Способ варки стекла

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>9?5596 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 1105Я1 (21) 3286454/29-33 с присоединением заявки. №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано .2Ы1В2.Бюллетень ¹ 43

Р М g+ з

С 03 В 5/16

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК Ь66.1 031.. 2 (088. 8) Дата опубликования описания 23. 11. 82 (72) Авторы изобретения

Л.Я.Левитин, Н.A.Ïàíêoâà, Л.М.Проценко, В.Ю..Резник, Г.В.Павловский, М.Д.Воронин, В.A.Êðèâîâ, В.В;Филиппо

М.М.Климов, A.Н.Жигалкин и В.С.Ерошенко! с с

Государственный научно-исследовательский инсаитутстеила,Токмакский стекольный завод и Институт высоких температур AH СССР (71) заявители (54) СПОСОБ ВАРКИ СТЕКЛА

2, Изобретение относится к промышленности строительства и стройматериалов, и в частности к способам варки стекла.

Известен способ варки стекла в ванной стекловаренной печи, в которой при расплавлении стекломассы осуществляют ее бурление газообразным агентом, причем для регулирования конвекционных потоков в стекломассе осуществляют избиратЕльное включение части сопел (1).

Недостатками известного способа являются нестабильная работа систеma барботирования из-за затекания стекломассы в неработающие сопла и застывания ее вблизи них, вследствие периодического выключения части сопел, а также нарушение иэотер-. мичности по ширине варочного бассейна в периоды полного прекращения бурления при отключении части сопел.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ варки стекла в регенеративной ванной стекловаренной печи с поперечным направлением пламени, включающий загрузку шихты в печь, расплавление ее непрерывным бурлением стекломассы;. газообразным агентом, подаваемым через сопла, смонтированные вблизи боковых стен, циклическое переключе5 ние пламени и одновременное переключение режима работы сопел таким образом, чтобы в сопла, примыкающие к работающим горелкам, подавать газообразный агент.под более высоким давлением, чем к соплам, расположенным с другой стороны печи (23.

При реализации этого способа требуется поддержание давления газооб разного агента для бурления стекломассы на стороне, примыкающей к работающим горелкам, в 2-2,5 раза бол

toe давлениЕ газообразного агента для бурления на другой стороне печи. В.то же время минимальное давление газообразного агента для об- . разования барботажных пузырей должно быть не ниже 1,5-2 атм. Снижение уровня максималъного рабочего давления потребует соответствующего

: 25 снижения уровня давления в соплах, расположенных у неработающих горелок (иначе не будет достигнут ожидаемый технологический эффект), что приведет к нарушению режима бу30 рения, вплоть до прекращения выхода

975596

65 на поверхность расплава стекломасcb> барботажных пузырей.

В этих условиях барботаж стекломассы в зоне интенсивного бурления (при максимальном давлении газообразного агента) приводит к вспениванию стекломассы, отрыву варочной пены с последующим ее продвижением в сторону выработочной части печи, а также к захвату непроварившихся частиц шихты с погружением их вместе с валом бурления в более холодные глубинные слои стекломассы.

Восходящие валы бурления приводят к снижению сыпочного цикла. Это уменьшает производительность печи при повышенном расходе топлива и снижает качество стекломассы по термической однородности °

Кроме того, вовлекаются в массообмен загрязненные и переохлажденные участки стекломассы из-за близк9го расположения сопел к боковым стенкам печи.

Применение интенсивного режима бурления приводит к значительному износу дна, что снижает компанию печи.

Кроме Toro, цикличное повышение давления в группе сопел требует наличия двух трубопроводов для подачи газа с различными давлениями, а также системы регулирования и переключения, каждая из которых должна быть рассчитана на максимальное давление, что усложняет систему бурления стекломассы и снижает ее надежность.

Целью изобретения является повышение производительности и качества стекломассы, продление компании лечи. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу варки стек ла в регенеративной ванной стекловаренной печи с поперечным направлением пламени, включающему загрузку шихты, ее плавление, бурление стекломассы газообразным агентом, циклическое переключение горелок и одновременное изменение интенсивности бурления, при циклическом переключении горелок осуществляют импульсное. бурление с частотой 5-12 импульсов в минуту в зоне, отстоящей от неработающих горелок на величину 0,10 15 ширины бассейна такой же ширины в поперечном направлении.

В регенеративной ванной стекловаренной печи с поперечным направлением пламени распределение тепловых нагрузок по ширине печи нессиметричное, Зона йаиболее низких температур располагается(непосредственно у корня факела работающих горелок.

Интенсивное бурление в этой зоне обеспечивает локальное перемешивание стекломассы и усреднение ее температуры по ширине печи °

Переключение части сопел, расположенных в зоне, отстояющих от не работающих гореолк на величину 0,10,15 ширины .бассейна и имеющей такую же ширину в поперечном направлении, на режим импульсного бурлвния снижает интенсивность образующихся в зоне действия сопел восходящих потоков стекломассы и умень-. шает локальное влияние конвекционных потоков на сыпочный цикл. Это обеспечивает дополнительный подвод тепла под шихту, ускоряет процесс варки и увеличивает производительность.

Одновременно устраняется возможность нарушения режима бурления и прекращения выхода на поверхность стекломассы, .барботажных пузырей (как это имеет место при непрерывном режиме бурления в случае снижения давления газообразного агента).

При этом повышается однородность стекломассы по ширине печи, причем отношение сопел для импульсного бурления от неработающих горелок на величину 0,1-0,15 ширины бассейна предотвращает вовлечение в массообмен загрязненных и переохлажденных пристенных участков стекломассы.

Применение импульсного бурления на стороне, примыкающей к неработающим горелкам, позволяет снизить уровень максимального рабочего давления газообразного агента на стороне интенсивного бурления (примыкающей к работающим горелкам) с обеспечением положительного технологического эффекта, направленного на выравнивание температуры по ширине печи.

Вместе с тем, в зоне интенсивного, бурления полностью исключается возможность механического вспенивания стекломассы, отрыва печи с продвижением ее в сторону выработочной части печи, а также к захвату непроварившихся частиц шихты и их погружению в холодные глубинные слои стекломассы.

Осуществление импульсного бурления с частотой 5 — 12 импульсов в минуту приводит к снижению интенсивности бурления по сравнению с зоной, примыкающей к работающим горел кам, что обеспечивает выравнивание температур по глубине печи по всей глубине бассейна за счет компенсации снижения интенсивности теплообмена в зоне, непосредственно под работающими горелками.

Это обеспечивает улучшение однородности стекломассы и повышает устойчивость работы стеклоформующих машин, что приводит к увеличению коэффициента использования стекломассы.

975596

Распределение газа по горелкам, %

Выход стекла

1-го сорта,.

КИС

Съем, т/сут

Способ

Известный 16,6 19 19,2 20 17,2 8

0,71 82

355.

Предложенный

0,73 84

17 23 24 8,5 7,5 360

Изменение режима работы сопел с непрерывного на импульсное осуществляют синхронно с переводом клапанов и перекидкой пламени горелок.

Пример. На регенеративной ванной стекловаренной печ> . с поперсчным направлением племени при семи парах горелок проводят испытание способа варки стекла.

Стекломассу следующего состава, вес. %:

5! 02 72,9

2 3

1,6

Fe20> 0,1

СаО 8,2

Mg0 3,7

Na20 1) 5 варят в ванной стекловаренной печи из смеси 73 вес.Ъ шихты и 27 вес.Ъ боя.

Под шихтой до оси второй пары горелок в дне печи устанавливают

19 сопел, каждое из которых представляет собой трубку из жаростойкой стали с наружным диаметром

22 мм. В эту трубку вставляют три корундовые трубки диаметром 8 мм, уплотняемые огнеупорным раствором.

В каядой трубке предусмЬтрено по два отверстия диаметром 1,2 мм для подачи газообразного. агента в расплавленную стекломассу. Гаэ пода ют под давлением 3,3-3,8 атм. Периферийные сопла, установленные в зоне, отстоящей от среза влета горелок на расстоянии от 1-1,5 до 23 м, подключают к трубопроводу сжатого воздуха через узел подготовки и эадатчик импульсов. В зависимости от направления пламени одновременно с перекидкой клапанов переключают соответствующие сопла (четыре сопла, примыкающие боковой;: стенки печи на стороне с наработающими горелками ) на режим импульсного бурления. .Выбор оптимальной ширины зоны для импульсного бурления и ее расстояния от неработающих горелок onределяют экспериментально на физической модели. ,При расстоянии от срез влета неработающей горелки до оси бли> айшего, сопла менее 0,1 ширины бассейна в

5 конвекционные потоки вовлекаются загрязненные и переохлажденные участки стекломассы, что ухудшает ее качество.

Увеличение этого расстояния бо10 лее 0,15 приводит к возникновению термической неоднородности стекломассы, которую оценивают по отложению дисперсий температур в отдельных сечениях модельной печи.

Критерием выбора ширины зоны импульсного бурления от 0,1 до 0,15 служит разность температур в различных сечениях печи, которая при выбранной ширине зоны не превыша20 ет 5 C.

В реальных испытаниях на ванной стекловаренной печи, изменяя положение задатчика импульсов, меняют режим импульсного бурления.

При режиме импульсного бурления .с частотой импульсов 16-20 в минуту наблюдают увеличение колебаний температур в среднем на 20-303 по показаниям термопар, погруженных в стекломасеу в различных сечениях варочного бассейна.

При снижении количества импульсов менее пяти в минуту изменяется картограмма зеркала (шихта продвигается к боковым стенкам печи) и диаИ метр пузырей сокращается с 180-300 мм (при нормальном режиме бурления) до

50 мм, с возрастающей возможностью затекания расплавленой стекломассы в сопла и возможностью выхода их

40 иэ строя.

Наилучшие результаты получают при синхронном переключении вместе с перекидкой клапанов части сопел на импульсное бурление с частотой

5 — 12 импульсов в минуту.

Сравнение известного и предложенного способов варки стекла приведены в таблице

975596

Формула изобретения

Составитель Т. Буклей

Редактор Н. Гунько Техред Л.Пекарь Корректор М. Демчик

Заказ 8916/33 Тираж 508 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Проведенные испытания показывают, что предложенный способ варки стекла„обеспечивает повышение производительности печи на 1Ф, при улучшении качества .стекломассы (КИС увеличивается на 2,5% при увеличении выхода стекла 1-го сорта на 2%) .

Ожидаемый годовой экономический эффект при внедрении предложенного способа варки. стекла только на одной ванной стекловаренной печи составит 60 тыс. руб,.

Способ варки стекла в регенеративной ванной стекловаренной печи с поперечным направлением пламени, включающий загрузку шихты, ее нлавление, бурление стекломассы газообразным агентом, циклическое переключение горелок и одновременное изменение интенсивности бурления, отличающийся тем, что, с целью повышения производнтельнос5 ти и качества стекломассы, при цик.лическом переключении горелок осуществляют импульсное бурление с частотой 5 — 12 импульсов в миьуту в зоне, отстоящей от неработающих го"

10 релок на величину 0,1-0,15 ширины бассейна и такой же ширины в поперечном направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 2909005, кл. 65-134, опублик. 1959.

2. Патент США,9 3294509, кл. 65-134, опублик. 1966 (прототип);