PL65472B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 12.VIII.1968 (P 128 604) 28.VIII.1967 Czechoslowacja 15.XI.1972 65472 KI. 32a,5/02 MKP C03b 5/02 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Rudolf Pavlista, Frantisek Konarek Wlasciciel patentu: Statni vyzkumny ustav sklafske techniky, Praga (Czechoslowacja) Sposób topienia szkla za pomoca energii elektrycznej oraz piec do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób topienia szkla za pomoca energii elektrycznej, zwlaszcza szkla, o krzywej lepkosci i krzywej przewodnosci elektrycznej narasta¬ jacej stromo zaleznie od temperatury, oraz piec do sto¬ sowania tego sposobu w szczególnosci piec wglebny.Twarde szkla borokrzemowe cechuje duza zawartosc SiC2 i mala zawartosc tlenków alkalicznych, sa to szkla, które z powodu charakterystycznej opornosci elektrycz¬ nej sa trudno topliwe przy przeplywie pradu elektryczne¬ go przez mase szklana. Sposób topnienia szkla za pomoca energii elektrycznej, zwlaszcza szkla o niskiej zawartosci przewodzacych tlenków elektrycznych pociaga za soba wysokie wymagania odnosnie skutecznosci topnienia i za¬ danej jakosci szkla. W trakcie topnienia takich gatun¬ ków szkla szczególnie trudne jest utrzymanie wartosci maksymalnej temperatury w okreslonej odleglosci we wsadzie albo od dna pieca i zapewnienie tym samym wymaganego rezimu temperaturowego w strefie topnie¬ nia pieca.Znany jest sposób topienia szkla wymienionego ga¬ tunku w piecu wglebnym, w którym lustro w strefie topienia jest calkowicie przykryte wsadem i w którym proces topienia przebiega w kierunku pionowym. W spo¬ sobie tym prad elektryczny jest doprowadzony za po¬ moca plaskiej elektrody molibdenowej, umieszczonej po¬ ziomo wzdluz scian bocznych strefy topienia pieca. Ten sposób topienia jest jednak obarczony wada, polegajaca na trudnej manipulacji plaska elektroda, a eksploatacja samego urzadzenia jest kosztowna, ze wzgledu na szyb¬ kie niszczenie sie wykladziny pieca. 10 15 20 25 30 Ponadto jesli rozmieszczenie elektrody w strefie topie¬ nia nie zostalo dobrane doswiadczalnie to dochodzi cze¬ sto do przesuniecia obszaru najwyzszej temperatury, co powoduje znaczna zmiane w rozkladzie temperatur we¬ wnatrz pieca, a tym samym brak technologicznej stabili¬ zacji przebiegu topienia.Nieznaczna róznica temperatur masy szklanej miedzy strefa topienia i strefa robocza pieca, która przy tych szklach wynosi tylko 100 do 150°C utrudnia utrzymanie wlasciwego gradientu temperatury miedzy strefa topie¬ nia i strefa robocza pieca. Bez tego liniowego spadku temperatury jest jednak niemozliwe zapewnienie stabil¬ nosci technologicznego przebiegu topienia, a zatem i otrzymanie szkla o zadanej jakosci.Dla ustabilizowania technologicznego przebiegu topie¬ nia waznym jest wedlug dotychczasowych doswiadczen, okreslenie wlasciwej odleglosci polozenia elektrod po¬ nizej górnego poziomu masy w strefie topienia. Wybrana podczas prób odleglosc przy najlepszych osiagnietych wynikach moze byc uwazana za najkorzystniejsza. Trze¬ ba jednak zwrócic uwage, ze ta odleglosc jest zalezna od calej glebokosci masy szklanej w piecu i ze tak usta¬ lona odleglosc jest isluszna tylko do zbadanego pieca i tylko do topienia szkla o podobnych wlasciwosciach.Celem wynalazku jest usuniecie tych wad, a zadaniem technicznym opracowanie sposobu oraz pieca do stoso¬ wania tego sposobu za pomoca którego mozliwe jest latwe topienie szkla przez utrzymanie liniowego gra¬ dientu temperatury miedzy strefa topienia i strefa ro¬ bocza. 654723 Zgodnie z wynalazkiem rozwiazanie tego zagadnienia polega na zastosowaniu pionowego elektrycznego sposo¬ bu topienia szkla w piecach wglebnych, zwlaszcza szkla o niskiej zawartosci przewodzacych tlenków, w którym przez regulowanie doplywu energii do elektrod znajdu¬ jacych sie w masie szklanej, otrzymuje sie opadajacy gradient temperatury od powierzchni masy szklanej w kierunku kanalu przeplywowego, natezenie spadku tem¬ peratury od poziomo polozonego maximum temperatu¬ ry w górnej polowie strefy topienia w kierunku dna re¬ guluje sie stosunkiem pomiedzy doplywem mocy do elektrod znajdujacych sie w strefie topienia i do elek¬ trod polozonych w strefie kanalu przeplywowego.Wglebny piec do stosowania tego sposobu sklada sie ze strefy topienia, z kanalu przeplywowego i ze strefy roboczej. System grzejny sklada sie z elektrod umiesczo- nych poziomo i jest w kazdej strefie regulowany nieza¬ leznie. W strefie topienia system ten sklada sie z czte¬ rech elektrod, znajdujacych sie w górnej czesci tej stre¬ fy. W kanale przeplywowym system grzejny tworza co najmniej trzy elektrody, które siegaja do strefy topienia i dlo strefy roboczej pieca. System grzejny w strefie roboczej sklada sie co najmniej z jednej pary elektrod, które znajduja sie ponizej masy szklanej, oraz z elemen¬ tów grzejnych oporowych, które sa zamocowane powy¬ zej lustra masy.Rozwiazanie wedlug wynalazku umozliwia dobór op¬ tymalnego rezimu temperaturowego i stabilizacje calego procesu technologicznego, a mianowicie wstepnego grza¬ nia wsadu, topienia, klarowania i ujednorodniania ma¬ sy szklanej. Jednoczesnie z ekonomicznoscia tpoienia wynalazek zapewnia wlasciwa jakosc szkla, zwlaszcza szkla borokrzemowego i tych gatunków szkla, których topienie jest utrudnione.Za pomoca oddzielnych, niezaleznie regulowanych sy¬ stemów grzejnych w górnej polowie strefy topienia oraz w strefie kanalu przeplywowego mozna uzyskac stale i wyrazne poziome polozenie maksimum temperatury i tym samym uzyskac stabilnosc rezimu temperaturowe¬ go. W wyniku wystepowania maksimum temperatury, przenoszenie ciepla w górnej czesci strefy topienia jest bardzo intensywne. Wywiera to korzystny wplyw na sku¬ tecznosc topienia i stwarza takze dobre warunki do kla¬ rowania masy szklanej.Uklad systemu grzejnego wedlug wynalazku pozwala na krótkotrwale intensywne podniesienie temperatury w strefie topienia i klarowania przez co przeplyw lami- narny w dolnej czesci pieca nie doznaje zaklócen. Za pomoca systemu elektrod grzejnych umieszczonych w strefie topienia, ponizej poziomu szkla, zostaje ograni¬ czone tworzenie sie na powierzchni szkla kozucha, któ¬ ry powstaje przy wiekszej koncentracji SiC2 przez ulat¬ nianie sie niektórych skladników masy szklanej. Nagrza¬ nie powoduje intensywne krazenie masy szklanej, a tym samym calkowita jej jednorodnosc.Do obnizenia intensywnosci ulatniania sie substancji przyczyniaja sie tez wchodzace w system ogrzewania strefy roboczej oporowe elementy grzejne, umieszczone powyzej poziomu szkla w osi strefy roboczej i tworzace pomiedzy otworami [roboczymi oslone od doplywu po¬ wietrza.Piec wedlug wynalazku przedstawiony jest schematycz¬ nie na rysunku na którym fig. 1 przedstawia przekrój podluzny pieca, fig. 2 przekrój poprzeczny wzdluz plasz- 65472 4 czyzny I—I z fig. 1, zas na fig. 3 przekrój poprzeczny wzdluz plaszczyzny II-II z fig. 1.Piec wedlug wynalazku sklada sie ze strefy topienia 1, kanalu przeplywowego 2 i ze strefy roboczej 3. Stre- 5 fa topienia 1 jest oddzielona od strefy roboczej 3 scian¬ ka dzialowa 4, która znajduje sie powyzej kanalu 2 i jest czesciowo chlodzona woda.W strefie topienia znajduje sie otwór 5 do wpro¬ wadzania wsadu, a w sklepieniu pieca znajduja sie pal- 10 niki (nie pokazane na rysunku) sluzace do temperowa¬ nia to jest do doprowadzania masy do zadanej tempera¬ tury i wstepnego topienia szkla przed rozpoczeciem wla¬ sciwego procesu. Produkty spalania i niezbyt intensywne opary ze strefy topienia 1 sa odprowadzane kanalem 15 wyciagowym 6, który jest umieszczony w scianie pieca powyzej scianki dzialowej 4.W tym przykladowym rozwiazaniu pieca do topienia, strefa robocza 3 jest obslugiwana recznie i w tym celu ma dwa przeciwlegle otwory robocze 7 (fig. 3). W stre- 20 fie roboczej znajduje sie ponadto kanal przelewowy 8, który zapewnia wyrównanie poziomu w przypadku nie¬ równomiernego pobierania szkla.W kazdej czesci pieca, to jest w strefie topienia 1, w kanale przeplywowym 2 i w strefie roboczej 3 znaj- 25 duje sie niezaleznie regulowany system grzejny, zlozo¬ ny z poziomych elektrod molibdenowych o ksztalcie sztabek.W strefie topienia 1 system grzejny sklada sie z gru¬ py czterech elektrod 9, które sa umieszczone w górnej 30 czesci strefy 1. Elektrody 9 celem deformacji pola elek¬ trycznego sa wzajemnie skrzyzowane i pochylone w sto¬ sunku do plaszczyzny poziomej.System grzejny w strefie kanalu przeplywowego 2 sklada sie z trzech elektrod 10, .które sa umieszczone w 35 ten sposób, ze czesciowo przebiegaja w strefie topie¬ nia 1 i strefie roboczej 3 pieca.W strefie roboczej 3 pieca system grzejny sklada sie z umieszczonych ponizej poziomu szkla elektrod 11 oraz z grupy elementów oporowych 12, które znajduja sie po- 40 wyzej poziomu szkla. Obydwa czlony tego systemu grzej¬ nego w strefie roboczej 3 sa regulowane niezaleznie. Ele¬ menty oporowe 12 umieszczone w osi strefy roboczej 3 wytwarzaja jednoczesnie przeslone powietrzna pomiedzy przeciwleglymi otworami robczymi 7. Systemy grzejne 45 strefy topienia 1, kanalu przeplywowego 2 i strefy ro¬ boczej 3 sa wzajemnie niezalezne, regulowane zupelnie samodzielnie umozliwiajac w ten sposób uzyskanie wy¬ maganego obciazenia pradowego odpowiednich czesci pieca. 50 Przebieg procesu roboczego przy topnieniu szkla na przyklad z gatunku borokrzemowych, w piecach wgleb¬ nych jest nastepujacy: Do uzyskania ustalonego w stre¬ fie topienia 1 rezimu temperaturowego i do jego stabi¬ lizacji sluzy z jednej strony system grzejny umieszczony 55 w górnej polowie strefy topienia zlozony z grupy elek¬ trod 9, a z drugiej zas strony — system grzejny, zlozo¬ ny z elektrod 10, umieszczony przy dnie strefy topienia 1 i w kanale przeplywowym 2. Do uzyskania ustalone¬ go rezimu temperaturowego w strefie roboczej 3 sluzy 50 system grzejny zlozony z elektrod 11, znajdujacy sie po¬ nizej poziomu szkla, oraz elementy oporowe 12, umiesz¬ czone w strefie roboczej 3 pieca powyzej poziomu szkla.Stabilizacje rezimu temperaturowego przeprowadza sie wtedy, kiedy lustro w strefie topienia 1 jest pokryte 65 wsadem, przy czym system elektrod 9 w górnej polowie65472 strefy topienia obciaza sie w 55% calkowitej mocy po¬ bieranej, system elektrod 10 w dnie kanalu przeplywo¬ wego w 6%, system elektrod 11 w strefie roboczej w 9%, zas elementy oporowe 12 powyzej poziomu w strefie ro¬ boczej w 30% calkowitej mocy pobieranej.Przez regulacje obciazenia poszczególnych systemów grzejnych mozna uzyskac przy topieniu szkla borokrze- mianowego optymalny rezim temperaturowy, przy czym temperatura wzrasta od stosunkowo niewielkiej wartosci 200—500°C na powierzchni strefy topienia do 1500— 1600°C na okreslonej glebokosci, a stamtad w kierunku do dna opada liniowo, aby w kanale przeplywowym az do powierzchni strefy roboczej uzyskac odpowiednia do przeróbki szkla wartosc 1430—1460°C. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób elektrycznego topienia szkla w piecach wglebnych zwlaszcza szkla o niskiej zawartosci przewo¬ dzacych tlenków, w których przez regulowanie doplywu energii do elektrod znajdujacych sie w masie szklanej, otrzymuje sie opadajacy grandient temperatury od po- 20 wierzchni masy szklanej w kierunku kanalu przeplywo¬ wego, znamienny tym, ze natezenie spadku temperatury od poziomo polozonego maksimum temperatury w gór¬ nej polowie strefy topienia w kierunku dna reguluje sie stosunkiem pomiedzy doplywem mocy do elektrod znaj¬ dujacych sie w strefie topienia i do elektrod polozonych w strefie kanalu przeplywowego. 2. Piec do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, skla¬ dajacy sie ze strefy topienia, kanalu przeplywowego oraz ze strefy roboczej, znamieny tym, ze kazda strefa pieca zawiera niezaleznie regulowany system grzejny, zlozony z umieszczonych poziomo elektrod, przy czym system grzejny topienia (1) sklada sie z co najmniej czterech elektrod (9), umieszczonych w górnej czesci tej strefy, system grzejny w strefie kanalu przeplywowego (2) skla¬ da sie z co najmniej trzech elektrod <10), które siegaja do strefy topnienia (1) i do strefy roboczej (3) pieca, zas system grzejny zawarty w strefie roboczej (3) z co naj¬ mniej jednej pary elektrod (11) umieszczonych ponizej poziomu masy szklanej, a ponadto z oporowych ele¬ mentów grzejnych (12) umieszczonych powyzej poziomu masy.KI. 32a,5/02 65472 MKPO03b5/02 FIG. i. FIG.

2. FIG.

3. WDA-l. Zam. 3047, naklad 19* egz. Cena zl 10.— PL PL