SU992433A1 - Стекловаренна ванна печь - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, В частности к стекловаренным печам в производстве листового, архитектурно-строительного , тарного и других типов стекол.

Основным элементом огнеупорной .: кладки стекловаренной ванной печи, скорость разъедани  которого стекломассой лимитирует продолжительность рабочей кампании печи в целом,  вл етс  верхний р д стен бассейна варочной.части печи в зоне варки (участок, зан тый шихтой и варочной пеной и в районе максимальной температуры .

НсШболее интенсивному коррозионному и эрозионному воздействию потоков стекломассы стены бассейна.подвергаютс  на уровне зеркала стекломассы . В результате в услови х современных высокотемпературных печей, эксплуатирующихс  с удельными съема- ми более 1500 кг с 1 варочной площади печи в сутки, имеет место сквозное разъедание стен бассейна варочной части уже после двух лет эксплуатации печи.

Известна стекловаренна  ваннсш печь, защиту кладки верхнего р да

стен бассейна которой от ускоренного разъедани  стекломассой осуществл ют путем ее охлаждени  вентил торным воздухом. Последний, проход  через сопла, подаетс  на наружную вертикальную поверхность брусьев кладки. Благодар  этому снижаетс  температура стекломассы в зоне ее контакта с огнеупором, что обеспечи10 вает уменьшение скорости химического взаимодейст.ви  огнеупора и стекломассы и эрозионного разрушени  вследствие повышени  в зкости расплава в контактной зоне. Интенсивность пода15 чи вентил торного воздуха измен етс  в зависимости от остаточной толщины кладки 1 .

Однако охлаждение вентил торным

20 воздухом в начале кампании печи при исходной толщине кладки 250-300 мм  вл етс  малоэффективным средством ее защиты от разъедани  стекломассой . Это объ сн етс  большим тепло25 вым сопротивлением кладки несмотр  на относительно высокую теплопроводность примен ющихс  обычно на участках , подверженных наиболее интенсивному разъеданию, бадделеито-корундо30 вых огнеупорных материалов. Известна также стекловаренна  ванна  печь, верхний р д стен бассе на варочной части которой выполнен из.огнеупорных брусьев, имеющих в своей верхней части, т.е. в зоне контакта кладки стен бассейна с поверхностными сло ми расплава, скоа, обращенный к расплаву. Брусь  же, расположенные над брусь ми со ско;сом , оснащены в нижней части выступами . Последние экранируют зону контакта поверхности расплава и огнеупорной кладки, образу  с наклонной поверхностью скосов и эер калом стекломассы канал высотой 1012 мм. Через указанный канал на кон тактную ЗОНУ со скоростью пор дка 10 м/с подаетс  хладагент (кислород воздушно-кислородна  смесь и Щ).} . Благодар  улучшению контакта-охлаждающего агента со стекломассой и огнеупорной кладкой и эффективного охлаждению пристенных участков стек ломассы снижаетс  скорость разъедани  огнеупорной кладки на уровне зе кала расплава 2 . Однако это устройство обеспечивае интенсивное охлаждение стекломассы в зоне ее контакта с огнеупорной .v кладкой только в поверхностном (толщиной 5-10 мм) слое по причине низкой теплопроводности стекломассы. В то же врем  усиленное разъедание огнеупорной кладки имеет место на участке высотой пор дка 20-30 мм (от уровн  зеркала расплава ). Известна стекловаренна  ванна  печь, включающа  варочный бассейн со стенами, выполненными из установленных друг над другом огнеупорных брусьев, к верхнему р ду которых в .случае значительного (приближающегос к сквозному ) разъедани  стекломассой , подставл ют (вплотную к наружной вертикальной поверхности брусьев огнеупорные, например шамотные, плиты 3 . . Но эта конструкци  не обеспечивает эффективного охлаждени  наход щих с  в пристенной зоне слоев стекломассы из-за значительной исходной толщины кладки, что обуславливает ее высокое тепловое сопротивление. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изббретению  вл етс  стекловаренна  ванна  печь, верхний р д стен варочного бассейна которой выполн ют из огнеупорных плит, толщина которых составл ет 0,2-0,5 толщины огнеупорных , брусьев нижних р дов. В услови х охлаждени  огнеупорных плит на уров зеркала расплава вентил торным воздухом обеспечиваетс  снижение температуг л стекломассы в пристенной зо не с самого начала кампании печи, пр этом уменьшаетс  скорость коррозии и эрозии огнеупорной кладки на уровне :зеркала стекломассы. После разъедани  исходных плит стекломассой к ним последовательно приставл ют дополнительные огнеупорные плиты, также подвергаемые охлаждению вентил торным воздухом с момента их установки на печи, что позвол ет увеличить срок службы огнеупорной кладки верхнего р да стен варочного бассейна 4 . Недостатком известной конструкции  вл етс  снижение степени эксплуатационной надежности кладки верхне .го р да стен бассейна. Это обуслов|лено тем, что примен ющиес  дл  кладки верхнего р да стен бассейна .огнеупорные плиты -характеризуютс  значительно меньшими размерами, а следовательно , и весом по сравнению с обычно примен кщимис  дл  тех же целей огнеупорными брусь ми. Это обусловливает повышенную веро тность сдвига плит (во вне) вплоть до их опрокидывани  в результате .распора кладки стен бассейна под действием давлени  расплава. Опасность возникновени  указанного  влени  особенно велика во врем  установки дополнительной плиты, .так как в этот период конструктивно предусматриваетс  необходимость полного демонтажа системы обв зки верхнего р да кладки стен бассейна (дл  ее сдвига в горизонтальном направлении на толщину дополнительной плиты}, удерживающей |плиту в необходимом положении. Причем опасность сдвига плит верхне.го р да стен варочного бассейна усиливаетс  незначительной силой трени  ме.жду основанием плиты с верхней горизонтальной поверхностью бруса нижнего р да вследствие малого веса и уменьшенной (по сравнению с обычными брусь ми ) опорной площадью плиты. Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности и продление рабочей к.ампании печи. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стекловаренной ванной печи , включающей варочный бассейн с дном и стенами из огнеупорных брусьев, верхний р д которых выполнен толщиной , равной 0,2-0,5 толщины нижних р дов огнеупорных элементов, упор .ными креплени ми и соплами дл  подачи охлаждающего агента на верхний р д боковых стен, огнеупорные элементы верхнего р да стен варочного бассейна выполнены с L-образным профилем с соотношением толщины горизонтальных и вертикальных полок 1,0 - 1,35, упорные креплени  установлены на каждом огнупорном элементе, а сопла . смонтированы с возможностью перемещени  в горизонтальной плоскости. Дл  изготовлени  L-образных брусьев предпочтительно применение огнеупорных материалов, характеризушвихс  более высокой теплоустойчивостью по сравнению с огнеупорным материалом , используемым дл  изготовлени  брусьев нижних р дов стен варочного бассейна. Наружную вертикальную поверхность фасонных брусьев на уровне зеркала стекломассы охлаждают вентил торным воздухом с интенсивностью 1,1-1,Зни« на,, погонный. метр кладки. На фиг. 1 изображен фрагмент кладки стены варочного бассейна с выполнением верхнего р да из L-образных огнеупорных элементов, поперечный разрез ; на фиг. 2 - то же, вариант исполнени  |на фиг..3 - 6 фрагменты кладки стены варочного бас сейна, иллюстрирующие последовательность установки L-образных элементов по мере их разъедани  стекломассой соо.тветствии с вариантом на фиг. 1, поперечный разрез. Стекловаренна  ванна  печь имеет варочный бассейн с дном из шамотных брусьев, футерованных бакоровой плиткой (не показано/, нижний р д 1 огнеупорных брусьев стен бассейна выполнен из бакора 33, верхний р д 2 (из L-образных элементов ) - и бакора 41. Огнеупорные бРУсь  нижних р дов 1 стен бассейна оснащены тепло вой изол цией 3. Наружную вертикальную поверхность брусьев верхнего р д 2 на уровне зеркала 4 стекломассы 5 охлаждают вентил торным воздухом, подаваемым через сопла б. L-образны огнеупорные элементы .индивидуально обв зывают уголком 7 и снабжают индивидуальными упорными креплени м 8. Горизонтальна  поверхность верти кальных полок L-образных элементов экранируетс  от теплового излучени  пламенного пространства огнеупорным брусом 9 типа зуб. Толщина вертикальных полок- (последовательно устанавливаемых друг . за другом L-o6pa3Hbix элементов) по первому варианту исполнени  (фиг. 1) составл ет 150, 135, 115 мм и по вто рому варианту (фиг. -2) - 150, 100, 100, 100 мм при толщине горизонтальных полок дл  первого и второго вариантов соответственно 200, 150, 115 мм и 200, 120, 100, 100 мм. Дл  последнего фасонного бруса, устанавливаемого горизонтальной полкой кверху, толщина вертикальных и горизонтальных полок составл ет соответственно 100 и 100 мм. i Глубина варочного бассейна равна 1400 мм при толщине стены бассейна в нижних р дах 250 (фиг. 1) и 300 мм (фиг. 2 ). Толщина сло  тепловой изо л ции дл  обоих вариантов составл -ет 200 мм. Температура поверхностного сло  стекломассы в центре варочного бас-« сейна составл ет 1480-1500 С. Указанный выше режим охлаждени  вертикальной наружной поверхности L-образных элементов и мала  исходна  толщина фасонных брусьев 2 «а уровне зеркала стекломассы обеспечивают снижение температуры стекломассы в пристенной зоне в обоих вариантах печи до 1300-1350 С с самого начала кампании печи. Это резко уменьшает скорость процессов коррозии и эрозии огнеупорной кладки на уровне зеркала стекломассы. При этом в пристенной зоне образуетс  высоков з- . кий слой расплава, практически несмываемый потоками стекломассы, но в то же врем  имеющий достаточно высокую температуру, чтобы не подвергатьс  кристаллизации со всеми вытекакхцими отрицательными последстви ми . Послеразъедани  первоначально установленных L-образных элементов до критической остаточной толщины 15-20 мм к каждому их них последовательно приставл ют элементы аналогичной L-образной формы с толщиной вертикальных полок, равной 135 и 114 мм (первый вариант ) и 100, 100 и 100 мм(второй вариант). Последний из приставл емых элементов устанавливают горизонтальной полкой кверху, при этом толщина элемента на уровне зеркала стекломассы составл ет дл  обоих вариантов 100 мм. Каждый издополнительных L-образных элементов устанавливают после разъедани  стекломассой предыдущего бруса до критической остаточной ТОЛЕЦИНЫ. После установки каждый .из дополнительных элементов обв зывают с использованием индивидуальных упорных креплений , при этом упорные креплени  первоначально установленных- L-образнЕлх элементов остаютс  в прежнем положении. Это в значительной мере упрощает проведение операции по последовательной установке дополнительных L-образных элементов и одновре- ; менно повышает эксплуатационную надежность кладки верхнего р да стен бассейна. Кроме того, остаютс  в прежнем положении упорные креплени  каждого из дополни;гельных L-обраэных элементов при установке за ним каждого последующего. Сопла.дп  подачи вентил торного возду5са соответственно сдвигают на рассто ние, равное толщине дополнительных фасонных брусьев на уровне стекломассы . Последние подвергают охлаждению на уровне зеркала стекломассы по режиму , аналогичному режиму охлаждени  первоначально установленного в иачале кс1мпании печи) L-образного элемента . Таким образом, при установке дополнительных брусьев обеспечиваютс  те же положительные эффекты, что и при использовании первоначального L-образного элемента.

Срок сбужбы каждого из дополнительных элементов (до остаточной критической толщины 15-20 мм ) в кладке верхнего р да стен варочного бассейна при их выполнении из бакора 33 составл ет в услови х современных высокотемпературных печей (исход  из соответствующих экспериментальных определений скорости разъедани  бакоровых огнеупорных материалов стекломассой ) при. толщине на уровне зеркала стекломассы 150 мм 16 мес, 135 мм - 15 мес, 115 мм - 14 мес и 100 мм - 13 мес. Отсюда следует, что использование конструкции стекловаренной ванной печи обеспечивает срок службы верхнего р да стен варочного бассейна по первому варианту 16 + 15 + 14 + 13 58 мес (или 5 лет ) и по второму варианту 16 + + 12 + 13 + 13 + 13 68 мес (пор дка 5,5 лёт ),

При выполнении указанных конструктивньох вариантов кладки из бакора |41 сроки слубжы печи соответственно состав т 72 и 94 мес.

Наиболее оптимальным соотньшением толщины горизонтальной и вертикальной полок L-обрызных элементов  вл етс  соотношение 1,0-1,35. При указанном соотношении меньше 1,0 (варианты, когда горизонтальна  полка по толщине меньше вартикальной L-образные бруьс  верхнего р да имеют недостаточную площадь опоры по вертикальной торцовой поверхности горизонтальной полки, что уменьшает эксплуатационну1ю надежность конструкции и может привести к опрокидыванию всего Ь-образного элемента. При указанном соотношении свыше 1,35 (когда толщина горизонтальной полки намного больше толщины вертикальной конструкци  верхнего р да стен варочного бассейна становитс  слишком громоздкой, высота первоначально установленных L-образных элементов должна в этом случае быть выше 700 м что также уменьшает эксплуатещионную надежность стены бассейна из-за увеличени  опрокидывающего момента, и, кроме того, резко увеличиваютс  Т|епловые потери через неизолированную наружную поверхность вертикальной полки.

Таким образом, применение предлагаемой конструкции стекловаренной ванной печи в результате последовательного использовани  L-образных огнеупорных элементов в кладке стен варочного бассейна позвол ет существенно увеличить срок службы кладки верхнего р да стен бассейна

и, следовательно, продлить рабочую кампанию печи.

Продление рабочей кампании одной стекловаренной печи производительностью 350-450 т стекломассы в

сутки до 6-8 лет в результате внедрени  изобретени  обеспечивает получение годового экономического эффекта в размере пор дка 300 тыс. руб. В целом по отрасли экономическа  эффективность внедрени  изобретени  составит не менее 3 млн-руб. в год.

Claims (4)

1.Авторское свидетельство СССР 530852, кл. С 03 В 5/04, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 637337, кл. С 03 В 5/04, 1976.

3.Гюнтер Р. Ванные стекловаренные печи. М., Гос-изд-во по строит., архит. и строит., 1958, с. 80.

4.Авторское свидетельство СССР по за вке №2966666/29-33, 1980 (прототип).

/-+-

8

Zfcisc7

Фиг 4

Фиг.

Шиг.