SU54149A1 - Способ приготовлени стекла в шахтной печи и стеклоплавильна шахтна печь - Google Patents

Description

При предлагаемом способе приготовлени  стекла в шахтной печи, с использованием натри  в форме поваренной СОЛИ, натрий ввод т в парообразном состо нии в нижнюю часть шахты,   шихты, содержаш ,ие кальций и кремний, подают в шахту сверху в виде брикетов.

Стеклоплавильна  печь дл  осуществлени  указанного способа приготовлени  стекла состоит из соединенных перешейком шахты и рафинажного бассейна. По периферии основани  шахты расположены нецентрально направленные нагревательные горелки беспламенного горени , в ПОЛОСТИ которых открываютс  направленные под углом к последним каналы дл  ввода поваренной соли.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез шахтной стеклоплавильной печи ДЛЯ приготовлени  стекла и фиг. 2-ее горизонтальный разрез.

Большие затруднени  дл  применени  поваренной соли при плавке стекла представл ет сильное улетучивание ее при высоких температурах. В предлагаемом способе плавки стекла на поваренной соли используетс  это

отрицательное свойство-летучесть поваренной СОЛИ при высоких температурах-в положительном направлении. По предлагаемому способу поваренна  СОЛЬ подвергаетс  возгонке и вводитс  в нижнюю часть шахты, и пары ее, проход щие вместе с перегретыми парами воды продуктов горени  через загрузку шахты, расщепл  сь , образуют с шихтой в соответствующей зоне ее стекло, стекающее в горн печи. Загрузка шахты производитс  сверху брикетами с развитой поверхностью, например, в форме колец Рашига, составленными из компонентов шихты стекла (кальций,, кремний), за исключением щелочей. Эти брикеты сами по себе, в случае, по крайней мере, обычных стекол (натрово-известковых и алюмо-магнезиально-известковых ) не плав тс  ВПЛОТЬ до температур, при которых завершаетс  их взаимодействие с парами расщепл емой поваренной соли, и сохран ют свою прочность, не разм гча сь заметно и не слипа сь. Взаимодействие же их с продуктами возгонки поваренной соли идет на поверхности брикетов; они остаютс  прочными ВПЛОТЬ до выхода из шахты;

3 горн, к этому моменту процесс их взаимодействи  завершаетс  и отдельные брикеты уже целиком переход т в расплав. Таким образом, шахта всегда, при надлежащем режиме процесса плавки, будет свободна от сопротивлений прохождению газов-теплоносител , могущих возникнуть от разм гчени  и слипани  загрузки шахты; тестообразное состо ние загрузки, как и в случае применени  обычных брикетов со щелочами, исключаетс , Подобным же образом ведут себ  брикеты без щелочей, но изготовленные на св зке из растворимого стекла (содержание NagO в брикетах не свыше 2-3%). Процесс стеклообразовани , при условии применени  щелочи из поваренной соли в парообразной фазе, идет с весьма большой скоростью; газообразные продукты реакции легко и быстро удал ютс  с газообразными продуктами горени . Вследствие наличи  огромной площади соприкосновени  брикетов с газообразными компонентами щихты использование поваренной соли, паров воды и воздуха идет с большой полнотой, и практически необходимый избыток газообразных компонентов против теоретически необходимого оказываетс  небольшим. Расщепление поваренной соли в парообразном состо нии в присутствии паров воды, перегретых о температур пор дка 1000-1300, должно итти практически мгновенно.

Таким образом, предлагаемый процесс стеклообразовани  из твердых и газообразных компонентов отличаетс  тем, что в этом процессе сохран етс  посто нно наличие твердой, жидкой и газообразной фаз, а наличие тестообразного состо ни  компонентов исключаетс , что позвол ет вести процесс в щахте печи, через которую проход т продукты горени , отдающие шихте свою теплоту вплоть до температур пор дка 100°. При этом удаетс  удалить из шихты почти полностью все, железо вследствие образовани  хлористого железа при взаимодействии НС1 (продукта расщеплени  rSaCl) с железом щихты и летучести хлористого железа при температурах его образовани  в щахте.

Дозировка компонентов производитс  дозировкой брикетов и дозировкой подачи в камеры продуктов возгонки поваренной соли; примен емые в промышленности дл  точной дозировки сыпучих материалов устройства вполне применимы и в данном случае. Возможна, кроме того, присадка некоторых добавочных компонентов непосредственно в горн шахтной печи. При этих услови х необходим тщательный контроль состава плав щегос  стекла с применением методов экспресс-анализов, уже разработанных и дл  стекольного производства .

Рафинаж стекла частично идет даже в шахте печи и, в особенности, в горне; однако, необходимо отдельное помещение-бассейн , соединенный с щахтой перешейком, в котором рафинирование стекла должно полностью закончитьс .

Предлагаема  стеклоплавильна  шахтна  беспламенна  печь дл  приготовлени  стекла, с введением натри  в форме поваренной соли, состоит из двух отделений-шахтного 8 и рафинажного J8. Шахтное отделение состоит из колошниковой части D, предназначенной дл  загрузки брикетов через загрузочные отверсти  2 и имеющей выходное отверстие / дл  удалени  отход щих газов, конической расшир ющейс  книзу части С, предназначенной дл  нагрева брикетов, и части В в форме перевернутого усеченного конуса, выход щей горловиной А в горн щахтного отделени . Процесс силикатообразовани  идет в части В в соответствии с температурной областью этой части шахты. В этой области выдел етс  также теплота силикатообразовани . Пары поваренной соли, расщепл ющиес  в присутствии паров воды и некоторого количества кислорода продуктов горени , здесь реагируют на поверхности брикетов, образу  стеклообразный расплав, протекающий между брикетами и стекающий в горн. В части С шахты, вместе с отход щим газами из продуктов реакции поваренной соли с парами воды и брикетами , имеетс  только НС1. Температура в области горловины А и реакционной части В шахты падает, примерно , от 1300 до 1000°, в части С шахты температура понижаетс , примерно , от 1000 до 100°. Стены шахты, заключенные в железный кожух 7, отделенный от огнеупора стен изол цией 6, состо т в зонах частей D и С из кислотоупорного огнеупора 5, например , диабазовых блоков или кислотоупорного шамота на соответствуюш .ей замазке, а в зоне части В-из щелочеустойчивого огнеупора //, например , сименсита или монофранса. Кожух 7, несуш,ий нагрузку всей шахты , опираетс  на колонны-ноги 25, 30, 42 при помощи опорного кольца 20.

Шахта 8 отдел етс  от горна плоским огнеупорным кольцом /2 из щелочеустойчивого огнеупора, образованным фасонными блоками, ст нутыми металлическим копьцом-кожухом 2/. Это кольцо, образующее горловину А и часть зоны Б, опираетс  на стены кладки горна. В стенах горна по периферии основани  шахты расположены нецентрально направленные беспламенные горелки 26, каналы 27 дл  ввода поваренной соли, открывающиес  в полость горелок, и окна 37 дл  загрузки стекл нного бо  или присадок. Стены горна, окна 37, -а также наклонный стол J3 горна с расположенным над ним и под устьем шахты горизонтальным столом J3a, тоже выложены из щелочеустойчивого сверхогнеупора, как и кольцо /2. Стол J3a предназначен поддерживать „ножку загрузки шахты 8, образуемую выход щими из горловины остатками брикетов, которые окончательно расплавл ютс  на столе /5а; весь расплав стекает со стола J3a Б бассейн 23 горна. Дл  сообщени  огнестойкости столу J3a он выкладываетс  из особо стойкого сверхогнеупора , например, монофракса Н.

Горн шахтного отделени  соединен с рафинажным отделением перешейком-каналом 57, в стене которого также расположены беспламенные горелки i . Нагревательные горелки 26 и 43 горна и перешейка нецентрально направлены дл  того, чтобы создать в горне вращающийс  по кругу-спирали поток раскаленных газов, в цел х усреднени  их и выравнивани 

температур и давлений в горне. Удаление газов из горна и просос их через загрузку шахты достигаетс  разрежением, создаваемым в шахте 8 за счет отсоса газов через выходное отверстие 7. Так как в отход щих газах присутствует НС1,то целесообразно сооружение устройства дл  извлечени  НС1 из газов, в цел х использовани  значительных количеств НС1.

Стекло из горна через упом нутый перешеек 31, в котором ставитс  заградительна  лодка, не показанна  на чертеже, поступает в рафинажное отделение представл ющее собой четырехугольный или иной формы бассейн 75, соедин ющийс  с не отапливаемым отделением дл  студкигомогенизации стекла и с рабочей дл  выработки изделий частью печи. Как отделение дл  студки-гомогенизации , так и выработочна  часть печи на чертеже не показаны; их конфигурации завис т от вида вырабатываемых изделий и от способа выработки . Рафинажное отделение печи перекрыто сводом 15 с теплоизол цией М; в стенах /б над бассейном размещены беспламенные горелки 77. Дно 19 и вс  остальна  часть кладки рафинажного отделени  сооружаютс  из обычных дл  стеклоплавильных печей огнеупоров (шамот, корхарт, динас и т. п.).

При беспламенном отоплении можно получить высокие температуры на генераторном газе без подогрева газа и воздуха и, следовательно, все тепло горени  можно использовать в шахте печи, так как нет необходимости отход щее тепло примен ть дл  подогрева газа и воздуха дл  горени . Беспламенное горение не требует большого пламенного пространства, как обычное пламенное горение, и практически завершаетс  в полости горелки, следовательно, процесс горени  в этом случае можно максимально совместить с процессом отдачи тепла нагреваемому материалу, что приближает процесс взаимодействи  теплоносител  с теплопоглотителем, в данном случае газового беспламенного отоплени , к такому же процессу при прослойном смешении твердого топлива с шихтой в шахтной печи. Эти

особенности отоплени  шахтной печи должны обеспечить высокий коэфициент полезного действи  ее в случае плавки стекла.

Дл  обслуживани  шахты служат плошадки 4, W, в шахте имеютс  шуровочные отверсти  5, 9 дл  наблюдени  и ухода. Вс  установка должна быть снабжена контрольно-измерительной аппаратурой дл  наблюдений и измерений в цел х регулировани  хода плавки. Использование беспламенного отоплени  позвол ет применить в широком масштабе автоматический контроль и автоматическое регулирование режима установки, так как дл  данного способа плавки стекла автоматическое регулирование режима  вл етс  крайне желательным.

Средствами регулировани  хода плавки,  вл ютс  изменени  температур по зонам, что достигаетс  изменени ми количества подаваемого газа и воздуха, соотношени  их и величины разрежени . При беспламенном отоплении изменени  количеств подаваемых газа и воздуха и их соотношени  достигаютс  легко, точно и плавно. Кроме того, также возможно измен ть подачу брикетов и, соответственно , поваренной соли, и величину разрежени , в зависимости от чего может мен тьс  скорость прохождени  газов через шахту, при прочих равных услови х. Эти регулировки по шахте возможны при самосто тельном установленном режиме рафинажного отделени  установки, так как беспламенные горелки весьма легко, точно и быстро могут быть отрегулированы на подачу газа и, соответственно, воздуха. Так как отход щие газы рафинажного отделени  проход т через шахту, то изменение режима рафинажного отделени  вызывает необходимость подрегулировани  режима шахтного отделени . При пламенных горелках задача регулировани  режима в таких услови х была бы весьма сложной, при беспламенных же горелках така  регулировка проще и может выполн тьс  быстро и, при желании, легко может быть автоматизирована. Пуск в ход установки начинаетс , как обычно, с выводки; затем производитс 

загрузка бассейна боем. Далее, после понижени  температуры в горне, через шуровочные отверсти  9 загружаетс  бой на стол /За, дл  образовани  „ножки загрузки до горловины в зоне части А, после чего, обычным способом , через загрузочные отверсти  2 в шахту подаютс  брикеты, а в каналы 27-поваренна  соль; температуру в горне постепенно повышают с таким расчетом, чтобы расплавление „ножки из бо  шло со скоростью, соответствующей скорости плавки брикетов . Загрузка шахты доводитс  до нормальной высоты после того, как образовалась „ножка уже из расплава брикетов и установлен нормальный режим плавки.

Относительно небольша  высота загрузки шахты в начальный период пуска в ход и установки и изменение ее высоты позвол т легче и скорее образовать нормальную „ножку и установить режим плавки.

Предмет изобретени .

Claims (5)

1.Способ приготовлени  стекла в шахтной печи с введением натри  в форме поваренной соли, отличающийс  тем, что содержащие кальций и кремний компоненты шихты подают в виде брикетов сверху, а поваренную соль ввод т в парообразном состо нии в нижнюю часть шахты.

2.Стеклоплавильна  печь дл  осуществлени  способа по п. 1 с шахтой и бассейном, соединенными перешейком , отличающа с  применением расположенных по периферии основани  шахты нецентрально направленных нагревательных горелок.

3.В печи по п. 2 применение горелок беспламенного горени .

4.Форма выполнени  печи по по. 2 и 3, отличающа с  применением предназначенных дл  ввода поваренной соли каналов 27, открывающихс  в полости горелок 26 и направленных под углом к последним.

5.Форма выполнени  печи по пп. 2-4, отличающа с  применением горизонтального стола J3a, расположенного под устьем шахты на наклонном столе /5.

к авторскому свидетельству Н. П. Красникова

Л 54149

Шип

m й , .,.,.

ТР Т-/у

mni:p. .

6

ej

////////fj/////A - I - - -

////////i////.

-Р- У// /7//// /////.

5

/За

Фиг2

/ / f

4

ff

/S // //

//

f9

(

//