PL183747B1 - Piec do topienia materiałów ulegających zeszkleniu - Google Patents

Abstract

1. Piec do topienia materialów ulegajacych ze- szkleniu, zawierajacy wstepna komore do topienia i klarowania szkla, w której znajduje sie strefa po- czatkowa i strefa koncowa rozgraniczonych od sie- bie pierwszym zespolem do regulacji konwekcyj- nych strumieni stopionego szkla w postaci po- przecznego progu przy czym w strefie poczatkowej jest umieszczony co najmniej jeden otwór zaladow- czy do wprowadzania materialów ulegajacych ze- szkleniu znamienny tym, ze z jednej strony po- przecznego progu (14), w strefie poczatkowej (3) wstepnej komory (2), jest umieszczony komple- mentarny zespól do regulacji konwekcyjnych stru- mieni (9, 10) szkla, co najmniej obejmujacy zanu- rzone elementy grzewcze (15) umieszczone blisko poprzecznego progu (14). FIG .1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest piec do topienia materiałów ulegających zeszkleniu. Piec jest zwłaszcza przeznaczony do ciągłego dostarczania stopionego i sklarowanego szkła do urządzenia formującego płaskie szkło, na przykład szkło walcowane lub szkło typu float.

Wynalazek dotyczy w szczególności pieca do topienia, który posiada dużą wydajność produkcyjną, rzędu 100 ton/dzień, a która może sięgać nawet 1000 ton/dzień i więcej. Jednakże wynalazek może być stosowany również w przypadku pieca o mniejszej wydajności.

Wynalazek dotyczy bardziej pieców ogrzewanych płomieniem, to znaczy takich, w których moc cieplna jest dostarczana przez palniki, jak to opisano w patentach nr US-4,599,100 lub EP-0-650,934, niż tak zwanych pieców z zimnym sklepieniem, gdzie moc cieplna jest dostarczana przez elektrody, zanurzone w kąpieli ze stopionego szkła.

Wspólnym elementem takich ogrzewanych płomieniem pieców jest, rozmieszczony w znany sposób, szereg komór, usytuowanych jedna za drugą przy czym każda z nich spełnia specyficzne funkcje i posiada odpowiednie wymiary dla zagwarantowania stopienia materiałów ulegających zeszkleniu oraz cieplną i chemicznąjednorodność szkła po stopieniu.

Opis patentowy nr EP-B-0,264,327 przedstawia konstrukcję pieca do topienia, obejmującą pierwszą komorę, w której ma miejsce topienie i oczyszczanie mieszaniny, tworzącej szkło i za którą znajduje się komora o mniejszej pojemności. Ta, z kolei, prowadzi do drugiej komory, gdzie ma miejsce ujednorodnianie stopionego szkła, w szczególności cieplne ujednorodnianie. Komora ta jest znana jako strefa kondycjonująca i prowadzi do kanału wylotowego o dużo niniejszym polu przekroju poprzecznego, z którego stopione szkło jest wylewane do odpowiedniego urządzenia formującego.

Podczas konstruowania i obsługiwania pieców do topienia zwraca się stale uwagę na poznanie i kontrolowanie przepływu strumieni konwekcyjnych w masie stopionego szkła, szczególnie w komorach, gdzie ma miejsce topienie i oczyszczanie.

Powodem tego jest fakt, że liczne parametry, takie jak geometria pieca i sposób ogrzewania, określają rozmieszczenie strumieni cyrkulacji konwekcyjnej w stopionym szkle w wyniku zmian gęstości tego szkła, zależnie od intensywności jego ogrzewania. Charakterystyki strumieni cyrkulacyjnych, szczególnie ich rozmiary, położenie, kinetyka lub stabilność, mają bezpośredni wpływ na działanie pieca, na przykład, na jego energochłonność, wydajność lub jakość wytwarzanego szkła.

W piecu ogrzewanym płomieniami występują jeden za drugim w komorze topienia i klarowania szkła ogólnie dwa główne strumienie jeden w strefie początkowej, gdzie ma miejsce progresywne topienie unoszących się na powierzchni materiałów, ulegających zeszkleniu, zaś drugi w strefie końcowej, gdzie zachodzi większa część procesu oczyszczania szkła. Strefa, która je rozdziela, gdzie szkło z obu strumieni „wznosi się, jest znana pod różnymi określeniami, takimi, jak strefa wznoszenia, strefa cieplnego źródła lub „gorący punkt, dla odróżnienia od przeciwnych końców obu strumieni, które są nazywane „zimnymi punktami.

183 747

Przeprowadzono już różne badania nad kontrolowaniem konwekcyjnych przepływów. Ze względu na zużycie energii w piecu ogrzewanym rozwiązanie ujawnione w opisie patentowym nr US-3,536,470 proponuje zamontowanie w komorze topienia/klarowania poprzecznego progu, to znaczy niskiej, chłodzonej wewnętrznie ściany, umieszczonej na dnie, w poprzek komory. Ściana ta umożliwiałaby zredukowanie ilości szkła w strumieniach cyrkulacyjnych, które cofają się, w kierunku strefy maksymalnej temperatury i stanowią część tak zwanych prądów wstecznych. W ten sposób próg redukuje ilość mocy cieplnej, wydatkowanej na ponowne ogrzewanie chłodniejszego szkła.

Jednakże, chociaż taka ściana może mieć wpływ na szybkość przepływu prądów wstecznych, działając jak hamulec, to nie może, sama z siebie, zapewnić regulacji strumieni konwekcyjnych, szczególnie położenia strefy maksymalnej temperatury.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji pieca do topienia materiałów ulegających zeszkleniu.

Piec do topienia materiałów ulegających zeszkleniu, zawierający wstępną komorę do topienia i klarowania szkła, w której znajduje się strefa początkowa i strefa końcowa rozgraniczonych od siebie pierwszym zespołem do regulacji konwekcyjnych strumieni stopionego szkła w postaci poprzecznego progu przy czym w strefie początkowej jest umieszczony co najmniej jeden otwór załadowczy do wprowadzania materiałów ulegających zeszkleniu według wynalazku charakteryzuje się tym, że z jednej strony poprzecznego progu, w strefie początkowej wstępnej komory, jest umieszczony komplementarny zespół do regulacji konwekcyjnych strumieni szkła, co najmniej obejmujący zanurzone elementy grzewcze umieszczone blisko poprzecznego progu.

Poprzeczny próg jest umieszczony w 1/3 do 2/3 długości wstępnej komory

Poprzeczny próg ma wysokość równą co najwyżej połowie głębokości stopionego, szkła we wstępnej komorze, a w szczególności ma wysokość równą co najwyżej jednej czwartej głębokości stopionego szkła we wstępnej komorze a korzystnie ma wysokość równą co najwyżej jednej trzeciej głębokości stopionego szkła we wstępnej komorze.

Poprzeczny próg ma część prostopadłościenną albo ma część zaokrągloną albo ma część ze ściętymi narożami.

Szerokość podstawy poprzecznego progu jest większa niż wysokość progu a w szczególności szerokość podstawy poprzecznego progu jest dwukrotnie większa niż wysokość progu.

Umieszczony w strefie początkowej wstępnej komory komplementarny zespół do regulacji konwekcyjnych strumieni obejmuje również zanurzone barbotery umieszczone w pobliżu poprzecznego progu.

Korzystnie elementy grzewcze oraz barbotery są umieszczone w odległości co najwyżej 2000 mm od podstawy poprzecznego progu, a zwłaszcza w odległości co najwyżej 1500 mm od podstawy poprzecznego progu.

Elementami grzewczymi strefy początkowej są zanurzone elektrody ,w szczególności zamocowane do dna wstępnej komory i posiadające maksymalną całkowitą moc cieplną co najwyżej 1500 kW, a zwłaszcza między 1200 kW a 500 kW.

Korzystnie z drugiej strony poprzecznego progu w strefie końcowej wstępnej komory jest umieszczony również zespół do regulacji konwekcyjnych strumieni szkła co najmniej obejmujący zanurzone elementy grzewcze umieszczone blisko progu.

Elementy grzewcze strefy końcowej wstępnej komory są umieszczone co najwyżej 1500 mm od podstawy poprzecznego progu.

Korzystnie elementy grzewcze strefy końcowej wstępnej komory są zanurzonymi elektrodami, w szczególności przymocowanymi do dna wstępnej komory i posiadającymi maksymalną moc cieplną co najwyżej 100 kW a zwłaszcza nie większą niż 70 kW.

W rozwiązaniu według wynalazku wstępna komora jest połączona z pośrednią komorą, za którą umieszczona jest komora kondycjonujaco-ujednorodniająca z kanałem wylotowym prowadzącym do urządzenia formującego.

183 747

W obecnym rozwiązaniu określenie „poprzeczny próg oznacza zanurzoną ściankę, umieszczoną na dnie zbiornika i zajmującą całą szerokość komory, i usytuowaną prostopadle do kierunku przepływu strumienia stopionego szkła.

Zatem, dzięki komplementarnemu zespołowi, ścianka ta nie działa już po prostu jako hamulec, jak to ma miejsce w stanie techniki, ale działa jako prawie niemożliwa do pokonania przeszkoda dla stopionego szkła, kiedy znajdzie się ono w strefie końcowej. Jest to bardzo korzystne z punktu widzenia zużycia energii i jakości szkła. Nie ma już potrzeby, w strefie początkowej, ponownie ogrzewać określonej masy stopionego szkła, przypływającej ze strefy końcowej. Co więcej, szkło, które osiągnęło strefę końcową może być tam sklarowane, zanim zostanie przemieszczone do następnej komory, bez możliwości powrotu do strefy początkowej, a przez to zmieszania się ze szkłem, które jeszcze nie zostało sklarowane.

W praktyce, w przypadku komory do topienia i klarowania w piecu ogrzewanym płomieniem, większość mocy cieplnej jest dostarczana przez palniki i poprzeczny próg według wynalazku jest korzystnie umieszczony w przybliżeniu w strefie komory, gdzie występuje w sposób naturalny strefa maksymalnej temperatury rozdzielająca dwa konwekcyjne strumienie cyrkulacyjne.

W ten sposób, połączenie progu i zespołu komplementarnego według wynalazku daje dokładną regulację strumieni konwekcyjnych, głównie na dwa sposoby: umożliwia dokładne rozdzielenie obu strumieni po każdej stronie poprzecznego progu, nie pozwalając, jak już powiedziano na to, aby drugi strumień, to jest strumień, znajdujący się po stronie strefy końcowej komory przekraczał próg, w wyniku czego stopione szkło, które zostało już całkowicie lub częściowo sklarowane, wracałoby do strefy początkowej. W tym celu, ustala się i stabilizuje tę strefę strumieniami, w szczególności w pionie nad progiem lub w jego pobliżu. Wynalazek ma zatem bardzo korzystny wpływ na stabilizację i na regulację konwekcyjnych strumieni cyrkulacyjnych, które występują w komorze, czego w obecności jedynie poprzecznego progu nie można było uzyskać.

Istotne jest położenie i geometria poprzecznego progu. Dlatego korzystne jest umieszczenie poprzecznego progu w 1/3 do 2/3 długości komory do topienia i klarowania. W praktyce oznacza to umieszczenie progu, jak poprzednio wspomniano, blisko strefy, gdzie przy braku progu, występuje w bardziej lub mniej stabilny sposób, strefa wznoszenia. Strefa początkowa jest zatem przeznaczona głównie do topienia materiałów ulegających zeszkleniu, zaś strefa końcowa jest przeznaczona głównie do klarowania stopionego już szkła.

Korzystnie, wybrana jest taka konfiguracja progu, że jego wysokość jest co najwyżej równa połowie głębokości stopionego szkła w pomieszczeniu a, w szczególności, wysokość progu jest równa w przybliżeniu jednej czwartej lub jednej trzeciej głębokości szkła, ponieważ próg nie musi być bardzo wysoki, aby efektywnie oddziaływać. Trzeba przy tym brać pod uwagę fakt, że gdyby próg był bardzo wysoki, to szybciej ulegałby korozji.

Można stosować różne geometrie progu, przy czym najprostszą jest forma prostopadłościenna, nadająca mu kształt muru. Jednakże korzystne jest, także aby próg miał profil ze ściętymi lub zaokrąglonymi narożami, ponieważ taka konfiguracja umożliwia zredukowanie efektu „cienia, związanego z występowaniem ściany, to jest tworzeniem się stref szkła, które mają wolniejszą kinetykę i niższe temperatury w pobliżu podstawy progu niż reszta szkła. Zatem możliwe jest wybranie progu, w którym wierzchołek ma płaską lub zaokrągloną powierzchnię, w szczególności powierzchnię wypukłą i w którym boki progu są pochylone w stosunku do pionu lub są zaokrąglone z wklęsłą lub wypukłą krzywizną, która może zmieniać się wzdłuż wysokości progu.

W ostatnim przypadku, próg może być korzystnie zwymiarowany tak, że szerokość podstawy progu jest większa niż jego wysokość, w szczególności dwa razy większa.

Komplementarny zespół do regulacji strumieni konwekcyjnych szkła, współpracujący z poprzecznym progiem, może zawierać, oprócz elementów grzewczych umieszczonych w strefie początkowej, barbotery, zanurzone w pobliżu poprzecznego progu, od strony strefy początkowej. Wnoszą one swój wkład do klarowania i stabilizacji strefy maksymalnej temperatury i prawidłowej separacji dwóch cyrkulujących strumieni po obu stronach progu.

183 747

Wszystkie te elementy regulacyjne, związane z progiem, powinny być umieszczone bardzo blisko niego, aby oddziaływać w sposób optymalny. Zatem, korzystnie, powinny być umieszczone w strefie początkowej nie więcej niż 2000 mm, w szczególności nie więcej niż

1500 mm od podstawy poprzecznego progu.

Elementy grzewcze strefy początkowej, które tworzą część tych środków regulacyjnych są korzystnie w postaci zanurzonych elektrod, w szczególności przymocowanych do dna komory pieca i z całkowitą mocą cieplną nie większą niż 1500 kW, w szczególności mocą między 1200 a 500 kW. Pod względem mechanicznym, mogą być w postaci jednego lub dwóch rzędów elektrod, umieszczonych równolegle do progu. Jako element pomocniczy, takie lokalne grzanie umożliwia uaktywnienie konwekcji pierwszego strumienia cyrkulacyjnego, który znajduje się w strefie początkowej. Moc cieplna musi być dobrana dla najlepszego umiejscowienia obu strumieni i strefy maksymalnej temperatury. Powinna mieć niską wartość, ponieważ te elementy grzewcze nie są przeznaczone do uzupełniania lub zastępowania tradycyjnych urządzeń do ogrzewania materiałów ulegających zeszkleniu, w które piec jest wyposażony, w szczególności palników.

Według wynalazku, zespół do regulacji konwekcyjnych strumieni szkła, w strefie końcowej komory do topienia i klarowania szkła, może być także związany z poprzecznym progiem, przy czym zespół ten obejmuje jako minimum, umieszczone w strefie końcowej elementy grzewcze, znajdujące się blisko progu. Te elementy grzewcze mają korzystnie postać zanurzonych elektrod, w szczególności zamocowanych do dna komory i rozmieszczonych w jednym rzędzie lub w rzędach. Aby były w pełni efektywne, nie powinny być umieszczone dalej niż 1500 mm od podstawy poprzecznego progu, a ich maksymalna moc cieplna nie powinna korzystnie być większa niż 100 kW, w szczególności nie większa niż 70kW.

Zespół regulacyjny w strefie końcowej może realizować różne funkcje, gdyż w praktyce wzmacnia działanie zespołu regulacyjnego ze strefy początkowej i poprzecznego progu.

Po pierwsze, przyczyniają się one do rozdzielenia konwekcyjnych strumieni cyrkulacyjnych stopionego szkła, uniemożliwiając, aby stopione szkło, przechodziło z powrotem ze strefy końcowej do strefy początkowej.

Ponadto elementy grzewcze strefy końcowej, tworząc część tego zespołu regulacyjnego, mają wysoce korzystny wpływ na masę szkła, która znajduje się w strefie końcowej i która znajduje się jakby w „strefie cienia progu, patrząc w kierunku przepływu strumienia całej masy stopionego szkła w pomieszczeniu. Masa szkła, która tworzy część strumienia cyrkulacyjnego w strefie końcowej w praktyce ma zwykle niższą temperaturę i mniejszą prędkość niż resztą strumieni, co wiąże się z zastosowaniem poprzecznego progu, który działa jako bariera.

Określona w ten sposób strefa cienia może być wadą, szczególnie, kiedy parametry robocze pieca są zmieniane przy zmianie składu szkła, na przykład przy przejściu od produkcji czystego szkła do produkcji szkła barwionego. Wynika to stąd, że w czasie takich okresów przejściowych, występuje ryzyko, że masa słabiej sklarowanego, półstojącego szkła zostanie gwałtownie usunięta z komory i przez znaczny czas będzie powodowała defekty w stopionym szkle. Ogrzewając nieco tę masę szkła, można zmniejszyć skalę problemu, zbliżając jej właściwości to znaczy temperaturę, prędkość do właściwości reszty strumienia cyrkulującego w strefie końcowej. Nie powoduje to jednak radykalnej zmiany układów konwekcyjnych w strefie końcowej i dlatego oddawana moc cieplna korzystnie nie jest wysoka.

Regulacja ta może być również zrealizowana przy pomocy związanych z progiem elementów do regulacji strumieni konwekcyjnych w strefie końcowej, w szczególności do dostarczenia kontrolowanego przyspieszenia i/lub kontrolowanego, wtórnego grzania konwekcyjnego strumienia cyrkulacyjnego stopionego szkła w strefie końcowej komory do topienia i klarowania, w dolnej części komory i blisko podstawy poprzecznego progu.

Jest to raczej regulacja temperatury niż prawdziwe grzanie, wpływające na całe stopione szkło, jakie się znajduje w strefie końcowej komory.

Wynalazek jest szczególnie dobrze przystosowany do pieców, skonstruowanych z komorą do topienia i klarowania, prowadzącą do szeregu komór, włącznie z pośrednią komorą, tworzącą komorę o mniejszej objętości, następnie komorą dla kondycjonowania, ujednorodniania stopionego szkła i wreszcie kanałem wylotowym, prowadzącym szkło do urządzenia formującego.

183 747

Wynalazek dotyczy głównie pieców, w których palniki są głównymi elementami, do topienia materiałów ulegających zeszkleniu w komorach topienia i klarowania.

Wynalazek dotyczy również głównie pieców, przeznaczonych do wprowadzania szkła do urządzeń do formowania szkła płaskiego typu float.

Nowe rozwiązanie według wynalazku pozwala na lepszą regulację konwekcyjnych strumieni w komorze do topienia i klarowania.

Przykład wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z boku cały piec , fig. 2 pzzedstawia w widoku z góry cały piec, zaś fig. 3 przedstawia w widoku z boku fragment wstępnej komory do topienia i klarowania będącej elementem składowym pieca.

Nc fig. 1 i 2 pokazano piec 1 do topienia typu regeneracyjnego, dostarczającego stopione szkło do urządzenia wytwarzającego szkło typu float. Piec jest podzielony na komory, gdzie pierwszą komorę stanowi wstępna komora 2 do topienic/klcrowcnia, zaś moc grzewcza jest dostarczana przez dwa rzędy palników (nie pokazane), spalające mieszankę paliwowo/powietrzną. Należy zauważyć, że moc grzewcza może być dostarczona przez palniki, stosujące tlen jako czynnik utleniający i działające w sposób ciągły.

Wstępna komora 2 zawiera strefę początkową 3 stanowiącą strefę topienia, gdzie znajduje się otwór załadowczy 4, przez który wprowadzane są materiały ulegające zeszkleniu oraz strefę końcową 5 stanowiącą strefę klarowania. Za wstępną komorą 2 znajduje się węższa komora pośrednia 6, a za nią komora 7 do ujednorodniania oraz cieplnego i chemicznego kondycjonowania szkła, będąca komorą klarowania. Z kolei do komory 7 jest dołączony kanał wylotowy 8, który jest podłączony do urządzenia formującego szkło typu float.

We wstępnej komorze 2 do topienic/klcrowcnia, jak przedstawiono wyraźniej na fig. 3, występują w sposób naturalny dwa główne konwekcyjne strumienie szkła 9, 10 oraz strefa rozdzielcjąca 11 między dwoma nimi, odpowiadająca strefie maksymalnej temperatury w masie roztopionego szkła, podczas gdy przeciwne końce 12, 13 obu strumieni konwekcyjnych 9,10 odpowiadają strefie minimalnej temperatury w masie stopionego szkła.

Określenia strefa minimalnej i maksymalnej temperatury, w kontekście wynalazku, są określeniami, które są bardzo względne, gdyż odnoszą się do stopionego szkła, ale są one znane specjalistom w tej dziedzinie.

Należy zauważyć, że zasięg konwekcyjnego strumienia szkła 10 w strefie końcowej 5 nie musi być ograniczony do wstępnej komory 2. Może on również wchodzić przynajmniej częściowo do wnętrza następnej komory¹. W przedstawionym przykładzie wykonania, konwekcyjny strumień szkła 10 rzeczywiście rozciąga się nie tylko do pośredniej komory 6 oraz dalej przepływa przez całą długość lub przez część komory klarowania 7.

We wstępnej komorze 2 jest zamontowany poprzeczny próg 14, który jest umieszczony na całej jej szerokości. Poprzeczny próg 14 rozdziela strefę początkową 3 i strefę końcową 5. W strefie początkowej 3 jest umieszczony poprzeczny rząd elementów grzewczych 15, w postaci zanurzonych w szkle elektrod, którym towarzyszy rząd barboterów 16. Ten zespół składający się z elementów grzewczych 15 i barboterów 16 stanowi komplementarny zespół do regulacji konwekcyjnych strumieni szkła 9,10 i umożliwia utrzymanie i ustabilizowanie strumieni 9, 10 tak że strefa rozdzielająca 11, nazywana strefą maksymalnej temperatury, i leży w przybliżeniu pionowo nad progiem 14. Praktycznie, stopione szkło, które w trakcie procesu zostaje sklarowane i znajduje się w strefie końcowej 5 wstępnej komory 2 nie może cofać się nad progiem 14 do strefy początkowej 3 wstępnej komory 2. W ten sposób wyeliminowany zostaje jakikolwiek wsteczny strumień szkła przepływający z jednej strefy do drugiej lub, co najmniej, zostaje znacznie zredukowany przez ograniczenie drugiego strumienia konwekcyjnego 10 do strefy końcowej 5.

Jest to korzystne z co najmniej dwóch powodów: z jednej strony, nie trzeba ponownie grzać szkła, które już przeszło do strefy końcowej 5, gdyż teraz nie wraca ono do strefy początkowej 3 i w ten sposób zostaje obniżone zużycie energii w piecu. Z drugiej strony, szkło w strefie końcowej 5 jest już całkowicie lub częściowo sklarowane i nie jest dobrym pomysłem, aby je znów mieszać ze szkłem ze strefy początkowej 3, które jeszcze nie jest sklarowane.

183 747

Poprzeczny próg 14 jest umieszczony w przybliżeniu w 2/3 długości komory 2 i ma wysokość, odpowiadającą w przybliżeniu jednej trzeciej głębokości szkła. Taka wysokość daje wystarczającą efektywność dla zrealizowania celu wynalazku, a gdyby próg był bardzo wysoki, występowałoby ryzyko, że zostałby przedwcześnie zużyty. Elektrody są umieszczone w przybliżeniu 1000 mm od podstawy progu 14, mogą pracować w sposób ciągły lub sporadycznie i mają maksymalną, całkowitą moc cieplną około 1000 kW i są odpowiednio regulowane.

Próg 14 ma profil ze ściętymi narożami tak, że hamuje możliwie minimalnie cyrkulację stopionego szkła w strumieniach w ich strefach w pobliżu podstawy progu 14, przy czym ścięte naroża mają kąt nachylenia względem pionu, który maleje w miarę zbliżania się do wierzchołka progu 14. Wierzchołek progu 14 ma powierzchnię, która jest pozioma w kierunku poprzecznym, zaś jego szerokość odpowiada w przybliżeniu jednej trzeciej lub jednej czwartej szerokości podstawy progu 14. Próg 14 może być wykonany jako pojedynczy element. W tym rozwiązaniu składa się z kilku bloków ceramicznych, stykających się ze sobą.

W strefie końcowej 5 z drugiej strony progu 14 w odległości mniejszej niż 800 mm od podstawy progu 14 jest również umieszczony poprzeczny rząd elementów grzewczych 17, które stanowią elektrody. Elementy grzewcze 17 dostarczają niewielką, dodatkową ilość ciepła, gdyż w strefie 18 zasłoniętej progiem 14 cyrkulujący w strefie końcowej 5 konwekcyjny strumień szkła 10, w rzeczywistości ma zwykle mniejszą prędkość i niższą temperaturę niż w pozostałej części strumienia 10. Strefa 18 jest „strefą cienia progu 14. Nie są to optymalne warunki dla działania pieca, ponieważ takie szkło ma różne właściwości i jest niezbyt dobrze wymieszane, co może wywołać defekty, które ujawniają się, kiedy szkło opuszcza piec, w szczególności przy zmianie składu materiałów ulegających zeszkleniu. Elementy grzewcze 17 umożliwiają zbliżenie wartości prędkości i temperatury szkła znajdującego się w strefie 18 do wartości charakterystycznych dla reszty szkła w strumieniu 10 i, w praktyce, wyeliminowanie niebezpieczeństwa pojawienia się defektu w szkle, które pochodzi ze strefy 18.

Moc cieplna elementów grzewczych 17 musi być jednak dokładnie wyregulowana, gdyż zbyt duża moc cieplna może doprowadzić do lokalnego przegrzania szkła i w efekcie do pojawienia się defektów, w szczególności pęcherzyków, w już oczyszczonym szkle. Elementy grzewcze 17, podobnie jak elementy grzewcze 15, mogą pracować w sposób ciągły, z pełną mocą lub z ograniczoną mocą, lub w sposób sporadyczny, w miarę potrzeby, na przykład wtedy, gdy przewidywana jest zmiana bieżących warunków pracy pieca.

Można również zauważyć, że elementy grzewcze 17 w strefie końcowej 5 wstępnej komory 2 mają również wpływ na stabilizację i ustalenie położenia strefy maksymalnej temperatury, w szczególności w przypadku, gdy w strefie początkowej 3 wstępnej komory 5 są zamontowane barbotery 16. Elementy grzewcze 17 równoważą i modyfikują wpływ barboterów 16 ze strefy początkowej 3 na drugi konwekcyjny strumień szkła 10, aby ograniczyć jego zasięg do strefy końcowej 5

Elementy grzewcze 15 strefy początkowej 3 i/lub elementy grzewcze 17 strefy końcowej 5 mogą być umieszczone bardzo blisko podstawy progu 14. W tym celu można wykorzystać odpowiednie, pomocnicze bloki ceramiczne, nie pokazane, odpowiednio wyposażone i umieszczone bezpośrednio przy odpowiednich bokach podstawy progu 14.

183 747

FIG.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (20)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Piec do topienia materiałów ulegających zeszkleniu, zawierający wstępną komorę do topienia i klarowania szkła, w której znajduje się strefa początkowa i strefa końcowa rozgraniczonych od siebie pierwszym zespołem do regulacji konwekcyjnych strumieni stopionego szkła w postaci poprzecznego progu przy czym w strefie początkowej jest umieszczony co najmniej jeden otwór załadowczy do wprowadzania materiałów ulegających zeszkleniu znamienny tym, że z jednej strony poprzecznego progu (14), w strefie początkowej (3) wstępnej komory (2), jest umieszczony komplementarny zespół do regulacji konwekcyjnych strumieni (9,10) szkła, co najmniej obejmujący zanurzone elementy grzewcze (15) umieszczone blisko poprzecznego progu (14).
2. 2. Piec według zastrz. 1, znamienny tym, że poprzeczny próg (14) jest umieszczony w 1/3 do 2/3 długości wstępnej komory (2).
3. 3. Piec według zastrz. 2, znamienny tym, że poprzeczny próg (14) ma wysokość równą co najwyżej połowie głębokości stopionego szkła we wstępnej komorze (2).
4. 4. Piec według zastrz. 3, znamienny tym, że poprzeczny próg (14) ma wysokość równą co najwyżej jednej czwartej głębokości stopionego szkła we wstępnej komorze (2).
5. 5. Piec według zastrz. 4, znamienny tym, że poprzeczny próg (14) ma wysokość równą co najwyżej jednej trzeciej głębokości stopionego szkła we wstępnej komorze (2).
6. 6. Piec według zastrz. 5, znamienny tym, że poprzeczny próg (14) ma część prostopadłościenną.
7. 7. Piec według zastrz. 5, znamienny tym, że poprzeczny próg (14) ma część zaokrągloną
8. 8. Piec według zastrz. 5, znamienny tym, że poprzeczny próg (14) ma część ze ściętymi narożami.
9. 9. Piec według zastrz. 6 albo 7 albo 8, znamienny tym , że szerokość podstawy poprzecznego progu (14) jest większa niż wysokość progu (14).
10. 10. Piec według zastrz. 9, znamienny tym, że szerokość podstawy poprzecznego progu (14) jest dwukrotnie większa niż wysokość progu (14).
11. 11. Piec według zastrz. 1, znamienny tym, że umieszczony w strefie początkowej (3) wstępnej komory (2) komplementarny zespół do regulacji konwekcyjnych strumieni obejmuje również zanurzone barbotery (16) umieszczone w pobliżu poprzecznego progu (14).
12. 12. Piec według zastrz. 1 albo 11 znamienny tym, że elementy grzewcze (15) oraz barbotery (16) są umieszczone w odległości co najwyżej 2000 mm od podstawy poprzecznego progu (14).
13. 13. Piec według zastrz. 12, znamienny tym, że elementy grzewcze (15) oraz barbotery (16) są umieszczone w odległości co najwyżej 1500 mm od podstawy poprzecznego progu (14).
14. 14. Piec według zastrz. 1, znamienny tym, że elementami grzewczymi (15) strefy początkowej (3) są zanurzone elektrody, w szczególności zamocowane do dna wstępnej komory (2) i posiadające maksymalną całkowitą moc cieplną co najwyżej 1500 kW.
15. 15. Piec według zastrz. 14, znamienny tym, że elementami grzewczymi (15) strefy początkowej (3) wstępnej komory (2) są zanurzone elektrody, w szczególności zamocowane do dna wstępnej komory (2) i posiadające maksymalną, całkowitą moc cieplną między 1200 kW a 500 kW.
16. 16. Piec według zastrz. 11, znamienny tym, że z drugiej strony poprzecznego progu (14) w strefie końcowej (5) wstępnej komory (2) jest umieszczony również zespół do regulacji konwekcyjnych strumieni szkła co najmniej obejmujący zanurzone elementy grzewcze (17) umieszczone blisko progu (14).

    183 747
17. 17. Piec według zastrz. 11, znamienny tym , że elementy grzewcze (17) strefy końcowej (5) wstępnej komory (2) są umieszczone co najwyżej 1500 mm od podstawy poprzecznego progu (14).
18. 18. Piec według zastrz. 17, znamienny tym, że elementy grzewcze (17) strefy końcowej (5) wstępnej komory (2) są zanurzonymi elektrodami, w szczególności przymocowanymi do dna wstępnej komory (2) i posiadającymi maksymalną moc cieplną co najwyżej 100 kW.
19. 19. Piec według zastrz. 18, znamienny tym, że elementy grzewcze (17) strefy końcowej (5) wstępnej komory (2) są zanurzonymi elektrodami, w szczególności przymocowanymi do dna wstępnej komory (2) i posiadającymi maksymalną moc cieplną nie większą niż 70 kW.
20. 20. Piec według zastrz. 19, znamienny tym, że wstępna komora (2) jest połączona z pośrednią komorą (6), za którą umieszczona jest komora (7) kondycjonującoujednorodniająca z kanałem wylotowym (8) prowadzącym do urządzenia formującego.