Ванная стекловаренная печь

Ванная стекловаренная печь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПКСЛИКП

ИЗОБРЕХЕИКЯ

Союэ Советских

СОцналистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-sy (22) Заявлено 081278 (21) 2694466/29-33 (51) + с присоединением заявки Но

С 03 В 5/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано301280. Бюллетень Hо 48

Дата опубликования описания 30.12,80 (53) ДК 666,1.031Л (088, 8) t

Л.Г. Байбурт, К.Т. Бондарев, Т. Б. Жузе, С.В. Игнатов, H.È.Ñàâèíà, P.È.Ñåâàñòüÿíoâ, A.Â.Ôåäoðoâ и В.A.Êóáèíèäçå (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательский институт стекла (54) ВАННАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ

Изобретение относится к ванным стекловаренным печам непрерывного действия и может быть использовано в производстве листового стекла.

В последнее время в производстве листового стекла все большее распространение получают печи, в которых наряду с подводом тепла в пламенное пространство печи (за счет сжигания газового или жидкого топлива), предусмотрено введение тепла непосредственно в стекломассу путем пропуска. ния через нее электрического тока.

Практика показала, что ввод тепла за счет электроэнергйи является хо- 15 рошим средством повышения производительности печей, снижения удельного расхода тепла, продления рабочей кампании стекловаренных установок и улучшения качества стекломассы., 20

Кроме того, за счет возможности селективного ввода тепла в локализованные области стекловаренной печи, появляется возможность оперативного управления технологическим процессом. 25

Известны стекловаренные печи, в которых наряду со средством управления поперечной конвекцией стекломассы в зоне шихты система электроподогре.ва играет роль регулятора температурыЗО в зоне загрузки шихты для предотвра- щения замерзания загрузочного кармана при увеличении производительности печи (1).

Недостатком таких 1течей следует признать малое количество электроэнергии, подаваемого в печь, так как электроды могут располагаться лишь в загрузочном кармане, где температура стекломассы, и следовательно, ее электропроводность черезвычайно низки. Кроме того, вызывает сомнение возможность управления поперечной конвекцией стекломассы из загрузочного кармана, ибо последняя зависит только от температурного поля стекломассы в самой печи, которое при отсутствии электроподогрева с бассейне определяется прежде всего условиями сжигания топлива.

Известна также стекловаренная печь в которой в конце эоны варки устаНовлен поперечный ряд вертикальных электродов, служащий как для введения дополнительного тепла, так и для усиления температурного барьера, а роль управления поперечной конвекцией возложена на продольный ряд электродов (барботеров/, расположенный от границ шихты по направлению к выработке g2g.

791659

Дпя этой печи характерен тот недо.статок, что в ней управление поперечной конвекцией предусмотрено. лишь в зоне рафинирования расплава, а не в зоне варки шихты, что для ванных печей, особенно большой производительности, является более насущной задачей. Кроме того, как показала практика работы ванных печей, установка электродов только за пределами зоны варки не обеспечивает существенного прироста производительности из-за снижения температуры в загрузочном кармане и прилегающей к нему области ниже допустимого уровня.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является печь, включа.ющая удлиненный бассейн с расположенными в нем зоной варки,к которой примыкает с торцовой стороны загрузочный карман, зоной осветления, Щ в которой стекломасса не содержит непроваренных.частиц шихты, зоной гомогенизации расплава и выработочную часть.

Печь наряду с системой первичного (плазменного) нагрева оборудована системой электроподогрева, состоящей из разнесенных в зоне варки и осветления в продольном направлении поперечных рядов вертикальных электродов, которые разделяют всю зону варки и осветления на ряд идущих один за другим в продольном направлении контрольных столбов стекломассы (3) .

Эти поперечные ряды электродов подсоединены как к главной цепи питания, так и к цепи дополнительного питания, имеющей регулирующее устройство для изменения пропускаемого между электродами тока независимо от главной цепи питания. Основная идея, заложен- 49 ная в данной конструкции печи, состоит в том, что, регулируя напряжение, подаваемое на поперечные ряды электродов, ограничивающие контрольный столб . стекломассы, можно регулировать восходящий поток в столбе по отношению к нисходящим потокам по границам стоюгба. Благодаря этому можно полностью управлять продольной конвекцией стекломассы как в зоне варки, так и в зоне осветления.

Однако наряду с широкими возможностями управления продольной конвекцией в этой печи не предусмотрено возможности воздействия на поперечные конвективные потоки стекломассы.

Учитывая, что даже при равномерном распределении вводимого тепла в поперечном сечении печи температура у стен бассейна будет ниже, чем в центре печи (в результате потерь теп- Я ла в окружающую среду), в печи будут существовать конвективные потоки стекломассы, направленные от оси бассейна к периферии. Такое явление приведет к снижению возможной производи- 65 тельности печи, уменьшению рабочей кампании стекловаренной установки и ухудшению качества стекломассы.

В основу изобретения поставлена задача создать такую конструкцию стекловаренной печи, в которой ввод тепла за счет электроэнергии позволял бы наряду с повышением производительности печи регулировать как продольные,так и поперечные конвективные потоки стекломассы.

Ф

Цель изобретения — повышение производительности стекловаренной печи, продление ее рабочей кампании и улучшение качества стекломассы.

Указанная цель достигается тем,что в ванной стекловаренной печи, содержащей зону варки с прилегающим к ней с торцовой стороны загрузочным карманом, зоны осветления, гомогенизации и выработки стекломассы, ropexowvrie устройства и электроды, установленные в зонах варки и осветления, электроды, установленные в зоне варки, расположены по дуге, симметричной относительно продольной оси печи и обращенной концами к выработочной зоне печи, с радиусом, равным 0,4-2,0 ширины печи, при этом ближайшие к загрузочному карману электроды отстоят от торцовой стены печи на расстоянии 0,03-0,15 ширины печи.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Температурное поле стекломассы в ванной печи является существенно неоднородным. В продольном сечении печи температура стекломассы возрастает от загрузочного кармана к так называемому квельпункту печи, а в поперечном сечении — от боковых стен к продольной оси. В результате этого в стекломассе возникает поперечная и продольная конвекция, в верхней части бассейна направленная от квельпункта к загрузочному карману и от продольной оси и боковым стенам печи. Результирующие этих потоков схематично можно представить как радиусы-лучи, исходящие из зоны мак-. сималь- ых температур стекломассы в сторону загрузочного кармана. При расположении электродов (или центров групп электродов) по соответствующим этим радиусам дугам оператортехнолог за счет избирательного регулирования мощности, подаваемой на отдельную группу электродов, получает возможность воздействовать как на поперечную, так и на продольную конвекцию стекломассы.

Так как расположение зоны максимальных температур стекломассы зависит от многих конструктивных и режимных параметров соотношение длины и ширины печи, удельная производительность установки, распределение газа по длине печи и условия его сжи791659 гания и др.)), то длина радиусов упомянутых дуг и положение их центров могут меняться в широких пределах.

На фиг. 1 показана примерная схема результирующих потоков в верхних слоях стекломассы и картограмма шихты в зоне варки, на фиг. 2 и 3 — расположение электродов в ванной печи, варианты.

Стекловаренная ванная печь, огражденная торцовыми 1 и боковыми стенами 2, подом и сводом ((на рисунках не показаны ), содержит загрузочный. карман 3, зону 4 варки шихты, зону 5 осветления и гомогенизации расплава а также выработочную.часть 6. Печь оборудована системой первичного на .- 15 грева шихты и расплава, представляющую собой несколько пар горелок 7, встроенных в боковые стены 2 печи., через которые путем сжигания газового топлива вводится основная часть тепла щ необходимого для технологического передела.

В зоне 8 максимальных температур стекломассы в трех поперечных рядах установлены восемнадцать вертикальных вставленных через дно печи мо.— либденовых электродов 9, соединенных с источниками питания. При этом расстояние между соседними рядами электродов и электродами в одном ряду примерно равны глубине бассейна.

В зоне варки шихты по дуге окружности радиусом, равным примерно ширине печи, с центром, расположенным на продольной оси печи, установлены четыре трехэлектродные группы 10 и 11 З5 вертикальных, вставленных через дно печи электродов. При этом две центральные группы 10 электродов расположены в непосредственной близости от загрузочного кармана, (на расстоянии, Щ равном 0,03-0,15 ширины печи от торцовой стены ) и служат .для регулирования температуры стекломассы в зоне загрузки шихты, а две другие 11 приближены к боковым стенам печи (расстояние центров этих групп от боковых стен не превышает 0,13 ширины печи)) и служат в основном для управления поперечной конвекцией стекломассы.

Как". центральные 10 так и боковые

11 группы электродов подсоединены к автономным источникам питания. В зонах расположения групп электродов установлены донные термопары 12.

Стекловаренная печь работает следующим образом.

Тщательно перемешанные компоненты шихты вместе с боем стекла подаются в загрузочный карман 3 на расплав стекломассы. Под механическим воздействием загрузчика шихта попадает в 60 зону 4 варки, где происходят процессы ее нагрева, плавления и растворения тугоплавких компонентов. При отсутствии системы дополнительного электроподогрева для обеспечения нормального 65 протекания технологического процесса при произво ительности 360 т/сут, в печь необходимо подать 3700-3800 м/u газа колорийностью 8300 Kl

Для обеспечения производительности печи, равной 430 т/сут., вводится в действие система дополнительного электроподогрева, расположенная в квельпункте печи мощностью 2500-2800 кВа.

При дальнейшем повышении производительности температура стекломассы в загрузочном кармане по показаниям донной термопары 12 падает ниже необходимого уровня, при котором вырабатывается. стекломасса требуемого ка- чества. Для обеспечения требуемого уровня температуры в зоне загрузки шихты включаются центральные группы

10 электродов, а необходимая мощность регулируется либо переключением ступеней трансформатора, либо специальным регулирующим устройством, соединенным с датчиком температуры, либо любым другим способом ((например, за счет разного вылета электродов) . Так как при этом температура стекломассы у стен печи будет понижаться, то aosникает опасность усиления поперечной конвекции, что приведет к движению шихты в пристенную область со всеми вытекающими из этого отрицательными последствиями. Для предотвращения этого явления одновременно с центральными группами электродов включаются боковые группы 11. При этом, как показывают расчеты, отношение мощности, вводимой в боковые группы 11 к мощности центральных групп 10 должно находиться в пределах 1,2-1,5, а общая мощность групп электродов 10,11 находящихся в зоне варки составляет

50-80% от мощности электроподогрева в квальпункте печи.

При введении в зону варки мощности, равной 1300 кВа, прирост производительности составит порядка 35 т/сут.

Расчетная экономическая эффективность на печи по производству полированного стекла только за счет повышения производительности составит более 300 тыс. руб. в год. Общая экономическая эффективность от внедрения предложенной конструкции стекловаренной ванной печи выразится в снижении удельных капитальных затрат, удельного расхода топлива, повышении производительно- сти труда, продлении рабочей кампании печи и улучшении, качества вырабатываемой продукции.

Формула изобретения

Ванная стекловаренная печь, содержащая зону варки с прилегающим к ней торцовой стороны загрузочным карманом зоны осветления, гомогенизации и выработки стекломассы, горелочные устройства и электроды, установленные в зонах варки и осветления, о т л и791659

2. кл. С

KIl. F

Pgf f

Составитель Л. Мацук

Техред Н.Бабурка Корректор Л. Иван

Редактор Т. К зьяина

Заказ 9376/19 . Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ч а ю щ а я с я тем, что, с цель@ повышения производительности, продле ния рабочей кампании печи и улучшения качества стекломассы, электроды установленные в зоне варки, расположены по дуге, симметричной относительно продольной оси печи и обращенной концами к выработочной зоне радиусом, равным 0,4-2,0 ширины печи, при этом ближайшие к загрузочному карману электроды отстоят от торцовой стены печи на расстоянии 0,03-0,15 ширины печи.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3926606, кл. 65-135, опублик. 1975.

Патент Великобритании 9 1039952

1 М опублик 1966.

Патент Великобритании 9 1428354

4 В, опублик. 1976 l(прототип),.