Фидер плавильной печи для выработки силикатного расплава

 

Сущность изобретения: фидер плавильной печи включает канал из листового тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией, донный выработочный карман с электронагреваемым фильерным питателем, свод с горелками. Выработочный карман снабжен газопламенной фурмой, установлен на подвижной с проемом для сброса топочных газов заслонке и расположен с торцовой стороны фидера. Канал выполнен в виде поддона с бортами, а входная часть его выступает в плавильную печь и образует накопительный карман. Под каналом фидера расположен элемент индукционного нагрева в виде массивного фасонного основания из электропроводного материала с отверстием в нижней его части, в котором соосно отверстию размещены медная катушка, индуктор и сердечник-магнитопровод. Выработочный карман снабжен игольчатым затвором из жаростойкого материала в виде конуса и штока, установленного в направляющих свода. 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к производству волокнистых строительных материалов, а именно к устройствам для стабильной выдачи расплава из плавильных печей на переработку в волокно.

Известен фидер стекловаренной печи для выработки непрерывного волокна из базальта и других основных горных пород, включающий канал из листового тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией, донный выработочный карман с электрообогреваемым фильерным питателем и свод с горелками [1].

Недостатком известного технического решения является то, что при понижении расплава в печи ниже уровня выработочного порога металлическая подина фидера (канал) обнажается и подвергается факельному нагреву газовых горелок, что приводит к сокращению срока службы подины из-за деформации и прожига.

Кроме того, данное расположение выработочного кармана не позволяет использовать в переработке верхние, наиболее горячие слои стекломассы, а остановки и запуски фидера связаны с большой потерей времени.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту известным решением является фидер плавильной печи для выработки силикатного расплава, включающий канал из листового тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией и горелками, установленными в своде вдоль его оси, обогреваемый выработочный карман с электронагреваемой фильерой, который установлен в торце канала с возможностью перемещения по высоте на заслонке, имеющей проем для сброса топочных газов, причем канал выполнен в виде поддона с бортами и другой его торец расположен в плавильной печи [2].

Недостатком известного устройства является невозможность его использования при выработке высоковязких расплавов из-за разрушения футеровки при работе горелок на форсированных режимах.

Изобретение направлено на расширение технологических возможностей фидера, а именно на повышение пропускной способности канала при выработке высоковязких расплавов.

Для этого фидер плавильной печи для выработки силикатного расплава, включающий канал в виде поддона с бортами из тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией и горелками, обогреваемый выработочный карман с электронагреваемым фильерным питателем, установленный в торце канала на подвижной с проемом для сброса топочных газов заслонке, снабжен по крайней мере одним элементом индукционного нагрева, который расположен под поддоном и выполнен в виде массивного фасонного основания из электропроводного жаростойкого материала с отверстием в нижней его части, в котором соосно размещены индуктор и магнитопровод. При этом основание выполнено заодно с поддоном, поддон и основание выполнены соответственно из железохромистого сплава и молибдена, основание выполнено из набора листовых заготовок, а выработочный карман снабжен игольчатым затвором из жаростойкого материала в виде штока, установленного в своде кармана с возможностью перемещения по направляющей.

На фиг. 1 изображен схематически фидер, продольный разрез; на фиг.2 - фасонное основание с элементами индукционного нагрева в виде катушки и магнитопровода, поперечный разрез; на фиг.3 - то же, продольный разрез с раздельно выполненными основанием и поддоном; на фиг.4 - вариант выполнения цельнолитого основания и поддона с бортами; на фиг.5 - вариант выполнения основания из листовых заготовок.

Фидер представляет собой изготовленный из тугоплавкого, например, высокохромистого сплава канал 1 с наружной теплоизоляцией 2 из шамотных и диатомовых кирпичей с выработочным карманом 3, в донной части которого установлен монофильерный электронагреваемый питатель 4. Топочная часть фидера имеет в своде несколько расположенных по его оси газовых горелок 5. Выработочный карман 3 с газопламенной фурмой 6 установлен на подвижной с проемом для сброса топочных газов заслонке 7 и расположен с торцовой стороны фидера, а канал фидера выполнен в виде поддона 8 с равновысокими бортами 9, входная часть которого образует накопительный карман 10. Под каналом фидера в термо- и электроизоляции из огнеупорной хромомагнезитовой набивки расположен по крайней мере один элемент индукционного нагрева в виде массивного фасонного основания 11 из электропроводного материала с отверстием 12 в нижней его части, в котором соосно отверстию размещены медная охлаждаемая воздухом катушка-индуктор 13, подключенная к источнику трансформаторного питания (не показано) и сердечник-магнитопровод 14 из листовой трансформаторной стали. При этом основание 11 и поддон 8 могут быть выполнены заодно, например, литыми или из раздельных частей, в том числе и из материалов с различным химическим составом, например из высокохромистого железного сплава и молибдена, а выработочный карман 3 снабжен игольчатым затвором из жаростойкого материала, затвор выполнен в виде охлаждаемого конуса 15 и штока 16, подвижно установленного с помощью направляющей 17 в своде кармана 3.

При работе фидера получаемый в ванной печи базальтовый расплав тонким слоем (20-30 мм) направляется по металлическому поддону канала 1 через выработочный карман 3 к питателю 4, из которого непрерывной стабильной струей выдается на переработку в волокно.

Нагрев расплава сверху газовыми горелками и нагрев снизу от электрического индуктора создают условия для термической однородности расплава по толщине вырабатываемого потока, в результате чего повышается пропускная способность фидера.

Нагрев поддона снизу осуществляется благодаря тому, что его основание по отношению к индуктору и магнитопроводу является, по существу, вторичным витком трансформатора. Этот виток с помощью индукционного поля разогревают до требуемой температуры в пределах 1250-1450^оС. Во всех случаях независимо от материалов, из которых выполнено основание виток, нагрев ведут без расплавления последнего.

Как показывают расчеты, ориентировочная потребность в электроэнергии для температурной гомогенизации базальтового расплава с дебитом выдачи до 1 т/ч при длине канала фидера 1,5 м в интервале температур 1300-1450^оС составляет 5-8 кВт˙ч.

Электрический нагрев может быть одно-, двух- и трехфазным с соответствующим оформлением электрической схемы. Питание осуществляется или от индивидуальных трансформаторов для каждой единицы нагрева, или от группового трансформатора на несколько нагревателей. Напряжение 220-500 В. Контроль за разогревом осуществляется с помощью термопары.

Во время работы фидера катушка-индуктор должна непрерывно охлаждаться, например, с помощью вентиляторного или сжатого воздуха. Для этого между катушкой, магнитопроводом и кожухом основания предусматриваются кольцевые зазоры шириной 10-15 мм на каждую сторону.

Варьируя интенсивность нагрева канала снизу и сверху, добиваются требуемого режима выработки расплава по температуре, вязкости и дебиту. При необходимости в кратковременной остановке выдача расплава может быть прекращена с помощью игольчатого затвора, которым снабжен выработочный карман.

Формула изобретения

1. ФИДЕР ПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ СИЛИКАТНОГО РАСПЛАВА, включающий канал в виде поддона из тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией и горелками, обогреваемый выработочный карман с электронагреваемым фильерным питателем, установленный в торце канала на подвижной с проемом для сброса топочных газов заслонке, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере одним элементом индукционного нагрева, который расположен под поддоном и выполнен в виде массивного фасонного основания из электропроводного жаростойкого материала с отверстием в нижней его части, в котором размещены индуктор и магнитопровод.

2. Фидер по п.1, отличающийся тем, что основание выполнено заодно с поддоном.

3. Фидер по п. 1, отличающийся тем, что поддон и основание выполнены соответственно из железохромистого сплава и молибдена.

5. Фидер по пп.1, 3 и 4, отличающийся тем, что основание выполнено из набора листовых заготовок.

6. Фидер по п. 1, отличающийся тем, что выработочный карман снабжен игольчатым затвором из жаростойкого материала, выполненным в виде конуса и штока, установленного в своде кармана с возможностью перемещения по направляющей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5