PL201180B1 - Sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego - Google Patents

Sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego

Info

Publication number
PL201180B1
PL201180B1 PL368803A PL36880302A PL201180B1 PL 201180 B1 PL201180 B1 PL 201180B1 PL 368803 A PL368803 A PL 368803A PL 36880302 A PL36880302 A PL 36880302A PL 201180 B1 PL201180 B1 PL 201180B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
glass
melting
melt
charge
furnace
Prior art date
Application number
PL368803A
Other languages
English (en)
Other versions
PL368803A1 (pl
Inventor
John R. Leblanc
Original Assignee
Boc Group Inc
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
Application filed by Boc Group Inc filed Critical Boc Group Inc
Publication of PL368803A1 publication Critical patent/PL368803A1/pl
Publication of PL201180B1 publication Critical patent/PL201180B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/18—Stirring devices; Homogenisation
    • C03B5/193—Stirring devices; Homogenisation using gas, e.g. bubblers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
    • C03B5/235—Heating the glass
    • C03B5/2353—Heating the glass by combustion with pure oxygen or oxygen-enriched air, e.g. using oxy-fuel burners or oxygen lances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2211/00—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces
    • C03B2211/30—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces introducing oxygen into the glass melting furnace separately from the fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2211/00—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces
    • C03B2211/40—Heating processes for glass melting in glass melting furnaces using oxy-fuel burners
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass 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)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Wynalazek dotyczy sposobu topienia wsadu materia lu szk lotwórczego, w którym laduje si e wsad materia lu szk lotwórczego do urz adzenia do topienia szk la; uderza si e p lomieniem ze spalania paliwa i utleniacza w pobli zu powierzchni wsadu materialu dla wytworzenia stopu szk la z wsadu mate- ria lów i przedmuchuje si e stop szk la w pobli zu uderzaj acego p lomienia, charakteryzuj acego si e tym, ze utrzymuje si e temperatur e pracy w urz adzeniu do topienia szk la w zakresie od 1204°C do 1427°C, przedmuchuje si e stop szk la za pomoc a przynajmniej jednego p lynu zdolnego do tworzenia roztworu lub rozpuszczania si e w stopie szk la, i reaktywne zwi azki po srednie spala si e ca lkowicie w pobli zu lub na powierzchni wsadu materia lu szk lotwórczego. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: 368803 (22) Data zgłoszenia: 26.04.2002 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:
26.04.2002, PCT/US02/13294 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
14.11.2002, WO02/090271 PCT Gazette nr 46/02 (11) 201180 (13) B1 (51) Int.Cl.
C03B 5/16 (2006.01) (54)
Sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego (30)
Pierwszeństwo:
03.05.2001,US,60/288,363
15.04.2002,US,10/122,976 (73) Uprawniony z patentu:
THE BOC GROUP, INC.,New Providence,US (43) Zgłoszenie ogłoszono:
04.04.2005 BUP 07/05 (72) Twórca(y) wynalazku:
John R. LeBlanc,Roanoke,US (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.03.2009 WUP 03/09 (74)
Pełnomocnik:
Witusowska Jadwiga, PATPOL Sp. z o.o.
(57) Wynalazek dotyczy sposobu topienia wsadu materiału szkłotwórczego, w którym ładuje się wsad materiału szkłotwórczego do urządzenia do topienia szkła; uderza się płomieniem ze spalania paliwa i utleniacza w pobliżu powierzchni wsadu materiału dla wytworzenia stopu szkła z wsadu materiałów i przedmuchuje się stop szkła w pobliżu uderzającego płomienia, charakteryzującego się tym, że utrzymuje się temperaturę pracy w urządzeniu do topienia szkła w zakresie od 1204°C do 1427°C, przedmuchuje się stop szkła za pomocą przynajmniej jednego płynu zdolnego do tworzenia roztworu lub rozpuszczania się w stopie szkła, i reaktywne związki pośrednie spala się całkowicie w pobliżu lub na powierzchni wsadu materiału szkłotwórczego.
PL 201 180 B1
Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu topienia wsadu materiału szkłotwórczego.
Podstawa opracowania wynalazku
Określenie piec do topienia szkła odnosi się do pieca szklarskiego, w którym wytwarza się szkło mające, jakość odpowiednią do wytwarzania wyrobu szklanego nadającego się do handlu. Piec do wstępnego topienia jest piecem szklarskim, który spełnia tylko jedno z dwóch wymagań jakościowych dla wytwarzania większości handlowych produktów szklanych. Tymi dwoma wymaganiami są topienie klarowanie. Topienie jest rozpuszczaniem się cząstek materiałów surowca na szkło w stopie, z wytworzeniem szkła, które nie zawiera nierozpuszczonych cząstek. Klarowanie lub kłębienie (stosowane w przemyśle, jako synonimy) jest usuwaniem ze stopu pęcherzyków gazowych, które określane są zwykle w przemyśle, jako piana i pęcherze. Piec do wstępnego topienia kończy w większości lub cały proces topienia, lecz nie kończy procesu kłębienia. Szkło opuszczające piec do wstępnego topienia może przechodzić przez inny piec do topienia lub klarownik w celu ukończenia wymaganego poziomu klarowania.
Spalanie pod powierzchnią cieczy w piecu do topienia szkła jest to wprowadzanie paliwa i utleniacza do stopu szkła od dołu stopu w taki sposób, że spalają się one a produkty spalania przechodzą do góry przez stop. Jednym z najbardziej wyjątkowych i potrzebnych wymagań przy topieniu szkła przez spalanie pod powierzchnią cieczy jest niska temperatura wymagana do uzyskania stosunkowo dużego stopnia stopienia surowców stosowanych do wytworzenia szkła. Wykazano, że jest możliwe topienie surowców do wytwarzania szkła w temperaturach 1066 - 1093°C (1950-2000oF) z szybkością ton stopu na stopę kwadratową powierzchni stopu i uzyskanie skuteczności topienia 98-99% (tzn. z pozostawieniem tylko 1-2% niestopionych surowców). Należy to porównać z typowymi temperaturami topnienia większości szkieł wynoszącymi 1510 - 1593°C (2750-2900°F). Przy spalaniu pod powierzchnią cieczy, niestopioną część stanowiły ziarna krzemionki (piasku) i miały one mniejsze wymiary niż w stanie pierwotnym. Topienie z tą szybkością i w tym zakresie temperatur nie było możliwe z wykorzystaniem żadnej innej znanej technologii topienia.
Głównym powodem, że ten stopień stopienia daje się osiągnąć w tak niskich temperaturach jest to, że w trakcie topienia zachodzi gwałtowny proces mieszania w obrębie stopu, ponieważ gazy spalają się i przechodzą w postaci pęcherzyków przez stop. W stopionym szkle zachodzi silne działanie ścinające miedzy stopionym szkłem a cząstkami niestopionych surowców, co silnie przyspiesza akcję topienia.
Inną dodatnią cechą spalania pod powierzchnią cieczy jest stosunkowo małe zużywanie się materiałów ognioodpornych, które stanowią koronę, ściany i dno (spod) pieca, ze względu na niską temperaturę pracy wymaganą do topienia szkła.
Jedną z niekorzystnych cech i wad spalania pod powierzchnią cieczy dla większości szkieł jest duża ilość pęcherzyków gazowych, które zostają uwięzione w szkle. Gazy te pochodzą z produktów spalania i składają się z dwutlenku węgla i azotu, jeśli utleniaczem jest powietrze, oraz dwutlenku węgla, jeśli utleniaczem jest tlen o dużej czystości. Para wodna, która jest także składnikiem gazów spalinowych, w większości wypadków zostaje rozpuszczona w szkle. Dodatkowy czas na klarowanie takiego szkła (tzn. uwalnianie szkła z piany i pęcherzy), niweczy korzyści szybkiego wstępnego topienia szkła w niskiej temperaturze.
Drugą negatywną cechą spalania pod powierzchnia cieczy jest zasięg mieszania, które odbywa się podczas unoszenia się pęcherzy do góry przez szkło. Pęcherze rosną aż do wielkości eksplozyjnej, co powoduje, że szkło wylewa się lub rozpryskuje na wszystkie części pieca nad szkłem, tzn., na koronę i wymurowanie, co może uszkadzać wykładzinę ognioodporną pieca i skracać okres użytkowania pieca.
Trzecią ujemną cechą pieców do topienia i pieców do to-pienia wstępnego ze spalaniem pod powierzchnią cieczy jest niedozwolony hałas, jakie mogą one wytwarzać. Zależnie od wielu zmiennych, takich jak konstrukcja palnika, szybkość płomienia, temperatura szkła i głębokość warstwy szkła, wydawane dźwięki mogą wahać się od głośnego, ciągłego uderzania, gdy szkło wybucha na powierzchni stopu a następnie z pluskiem spada w dół, aż do głośnego pisku o dużej częstotliwości.
Przedmuchiwanie gazów w postaci pęcherzy unoszących się przez stop szkła w piecu szklarskim nie jest rzadkie. Polega ono na zainstalowaniu jednej lub więcej rur, zwanych bełkotkami, przez dno pieca i przepuszczaniu gazu przez bełkotki.
PL 201 180 B1
Bełkotki umieszczone są zwykle w jednym lub więcej szeregu przez szerokość pieca. Nie są one jednak typowo umieszczone w całym dnie. Celem przedmuchiwania jest w pierwszym rzędzie zwiększenie prądów konwekcyjnych szkła w piecu, tzn. spowodowanie prądów wznoszących i zawracanie stopu. Powoduje to kierowanie gorącego szkła z góry stopu w dół a zimnego szkła z dołu do góry. To działanie zwiększa szybkość rozpuszczania surowców w stopie. Najbardziej typowym medium gazowym stosowanym do przedmuchiwania jest powietrze, tlenu używa się okazjonalnie. Jedną poważną wadą przedmuchiwania, tak jak i spalania pod powierzchnią cieczy, jest zwiększona ilość piany i pęcherzy w stopie, jeśli gazem przepuszczanym przez szkło jest azot (w przypadku przedmuchiwania powietrzem) lub dwutlenek węgla.
Topienie bezpośrednim uderzaniem płomienia zostało opisane w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Am. Nr 6,237,369 na rzecz LeBlanc i innych, który wprowadzamy, jako materiał odniesienia, jak to będzie opisane niżej. Korzyścią topienia za pomocą jednego lub więcej palników umieszczonych w sklepieniu pieca szklarskiego nad surowcami stosowanymi do wytwarzania szkła jest zwiększenie szybkości topienia dla pieca szklarskiego o danych rozmiarach. Wynika to z większej wymiany ciepła do wsadu surowcowego i szkła.
Skrótowe przedstawienie wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego, w którym
- ładuje się wsad materiału szkłotwórczego do urządzenia do topienia szkła;
- uderza się płomieniem ze spalania paliwa i utleniacza w pobliżu powierzchni wsadu materiału dla wytworzenia stopu szkła z wsadu materiałów i
- przedmuchuje się stop szkła w pobliżu uderzającego płomienia, charakteryzujący się tym, że
- utrzymuje się temperaturę pracy w urządzeniu do topienia szkła w zakresie od 1204°C do 1427°C,
- przedmuchuje się stop szkła za pomocą przynajmniej jednego płynu zdolnego do tworzenia roztworu lub rozpuszczania się w stopie szkła, i reaktywne związki pośrednie spala się całkowicie w pobliżu lub na powierzchni wsadu materiału szkłotwórczego.
W sposobie korzystnie przedmuchuje się stop szkła wodą lub parą z przynajmniej jednej bełkotki.
W sposobie korzystnie przedmuchuje się stop szkła gazem wybranym z grupy składającej się z przynajmniej jednego gazu spośród wodoru, siarkowodoru, tlenu, SO2, SO3 i gorących gazów odlotowych, z przynajmniej jednej bełkotki.
W sposobie korzystnie utleniacz wybiera się z grupy składającej się z powietrza wzbogaconego w tlen, nieoczyszczonego tlenu i tlenu przemysłowo czystego.
W sposobie korzystnie paliwo wybiera się z grupy składającej się z metanu, gazu ziemnego, upłynnionego gazu ziemnego, wodoru, propanu, upłynnionego gazu propanowego, butanu, gazów o małej BTU, gazu miejskiego, gazu czadnicowego, olejów, nafty, paliwa Diesla i ich mieszanin.
Korzystnie w sposobie wsad materiału szkłotwórczego wybiera się z grupy składającej się ze stłuczki, krzemionki, skalenia, nefelinu, sjenitu, wapienia, dolomitu, sody kalcynowanej, potażu, boraksu, glinki kaolinowej, tlenku glinu, arsenu, antymonu, siarczanów, siarczków, węgla, fluorków, tlenku baru, tlenku strontu, tlenku cyrkonu, tlenku ołowiu, tlenków metali nadających barwę i ich mieszanin.
Korzystnie w sposobie wsad materiału szkłotwórczego zawiera krzemionkę, sodę kalcynowaną i wapień do wytwarzania szkła sodowo-wapniowo-krzemionkowego.
W sposobie korzystnie prowadzi się przynajmniej jedno stopniowe wewnętrzne dostarczanie utleniacza poprzez wtrysk z przynajmniej jednego palnika tlenowo-paliwowego zawartego w tym samym bloku palnikowym i prowadzi się stopniowe zewnętrzne dostarczanie utleniacza poprzez wtrysk oddzielnie od bloku palnika tlenowo-paliwowego.
Korzystnie w sposobie dostarcza się ponadto dodatkowy utleniacz w pobliżu lub na powierzchni wsadu materiału szkłotwórczego z przynajmniej jednego wtórnego wtryskiwacza utleniacza w sklepieniu urządzenia do topienia szkła.
Sposób korzystnie obejmuje uderzanie płomieniem nad pęcherzami płynu unoszącego się z bełkotek poniżej uderzającego płomienia.
Korzystnie w sposobie wprowadza się stopione szkło do urządzenia do klarowania szkła.
Korzystnie w sposobie przedmuchiwanie prowadzi się promieniowo w stosunku do centrum powierzchni kontaktu uderzającego płomienia w pobliżu powierzchni wsadu materiału szkłotwórczego.
Korzystnie w sposobie przedmuchiwanie stopu szkła jest połączone z więcej niż jednym uderzaniem płomieniem.
PL 201 180 B1
Niniejszy wynalazek dotyczy, więc sposobu topienia surowców szklarskich szybciej, niż jest to możliwe w sposób konwencjonalny w porównywalnych temperaturach lub w temperaturach niższych niż konwencjonalne temperatury topienia szkła. W obrębie wynalezionego sposobu znajdują się korzystne postaci wykonania różnych technologii topienia szkła, a mianowicie spalanie pod powierzchnią cieczy, zwiększenie zawartości wody w szkle, przedmuchiwanie gazów przez stop szkła i topienie za pomocą bezpośredniego uderzania płomienia, przy czym równocześnie unika się wielu ujemnych cech tych technologii.
Pod pojęciem urządzenia do topienia szkła, stosowanym w niniejszym wynalazku rozumie się albo piec do wstępnego topienia szkła lub piec do topienia szkła (lub piec szklarski), jak to opisano wyżej.
Niniejszy wynalazek dostarcza sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego obejmujący ładowanie wsadu materiału szkłotwórczego do aparatury do topienia szkła; uderzanie płomieniem ze spalania paliwa i utleniacza w pobliżu powierzchni materiału wsadowego w celu wytworzenia stopu szkła z materiału wsadowego i przedmuchiwanie stopu szkła w pobliżu uderzającego płomienia za pomocą przynajmniej jednego płynu zdolnego do rozpuszczania się w stopie szkła. Przedmuchiwanie takim płynnym medium może powodować działanie ścinające wystarczające do zwiększenia szybkości rozpuszczania wsadu materiału szkłotwórczego w stosunku do tego samego układu bez przedmuchiwania, lecz bez rozpryskiwania szkła i bez znaczniejszego powstawania piany i pęcherzy w stopie szkła.
Niniejszy wynalazek dostarcza następnie sposób topienia szkłotwórczego materiału wsadowego obejmujący: ładowanie wsadu materiału szkłotwórczego do urządzenia do topienia szkła, przy czym wspomniane urządzenie do topienia szkła ma przynajmniej jedną ściankę ograniczającą strefę ładowania w kierunku pod prąd i strefę z prądem, połączoną ze stropem i dnem, przy czym w przynajmniej jednej ściance ograniczającej strefę ładowania znajduje się przynajmniej jedno urządzenie do ładowania wsadu/ładowarka do wprowadzania wsadu materiału szkłotwórczego;
wyposażanie w przynajmniej jeden palnik tlenowo-paliwowy w sklepieniu nad wspomnianym materiałem wsadowym;
działanie przynajmniej jednego palnika tlenowo-paliwowego z uderzaniem płomienia ze spalania paliwa i utleniacza w pobliżu powierzchni materiału wsadowego w celu wytworzenia stopu szkła z materiału wsadowego;
wyposażanie urządzenia do topienia szkła w bełkotki oddalone od siebie; i przedmuchiwanie stopu szkła przynajmniej jednym płynem zdolnym do rozpuszczania się w szkle w pobliżu uderzającego płomienia.
Niniejszy sposób przebiega korzystnie bez znaczniejszego tworzenia się piany i pęcherzy w szkle przechodzącym do strefy klarowania szkła. Ponadto płyn jest korzystnie przedmuchiwany z szybkością powodującą powstanie działania ścinającego wystarczającego do zwiększenia szybkości rozpuszczania się wsadu materiału szkłotwórczego w stosunku do takiego samego układu bez przedmuchiwania, lecz bez rozpryskiwania się szkła na ścianki lub strop aparatury do topienia szkła. Szczegółowy opis rysunków
Fig. 1 przedstawia częściowy rzut perspektywiczny szybkiego urządzenia do wstępnego topienia pracującego zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku.
Fig. 2 przedstawia schematyczny pionowy rzut wzdłużny szybkiego urządzenia do wstępnego topienia pracującego zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku.
Szczegółowy opis wynalazku
Niniejszy wynalazek realizowany jest korzystnie w urządzeniu do wstępnego topienia szkła, w celu stopienia szkła, które musi być przesyłane do oddzielnego pieca szklarskiego lub do klarownika, lecz dodatkowo nadaje się także do urządzenia do topienia szkła zawierającego zarówno strefę topienia jak i strefę klarowania. Zastosowanie bełkotek w urządzeniu do topienia szkła umożliwia szybsze topienie i/lub topienie w niższej temperaturze wsadu materiału szkłotwórczego, po części poprzez zwiększenie prądów konwekcyjnych w stopie szkła lub wsadzie. Działanie bełkotek powoduje mieszanie wsadu spod spodu, w taki sposób, że odkrywa nowy chłodniejszy, niestopiony materiał wsadowy na działanie płomieni z palników tlenowo-paliwowych zamontowanych w sklepieniu do topienia. Równocześnie płomienie z palników zamontowanych w koronie pieca powodują znacznie większą wymianę ciepła do szkła i wsadu szkła aniżeli było to możliwe za pomocą konwencjonalnie kierowanych płomieni w piecu szklarskim. Płomienie z palników z korony dostarczają ciepła do wsadu szkła zarówno przez konwekcję jak i wymianę ciepła przez promieniowanie, inaczej niż w konwencjonalnych piecach szklarskich, w których zasadniczo całe ciepło przenoszone jest do szkła i wsadu szkła tylko przez promieniowanie.
PL 201 180 B1
Sposób według niniejszego wynalazku obejmuje przedmuchiwanie stopu szkła płynem, który jest zdolny do tworzenia roztworu w szkle lub rozpuszczania się w stopie szkła w taki sposób, aby nie powodować powstania piany lub pęcherzy. W jednej z postaci wykonania wynalazku sposób obejmuje przedmuchiwanie wodą lub parą przez przynajmniej kilka bełkotek. W zakresie wynalazku znajduje się umieszczenie bełkotek w określonych odstępach w dnie pieca jak to pokazano na fig. 1 i 2, a nie głównie ustawianie ich w szeregach i przedmuchiwanie gazów z szybkością, która będzie prowadzić do pojawienia się działania ścinającego obserwowanego przy spalaniu pod powierzchnią cieczy, bez rozpryskiwania szkła na górne elementy konstrukcji pieca lub powstawania niekorzystnego hałasu. Ponadto energię dostarcza się do stopu przez bezpośrednie uderzanie płomienia z palników tlenowopaliwowych zamontowanych w sklepieniu pieca, jak to pokazano na fig. 1 i 2.
Według wynalazku, topienie materiału surowców na szkło kończy się znacznie szybciej i/lub w znacznie niższych temperaturach niż w przypadku konwencjonalnych pieców szklarskich. Realizuje się to przez zwiększenie udziału przenoszenia ciepła ze spalanego paliwa do wsadu i stopu, powodując przez to zmniejszenie udziału ciepła prowadzącego do zwiększenia temperatury w przestrzeni spalania w piecu. Bełkotki rozstawione są w odstępach pod palnikiem(ami) zamontowanym(i) w sklepieniu w sposób, który maksymalizuje kontakt płomieni z pęcherzykami emitowanymi z bełkotek. W jednej z postaci wykonania bełkotki są umieszczone promieniowo w stosunku do środka obszaru kontaktu uderzającego płomienia z powierzchnią wsadu szklarskiego lub stopu szkła.
Zwiększona zawartość wody w szkle, pochodząca zarówno ze spalania tlenowo-paliwowego jak i przedmuchiwania wodą lub parą, obniża lepkość szkła i zwiększa działanie ścinające przedmuchiwania umożliwiając to, że procesy przedmuchiwania, mieszania i topienia zachodzą w znacznie niższych temperaturach i/lub znacznie szybciej niż to było możliwe przy konwencjonalnym topieniu. Temperatura, w jakiej realizuje się sposób według wynalazku znajduje się w zakresie między około 1204°C (2200°F) do około 1427°C (2600°F), korzystnie między około 1204°C (2200°F) do około 1316°C (2400°F), do stopienia przynajmniej około 92% (korzystnie około 95%) wsadu materiałów surowca z szybkością około jednej tony szkła na stopę kwadratową powierzchni topienia (tzn. pola powierzchni strefy szybkiego topienia pieca lub pieca do wstępnego topienia). Konwencjonalne piece szklarskie pracują z szybkością jednej czwartej do około połowy tej szybkości. Praca przy niższych temperaturach szkła znacznie obniża szybkość zużywania się materiałów ogniotrwałych kontaktujących się ze szkłem w piecu do wstępnego topienia. Ponadto zastosowanie sposobu według niniejszego wynalazku umożliwia, aby zbiornik klarujący, znajdujący się za piecem do wstępnego topienia, pracował w temperaturze niższej niż zwykle, przez co obniża się szybkość zużywania się zarówno materiałów ogniotrwałych kontaktujących się ze szkłem jak i znajdujących się powyżej poziomu szkła w piecu do topienia. Gdy stosuje się sposób według niniejszego wynalazku, zbiornik do klarowania może mieć także mniejsze wymiary niż to jest obecnie potrzebne w przypadku konwencjonalnych pieców szklarskich przy tej samej przepustowości.
W dalszej postaci wykonania niniejszego wynalazku do przedmuchiwania przez część bełkotek wybrane zostały szczególne gatunki gazów, w celu nadania szkłu pewnych potrzebnych własności chemicznych. Przykłady obejmują przedmuchiwanie tlenem, w celu zwiększenia stanu utlenienia w stopie lub wodorem, w celu zmniejszenia stanu utlenienia w stopie; są to własności wymagane dla szczególnych gatunków szkła, takich jak szkła o regulowanej barwie/wywoływanej barwie. W przypadku szkła przezroczystego (zwykle nazywanego szkłem flintowym) wyższe stany utlenienia będą przekształcać małe ilości żelaza, znajdującego się zwykle w szkle flintowym, z jego dwuwartościowego stanu utlenienia Fe+2 do jego stanu trójwartościowego Fe+3 Dwuwartościowy stan wywiera znacznie silniejszy efekt barwienia szkła niż żelazo trójwartościowe. Konsekwentnie, silniej utlenione szkło będzie bardziej przezroczyste. Przedmuchiwanie wodorem lub siarkowodorem można stosować do wytwarzania szkła o barwie bursztynowej lub pewnych szkieł zielonych.
W innej postaci wykonania wynalazku przedmuchuje się gazowy SO2 lub SO3 w celu szybszego klarowania, a także w celu wytworzenia brązowego (bursztynowego) szkła. Przedmuchiwanie gazowym SO2 lub SO3 eliminuje dodatkowo konieczność dodawania do wsadu siarczanów, takich jak siarczan sodu lub siarczan wapnia, które zwykle dodaje się do szkieł sodowo-wapniowo-krzemianowych (opis patentowy USA Nr 3,375,095 na rzecz Poole). Przedmuchiwanie gazowym SO2 lub SO3 jest bardziej skuteczne niż dodawanie siarczanów do wsadu, to znaczy występuje większe zatrzymywanie SO2 lub SO3 a w szkle przy przedmuchiwaniu. Konsekwentnie zmniejsza się ilość cząstek, SO2 i kwasów opartych na siarce emitowanych z komina pieca. Także i ilość tlenku siarki wymaganego przez szkło dla uzyskania określonego poziomu klarowania i stopienia jest mniejsza przy przedmuchiwaniu ga6
PL 201 180 B1 zem, niż gdy dodaje się go w postaci ciała stałego lub surowca ciekłego zawierającego siarkę.
Zmniejsza to możliwość powstawania warunków przesycenia siarczanami w szkle, co może powodować powstawanie pęcherzy w szkle lub katastrofalne zjawisko pienienia w samym stopie.
Przez przedmuchiwanie wodą lub parą w celu zwiększenia zawartości wody w szkle otrzymuje się pewne inne korzyści. Jednym z przykładów może być obniżenie zawartości alkaliów w szkle (opis patentowy USA Nr 3,617,231, Fenstermaster i LeBlanc). Zarówno alkalia jak i woda działają jak topniki, zmniejszając lepkość szkła i w konsekwencji, temperaturę topnienia i klarowania szkła. Woda jest znacznie silniejszym topnikiem niż alkalia, lecz może być dodawana do szkła tylko w znacznie mniejszych ilościach. Zastąpienie pewnej ilości alkaliów wodą zmniejsza koszty surowców, zmniejsza atak chemiczny na powierzchnie kontaktu szkła z materiałem ogniotrwałym, zmniejsza emisję cząstek z komina pieca i zwiększa „obrabialność” szkła (z obserwacji osób zaangażowanych w proces formowania, wykonujących wyroby ze szkła, można to opisać, jako większą łatwość formowania do postaci ukształtowanego wyrobu). Odnośnie ataku na materiał ogniotrwały, jeśli zawartość alkaliów w szkle utrzymywana jest na stałym poziomie, to można obniżyć temperaturę szkła z utrzymaniem tej samej lepkości. Wpływając albo na parametr obniżania temperatury albo obniżenia zawartości alkaliów, zmniejsza się szybkość chemicznego ataku na powierzchnie materiałów ogniotrwałych stykające się ze szkłem.
Płyny do przedmuchiwania, takie jak gazy, mogą być stosunkowo chłodne w porównaniu do temperatury w masie szkła lub atmosfery pieca lub też mogą być one ogrzewane. W jednej z postaci wykonania, jako gaz do przedmuchiwania można stosować gorące gazy odlotowe w celu zwiększenia wymiany ciepła.
Odpowiednie paliwa do spalania w palniku(ach) tlenowo-paliwowym(ych) zamontowanym(ych) w sklepieniu obejmują, lecz nie są do nich ograniczone metan, gaz ziemny, upłynniony gaz ziemny, propan, wodór, upłynniony gaz propanowy, butan, gazy o małej BTU (brytyjska jednostka cieplna), takie jak gaz miejski, gaz czadnicowy lub podobne, w postaci pary lub rozpylone oleje, nafta lub paliwo Diesla lub ich mieszaniny, w temperaturze pokojowej lub w postaci podgrzanej.
Korzystne utleniacze obejmują powietrze wzbogacone w tlen, zawierające więcej niż około 50 procent objętościowych tlenu do około 80 procent, korzystnie więcej niż około 70 procent tlenu, takie jak wytwarzane przez filtrację, absorpcję, separację membranową lub podobne; nieoczyszczony tlen, taki na przykład, jaki wytwarzany jest w procesie wahadłowej absorpcji próżniowej i zawierający około 80 procent objętościowych do około 95 procent objętościowych tlenu; i „przemysłowo” czysty tlen zawierający około 90 procent objętościowych do około 100 procent objętościowych tlenu, taki jak wytwarzany w instalacjach do kriogenicznego rozdzielania powietrza. Im większe ilości produktów spalania znajdują się w pracującym piecu szklarskim, tym wyższa jest temperatura struktury pieca nad szkłem przy danej temperaturze masy szkła. Generalnie, im wyższy udział procentowy tlenu obecnego, jako utleniacz, tym wyższy jest stosunek temperatury masy szkła do temperatury w przestrzeni spalania w piecu (a więc i temperatury konstrukcji nad szkłem omawianej wyżej). Utleniacz może być wprowadzany albo w temperaturze otoczenia albo w postaci podgrzanej. Paliwo i utleniacz wprowadzane są generalnie do pieca przez zespół palnika.
Zespół palnika generalnie obejmuje blok palnika ukształtowany w taki sposób, aby obejmował komorę płomieniową mającą otwory wejściowy i wyjściowy, środki w palniku dla wyładowywania paliwa do komory płomieniowej utworzonej w bloku palnika i środki do wyładowywania tlenu do komory płomieniowej. Podczas pracy, dostarczany tlen miesza się z paliwem dostarczanym przez środki do dostarczania paliwa wewnątrz komory płomieniowej. Ta palna mieszanka paliwa i tlenu może zostać zapalona z utworzeniem płomienia mającego obszar nasady w komorze płomieniowej w pewnych przypadkach i obszar wierzchołkowy na zewnątrz komory płomieniowej. Jeśli stosowany zespół palnika zawiera „wewnętrznie stopniowany” palnik do celów wtórnego spalania, blok palnika może zawierać dalej środki do bocznikowania do prowadzenia tlenu na zewnątrz komory płomieniowej, takie jak otwory do dostarczania tlenu dokoła otworu wylotowego w komorze płomieniowej. Podczas pracy tlen może przechodzić przez środki do bocznikowania utworzone w bloku palnika do otworów do dostarczania tlenu i może być wtryskiwany z bloku palnika do znajdującego się dalej obszaru „drugiego etapu obejmującego część płomienia i położonego na zewnątrz komory płomieniowej w piecu w celu ogrzania materiałów wsadowych na szkło lub stopu.
Zgodnie z wynalazkiem, przynajmniej jeden palnik(i) tlenowo-paliwowy(e) umieszczony(e) jest(są) korzystnie w sklepieniu (lub koronie) urządzenia do topienia szkła lub pieca, powyżej wsadu surowcowego materiałów (i ewentualnie stłuczki) i skierowany jest w stronę powierzchni wsadu. Palniki mogą
PL 201 180 B1 być umieszczone tak blisko jak to możliwe, w stosunku do urządzeń ładujących wsad, gdzie materiały są najchłodniejsze, w pobliżu ściany pieca, gdzie ładowany jest wsad materiałów szkłotwórczych, w celu uzyskania szybkiego topienia, spowodowanego większą różnica temperatur. Zastosowanie palników zamontowanych w sklepieniu w piecach do topienia szkła ujawnione jest dodatkowo w Zgłoszeniach Patentowych Stanów Zjednoczonych Nr 09/374,921 i 09/798,826, których pełną treść włącza się niniejszym, jako materiał odniesienia. Sposób montowania takich palników w sklepieniu pieców do topienia szkła ujawniony został dalej w zwykłym Zgłoszeniu Patentowym Stanów Zjednoczonych Nr 09/644,570, którego pełną treść włącza się niniejszym, jako materiał odniesienia. Zastosowanie metody bezpośredniego uderzania płomienia z palników montowanych w sklepieniu do topienia wsadu materiałów szkłotwórczych według sposobu według niniejszego wynalazku obejmujące wdmuchiwanie gazów do stopu, w celu uzyskania ścinającego działania mieszającego będzie prowadzić do przenoszenia ciepła do szkła szybciej i bardziej skutecznie, jak też do uzyskania niższej temperatury konstrukcji nad poziomem szkła przy danej temperaturze masy szkła. Przy zastosowaniu przedmuchiwania gazem w konwencjonalnie opalanym piecu szklarskim, mającym palniki położone poziomo lub nieco pochylone w stosunku do powierzchni stopionego szkła, nie można uzyskać tego zoptymalizowanego stosunku temperatury masy szkła do temperatury konstrukcji nad poziomem szkła.
Wykorzystanie przynajmniej jednego palnika(ów) tlenowo-paliwowego(ych) zamontowanego(ych) w sklepieniu pieca w wynalezionym sposobie zapewnia dodatkowo obok składnika przenoszenia ciepła przez promieniowanie, znacznego udziału przenoszenia ciepła na drodze konwekcji, ze względu na uderzanie i końcową reakcję reaktywnych związków pośrednich, takich jak tlenek węgla, wodór i rodniki hydroksylowe do trwałych produktów spalania, takich jak dwutlenek węgla i para wodna w pobliżu lub na powierzchni wsadu szkła. Ten typ przenoszenia ciepła ulega zwiększeniu, gdy palnik tlenowo-paliwowy jest umieszczony albo integralnie (wewnątrz bloku palnikowego) lub zewnętrznie stopniowo (oddzielnie od bloku palnikowego) tak, aby opóźnić część spalania, obniżając przez to temperaturę płomienia i utratę ciepła na promieniowanie zanim osiągnie on powierzchnię szkła. W wyniku tego, zmniejsza się przenoszenie ciepła do konstrukcji pieca nad poziomem stopu. Jeśli palnik jest palnikiem stopniowym zewnętrznie, wyposażony jest on ewentualnie w przynajmniej jeden dodatkowy wtryskiwacz utleniacza w sklepieniu urządzenia do topienia, w celu dostarczania dodatkowego utleniacza do dokończenia spalania w pobliżu lub na powierzchni wspomnianego materiału szkłotwórczego.
Kontrolowane częściowe spalanie w obszarze strumienia płomienia umożliwia kontrolowane spalanie na powierzchni materiału szkłotwórczego, przybliżając dzięki temu proces spalania w pobliże powierzchni materiału szkłotwórczego. Przesunięcie procesu spalania w pobliże powierzchni materiału szkłotwórczego wytwarza zwiększony gradient temperatury na powierzchni materiału szkłotwórczego polepszając przez to przenoszenie ciepła na zasadzie konwekcji. Kontrolowane częściowe spalanie w obszarze strumienia stwarza temperaturę akceptowalną do chemicznej dysocjacji spalających się gazów i produktów spalania. Te zdysocjowane związki, uderzając w stosunkowo chłodną powierzchnię materiału szkłotwórczego częściowo rekombinują się egzotermicznie wytwarzając dużo ciepła na powierzchni materiału szkłotwórczego. To ciepło reakcji egzotermicznych powoduje dalszy wzrost konwekcyjnego przenoszenia ciepła.
Palnik może być zamontowany zasadniczo prostopadle do powierzchni materiału szkłotwórczego, lecz może być zamontowany także z odchyleniem pod kątem do 45 stopni od kierunku prostopadłego i w kierunku z prądem w urządzeniu do topienia szkła lub piecu.
Wsad materiału szkłotwórczego może być mieszaniną surowców typowo stosowanych do wytwarzania szkła. Należy zauważyć, że skład wsadu materiału szkłotwórczego (lub porcji) zależy od typu wytwarzanego szkła. Zwykle materiał zawiera, między innymi, materiały zawierające krzemionkę włącznie z odpadkami szkła zwykle nazywanymi stłuczką. Inne materiały szkłotwórcze obejmują skaleń, nefelin, sjenit, wapień, dolomit, sodę kalcynowaną, potaż, boraks, glinkę kaolinową i tlenek glinu, lecz nie są do nich ograniczone. W celu zmiany własności szkła można także dodawać mniejsze ilości arsenu, antymonu, siarczanów, siarczków, węgla, fluorków i/lub innych składników. Ponadto do szkła o specjalnym przeznaczeniu można dodać tlenków baru, strontu, cyrkonu i ołowiu oraz innych tlenków metali barwiących szkło, w celu uzyskania szkła w odpowiednim kolorze.
Chociaż niniejszy wynalazek daje się zastosować dla różnych kompozycji szkła, szczególnie dobrze nadaje się on do szkła nazywanego szkłem sodowo-wapniowo-krzemionkowym. Szkło to wytwarzane jest z trzech (3) zasadniczych składników: krzemionki (piasku), sody kalcynowanej i wapie8
PL 201 180 B1 nia. Zasadniczo wszystkie szkła butelkowe i płaskie (np. szkło okienne) oraz większość szkieł na wyroby gospodarstwa domowego są wytwarzane ze szkła sodowo-wapniowo-krzemionkowego.
Jak to przedstawiono na fig. 1 piec do wstępnego topienia lub strefa szybkiego topienia pieca do topienia szkła 1 korzystnie zawiera palniki tlenowo-paliwowe 2 zamontowane w sklepieniu pieca. Rury do przedmuchiwania gazem 3 lub „bełkotki” umieszczone są w dnie pieca 1. Pęcherze 10 płynu, takiego jak gaz, woda lub para, unoszą się z bełkotek 3 do kąpieli szkła 8, to jest do masy szkła w obrębie urządzenia do wstępnego topienia lub strefy topienia. Pęcherze 10 wspomagają mieszanie kąpieli szklanej 8 w taki sposób, że wchodzą one w kontakt z podpowierzchniową warstwą surowca lub niestopionym materiałem surowca 6 na szkło, pływającym na powierzchni kąpieli (roztworu) szkła lub linii szkła 4 dla przyspieszania topienia. Płomienie 1 ze spalania tlenu i paliwa (takiego jak gaz ziemny lub olej) za pomocą palników tlenowo-paliwowych 2 przebywają przez komorę spalania 9 pieca uderzając w surowe niestopione materiały wsadu 6 na szkło w pobliżu linii szkła 4.
Jak to przedstawiono na fig. 2, surowe niestopione materiały wsadowe na szkło 6 zawarte w leju zasypowym 5 dla surowca ładowane są do urządzenia do wstępnego topienia lub strefy szybkiego topienia pieca szklarskiego 1 zasadniczo przy linii szkła 4. Materiały szybko się topią pod działaniem kombinacji a) płomieni 1 ze spalania tlenu i paliwa (takiego jak gaz ziemny lub olej) w komorze spalania 9 pieca z palników tlenowo-paliwowych zamontowanych w sklepieniu 2 pieca uderzając w surowe niestopione materiały 6 w pobliżu linii szkła 4 i b) działania pęcherzyków płynu 10, takiego jak gaz, woda lub para z rur bełkotki 3 w dnie pieca 1, doprowadzając stopione szkło 8 do mieszającego kontaktu z niestopionymi materiałami 6. Kąpiel szklana 8 spływa w dół (jak to pokazuje strzałka 8a) strefy ładowania do ujścia szkła 11 w przypadku urządzenia do wstępnego topienia lub do ujścia szkła 12 w przypadku urządzenia do topienia szkła.
Zgodnie z niniejszym wynalazkiem znajduje się wiele palników zamontowanych w sklepieniu urządzenia do szybkiego topienia szkła, przy czym więcej niż jeden palnik ma bełkotki połączone z palnikiem, a przedmuchiwanie gazów zachodzi w pobliżu wielu obszarów, gdzie płomienie połączonych palników uderzają na powierzchnie lub blisko powierzchni wsadu materiałów.
Stopiona kąpiel szklana może płynąć dalej przez strefę klarowania pieca do topienia szkła lub konwencjonalnego pieca szklarskiego lub do urządzenia do klarowania szkła z urządzenia do wstępnego topienia. Zgodnie ze sposobem według niniejszego wynalazku korzystne jest, aby masa szkła w kąpieli szklanej, która jest uzyskiwana w piecu do klarowania zawierała mniej niż około 50% do około 80% piany i pęcherzy typowo uzyskiwanych w konwencjonalnych piecach. Prowadzi to do wytwarzania szkła o wyższej jakości. Chociaż odróżniają się one od stopu szkła, ilość pęcherzy, które typowo są akceptowalne w szklanym produkcie pojemniku szklanym jest rzędu około 27 pęcherzy na uncję szkła; dla produktu ze szkła float, akceptowalna jest mniejsza ilość.
W jednej z postaci urządzenie do szybkiego topienia mające palniki tlenowo-paliwowe zamontowane w sklepieniu pieca w połączeniu z bełkotami umieszczonymi w dnie urządzenia do wstępnego topienia może być przesuwnie umieszczane dla zasilania stopionego szkła do konwencjonalnego urządzeniu do topienia szkła jako „ładowarka” lub do wnętrza urządzenia do klarowania szkła. Urządzenie to może być zamontowane na ko-łach, na szynach, na bieżni lub na poduszce powietrznej w taki sposób, aby można go było przesuwać w położenie do współpracy i rozłączać od urządzenia do topienia szkła lub urządzenia do klarowania. Urządzenie do wstępnego topienia może być pojedynczym urządzeniem lub zespołem takich urządzeń, wprowadzanym do zwykłego kanału połączonego z urządzeniem do topienia szkła lub do klarowania. Taka konfiguracja będzie zmniejszać lub eliminować czas przestoju pieca szklarskiego, który będzie wynikać z obsługi, napraw lub zastępowania urządzenia do wstępnego topienia zasilającego piec.
Opis elementów z figur 1 i 2:
oznaczenie 1 piec, urządzenie do topienia lub do wstępnego topienia oznaczenie 2 palniki tlenowo-paliwowe oznaczenie 3 rury bełkotek oznaczenie 4 linia szkła (powierzchnia lub wierzchołek szkła w urządzeniu do topienia) oznaczenie 5 lej zasypowy dla surowca oznaczenie 6 surowce lub niestopione wsad materiału szkło-twórczego (na szkło) oznaczenie 7 płomienie z palników tlenowo-paliwowych oznaczenie 8 kąpiel szklana oznaczenie 8a strumień masy szklanej/przepływ strumienia masy oznaczenie 9 komora spalania pieca oznaczenie 10 pęcherze gazu i/lub wody i/lub pary przechodzące przez bełkotkę
PL 201 180 B1 oznaczenie 11 ujście szkła z urządzenia do wstępnego topienia oznaczenie 12 ujście szkła z urządzenia do topienia.
Należy zauważyć, że niniejszy wynalazek nie jest ograniczony do szczególnych postaci wykonania opisanych wyżej, lecz obejmuje odmiany, modyfikacje i równoważne postaci wykonania zdefiniowane w załączonych dalej zastrzeżeniach.

Claims (13)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego, w którym
    - ładuje się wsad materiału szkłotwórczego do urządzenia do topienia szkła;
    - uderza się płomieniem ze spalania paliwa i utleniacza w pobliżu powierzchni wsadu materiału dla wytworzenia stopu szkła z wsadu materiałów i
    - przedmuchuje się stop szkła w pobliżu uderzającego płomienia, znamienny tym, że
    - utrzymuje się temperaturę pracy w urządzeniu do topienia W szkła w zakresie od 1204°C do 1427°C,
    - przedmuchuje się stop szkła za pomocą przynajmniej jednego płynu zdolnego do tworzenia roztworu lub rozpuszczania się w stopie szkła, i
    - reaktywne związki pośrednie spala się całkowicie w pobliżu lub na powierzchni wsadu materiału szkłotwórczego.
  2. 2. Sspsóó weeług zzstrz. 1, zr^r^r^ier^r^^ tym, że przzemuchuje się stoo szkła wodą I ub pprą z przynajmniej jednej bełkotki.
  3. 3. Sspsóó weeługzzstrz. 1 ,zznmieenntym, żż przzemuchnje sięstooszkła ggazm weyrasym z grupy składającej się z przynajmniej jednego gazu spośród wodoru, siarkowodoru, tlenu, SO2, SO3 i gorących gazów odlotowych, z przynajmniej jednej bełkotki.
  4. 4. Sspsóó weeług szstrz. L zznmieenn tt^m. Sż sdeniaac wwyiera się s swy ιό^^ο^ się z powietrza wzbogaconego w tlen, nieoczyszczonego tlenu i tlenu przemysłowo czystego.
  5. 5. Sposób według zaat^, 1, znnmiennn tym, że ppl^ci ww^zer się; z grupp się;
    z metanu, gazu ziemnego, upłynnionego gazu ziemnego, wodoru, propanu, upłynnionego gazu propanowego, butanu, gazów o małej BTU, gazu miejskiego, gazu czadnicowego, olejów, nafty, paliwa Diesla i ich mieszanin.
  6. 6. Sspszb we^c^łi.^g zzsóoz, znamieeny ttyn, żż ν^όΙ muroriału sόkłc>twerzczeo ww^im się?
    jest z grupy składającej się ze stłuczki, krzemionki, skalenia, nefelinu, sjenitu, wapienia, dolomitu, sody kalcynowanej, potażu, boraksu, glinki kaolinowej, tlenku glinu, arsenu, antymonu, siarczanów, siarczków, węgla, fluorków, tlenku baru, tlenku strontu, tlenku cyrkonu, tlenku ołowiu, tlenków metali nadających barwę i ich mieszanin.
  7. 7. Sspsóó weełuc zzstrz,6, zznmieenytym. żż wozS rrlureriarusόkłotwerzczegzzwienzkłzzmionkę, sodę kalcynowaną i wapień do wytwarzania szkła sodowo-wapniowo-krzemionkowego.
  8. 8. Sppszó wedku zzat^, 1, zznmieeny tt/m, żż prowoadż się przznajmniej j jeno stooyiowe wewnętrzne dostarczanie utleniacza poprzez wtrysk z przynajmniej jednego palnika tlenowopaliwowego zawartego w tym samym bloku palnikowym i prowadzi się stopniowe zewnętrzne dostarczanie utleniacza poprzez wtrysk oddzielnie od bloku palnika tlenowo-paliwowego.
  9. 9. Sspszb woełι.ιg zzsSz. 8, zznmieeny tt/m, żż Zostorzcz się sprOStc ZoddrOowo ujleniaaz w pobliżu lub na powierzchni wsadu materiału szkłotwórczego z przynajmniej jednego wtórnego wtryskiwacza utleniacza w sklepieniu urządzenia do topienia szkła.
  10. 10. Sspsóó woełuc szatre, L zznmieeny tt/m, że οΟ^ίη^ uCdnzzsie ptomiernem nnS ppęherzami płynu unoszącego się z bełkotek poniżej uderzającego płomienia.
  11. 11. Sspsóó woełuczzαtrz, s , z znmieenn ttyn, żż worzwoadz się; stooiodosόkło dn zcząddznia do klarowania szkła.
  12. 12. Sspsóó woełuc sast^. s, zznmieeny t^m, sż przzemuchiwosie przwoan, się przmieniowo w stosunku do centrum powierzchni kontaktu uderzającego płomienia w pobliżu powierzchni wsadu materiału szkłotwórczego.
  13. 13. Sposób według zasli-z, 1, znamienny tym, ρ^θόπυοΙ^θηóe stopu szkka iest połączone z więcej niż jednym uderzaniem płomieniem.
PL368803A 2001-05-03 2002-04-26 Sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego PL201180B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28836301P 2001-05-03 2001-05-03
US10/122,976 US6722161B2 (en) 2001-05-03 2002-04-15 Rapid glass melting or premelting

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL368803A1 PL368803A1 (pl) 2005-04-04
PL201180B1 true PL201180B1 (pl) 2009-03-31

Family

ID=26821075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL368803A PL201180B1 (pl) 2001-05-03 2002-04-26 Sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6722161B2 (pl)
EP (1) EP1383713A4 (pl)
JP (1) JP4412902B2 (pl)
KR (1) KR100856813B1 (pl)
CN (1) CN1314607C (pl)
BR (1) BR0209422A (pl)
CA (1) CA2446251A1 (pl)
MX (1) MXPA03009985A (pl)
PL (1) PL201180B1 (pl)
WO (1) WO2002090271A1 (pl)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI276611B (en) * 2000-08-17 2007-03-21 Hoya Corp Process for producing glass and glass-melting apparatus thereof
FR2879284B1 (fr) * 2004-12-09 2007-01-19 Air Liquide Procede de fusion d'une composition de matieres premieres par un bruleur en voute
FR2899577B1 (fr) * 2006-04-07 2008-05-30 Saint Gobain Four de fusion du verre comprenant un barrage de bruleurs immerges aux matieres vitrifiables
DE102007008299B4 (de) * 2006-08-12 2012-06-14 Schott Ag Verfahren zur Herstellung von Gläsern, wobei die chemische Reduktion von Bestandteilen vermieden wird
EP2059723A4 (en) * 2006-08-25 2011-08-10 Linde Inc INJECTION OF OXYGEN THROUGH A ROOF OR CROWN OF A GLASS OVEN
JP4624971B2 (ja) * 2006-10-18 2011-02-02 大同特殊鋼株式会社 ガラス溶解装置
JP4693178B2 (ja) * 2006-11-09 2011-06-01 大同特殊鋼株式会社 ガラス溶解方法
JP5219240B2 (ja) * 2007-05-21 2013-06-26 大同特殊鋼株式会社 ガラス溶解炉
US20110236846A1 (en) * 2008-01-18 2011-09-29 Gas Technology Institute Submerged combustion melter
WO2010042226A2 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Leblanc, Diane, S. Production of silicon
US20100307196A1 (en) * 2009-06-08 2010-12-09 Richardson Andrew P Burner injection system for glass melting
US20110011134A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Richardson Andrew P Injector for hydrogen and oxygen bubbling in glass baths
US9790117B2 (en) 2009-07-29 2017-10-17 Corning Incorporated Methods for making a glass material and apparatus
TWM380706U (en) * 2009-12-10 2010-05-11 Wistron Corp Metal shielding casing and the combination thereof with circuit board
US8997525B2 (en) 2010-06-17 2015-04-07 Johns Manville Systems and methods for making foamed glass using submerged combustion
US8973400B2 (en) * 2010-06-17 2015-03-10 Johns Manville Methods of using a submerged combustion melter to produce glass products
US8707739B2 (en) 2012-06-11 2014-04-29 Johns Manville Apparatus, systems and methods for conditioning molten glass
US8769992B2 (en) 2010-06-17 2014-07-08 Johns Manville Panel-cooled submerged combustion melter geometry and methods of making molten glass
US9776903B2 (en) 2010-06-17 2017-10-03 Johns Manville Apparatus, systems and methods for processing molten glass
US8707740B2 (en) 2011-10-07 2014-04-29 Johns Manville Submerged combustion glass manufacturing systems and methods
US10322960B2 (en) 2010-06-17 2019-06-18 Johns Manville Controlling foam in apparatus downstream of a melter by adjustment of alkali oxide content in the melter
US8650914B2 (en) 2010-09-23 2014-02-18 Johns Manville Methods and apparatus for recycling glass products using submerged combustion
US9032760B2 (en) 2012-07-03 2015-05-19 Johns Manville Process of using a submerged combustion melter to produce hollow glass fiber or solid glass fiber having entrained bubbles, and burners and systems to make such fibers
US9096453B2 (en) 2012-06-11 2015-08-04 Johns Manville Submerged combustion melting processes for producing glass and similar materials, and systems for carrying out such processes
US9021838B2 (en) 2010-06-17 2015-05-05 Johns Manville Systems and methods for glass manufacturing
US9145319B2 (en) 2012-04-27 2015-09-29 Johns Manville Submerged combustion melter comprising a melt exit structure designed to minimize impact of mechanical energy, and methods of making molten glass
US8991215B2 (en) 2010-06-17 2015-03-31 Johns Manville Methods and systems for controlling bubble size and bubble decay rate in foamed glass produced by a submerged combustion melter
US8973405B2 (en) 2010-06-17 2015-03-10 Johns Manville Apparatus, systems and methods for reducing foaming downstream of a submerged combustion melter producing molten glass
US8875544B2 (en) 2011-10-07 2014-11-04 Johns Manville Burner apparatus, submerged combustion melters including the burner, and methods of use
US9096452B2 (en) 2010-06-17 2015-08-04 Johns Manville Methods and systems for destabilizing foam in equipment downstream of a submerged combustion melter
SE535197C2 (sv) * 2010-09-30 2012-05-15 Linde Ag Förfarande vid förbränning i en industriugn
CN103998383B (zh) * 2011-12-19 2016-03-30 旭硝子株式会社 熔融玻璃制造装置、熔融玻璃制造方法及使用该制造装置和制造方法的平板玻璃的制造方法
US9533905B2 (en) * 2012-10-03 2017-01-03 Johns Manville Submerged combustion melters having an extended treatment zone and methods of producing molten glass
WO2014055199A1 (en) 2012-10-03 2014-04-10 Johns Manville Methods and systems for destabilizing foam in equipment downstream of a submerged combustion melter
US9227865B2 (en) 2012-11-29 2016-01-05 Johns Manville Methods and systems for making well-fined glass using submerged combustion
CN103058493A (zh) * 2013-01-10 2013-04-24 中国建材国际工程集团有限公司 一种使用低热值发生炉煤气的燃料供给结构及方法和应用
WO2014189506A1 (en) 2013-05-22 2014-11-27 Johns Manville Submerged combustion burners and melters, and methods of use
US10131563B2 (en) 2013-05-22 2018-11-20 Johns Manville Submerged combustion burners
US10654740B2 (en) 2013-05-22 2020-05-19 Johns Manville Submerged combustion burners, melters, and methods of use
US9777922B2 (en) 2013-05-22 2017-10-03 Johns Mansville Submerged combustion burners and melters, and methods of use
WO2014189502A1 (en) 2013-05-22 2014-11-27 Johns Manville Improved burner for submerged combustion melting
US9731990B2 (en) 2013-05-30 2017-08-15 Johns Manville Submerged combustion glass melting systems and methods of use
SI3003997T1 (sl) 2013-05-30 2021-08-31 Johns Manville Potopni zgorevalni gorilniki s sredstvi za izboljšanje mešanja za talilne peči za steklo in uporaba
US10858278B2 (en) 2013-07-18 2020-12-08 Johns Manville Combustion burner
CN105593181B (zh) * 2013-09-30 2018-10-09 Hoya株式会社 光学玻璃及其制造方法
CN106458677B (zh) * 2014-06-12 2019-10-08 Ａｇｃ株式会社 熔融玻璃的制造方法、玻璃物品的制造方法、以及熔融玻璃制造装置
US10570045B2 (en) 2015-05-22 2020-02-25 John Hart Miller Glass and other material melting systems
US9751792B2 (en) 2015-08-12 2017-09-05 Johns Manville Post-manufacturing processes for submerged combustion burner
US10041666B2 (en) 2015-08-27 2018-08-07 Johns Manville Burner panels including dry-tip burners, submerged combustion melters, and methods
US10670261B2 (en) 2015-08-27 2020-06-02 Johns Manville Burner panels, submerged combustion melters, and methods
US9815726B2 (en) 2015-09-03 2017-11-14 Johns Manville Apparatus, systems, and methods for pre-heating feedstock to a melter using melter exhaust
US9982884B2 (en) 2015-09-15 2018-05-29 Johns Manville Methods of melting feedstock using a submerged combustion melter
US10837705B2 (en) 2015-09-16 2020-11-17 Johns Manville Change-out system for submerged combustion melting burner
US10081563B2 (en) 2015-09-23 2018-09-25 Johns Manville Systems and methods for mechanically binding loose scrap
US10144666B2 (en) 2015-10-20 2018-12-04 Johns Manville Processing organics and inorganics in a submerged combustion melter
US10246362B2 (en) 2016-06-22 2019-04-02 Johns Manville Effective discharge of exhaust from submerged combustion melters and methods
US10301208B2 (en) 2016-08-25 2019-05-28 Johns Manville Continuous flow submerged combustion melter cooling wall panels, submerged combustion melters, and methods of using same
US10337732B2 (en) 2016-08-25 2019-07-02 Johns Manville Consumable tip burners, submerged combustion melters including same, and methods
US10196294B2 (en) 2016-09-07 2019-02-05 Johns Manville Submerged combustion melters, wall structures or panels of same, and methods of using same
US10233105B2 (en) 2016-10-14 2019-03-19 Johns Manville Submerged combustion melters and methods of feeding particulate material into such melters
US10807896B2 (en) 2018-03-15 2020-10-20 Owens-Brockway Glass Container Inc. Process and apparatus for glass manufacture
US11459263B2 (en) 2019-10-01 2022-10-04 Owens-Brockway Glass Container Inc. Selective chemical fining of small bubbles in glass
US11912608B2 (en) 2019-10-01 2024-02-27 Owens-Brockway Glass Container Inc. Glass manufacturing
EP3978449A1 (en) 2020-09-30 2022-04-06 Forglass Engineering spolka z ograniczona odpowiedzialnoscia Integrated bubbling nozzle and method of zone homogenization of glass melt during melting using the same
CN114163123B (zh) * 2021-11-18 2023-12-29 成都赛林斯科技实业有限公司 一种抗紫外高折射光学玻璃及其制备方法

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE490285A (pl) * 1948-12-02
US3015190A (en) * 1952-10-13 1962-01-02 Cie De Saint Gobain Soc Apparatus and method for circulating molten glass
US3337324A (en) 1963-04-30 1967-08-22 Union Carbide Corp Process for melting and refining glass batch
US3305340A (en) * 1964-03-04 1967-02-21 Pittsburgh Plate Glass Co Method and apparatus for generating currents in molten glass
US3375095A (en) 1964-10-09 1968-03-26 Brockway Glass Co Inc Treatment of melting glass with so2
DE1471905B2 (de) 1965-12-24 1971-06-03 Max Planck Gesellschaft zur Förde rung der Wissenschaften e V , 3400 Gottin gen Verfahren zum Entfernen von Wasser aus Glasschmelzen
US3622296A (en) 1966-08-29 1971-11-23 Corning Glass Works Method of fining glass
US3558297A (en) 1966-10-10 1971-01-26 Libbey Owens Ford Co Method for changing over from one glass to another glass while simultaneously bubbling
US3617231A (en) 1968-06-10 1971-11-02 Brockway Glass Co Inc Method of controlling the softening point and working temperature of soda-lime glass by regulating the water content of the glass melt
US3752895A (en) 1970-07-29 1973-08-14 Corhart Refractories Co Electric melting furnace and process of using it
US3754886A (en) 1971-04-02 1973-08-28 Owens Illinois Inc Method for refining molten glass
US3811860A (en) 1972-06-09 1974-05-21 Ppg Industries Inc Processing of stirring molten glass with bubbles from electrolysis
US3811859A (en) 1972-06-09 1974-05-21 Ppg Industries Inc Process and apparatus for electrolytically generating stirring bubbles in a glass melt
US3960532A (en) 1974-03-04 1976-06-01 Philadelphia Quartz Company Preparing alkali metal silicate glass with bubbles
NL7501530A (nl) 1975-02-10 1976-08-12 Philips Nv Werkwijze voor het insmelten van een glasgemeng en glasoven voor het uitvoeren van de werkwijze.
US4002449A (en) 1975-05-21 1977-01-11 Owens-Illinois, Inc. Method of melting laser glass compositions
US4195981A (en) 1977-05-20 1980-04-01 Penberthy Harvey Larry Molten glass homogenizer and method of homogenizing glass
US4194077A (en) 1977-12-27 1980-03-18 Owens-Corning Fiberglas Corporation Batch sensor for glass-melting furnaces
US4345106A (en) 1980-10-06 1982-08-17 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method of and apparatus for detecting the level of molten glass in a glass melting furnace
US4312657A (en) 1980-11-14 1982-01-26 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method of and apparatus for sensing the level of molten glass in a glass melting furnace
US4405351A (en) 1981-06-29 1983-09-20 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method for controlling a glass melting furnace
US4409012A (en) 1982-02-16 1983-10-11 Owens-Illinois, Inc. Method and apparatus for monitoring a glass furnace
US4504302A (en) 1982-05-24 1985-03-12 Carman Justice N Homogenizing apparatus glass making furnace and method of homogenizing glass
US4468164A (en) 1982-08-05 1984-08-28 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method and apparatus for feeding raw material to a furnace
US4478628A (en) 1982-08-05 1984-10-23 Owens-Corning Fiberglas Corporation Method for controlling the level of molten material in a furnace
US4473388A (en) 1983-02-04 1984-09-25 Union Carbide Corporation Process for melting glass
US4536205A (en) 1983-10-20 1985-08-20 Ppg Industries, Inc. Method for controlling currents in glass melter
US4544396A (en) 1983-10-20 1985-10-01 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for controlling currents in glass melter
US4545800A (en) 1984-07-19 1985-10-08 Ppg Industries, Inc. Submerged oxygen-hydrogen combustion melting of glass
US4539034A (en) 1984-07-19 1985-09-03 Ppg Industries, Inc. Melting of glass with staged submerged combustion
US4610711A (en) 1984-10-01 1986-09-09 Ppg Industries, Inc. Method and apparatus for inductively heating molten glass or the like
EP0237604B1 (de) 1986-03-20 1990-01-24 Beteiligungen Sorg GmbH & Co. KG Energiesparendes Verfahren zum Schmelzen von Glas
US4565560A (en) 1984-12-19 1986-01-21 Ppg Industries, Inc. Energy efficient and anti-corrosive burner nozzle construction and installation configuration
US4600425A (en) 1985-03-29 1986-07-15 Ppg Industries, Inc. Bubbler with protective sleeve or fluid coolant jacket
US4634461A (en) 1985-06-25 1987-01-06 Ppg Industries, Inc. Method of melting raw materials for glass or the like with staged combustion and preheating
US4632687A (en) 1985-06-25 1986-12-30 Ppg Industries, Inc. Method of melting raw materials for glass or the like using solid fuels or fuel-batch mixtures
SU1335535A1 (ru) * 1986-01-13 1987-09-07 Гусевский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Института Стекла Способ варки стекла
NZ220810A (en) 1986-07-07 1989-08-29 Ppg Industries Inc Refining glass; collapsing foam above melt by adding substances
US4798616A (en) 1986-10-02 1989-01-17 Ppg Industries, Inc. Multi-stage process and apparatus for refining glass or the like
US4718931A (en) 1987-02-05 1988-01-12 Corning Glass Works Method of controlling melting in a cold crown glass melter
US4816056A (en) 1987-10-02 1989-03-28 Ppg Industries, Inc. Heating and agitating method for multi-stage melting and refining of glass
US4818265A (en) 1987-12-14 1989-04-04 Ppg Industries, Inc. Barrier apparatus and method of use for melting and refining glass or the like
US4831633A (en) 1988-06-01 1989-05-16 King, Taudevin & Gregson (Holdings) Limited Glass melting furnace
CN2040096U (zh) * 1988-11-08 1989-06-28 邓泽高 立式火焰玻璃熔炉
US4919700A (en) 1989-01-03 1990-04-24 Ppg Industries, Inc. Vacuum refining of glassy materials with selected water content
US5006144A (en) 1990-06-25 1991-04-09 Ppg Industries, Inc. Melting glass with oxidation control and lowered emissions
US5120342A (en) 1991-03-07 1992-06-09 Glasstech, Inc. High shear mixer and glass melting apparatus
US5116399A (en) 1991-04-11 1992-05-26 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Glass melter with front-wall oxygen-fired burner process
US5139558A (en) * 1991-11-20 1992-08-18 Union Carbide Industrial Gases Technology Corporation Roof-mounted auxiliary oxygen-fired burner in glass melting furnace
BR9302204A (pt) 1992-06-05 1993-12-14 Praxair Technology Inc Processo para producao de vidro
DE4327237C1 (de) 1993-08-13 1994-08-25 Sorg Gmbh & Co Kg Verfahren zum Schmelzen von Glas in einem Wannenofen und Wannenofen hierfür
FR2722272B1 (fr) * 1994-07-08 1996-08-23 Air Liquide Ensemble de combustion pour un four et procede de mise en oeuvre
US6355587B1 (en) 1994-06-30 2002-03-12 Ted A. Loxley Quartz glass products and methods for making same
US5665137A (en) 1995-08-15 1997-09-09 Owens-Corning Fiberglas Technology, Inc. Method for controlling secondary foam during glass melting
FR2743360B1 (fr) * 1996-01-05 1998-02-27 Air Liquide Procede de chauffage de la charge d'un four de verre
US5785940A (en) 1996-03-18 1998-07-28 Pq Corporation Silicate reactor with submerged burners
US5922097A (en) 1996-06-12 1999-07-13 Praxair Technology, Inc. Water enhanced fining process a method to reduce toxic emissions from glass melting furnaces
EP0915062A1 (de) * 1997-10-23 1999-05-12 Pichanon Dipl.-Ing Suwannathada Verfahren zur Steuerung des Redoxzustandes, der Farbe und Verarbeitkeit von Glasschmelzen
US6237369B1 (en) * 1997-12-17 2001-05-29 Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. Roof-mounted oxygen-fuel burner for a glass melting furnace and process of using the oxygen-fuel burner
DE19815326C2 (de) 1998-04-06 2001-05-03 Sorg Gmbh & Co Kg Glasschmelzofen mit Brennern für fossile Brennstoffe und mit inneren Strahlungsschutzwänden
CN2380564Y (zh) * 1999-02-13 2000-05-31 张增舫 节能型多功能熔硬质玻璃燃油池窑
US6705117B2 (en) 1999-08-16 2004-03-16 The Boc Group, Inc. Method of heating a glass melting furnace using a roof mounted, staged combustion oxygen-fuel burner
US6422041B1 (en) 1999-08-16 2002-07-23 The Boc Group, Inc. Method of boosting a glass melting furnace using a roof mounted oxygen-fuel burner
US6354110B1 (en) 1999-08-26 2002-03-12 The Boc Group, Inc. Enhanced heat transfer through controlled interaction of separate fuel-rich and fuel-lean flames in glass furnaces
JP2001302252A (ja) * 2000-04-24 2001-10-31 Inoenbairo Techno Kk ガラス溶融炉
DE10026884A1 (de) * 2000-05-30 2001-12-06 Heiko Hessenkemper Verfahren zur thermischen und chemischen Homogenisierung von Glasschmelzen im Bereich der Glaskonditionierung

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002090271A1 (en) 2002-11-14
CN1543442A (zh) 2004-11-03
MXPA03009985A (es) 2004-02-12
CA2446251A1 (en) 2002-11-14
BR0209422A (pt) 2004-07-06
EP1383713A1 (en) 2004-01-28
CN1314607C (zh) 2007-05-09
PL368803A1 (pl) 2005-04-04
US20020166343A1 (en) 2002-11-14
KR100856813B1 (ko) 2008-09-05
EP1383713A4 (en) 2011-06-22
KR20040000450A (ko) 2004-01-03
US6722161B2 (en) 2004-04-20
JP4412902B2 (ja) 2010-02-10
JP2004526656A (ja) 2004-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL201180B1 (pl) Sposób topienia wsadu materiału szkłotwórczego
EP2102118B1 (en) Process and apparatus for making mineral fibres
PL199956B1 (pl) Sposób stapiania materiału tworzącego szkło w piecu do wytopu szkła i palnik tlenowo-paliwowy
CA2673347C (en) Process and apparatus for making a mineral melt
KR100297032B1 (ko) 알칼리 부식을 감소시키는 유리 용융 장치 및 방법
JP2011011975A (ja) ガラス化可能物質の溶融及び清澄方法並びに設備
US20210017063A1 (en) Gradient fining tank for refining foamy molten glass and a method of using the same
US7409838B2 (en) Reducing corrosion and particulate emission in glassmelting furnaces
JP2007099620A (ja) 天井取り付け型酸素バーナーを用いるガラス溶解炉の性能を向上させる方法
EP3230217B1 (en) Process and apparatus for making a mineral melt

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20120426