properties of the lining protect the tank against damage and prevent external forced cooling of the tank. The solid layer 23 provides thermal insulation and serves as a non-contaminating contact surface for the transition molten layer 24. Most preferably it should contain one or more batch ingredients. The thermal conductivity of the liner should be relatively low in order to provide a layer of reasonable thickness and not to apply uneconomical forced cooling to the outside of the tank. Typically a granular or powdered feed is a good heat insulator, but in some cases it will be possible to use intermediates or melt products as non-contaminating, permanent layers. For example, in the glass making process, the powdered barge (gaps) may form a permanent layer, although the thickness of the layer 38 will need to be greater due to the higher thermal conductivity of the glass compared to the batch of glass. In metallurgical processes, on the other hand, the use of a metallic product to form a durable layer would require the formation of a thick layer to provide thermal protection to the vessel, but some ores may be well suited for insulating layers. Fusing takes account of the rotations of the liner about the central opening, but it should be understood that the method of the invention also covers applications in which the liner surrounds a rotating, heated opening. The method of the invention further includes applications in which the liner does not rest on sloped walls, but does not surround a heat source. Examples of such processes are disclosed in the above-mentioned patents. Air is used as the oxidant, but preferably oxygen (that is, a gas with a higher oxygen concentration than air) is used, which reduces the gas volume of the process. As a result, the first and second stage equipment can be made more compact since the exhaust gas stream is relatively low in intensity and high temperature. Removal of nitrogen from the system also increases the emissivity of the flame and thus accelerates the heat exchange. The intense flux of combustion heat associated with the use of oxygen is compatible with the preferred method of implementing the second stage in view of thermal protection and efficient heat transfer associated with the surrounding lining. The temperature achieved in the preheating stage depends on the intensity of combustion, which in turn Depends on the amount of fuel and oxygen supplied. Even low-intensity combustion is advantageous in terms of the heat transferred to the charge. Preferably, the amount of heat associated with the combustion in the first stage increases the temperature of the charge almost to the melting point of the feed components when the charge ceases to be free flowing. For example, a typical window glass melt containing significant amounts of sodium carbonate may be heated to a temperature slightly below the melting point of sodium carbonate (851 ° C) and preferably even slightly lower to prevent a furnace flooding. rotary. One possibility is to omit the relatively easily meltable components of the charge fed to the first stage and feed them directly to the second stage, whereby higher temperatures are permissible in the first stage. It is preferred that, at temperatures above 870 ° C., the carbonates of calcium and magnesium, typical components of the glass furnish, calcify, that is, decompose with the release of carbon dioxide. Removal of carbon dioxide while the input materials are still old is advantageous as it prevents the formation of carbon dioxide bubbles in the molten mass. Even higher temperatures can exist in the preheater if the substance to be heated at this stage consists of the most difficult melt components of the charge. and the remaining ingredients are added in the next step. For example, heating the sand alone allows the temperature to exceed 1000.degree. C. during the preheating. Separation preheating devices can be provided for each component not entering stage one. Some of the feed components, for example sodium carbonate and sodium hydroxide, "may be given in the molten form in the second stage. It may also be advisable to feed the cullet directly in the second stage when relatively high temperatures are used in the first stage. preheat the key with the exhaust gases. For most operating temperatures, the first stage combustion produces a certain amount of carbon monoxide, if the oxygen supplied is not sufficient to completely burn the fuel. The exhaust gases from the first stage can therefore be sent to the second stage, where the carbon monoxide present in them, burned with an additional amount of oxygen, constitutes part or all of the fuel needed for this tap. The carbon monoxide content of the combustion products increases and the carbon dioxide content decreases with increasing temperature. for carbon monoxide fuel for the second stage, use temperatures in excess of approximately 9000 ° C in the first stage. in the first stage there is sufficient fuel and insufficient oxygen, the entire fuel requirement in the second stage can be satisfied with carbon monoxide from the first stage. Combusting the fuel to carbon monoxide releases about a third of the heat of combustion, and the rest is released when carbon monoxide is burnt. to the dioxide. Thus, when selecting the amount of carbon monoxide to be produced in the first stage, the relative energy requirements of the first and second stages must be taken into account. For example, the glass batch may consume twice as much energy in the first pre-heating stage as in the melting stage. Thus, producing only carbon dioxide in the first step may not be an energetically advantageous procedure. By heating the complete feed for the production of window glass, a suitable distribution of the thermal efficiency of the fuel can be achieved, producing in the first stage a gas containing about 50 mole% carbon monoxide and 50 mole% carbon dioxide. The possibility of using coal, which is present in some regions in large quantities and at a relatively low price, but other fuels can be advantageously used here, for example heating oil, coke dust, petroleum coke, peat, brown coal, shale oil, sawdust , bagasse and waste paper. Liquid petroleum products such as fuel oil moisten the charge and prevent dusting and entrainment of dust with the exhaust gases. For economic reasons, coal is the best fuel, especially hard coal. The heating value of typical Pennsylvania hard coal ranges from 25.5 to 34.8 MJ / kg with an ash content from 3% to 9% by weight, depending on the source. The efficiently fused glass process, burning natural gas or heating oil in the top burners in a regenerative furnace, consumes at least about 7 to 8 MJ / kg of glass produced. Taking into account the example of Pennsylvania coal with a calorific value of about 32 MJ / kg and an ash content of about 7% by weight, it can be calculated that burning such coal in a conventional glass furnace, in an amount sufficient to meet the energy needs of the output, would create too much the amount of ash. The melting process described above consumes about 2.3 to 3.5 MJ / kg of product. With this level of energy consumption, much less carbon is needed to meet the energy needs, so that the amount of ash introduced into the melt does not exceed the level acceptable even for the production of high-quality window glass. The amount of carbon used depends on the temperature you want to achieve in the the pre-heating stage and the calorific value of a given grade of coal, which in turn depends on its carbon content. Since combustion may be incomplete as some of the coal may not receive oxygen, it is advisable to use a slight excess of carbon compared to theoretically required. For example, from about 26% to about 3% by weight of Pennsylvania coal, described above, when mixed with the batch for producing window glass, it preheats the batch to a temperature of about 550 ° C to about 650 ° C when combusted. 30 35 40 45 50 55 60 148 248 13 with excess oxygen. In this case, little carbon monoxide is formed. Another example is a batch for the production of window glass, in which sodium carbonate was omitted in the first stage (thus mainly composed of sand, limestone and dolomite), and which, when added from about (P / t to about 10% by weight) Coal is preheated on combustion of fuel to a temperature of about 1100 ° C to about 1300 ° C. Much of the limestone and dolomite are calcined and, if a limited amount of oxygen is supplied, the flue gas stream contains more oxide than carbon dioxide. carbon fuels in an amount determined by their calorific value.It should be borne in mind that although the fuel in contact with the charge can provide most, and preferably all of the energy required for the preheating stage, some benefits are also obtained by using smaller amounts of fuel fed In this case, part of the energy can be supplied by a conventional burner in the preheating stage. to the charge under preheating, the exhaust gas from the melt stage may supply some of the energy for preheating. Fuel steels, "such as coal, should be finely divided before being mixed with the charge. The carbon grains should pass through a screen with apertures of 0.250 mm, and preferably through a screen with apertures of 0.074 mm. The ignition temperature of the different types of coal varies somewhat, but the oxidation of typical hard coal can start at about 170 ° C and combustion, when supplied with pure oxygen, is self-contained at temperatures above 250 ° C. The typical composition of ash formed from 25 parts by weight of carbon is as follows: parts by weight SiO * 1.2 A120, 0.6 Fe2Oa 0.27 CaO 0.1 Na K 0.5 It can be seen that the ash components are compatible with the components of the soda-lime-silicon window glass. which may have the following composition: • / weight SiO2 72-74 AlgO, 0-2 Na20 12-15 K20 0-1 MgO 3-5 CaO 8-10 v Fe2Ot 0-0.2 SO, - "0— 0.5 Soda-lime-silicon glass of the above type usually has a viscosity of at least 10 Pa at a temperature of 1425 ° C. The temperature at which the charge melts in the second stage depends on the composition of the charge, in particular the quantity and melting point of the highest easier to melt components In the glass charge the most common easily melted component 14 is sodium carbonate at a temperature of It is known in practice that industrial glassware melts at a slightly higher temperature, about 1090 ° C to about 1150 ° C. The heat of the fusing step 5 may raise the temperature of the melt slightly higher, so that the melt flowing out of the melter has a temperature in the order of 1260 ° C, but typically does not exceed 1320 ° C. This temperature and the short residence time in the melt vessel are seldom sufficient to complete the complex chemical reactions and physical changes of the melting process. Accordingly, the molten substance passes to the third stage, the so-called refining 13, which is a further step in the smelting process. In the case of glass, treatment in the refining zone requires raising the temperature of the molten material to facilitate the degree of residual sand grains and to remove gas inclusions from the molten mass. Refining window glass requires a temperature of about 1370 ° C to about 1510 ° C. Another additional operation that can be carried out at this stage is the mixing of the molten substance to homogenize it. If, moreover, the charge has melted under reducing conditions and goes to the refining stage in a reduced state, then it is sometimes necessary to re-oxidize the molten mass. The function of the refining step of method 80 of the present invention is to introduce into the molten mass of the medium. oxidizing. All these aims are achieved with the preferred method of implementation shown in FIG. 2. Vigorous agitation in the refining step promotes not only the change in the oxidation state of the melt, but also the addition of dyes, contaminants or relatively easily melting modifying additives. A wide variety of products can therefore be produced. The preferred method of carrying out the refining step shown in FIG. 2 employs a subsurface combustion process in both chambers. For some applications single-chamber refining is sufficient, but the window glass manufacturing process must be carried out in two subsurface combustion chambers 26 and 27 with molten tanks 28 and 29. The chambers are provided with oxygen tubing 30 and 31. and water-cooled burners 32 and 33 located below the melt level. Sub-surface hollow opening 34 allows substance to flow from chamber 26 into chamber 27. An opening 35 in the upper portion of chamber 26 allows molten material to flow from the melt step into the mosquito 26. The exhaust gases from the melting step 8 and the first 55 of step 1 may flow through port 35 into the refining stage. There may be an outlet at the top of chamber 26 (not shown in Fig. 2). Chamber 27 has a gas outlet port 36 at its top. 60 Fuel, such as natural gas, and an oxidant, preferably oxygen, are fed in. to burners 32 and 33, and combustion occurs when the gas stream contacts the melt tanks 28 and 29. Another fuel that may be used in subsurface burners 85 is hydrogen, since its combustion product is water. well soluble in molten glass. The use of oxygen as an oxidizing agent is advantageous since it thus avoids the introduction of nitrogen from the air into the melt which is poorly soluble in the molten glass. The use of diluted oxygen also improves the contact between the oxygen and the reduced components of the molten mass. An excess of oxidant, compared to the amount of fuel, may be fed to the burners to improve the degree of oxidation of the molten material entering the refining stage. Alternatively, if the melt entering the refining step contains a sufficient amount of unused carbon, the solder, unless raising the melt temperature is necessary, only oxygen may be pumped into the melt tanks 28 and 29 for the sole purpose of reoxidizing the feed. be fed with the omission of subsurface burners, for example through delivery pipes 30 and 31. It is preferable to use both oxygen bubbler and subsurface combustion at the same time. The burners can be adapted to deliver a stream of oxidant melt bubbles, which increases the surface area of the melt with the oxidant, and vigorous mixing due to subsurface combustion promotes the distribution of the oxidant bubbles in the molten mass. Sub-surface combustion also causes homogenization of the melt. The excess of oxidant supplied to the refining stage depends on the specific conditions, and therefore on the degree of reduction of the substance entering this stage and the required degree of oxidation of the final product. The factors important in the reoxidation process are the intensity of agitation, the size and shape of the vessel, the effectiveness of the gas-liquid contact and the residence time during the refining stage. In order to achieve the homogeneous oxidation required for window glass, it is advisable to re-oxidize in two successive chambers as shown in the figure to ensure that each portion of the melt is oxidized at the appropriate residence time. the reduced state is manifested by a brown color due to the presence of sulfur in the form of sulphides and iron. If a colorless glass is produced, the reoxidation leads to an increase in the degree of oxidation of the colored ions, expressed by the ratio of Fe + a / Fe + 2. For standard commercial grade clear glass, this ratio is from about 1.5 to 3.0 with a transmittance of at least 70% (preferably at least 80%) for a light with a wavelength of 380 nm and a thickness of 6 mm. This circle is sometimes characterized by 60% transmittance for a wavelength of 1000 nm (6th of the thickness). Much higher Fe + 3 / Fe + 2 ratios of oxygen bubbles were achieved in a dark brown colored molten glass. The fading of the color during the oxidation is readily perceptible and thus the degree of oxidation can be easily determined from the observation. Although the carbon may increase the iron content of the melt, the reoxidation produces a colorless glass. However, precise spectroscopic measurements by comparison with standard glass transmittance. may indicate the need to reduce the amount of iron that is usually deliberately added (in the form of polishing rose) to obtain the color. Behind the reoxidation chambers may be a conditioning chamber in which the product remains for a certain time necessary for the escape of gaseous gases. inclusions from the melt M and cooling the melt to a temperature suitable for further processing. The molten substance flows into the conditioning chamber 37 through the sub-sectional opening 38. In the system shown, the residence time in the chamber 37 15 is additionally extended by the subsurface baffle 39 and the upper baffle 40, forcing a complex flow of the melt stream. The processed melt may leave the refining step through a channel 41 leading to a forming step or the like 20, where, in the case of glass, it is rendered in the form of glass panes, fibers, bottles and the like by known methods. It is laid in the fusing stage. A pre-heating step is not needed here. By separating the melt step from the remainder of the smelting process, an environment is created in which most, practically all, of the ash contained in the fuel 30 can be included in the product without compromising the homogeneity of the product. The rapid outflow of the molten substance from the melting stage ensures that it is well mixed, and the processing in the following steps is made to subject the melt and the molten slag to further homogenization. Moreover, since the melting takes place in a relatively thin layer, the fuel mixed with the feed has easy access to oxygen so that the combustion is substantially complete. 40 As with other embodiments, the fuel may be fed to the combustion zone separately. but rather it is desirable to feed a mixture of fuel and charge to the melting stage. The use of an oxygen supply is also desirable. Incomplete combustion of the fuel in the melt stage leads to a portion of the reduced molten substance being fed to the refining stage, which may need to be corrected. Thus, in this method of implementation, the function of the refining step is to introduce an oxidizing agent into the molten mass. The amount of carbon used in the fusion zone depends, of course, on the calorific value of the grade of carbon concerned, which in turn depends on its elemental carbon content. When using the Pennsylvania coal mentioned above, the addition of carbon in an amount of about 0% by weight of the batch theoretically provides all the energy required for the fusing step of the batch to produce the window glass. However, due to the low combustion efficiency resulting from the lack of oxygen access to some of the carbon, it is advisable to use a little more than theoretically required amount of carbon if the carbon is to provide all the energy for the melting step. For example, it is advisable to add carbon in an amount of about 10% 17 148 248 18 by weight based on the feed. Coal fuels other than coal may be added in amounts determined by their calorific value. The method according to the invention also allows the energy requirement of the melting stage by the carbon contained in the feed to be not fully met. In this case, some of the energy is supplied by the coal from the charge and the remainder is provided by a conventional burner or other heating device in the fusing chamber. (excluding sulfur-containing fluxes such as sodium sulfate technical or gypsum) was mixed with 5% to 6% by weight of coal and melted at a yield of about 6.8 kg per hour. entering the refining stage was foamed and had a brown color. Each of the reoxidation chambers was equipped with a single subsurface burner and a discharge tube. Each of the subsurface burners was supplied with 7 m3 / h of hydrogen and 3.6 m3 / h of oxygen. Each of the pressing tubes was supplied with 0.56 m3 of oxygen per hour. The volume of the melt in each of the chambers ranged from 0.28 to 0.56 m3, and the average time of molten mass arrival in the refining stage was estimated to be about 30 minutes. The temperature of the first chamber was about 1290 ° C. and in the second, around 1370 ° C. An additional burner (not shown in Fig. 2) at the top of the chamber 47 was used to extinguish the foam. The glass drained from the refining step was colorless, nearly bubble-free, and more oxidized than commercial glass. The charge used should conventionally yield a glass with an iron content, based on Fe 2 O 3, of about 0.1% by weight. By transferring some iron to the carbon, the glass in the example contained 0.16 wt% carbon. The sulfur of the carbon caused the glass to contain 0.063 wt% SO3 without reoxidation being performed and less than 0.01% SO3 for reoxidation. Patent No. 1 A method of melting a glass charge or the like, in which the combustion of ash-containing fuel is used as the heat source for the process, characterized in that the liquid or solid fuel containing ash is mixed in direct contact with with the glass charge, the fuel is burned and the charge is heated, while the amount of fuel in the mixture is kept at a level sufficient to preheat the charge to a temperature slightly below the fusing temperature before the final liquefaction stage, or the amount of fuel is maintained be at a level ¦ sufficient to supply most of the heat necessary for the liquefaction, after the batch has reached the temperature is not slightly below its fusing point and the ash from the burnt fuel is left in the finished glass product. 2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the ash-containing fuel is burned in a preheating step in which the feedstock is heated to a temperature slightly below the fusion temperature, and the feedstock is liquefied in the melting step, with the fuel agitated. mix with the batch before it is sent to the pre-heating stage. 3. The method according to p. The process of claim 2, wherein all the energy required for the preheating step is supplied with the fuel containing ashes. 4. The method according to claim 15 A process as claimed in claim 2 or 3, characterized in that in the preheating step, the feedstock is mixed in a rotary vessel as the feedstock moves from one end of the rotary vessel to the other. 5. The method according to p. The process according to claim 2 or 3, characterized in that a gas having an oxygen concentration higher than that in air is fed to the preheating stage to sustain combustion. 6. The method according to claim The process of claim 5, characterized in that oxygen is used as the source of oxygen. 7. The method according to p. The method of claim 2 or 6, characterized in that part of the oxygen for combustion of the fuel in the preheating step is provided in oxygen-containing feedstock. 8. The method according to p. A process as claimed in claim 2, characterized in that in the preheating step, the feedstock is transported in a co-flow and the flue gas in this step is passed in the opposite direction. 9. The method according to p. The process of claim 8, wherein combustion products from the preheating step are passed to the melting step. 10. The method according to p. The process of claim 8 or 9, wherein the gaseous oxygen source is introduced into the preheating vessel at an intermediate location distant from both the inlet and the outlet. '11. The method according to p. The process of claim 2, wherein the feedstock is fed to the preheating stage in loose and pulverulent form. 12. The method according to p. The process of claim 1, wherein the temperature of the combustion zone in the preheating step 50 is at least '. 900 ° C. 13. The method according to p. A process as claimed in any one of claims 1 to 12, characterized in that a feedstock containing alkaline earth metal carbonates is introduced into the preheating step, and the temperature is maintained in this step at a temperature sufficient to calcine a significant portion of the carbonates. 14. The method according to p. A method according to claim 13, characterized in that a substance which does not contain components which melt at temperatures below the calcination temperature is introduced into the preheating stage, and a feedstock which melts at temperatures below the calcination temperature, such as soda ash, is introduced into the liquefaction stage. . (148 248 19 15. A method according to claim 1, characterized in that the major part of the energy necessary to melt the feed substance is provided by burning the ash containing fuel in the discharge zone. that the molten substance is removed from the second zone in a reduced state and passed to the next zone, where the conditions for reoxidation prevail. The method of claim 17, wherein the material in the next zone is mixed by introducing flue gas into the interior of the molten substance. a zone divided into two chambers, the molten substance moves from one chamber to the other, with subsurface combustion taking place in each chamber. characterized in that the total amount of energy necessary to melt the feed material is provided by burning the ash containing fuel in the liquefaction zone. 21. The method according to p. The method of claim 15 or 20, characterized in that the molten material is discharged from the second zone in a partially unmelted state. 22. The method according to claim The process of claim 21, wherein the fuel is mixed with the feed just prior to feeding the feed to the liquefaction zone. 23. The method according to claim The method of claim 2, characterized in that the feed substances in the fluidization zone fuse on an inclined surface from which it flows freely. 24. The method according to claim 23. The method according to claim 23, characterized in that the feed material entering the leakage zone is deposited on the inclined surface surrounding the central cavity. 25. The method according to claim A method according to claim 24, characterized in that the charge material on the surface rotates around a central cavity. at 26. The process of claim 1, wherein the fuel is coal. 27. The method according to claim The method of claim 1, characterized in that the fuel used is a liquid petroleum product. 148 248 P / K 32 34 31 33 38 39 40 Fig. 2 EN EN EN EN

Claims (27)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób stapiania wsadu szklarskiego lub po¬ dobnego, w którym jako zródlo ciepla dla proce¬ su wykorzystuje sie spalanie paliwa zawierajace¬ go popiól, znamienny tym, ze ciekle lub stale pa¬ liwo zawierajace popiól miesza sie w bezposred¬ nim zetknieciu z wsadem szklarskim, doprowadza sie do spalenia tego paliwa i ogrzania wsadu, przy czym ilosc paliwa znajdujacego sie w mieszaninie utrzymuje sie na poziomie wystarczajacym do wstepnego ogrzania wsadu do temperatury nieco inizszej od temperatury stapiania przed ostatecz¬ nym etapem uplynnienia, albo ilosc paliwa utrzy¬ muje sie na poziomie ¦ wystarczajacym do dostar¬ czenia wiekszosci ciepla niezbednego w stanie uplynniania, po tym jak wsad osiagnie tempera¬ ture nieco nizsza od jego temperatury stapiania i pozostawia sie popiól ze spalonego paliwa w go¬ towym produkcie szklanym.1. Claims 1. A method of melting a glass or the like charge, in which the combustion of ash-containing fuel is used as the heat source for the process, characterized in that liquid or solid fuel containing ash is mixed directly before contact with the glass charge, this fuel is burned and the charge is heated, the quantity of fuel contained in the mixture being kept at a level sufficient to pre-heat the charge to a temperature slightly below the fusion temperature before the final liquefaction stage, or the quantity of fuel is maintained at a level sufficient to provide most of the heat necessary for the liquefaction after the charge has reached a temperature slightly below its fusing temperature and the ash from the burned fuel is left in the finished glass product. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze paliwo zawierajace popiól spala sie w etapie 5 wstepnego ogrzewania, w którym substancje wsa¬ dowa ogrzewa sie do temperatury nieco nizszej od temperatury stapiania, a w etapie stapiania substancje wsadowa przeprowadza sie w stan cie¬ kly, przy czym paliwo miesza sie ze wsadem przed 10 dostarczeniem go do etapu wstepnego ogrzewania.2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the ash-containing fuel is burned in a preheating step in which the feedstock is heated to a temperature slightly below the fusion temperature, and the feedstock is liquefied in the melting step, with the fuel agitated. mix with the batch before it is sent to the pre-heating stage. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze cala energie potrzebna w etapie wstepnego ogrze¬ wania dostarcza sie z paliwem zawierajacym po¬ piól. 153. The method according to p. The process of claim 2, wherein all the energy required for the preheating step is supplied with the fuel containing ashes. 15 4. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze w etapie wstepnego ogrzewania substan¬ cje wsadowe miesza sie w zbiorniku obrotowym, w miare jak substancje wsadowe przemieszczaja sie z jednego konca zbiornika obrotowego do dru- 20 giego.4. The method according to p. A process as claimed in claim 2 or 3, characterized in that in the preheating step, the feedstock is mixed in a rotary vessel as the feedstock moves from one end of the rotary vessel to the other. 5. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, ze dla podtrzymania spalania do etapu wstep¬ nego ogrzewania doprowadza sia gaz o stezeniu tlenu wyzszym niz w powietrzu. 255. The method according to p. The process according to claim 2 or 3, characterized in that a gas having an oxygen concentration higher than that in air is fed to the preheating stage to sustain combustion. 25 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze jako zródlo tlenu stosuje sie tlen.6. The method according to p. The process of claim 5, characterized in that oxygen is used as the source of oxygen. 7. Sposób wedlug zastrz. 2 albo 6, znamienny tym,' ze czesc tlenu do spalania paliwa w etapie wstepnego ogrzewania dostarcza sie w zwiazkach 30 wsadowych zawierajacych tlen.7. The method according to p. The method of claim 2 or 6, characterized in that part of the oxygen for combustion of the fuel in the preheating step is provided in oxygen-containing feedstock. 8. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze w etapie wstepnego ogrzewania substancje wsa¬ dowa transportuje sie we wspólpradzie, a gazy spalinowe w tym etapie przepuszcza sie w kie- 35 runku przeciwnym.8. The method according to p. A process as claimed in claim 2, characterized in that in the preheating step, the feedstock is transported in a co-flow and the flue gas in this step is passed in the opposite direction. 9. Sposób wedlug zastrz. 8, znamienny tym, ze produkty spalania z etapu wstepnego ogrzewania przepuszcza sie do etapu stapiania.9. The method according to p. The process of claim 8, wherein combustion products from the preheating step are passed to the melting step. 10. Sposób wedlug zastrz. 8 albo 9, znamienny 40 tym, ze gazowe zródlo tlenu wprowadza sie do zbiornika wstepnego ogrzewania w miejscu po¬ srednim, oddalonym zarówno od wlotu, jak i od wylotu. '10. The method according to p. The process of claim 8 or 9, wherein the gaseous oxygen source is introduced into the preheating vessel at an intermediate location distant from both the inlet and the outlet. ' 11. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze 45 substancje wsadowa doprowadza sie^ etapu wstep¬ nego ogrzewania w postaci sypkiej i sproszkowa¬ nej.11. The method according to p. The process of claim 2, wherein the feedstock is fed to the preheating stage in loose and pulverulent form. 12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze temperature strefy spalania w etapie wstepnego 50 ogrzewania utrzymuje sie na poziomie co najmniej '. 900°C.12. The method according to p. The process of claim 1, wherein the temperature of the combustion zone in the preheating step 50 is at least '. 900 ° C. 13. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 12, znamienny tym, ze do etapu wstepnego ogrzewania wprowa¬ dza sie substancje wsadowa, która zawiera we- 55 glany metali ziem alkalicznych i utrzymuje sie w tym etapie temperature dostateczna do kalcynacji znacznej czesci weglanów.13. The method according to p. A process as claimed in any one of claims 1 to 12, characterized in that a feedstock containing alkaline earth metal carbonates is introduced into the preheating step, and the temperature is maintained in this step at a temperature sufficient to calcine a significant portion of the carbonates. 14. Sposób wedlug zastrz. 13, znamienny tym, ze do etapu wstepnego ogrzewania wprowadza sie 60 substancje, która nie zawiera skladników topnie¬ jacych w temperaturach nizszych od temperatury kalcynacji, a do etapu uplynniania wprowadza sie substancje wsadowa topniejaca w temperaturach nizszych od temperatury kalcynacji, taka jak soda 65 kalcynowana. (148 248 1914. The method according to p. A method according to claim 13, characterized in that a substance which does not contain components which melt at temperatures below the calcination temperature is introduced into the preheating stage, and a feedstock which melts at temperatures below the calcination temperature, such as soda ash, is introduced into the liquefaction stage. . (148 248 19 15. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze glówna czesc energii niezbedna do stopienia sub¬ stancji wsadowej dostarcza sie przez spalenie pa¬ liwa zawierajacego popiól w strefie uplynniania.15. The method according to p. The method of claim 1, wherein the major part of the energy necessary to melt the feedstock is supplied by burning the ash-containing fuel in the liquefaction zone. 16. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze stopiona substancje odbiera sie z drugiej stre¬ fy w stanie zredukowanym i przeprowadza do nastepnej strefy, gdzie panuja warunki dla po¬ wtórnego utleniania.16. The method according to p. The method of claim 15, wherein the molten substance is removed from the second zone in a reduced state and passed to the next zone where the conditions for reoxidation prevail. 17. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze utrzymuje^ sie warunki utleniajace w nastepnej strefie przez wprowadzenie gazowego tlenu do wnetrza stopionej substancji.17. The method according to p. The process of claim 16, wherein the oxidative condition is maintained in the next zone by introducing gaseous oxygen into the interior of the molten substance. 18. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze material w nastepnej strefie miesza sie przez wprowadzanie gazów spalinowych do wnetrza sto¬ pionej substancji.18. The method according to p. A process as claimed in claim 17, characterized in that the material in the next zone is mixed by introducing flue gas into the interior of the molten material. 19. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze w nastepnej strefie podzielonej na dwie komory stopiona substancje przemieszcza sie z jednej ko¬ mory do drugiej, przy czym w kazdej komorze zachodzi spalanie podpowierzchniowe.19. The method according to claim 17. The process of claim 17, wherein in the next zone divided into two chambers the molten substance moves from one chamber to the other, with subsurface combustion taking place in each chamber. 20. Sposób wedlug zastrz. 15, znamienny tym, ze calkowita ilosc energii niezbednej do stopienia sub- 20 stancji wsadowej dostarcza sie przez spalenie pa¬ liwa zawierajacego popiól w strefie uplynniania.20. The method according to p. The method of claim 15, characterized in that the total amount of energy necessary to melt the feed substance is provided by burning the ash-containing fuel in the liquefaction zone. 21. Sposób wedlug zastrz. 15 albo 20, znamienny tym, ze stapiana substancje odprowadza sie z dru- 5 giej strefy w stanie czesciowo niestopionym.21. The method according to p. The method of claim 15 or 20, characterized in that the molten material is discharged from the second zone in a partially unmelted state. 22. Sposób wedlug zastrz. 21, znamienny tym, ze paliwo miesza sie z wsadem tuz przed podaniem wsadu do strefy uplynniania.22. The method according to claim The process of claim 21, wherein the fuel is mixed with the feed just prior to feeding the feed to the liquefaction zone. 23. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze 10 substancje wsadowa w strefie uplynniania stapia sie na nachylonej powierzchni, z której swobodnie splywa.23. The method according to claim The method of claim 2, characterized in that the feed substances in the fluidization zone fuse on an inclined surface from which it flows freely. 24. Sposób wedlug zastrz. 23, znamienny tym, ze substancje wsadowa wchodzaca do strefy uplyn- 15 niania osadza sie na nachylonej powierzchni ota¬ czajacej centralne wglebienie.24. The method according to claim 23. The method according to claim 23, characterized in that the feed material entering the leakage zone is deposited on the inclined surface surrounding the central cavity. 25. Sposób wedlug zastrz. 24, znamienny tym, ze substancje wsadowa znajdujaca sie na powierzch¬ ni obraca sie wokól centralnego wglebienia. w25. The method according to claim A method according to claim 24, characterized in that the charge material on the surface rotates around a central cavity. in 26. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako paliwo stosuje sie wegiel.26. The method according to claim The process of claim 1, wherein the fuel is coal. 27. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jaka paliwo stosuje sie ciekly produkt ropy naf¬ towej.148 248 ¦P/K 32 34 31 33 38 39 40 Fig. 2 PL PL PL PL27. The method according to claim The method of claim 1, characterized in that the fuel used is a liquid petroleum product. 148 248 P / K 32 34 31 33 38 39 40 Fig. 2 EN EN EN EN
PL1986260267A 1985-06-25 1986-06-25 Method of melting glass furnace charges PL148248B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/748,640 US4634461A (en) 1985-06-25 1985-06-25 Method of melting raw materials for glass or the like with staged combustion and preheating
US06/748,639 US4632687A (en) 1985-06-25 1985-06-25 Method of melting raw materials for glass or the like using solid fuels or fuel-batch mixtures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL148248B1 true PL148248B1 (en) 1989-09-30

Family

ID=27114975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1986260267A PL148248B1 (en) 1985-06-25 1986-06-25 Method of melting glass furnace charges

Country Status (13)

Country Link
AR (1) AR240891A2 (en)
BG (1) BG48807A3 (en)
CS (1) CS277291B6 (en)
DK (1) DK296086A (en)
FI (1) FI79828C (en)
GR (1) GR861612B (en)
IL (1) IL79047A0 (en)
NO (1) NO168240C (en)
NZ (1) NZ216270A (en)
PL (1) PL148248B1 (en)
PT (1) PT82784B (en)
TR (1) TR22605A (en)
YU (1) YU46010B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
GR861612B (en) 1986-10-30
DK296086A (en) 1986-12-26
FI79828B (en) 1989-11-30
BG48807A3 (en) 1991-05-15
CS277291B6 (en) 1993-01-13
FI862641A (en) 1986-12-26
YU107686A (en) 1988-08-31
FI862641A0 (en) 1986-06-19
NO168240C (en) 1992-01-29
NO168240B (en) 1991-10-21
PT82784A (en) 1986-07-01
NZ216270A (en) 1988-03-30
TR22605A (en) 1987-12-29
NO862452D0 (en) 1986-06-19
PT82784B (en) 1992-07-31
FI79828C (en) 1990-03-12
CS451286A3 (en) 1992-08-12
IL79047A0 (en) 1986-09-30
YU46010B (en) 1992-12-21
AR240891A2 (en) 1991-03-27
NO862452L (en) 1986-12-29
DK296086D0 (en) 1986-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4634461A (en) Method of melting raw materials for glass or the like with staged combustion and preheating
CA1269249A (en) Melting raw materials for glass or the like using solid fuels or fuel-batch mixtures
KR100856813B1 (en) Rapid glass melting or premelting
US3607190A (en) Method and apparatus for preheating glass batch
MXPA01002930A (en) Glass melting process and furnace therefor with oxy-fuel combustion over melting zone and air-fuel combustion over fining zone.
JPH05139753A (en) Ceiling mounting type auxiliary oxygen burner
CA2918656C (en) Submerged combustion melters and methods
PL160334B1 (en) Melting furnace
KR20030093276A (en) Method and system for feeding and burning a pulverized fuel in a glass foundry oven, and burner to be used therewith
MX2007008380A (en) Reducing corrosion and particulates in glassmelting furnaces.
JP6810044B2 (en) Process for preparation of silica-based melts
US4631080A (en) Method and apparatus for the heat processing of glass and glass forming material
US4617046A (en) Method for the heat processing of glass and glass forming material
KR920003939B1 (en) Method and apparatus for liquefying pulverulent batch materials
EP0716153B1 (en) Method and furnace for disposal of steel-making waste, and operating method of the furance
PL148248B1 (en) Method of melting glass furnace charges
EP1036040B1 (en) Processes and apparatus for the production of man-made vitreous fibres
US1932355A (en) Melting furnace with secondary heating features
CN116395970A (en) Process for producing microcrystalline glass by using dangerous waste incineration ash shaft furnace and electric melting glass kiln
CN111201400A (en) Reducing fouling in staged combustion