SU49082A1 - Способ загрузки шихты в плавильные ванные печи - Google Patents

Description

В практике стекольной промышленности , а- также и в металлургии на мартенах способ загрузки шихты в плавильные печи сводитс  к завалке через загрузочные карманы довольно больших масс шихты, образуюш,их в печи кучи. Р д теорий обосновывал преимущество завалки шихты и распределени  ее в печи в виде конусных куч, на поверхности которых протекает процесс плавлени  и стекани  к подошве расплавленной массы. Этот метод загрузки замедл ет процесс плавлени , так как через наружные оплавленные слои тепло с трудом проникает в центр кучи и последние не расплавленные остатки задерживают процесс в целом.

Загрузка шихты периодически через каждые полчаса приводит к тому, что уровень стекломассы непрерывно колеблетс . Колебани  уровн  стекломассы  вл ютс  одним из вреднейших факторов и усиливают разрушение стеклоприпаса и загр знение стекломассы .

Периодическа  загрузка высокими кучами приводит к большому засосу холодного воздуха, который нарушает установившийс  температурный режим

печи. Термические толчки разрушительно действуют на весь стеклоприпас ванной печи.

Процесс стеклообразовани  в куче шихты протекает замедленным темпом и завершаетс  за счет длительного пребывани  кучи в бассейне ванной печи.

Т желые услови  загрузки вызвали механизацию этого процесса и АмслерМортон сконструировал шнек дл  автоматической загрузки шихты. Механизированна  подача при помощи шнека ликвидирует засос холодного воздуха, сводит до минимума колебани  уровн  печи, однако, механизаци  при помощи одинаковой подачи шихты, улучша  режим загрузки, не решает вопроса увеличени  скорости провара шихты.

При изучении процесса варки стекла и, в частности, вли ни  толщины сло  шихты и гранулометрического состава ее на скорость стеклообразовани , практически установлено, что с увеличением тонины помола сырых -материалов реакци  силикатообразовани  протекает быстрее; с уменьшением величины зерна песка, вводимого в шихту, врем  стеклообразовани  снижаетс  чрезвычайно резко, примерно с 13 часов

цри величине зерна 0,28 мм до 1 часа при 0,33 мм; при увеличении зерен компонентов врем  стеклообразовани  возрастает, причем величина зерна песка сказываетс  в значительно большей степени, чем величина зерен мрамора; величина зерен соды не вли ет на врем  стеклообразовани ; между временем стеклообразовани  и размером плав щейс  фриттованной частицы наблюдаетс  пр ма  почти пр молинейна  зависимость; при плавке изолированной частицы шихты процесс стеклообразовани  протекает несравненно быстрее , чем при обычной плавке массы шихты.

В то врем , как при плавке в тигл х врем  стеклообразовани  дл  шихты, просе нной через 10000 отверстий, по данным автора, несколько более одного часа, при плавке изолированной частицы оно равно, при прочих равных услови х, только одной минуте и тридцати секундам.

Таким образом, ускорить реакцию стеклообразовани  возможно в дес тки раз, увеличива  тонину помола компонентов шихты и, следовательно, поверхность действующих масс, и уменьша  до возможных пределов толш,ину сло  шихты, стрем сь к плавке изолированных частиц шихты.

Идеалом  витс  система варки шихты во взвешенном состо нии.

Загрузка шихты кучами порождает два основных порока стекломассы- материальный камень и свиль и, следоьательно , с технологической точки зрени  этот метод варки стекла должен быть оставлен.

С тбчки зрени  тепловой при загрузке кучами дл  внутренних частей шихты создаютс  весьма неблагопри тные услови  теплопередачи, котора  происходит лишь за счет весьма малой теплопроводности верхнего сло  шихты . Внутренние части кучи не получают тепла ни конвекцией, ни излучением.

С точки зрени  физико-химической процессы стеклообразовани  должны быть в куче также затруднены.

Диссоциаци  карбонатов и сульфатов и удаление газообразных продуктов будут затруднены, так как наружна 

оболочка кучи, обедненна  щелочами, образует весьма в зкий слой стекломассы , через который газообразным удаетс  проходить с большим трудом.

Помимо этого остатки мелких куч, погруженные в стекломассу, увлекаютс  потоками вниз, и в них процесс стеклообразоваии  заканчиваетс  на глубине; освобожденные при этом продукты диссоциации должны пройти весьма в зкую толшу стекломассы.

Чем глубже в ванной печи завершаетс  процесс стеклообразовани , тем труднее продуктам диссоциации удалитьс  из сплава;

С точки зрени  взаимодействи  поверхности шихт-ы и печных газов загрузка кучами  вл етс  самой неблагопри тной . Отношение поверхности кучи к массе вводимого материала ничтожно.

Итак, как с точки зрени  тепловой, так и с точки зрени  физико-химической и технологической загрузка шихты кучами не имеет никаких оправданий.

Тонкое распределение ишхты по поверхности зеркала варочной части ванной печи решительно измен ет весь тепловой режим частей шихты в процессе плавлени .

Предлагаемый способ загрузки шихты заключаетс  в тонкослойной непрерывн: )й загрузке, покрыг.ающей почти целиком заркало варочного бассейна. Благодар  такому распределению шихты по поверхности плавильной печи процесс будет протекать во много раз быстрее.

Способ может быть осуществлен установкой нескольких небольших по мощности питателей, например, шнеков или пушеров или других фидеров, подающих в р де точек варочной части одновременно и непрерывно тонкие струйки шихты.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез части плавильной печи с применением предлагаемого способа загрузки шихты; фиг. 2-вид ее сверху.

Шихта подаетс  в центральный раздаточный шнек а, из которого несколькими , перпендикул рно установленными небольшими шнеками b или пушерами подаетс  через торцевую стену в варочную часть бессейна, распредел  сь тонким слоем по поверхности.

Движением стекломассы в плавильной печи тонкие слои шихты, быстро превращаемые в стекломассу, передвигаютс  по направлению к рафинажной части, освобожда  зеркало печи дл  непрерывно подаваемых нов лх порций шихты.

Теплопередача к частицам шихты производитс  при помощи конвекции низлучени  сверху и при помощи теплопроводности стекломассы снизу. Кажда  отдельна  частица щихты энергично поглощает необходимое ей тепло дл  завершени  реакции стеклообразовани . Процессы диссоциации завершаютс  быстро и легко.

Процессы силикатообразовани  должны завершатьс  быстро, так как эндотермические реакции обеспечены достаточным притоком тепла со всех сторон.

Если учесть, насколько быстро завершаютс  реакции стеклообразовани  в изолированных част х шихты, необходимо допустить, что реакции в тонких сло х шихты будут завершены в несколько раз быстрее, чем в куче.

При тонком распределении шихты на поверхности стекломассы возрастает не только скорость силикатообразовани , но и скорость осветлени .

Удаление газообразных из тонкого поверхностного наиболее гор чего сло  стекломассы не затруднено и времени дл  этого требуетс  в дес тки раз меньше, ибо повышение в зкости по глубине о понижением температ фы возрастает резко.

Большое преимушество тонкослойной загрузки шихты и тонкослойной варки стекла будет заключатьс  в создании условий, преп тствующих проникновению не проваренных частиц шихты в глубинные слои и в изменении направлени  поверхностных потоков стекломассы.

Явлени  прилипани , обусловленные наличием избыточной свободной энергии поверхностных слоев на поверхност х раздела фаз, должны содействовать распределению тонкого сло  шихты по поверхности зеркала варочной части печи.

На границе раздела фаз тверда  шихта и жидка  стекломасса-поверхностные силы-содействуют тонкому и равномерному распределению шихты по поверхности стекломассы.

Удерживанию шихты на поверхности жидкой стекломассы способствуют те же  влени , которые имеют место при флотационных процессах, а именно прилипание твердых частиц к поверхности раздела жидкость-газ.

Процессы молекул рного прилипани , обусловленные  влени ми смачивани  и удержани  частиц на поверхности, следует объ снить плохой смачиваемостью данной твердой частицы и жидкой средой.

В данном случае имеет место недостаточна  смачиваемость частей шнхты и жидкой стекломассы.

Это обсто тельство  вл етс  весьма благопри тным фактором, позвол ющим удержать тонкий и тончайшие слои шихты на поверхности стекломассы на врем , вполне достаточное дл  превращени  ее в стекломассу.

Характер распределени  шихты, состо шей из тонко измельченных соды и мела и зернистых кварцевых зерен, на поверхности жидкой стекломассы до сих пор тщательно не изучен, но возможно предположить, что дисперсные сода и мел быстрее и легче прилипают и равномерно распредел ютс  по поверхности стекломассы, удержива  зерна кварцевого песка. Одновременно близкое соприкосновение соды и мела ускор ет процесс образовани  двойного натрокальциевого сарбоната, который значительно энергичнее образует с кремнеземом силикаты.

Образование на поверхности тонкого сло , более холодного, чем соседние под ним лежащие стекломассы, создает весьма положительную обстановку в смысле изменени  направлени  истоков стекломассы.

Ликвидаци  направлени  поверхностных потоков к стенам бассейна должна также отразитьс  самым благопри тным образом как на сохранности стеклоприпаса , так и на качестве нижних слоев уже осветленной стекломассы.

Метод тонкослойной варки стекла имеет за собой все преимущества и должен вытеснить устпновившийс  веками старый метод кучевой варки.

Предмет изобретени .

Способ загрузки шихты в плавильные ванные печи, отличающийс  тем, что дл  достижени  равномерного и тонкослойного распределени  шихты по зеркалу варочного бассейна шихта загружаетс  в печь при помощи р да питателей, подаюш,их непрерывно в отдельные точки бассейна небольшие дозы шихты.

У///////////// t