RU1838253C - Стеклоплавильна печь - Google Patents

Description

LO

С

Изобретение относитс  к плавке стекла, в частности касаетс  стеклоплавильных печей с использованием электронагрева.

Цель изобретени  - увеличение кампании печи за счет уменьшени  коррозии в вертикальном канале.

На фиг.1 представлена стеклоплавильна  печь в плане; на фиг.2 - та же печь, вертикальный разрез; на фиг.З - вариант печи, вертикальный разрез.

Стеклоплавильна  печь содержит плавильную камеру 1, рафинажную камеру 2 и кондиционирующую камеру 3. Вертикальна  камера 4 размещена между плавильной камерой и рафинажной камерой 2. Печь пригодна дл  использовани  в производстве высококачественного листового стекла, такого как флотирующее стекло.

Используемый твердый материал дл  изготовлени  стекла подаетс  через систему , такую как бункерна  система верхней части плавильной камеры 1, так, чтобы поверхностный слой твердого материала 5 ложилс  поверх расплавленного стекла 6 в плавильной камере. Тепло подаетс  в правильную камеру р дом электродов 7, кото- - рые смонтированы на основании 8 плавильной камеры и выступают вертикально вверх так, чтобы быть погруженными в расплавленное стекло. Электроисточник 9 соединен с электродами и управл етс  блоком 10 управлени . Расплавленное стекло вытекает из плавильной камеры 1 через расположенный в центре выход 11 в основании 8 плавильной камеры у нисход щей стенки 12 плавильной камеры. Выход 11 входит в погруженный проход 13. выход щий в центре в нижней части вертикальной камеры 4. У основани  прохода 13 установлена термопара 14 дл  определени  температуры расплавленного стекла в проходе 13. Термопара 14 соединена с блоком 10 управлени .

Вертикальна  камера 4 снабжена р дом электродов 15, которые смонтированы на основании 16 вертикальной камеры и выступают вертикально вверх так, чтобы быть погруженными в расплавленное стекло в вертикальной камере. Электроды 15 предусмотрены дл  повышени  температуры переднего текущего стекла, так чтобы на выходе вертикальной камеры переднее текущее стекло имело соответствующую рафинирующую температуру выше, чем температура стекла, вход щего через проход 13. Электроды 15 размещены в центральной зоне вертикальной камеры 4 и на рассто нии от всех ее четырех стенок (верхн   17, нижн   18 и противоположные боковые 19 и 20). При этом тепло не подаетс  на расплавленное стекло в вертикальной камере в зоне любой ее стенки. Электроды 15 подключены к источнику 9 питани  и предназначены дл  нагрева расплавленного стекла эффектом Джоул . Термопара 21 смонтирована в основании 16 вертикальной камеры около нижней стенки 18 оппозитно проходу 13 так, чтобы определ ть температуру расплавленного стекла внизу вертикальной камеры в области р дом с нижней стенкой 18. Термопара 21 соединена с блоком 10 управлени  с тем, чтобы управл ть энергией, подаваемой на электроды 15 в зависимости от температуры, определ емой термопарами 14 и 21. Блок 10 обеспечивает контроль за энергией, подаваемой на электрод 15 в вертикальной камере 4, независимо от контрол  за энергией, подаваемой на электрод 7 в плавильной зоне. Стенки каждой камеры в плавильной печи образованы из огнеупорного материала дл  того, чтобы противосто ть расплавленному стеклу в печи. Размещение в вертикальной камере 4 тем не менее предназначено дл  сведени  до минимума эффектов коррозии от стекла, проход щего через вертикальную камеру из камеры плавильной печи в рафи- нажную камеру 2. Верхн   стенка 17 вертикальной камеры находитс  на рассто нии от стенки 12 плавильной камеры с тем, чтобы предусмотреть воздушное пространство 22, которое действует как охлаждающие средства дл  верхней стенки 17 вертикальной камеры. Точно также нижн   стенка 18 вертикальной камеры отделена воздушным пространством 24 от верхней стенки 23 ра- финажной камеры 2. Такое воздушное пространство 24 действует как охлаждающее средство дл  охлаждени  нижней стенки 18 вертикальной камеры. Обе боковые стенки

19 и 20 вертикальной камеры не соприкасаютс  с нагретыми камерами, плавильной и рафинажной, и тем самым обеспечиваетс  достаточное охлаждение боковых стенок

вертикальной камеры. За счет создани  воздушных пространств 22 и 24 дл  охлаждени  верхней и нижней стеной вертикальной камеры и размещени  электродов 15 так, чтобы подача тепла в вертикальной камере

0 ограничивалось центральной зоной, также наход щийс  на рассто нии от боковых стен вертикальной камеры, в стекле, проход щем через вертикальную камеру, образуютс  конвективные потоки, как показано на

5 фиг.2. Результатом  вл етс  кольцева  схема потока, в котором стекло в центральной зоне вертикальной камеры вынуждено течь вверх, в окружении кольцевых схем текущего вниз стекла вертикальной камеры. При

0 этом стекло, вход щее в вертикальную камеру через проход 13, может подниматьс  в центральном потоке нар ду с рециклируе- мым стеклом, которое опускаетс  по стенкам вертикальной камеры и затем

5

поднимаетс  по траектории центрального

поднимающегос  потока. Стекло, которое поднимаетс  в центральной зоне, затем распредел етс  так, что некотора  часть проходит через слив 25, ведущий в рафи0 нажную камеру 2, тогда как остальна  часть рециркулируетс  в вертикальную камеру по кольцеообразной схеме. Использу  такую схему, стекло, которое течет вперед через слив 25 в рафинажную камеру, поднимаетс 

5 через вертикальную камеру, не соприкаса сь с огнеупорными стенками камеры, и, следовательно, гораздо меньше загр зн етс  от коррозии боковых стенок. Стекло, которое течет вниз по отношению к боковым

0 стенкам, охлаждаетс  в силу охлаждающего эффекта воздушных пространств 22 и 24, тем самым уменьша  веро тность коррозии боковых стенок и загр знение, результат которого может быть уменьшен, так как стекло

5 снова поднимаетс  в раскаленном центральном потоке и рециркулируетс  вверху через вертикальную камеру. Термопары 14 и 21 предназначены дл  управлени  подачей тепла электродам 15, а также дл  обес0 печени  того, чтобы холодное стекло на дне вертикальной камеры не поднималось, в частности , у нижней стенки 18, Любое такое подн тие более холодного стекла могло бы постепенно сузить проход 13, что создавало

5 бы большую в зкость текущего переднего стекла на входе в вертикальную камеру и за счет этого увеличивало бы коррозию у подножи  стенки 17 на входе в вертикальную камеру, Дл  уменьшени  коррозии в вертикальной камере важно избежать стекла, которое входит из прохода 13, поднима сь непосредственно у стенки 17. Благодар  направлению потока через стеклоплавильную Ьечь в целом веро тность коррозии в верти- Кальной камере больше на верхней и ниж- Йей стенках 17 и 18, но эта опасность уменьшаетс  за счет кольцевой схемы пото- ka, где текущее вниз более холодное стекло Касаетс  этих стенок. Контроль, осуществ- л емый через термопару 21, используетс  дл  обеспечени  того, чтобы температура расплавленного стекла у основани  вертикальной камеры 4, примыкающего к нижней стенке 18, и оппозитно проходу 13 всегда рыла выше, чем температура стекла, проход щего через термопару 14 в проходе 13. Дл  достижени  корректного распределени  температуры в вертикальной камере 4 в iee нижней части предусмотрены электроды 15 дл  подачи тепла. Высота электродов 15 (составл ет 20 - 50%, предпочтительно 30 - 40 глубины расплавленного стекла в вертикальной камере 4. Это обеспечивает достаточную подачу тепла в верхней части вертикальной камеры 4, чтобы избежать подн ти  холодного стекла на дне камеры 4. В предпочтительном примере выполнени  электроды 15 размещены на рассто нии от стенок вертикальной камеры по меньшей мере большим, чем высота электродов 15. Боковое рассто ние между парой электродов 15 может равн тьс  сумме ширины прохода 13 и высоты электродов 15. Переднее рассто ние между р дами электродов 15 может составл ть 0,8 и 1,4 высоты Электродов 15.

Отношение объема стекла в вертикальной камере к нагрузке стекла, проход щего через печь, предпочтительно в пределах от 1,25 до 2,5 м ч/т. Электроэнерги , потребл ема  в вертикальной камере составл ет обычно 40 - 60 кВт/м . Удельна  мощность дл  молибденовых электродов обычно 20 - 40 кВт/дм , погруженных молибденовых электродов.

После прохождени  через слив 25 в ра- финажную камеру расплавленное стекло дополнительно нагреваетс  так, чтобы уменьшить загр знение примес ми выпустить пузырьки. Стекло может рециркулиро- вать как показано стрелками в камере 2 так, чтобы переднее текущее стекло оказалось в верхней части рафинажной камеры с более холодным противотоком в нижней части камеры . Над расплавленным стеклом в вертикальной камере и рафинажной камере подаетс  дополнительное тепло газовыми горелками, работающими через отверсти  26 и 27.

Стеклоплавильна  печь образована с сужением 28, примыкающим к соединению между рафинажной камерой 2 и кондиционирующей камерой 3. Барьер Б виде попе- речной водоохлаждаемой трубы 29 проходит через сужение и погружаетс  в верхнюю текущую вперед часть расплавленного стекла. Труба охлаждаетс  водой дл  понижени  температуры стекла, вход 0 щего в термокондиционирующую камеру 3, и уменьшает скорость течени  гор чего стекла из рафинажной камеры 2, обеспечива  тем самым задерживание в течение достаточного времени стекла в ней дл 

5 осуществлени  необходимой степени рафинировани . Эффект водопровода заставл ет некоторую часть стекла течь вниз до того места, где обратный поток соедин етс  с основанием рафинажной камеры 2 Р д ме0 шалок 30, которые также могут быть водоох- лаждаемыми, размещен у водопровода на нижней стороне трубы. Труба 29 и мешалка 30 могут улучшать температуру и однородность стекла, вход щего в кондиционирую5 щую камеру 3. Камера 3 обычно не нагреваетс , и температура стекла постепенно падает при протекании через нее к выходу 31, ведущему к процессу формировани  стекла. Выход 31 находитс  в верхней

0 части нижней стенки 32 кондиционирующей камеры так, что только переднее текущее стекло в верхней части кондиционирующей камеры проходит через выход 31. Нижние уровни в кондиционирующей камере могут

5 быть рециркулированы в виде возвратного потока в ее нижней части и прохода назад через рафинирующую зону дл  дальнейшего рафинировани  перед выходом через выпуск 31.

0 Как описано выше, вертикальна  камера 4 в этом примере примен етс  дл  повы- . шени  температуры текущего переднего стекла и не используетс  дл  управл емого охлаждени .

5 На фиг.З показано, что нижн   кондиционирующа  зона 33 значительно мельче, чем рафинажна  камера 2. Это создает ситуацию , в которой за пределами сужени  28 оказываетс  только переднее течение в

0 стекле. При этом создаетс  возможность более эффективного использовани  зоны, пригодной дл  кондиционировани , например дл  создани  возможности большей загрузки стекла. Более глубока  рафинажна 

5 камера 2 продолжает работать с возвратными потоками в стекле, создаваемыми охлаждающими эффектами зодоохлаждаемого Ьарьера и мешалками 30 в сужении и концевой стенки рафинировочной печи. Число возвратных потоков уменьшаетс  по

сравнению с полной глубиной рафинировани  и кондиционировани  и это обеспечивает более высокий тепловой КПД.

Кроме того, при желании расплавленное стекло может подаватьс  в вертикальную камеру через множество проходов, например, из нескольких плавильных камер . Такие проходы могут быть через разные стенки вертикальной камеры, которые не об зательно должны быть пр моугольной формы и могут иметь иное число стенок, чем четыре. Множество вертикальных камер 4 может быть предусмотрено заполн емыми кажда  соответствующим проходом. Может использоватьс  множество вертикальных камер, соединенных с общей кон- диционирущей камерой.

Claims (6)

1. Формула изобретени  1. Стеклоплавильна  печь, содержаща  вертикальную плавильную камеру с вертикальными электродами, соединенную вертикальным каналом с электродами с рафи нажной камерой, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  кампании печи за

   в 13 & 76 &

   р#г.Ј

   счет уменьшени  коррозии в вертикальном канале, электроды в последнем расположены вертикально и на рассто нии от стенок канала, равном не менее высоты электро- 5 дов.
2. 2. Печь по п.1, от л и ч а ю ща   с   тем, что в вертикальном канале установлены в р д по крайней мере четыре электрода.
3. 3. Печь по п.1 и 2, отличающа с  0 тем, что она снабжена камерой кондиционировани , соединенной с рафинажной камерой . .
4. 4. Печь по п.З, отличающа с  тем, что она снабжена водоохлаждаемой трубой, установленной у входа в камеру кондиционировани .
5. 5. Печь по п.4, отличающа с  тем, что она снабжена перемешивающим устройством , расположенным на пути пр мотока расплава в камеру кондиционировани .
6. 6. Печь по п.1, о т л и ч а ю ща   с   тем, чтр она снабжена термопарами, одна из которых расположена у нижнего конца вертикальной камеры, а друга  - за электрода- 5 ми.

   5

   0

   32

   J/