Ванная печь

Подковообразное направление газов позволяет  получать достаточную длину факела пламени даже при небольших размерах варочной части и при малом  расстоянии между горелками.

В печах с  подковообразным пламенем длина  факела примерно равна удвоенной  длине печи, считая до ограждения (экрана). Форма и длина факела пламени зависят от скорости газов во влете горелки. При слишком большой скорости газов во влете горелки получается длинный факел, приводящий к быстрому разрушению экрана, отделяющего выработочную часть от варочной. Небольшие скорости во влете могут привести к «замыканию» факела, т. е. пламя, выходя из одной горелки, сразу может попасть в другую горелку, приводя к преждевременному износу стенки горелки и насадки регенератора. Нормальная скорость газов во влете горелки должна быть 10—14 м/с.

Выработочная часть печи не имеет самостоятельного отопления. Тепло, необходимое для ее обогрева, передается из варочной части излучением и потоками стекла. Огнеупоры, которыми отфутерована печь, искусственно охлаждают воздушным обдуванием или при помощи водяных ватержакетов.

Средние ванные печи применяют для механизированного  производства консервной тары и бутылок. В этих печах используют пламенный, электрический и газоэлектрический  обогрев. Наиболее распространенный тип  средних ванных печей — регенеративная проточная печь с поперечным направлением пламени.

Бассейн печи разделен на варочную и выработочную  части. Тепло, необходимое для обогрева выработочной части, передается из варочной части излучением и газовыми потоками. Протоки обычно располагают на уровне дна варочной части бассейна. В зависимости от глубины варочной и выработочной частей бассейна протоки могут быть заглубленные и незаглубленные. Заглубленные протоки применяют в печах для варки полубелого сортового стекла, незаглубленные — в печах для варки цветного стекла. Глубина варочной части бассейна для бесцветного стекла 0,7—1,2 м. С понижением прозрачности и увеличением вязкости стекломассы глубину бассейна уменьшают до 0,5—0,6 м. Глубина выработочной части бассейна на 300 мм меньше, чем варочной.

Для получения  термически однородной стекломассы  в печах для варки тарного  стекла поддерживают постоянный температурный  режим в обеих частях бассейна. Поперечное направление пламени  позволяет выдерживать заданный температурный режим вдоль печи. Температура по длине печи постепенно возрастает от загрузочного кармана  до зоны осветления, а затем снижается  к выработочной части печи.

Крупные ванные печи применяют при варке и  механизированной выработке тарного  стекла. Производительность ванных печей, предназначенных для выработки  сортовой посуды и стеклотары печей. В этом случае используют ванные печи больших размеров с общим бассейном или с разделительными устройствами в виде преград из электроплавленного огнеупора, устанавливаемых в слое стекломассы. Обычно это регенеративные ванные печи с поперечным направлением пламени с большой студочной частью. В крупных ванных печах без заградительных устройств по стекломассе площадь варочной части бассейна 120—300 м². Площадь зеркала студочной части печи колеблется в пределах 60—150% от площади зеркала варочной части. Такая площадь нужна для снижения температуры стекломассы, поступающей на выработку.

Ванная печь представляет собой непрерывно действующий  тепловой агрегат, состоящий из бассейна, наполненного стекломассой, и пламенного пространства над ним, где за счет сгорания топлива происходит выделение  тепла, необходимого для процесса стекловарения. Бассейн печи имеет прямоугольную  форму с сужением-пережимом между  зоной осветления и студочной частью. Высота сниженного экрана между зоной осветления и студочной частью над зеркалом стекла 50—100 мм. Пережим и сниженный экран позволяют поддерживать заданный температурный режим по длине печи и интенсифицировать процесс варки.

Шихта загружается  в печь через загрузочный карман 1, расположенный в торце варочной части 2 бассейна. На одном конце  ванны происходит непрерывная загрузка шихты и боя, а на другом — выработка  изделий. К ванной печи примыкает  выработочный канал с машинами для вертикального вытягивания лент стекла. Под воздействием высоких температур шихта превращается в расплавленную стекломассу, которая непрерывно движется из варочной части бассейна в студочную, откуда распределяется по выработочным каналам и с помощью машин ВВС в виде непрерывной ленты вытягивается вверх, где раскраивается на листы заданных размеров.

В связи с  выше изложенным предлагается к рассмотрению крупная ванная печь для производства тарного стекла с производительностью 120т/сут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Патентный поиск

 

 

Ванная стекловаренная печь

Навигация по патентам

(19) RU (11) 2187467 (13) C1 

(51)  МПК  7     C03B5/23

Пошлина: учтена за 10 год с 20.04.2010 по 19.04.2011

(21), (22) Заявка: 2001110889/03, 19.04.2001

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

19.04.2001

(45) Опубликовано: 20.08.2002

(56) Список  документов, цитированных в отчете  о

поиске: SU 293326 А, 23.03.1971. SU 1239104 A1, 23.06.1986. RU 2053964 C1, 10.02.1996. US 4415349 А, 15.11.1983. DE 2912505 A1, 02.10.1980.

Адрес для  переписки:

410026, г.Саратов, ул. Астраханская, 83, СГУ, ПЛО, пат.пов. Н.В.Романовой, рег.№ 325

(71) Заявитель(и):

Завгороднев Виталий Андреевич

(72) Автор(ы):

Завгороднев В.А.

(73) Патентообладатель(и):

Завгороднев Виталий Андреевич

(54) ВАННАЯ  СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ

(57) Реферат:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к устройствам  для производства стекла непрерывным  методом. Задачей настоящего изобретения  является обеспечение возможности  управления температурными полями и  поперечными конвекционными потоками стекломассы в варочной части  стекловаренной печи, а также регулирования  расположения шихты по площади печи, стабилизация положения границ шихты  на необходимом расстоянии от боковых  стен. Решение поставленной задачи позволит улучшить качество и увеличить  количество вырабатываемой продукции, а также продлить срок службы стекловаренной печи за счет уменьшения коррозии боковых  стен. Ванная стекловаренная печь содержит загрузчики шихты, загрузочный карман, варочный и выработочный бассейны, основной водоохлаждаемый трубчатый элемент, выполненный с возможностью регулирования степени выдвижения в варочный бассейн. Основной водоохлаждаемый элемент имеет Z-образную форму, размещен горизонтально вдоль загрузочного кармана и варочного пространства печи перпендикулярно к торцевой стене загрузочного кармана между загрузчиками шихты и выполнен с возможностью регулирования степени заглубления в стекломассу. Площадь охлаждаемой части основного водоохлаждаемого элемента относится к площади стекловаренной печи, занимаемой шихтой, как 1:(0,1-0,07), глубина заглубления основного водоохлаждаемого элемента в стекломассу относится к глубине варочного бассейна как 1:(0,25-0,15), отношение длины основного водоохлаждаемого элемента к длине части печи, занятой шихтой, как 1: (1,1-0,9). Для разделения куч шихты печь может содержать дополнительный водоохлаждаемый элемент, выполненный плавающим с возможностью регулирования степени выдвижения в варочный бассейн, расположенный над основным водоохлаждаемым элементом и имеющий одинаковую с ним конфигурацию. Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к устройствам для производства стекла непрерывным методом.Известна ванная стекловаренная печь, содержащая загрузочный карман, варочный и выработочный бассейны.

Недостатком известной печи является то, что  нерасплавленная шихта в варочном бассейне распространяется в сторону  по направлению к его боковым  стенкам, накапливается у последних, забивает проход как для поступления шихты в варочный бассейн, так и выходное отверстие из него.

Известна  ванная стекловаренная печь, включающая свод, под, стенки варочного бассейна, проток и охлаждаемый элемент  в виде двух трубчатых змеевиков, расположенных в окружающем проток огнеупоре.

Недостатком этой конструкции является изначальное  разрушение окружающего проток огнеупорного материала по мере протекания по нему жидкого стекла. Лишь после этого  начинает образовываться защитный замороженный слой из жидкого стекла в виде прочного гарнисажа.

Наиболее  близкой к предлагаемому решению  является ванная стекловаренная печь, содержащая загрузчики шихты, загрузочный  карман, варочный и выработочный бассейны. Для удержания шихты в центре варочного бассейна установлен экранирующий элемент, расположенный по продольной оси через загрузочный карман. При этом экранирующий элемент может быть выполнен в V-образной форме из трубы, установленной под углом к поверхности плавающей шихты и стекломассы с приспособлением для циркуляции охлаждаемого агента, либо в виде перегородки из огнеупорного материала.

Недостатком данного решения является то, что  экранирующий элемент заглублен  под углом к поверхности плавающей  шихты и уровню стекломассы, вследствие чего в месте заглубления он создает  физическое препятствие продвижению  шихты в глубину варочного  бассейна, образуя застойную зону шихты, поступающей от боковых стен в центр печи, что приводит к  локальному переохлаждению стекломассы, увеличению ее вязкости в этом месте  и естественному ухудшению варки шихты. Кроме того, в результате местного охлаждения (местного заглубления экранирующего элемента) шихта отходит от стен варочного бассейна, но не по всей длине экранирующего устройства, находящегося в ванной печи, а только в зоне непосредственного его погружения в стекломассу. Там, где он находится над шихтой, охлаждения стекломассы не происходит. Поэтому конвекционные потоки не изменяются и шихта находится у боковых стен варочного бассейна и к центру печи не направляется. Что касается стекловаренной печи, у которой экранирующий элемент выполнен в виде перегородки из огнеупорного материала, то этот вариант не приемлем на действующих стекловаренных печах из-за сложности исполнения и экономической (технологической) нецелесообразности.

Задачей настоящего технического решения является обеспечение  возможности управления температурными полями и поперечными конвекционными потоками стекломассы в варочной части стекловаренной печи, а также  регулирования расположения шихты  по площади печи, стабилизация положения  границ шихты на необходимом расстоянии от боковых стен. Решение поставленной задачи позволит улучшить качество и  увеличить количество вырабатываемой продукции, а также продлить срок службы стекловаренной печи за счет уменьшение коррозии боковых стен.

Для этого  в ванной стекловаренной печи, включающей загрузчики шихты, загрузочный карман, варочный и выработочный бассейны, основной водоохлаждаемый трубчатый элемент, выполненный с возможностью регулирования степени выдвижения в варочный бассейн, согласно изобретению основной водоохлаждаемый элемент имеет Z-образную форму, размещен горизонтально вдоль загрузочного кармана и варочного пространства печи перпендикулярно к торцевой стене загрузочного кармана между загрузчиками шихты и выполнен с возможностью регулирования степени заглубления в стекломассу. Кроме того, площадь охлаждаемой части основного водоохлаждаемого элемента относится к площади стекловаренной печи, занимаемой шихтой, как 1:(0,1-0,07), глубина заглубления основного водоохлаждаемого элемента в стекломассу относится к глубине варочного бассейна как 1:(0,25-0,15), отношение длины основного водоохлаждаемого элемента к длине части печи, занятой шихтой, как 1:(1,1-0,9).

Для разделения куч шихты печь содержит дополнительный водоохлаждаемый элемент, выполненный плавающим с возможностью регулирования степени выдвижения в варочный бассейн, расположенный над основным водоохлаждаемым элементом и имеющий одинаковую с ним конфигурацию.

Ванная стекловаренная печь включает загрузчики шихты и  загрузочный карман, варочный и выработочный бассейны, основной водоохлаждаемый трубчатый элемент, выполненный с возможностью регулирования степени заглубления и выдвижения в варочный бассейн. В загрузочном кармане и варочном бассейне, пространство которого заполнено шихтой и стекломассой, расположен основной водоохлаждаемый элемент Z-образной формы, изготовленный из металлической трубы, который для эффективности охлаждения заглублен в стекломассу. Основной водоохлаждаемый элемент расположен вдоль загрузочного кармана 4 и варочного бассейна печи перпендикулярно к торцевой стене загрузочного кармана между загрузчиками и шихты.

На основании  экспериментальных данных, полученных при теплотехническом обследовании температурных полей стекломассы, наилучшие результаты могут быть получены при соотношении площади  охлаждаемой части основного  водоохлаждаемого элемента к площади стекловаренной печи, занимаемой шихтой, как 1: (0,1-0,07), глубины заглубления основного водоохлаждаемого элемента в стекломассу к глубине варочного бассейна как 1:(0,25-0,15), а длины основного водоохлаждаемого элемента к длине части печи, занятой шихтой, как 1: (1,1-0,9).

Для разделения куч шихты, идущих от загрузчиков  шихты и, введен дополнительный водоохлаждаемый элемент, выполненный плавающим и расположенный над основным водоохлаждаемым элементом. Дополнительный водоохлаждаемый элемент имеет одинаковую конфигурацию с основным водоохлаждаемым элементом.

Ванная стекловаренная печь работает следующим образом.

Шихта, загружаемая  в печь через загрузочный карман, плавится и варочном бассейне, образуя стекломассу. Снижая температуру стекломассы вдоль центра печи ниже температур, установившихся у боковых стен, основной водоохлаждаемый элемент перераспределяет поперечные потоки стекломассы, направляя их от боковых стен ванной печи к продольной оси - центру печи. Шихта, плавающая на поверхности стекломассы, перемещается этими потоками на некоторое расстояние от боковых стен печи к ее центру. Для корректировки равномерности распределения шихты по ширине варочной части печи служит дополнительный плавающий водоохлаждаемый элемент, конструкция которого такова, что верхняя часть, выступающая из стекломассы, служит барьером и не позволяет сомкнуться кучам шихты, чем достигается их удержание в центре печи.

Применение  заявленного технического решения  позволило улучшить однородность стекломассы, идущей на выработку изготовляемой  продукции и уменьшить содержание в стекломассе инородных включений ("камней") в виде зерен разрушающегося огнеупора, образующихся от разъедания компонентами стекольной шихты боковых  стенок ванной печи.

Предлагаемое  решение позволяет увеличить  срок службы стекловаренной печи за счет уменьшения степени разъедания огнеупора  боковых стен, улучшить качество вырабатываемой продукции путем управления температурными полями и поперечными конвекционными потоками стекломассы, увеличить выработку стекла в натуральном выражении вследствие уменьшения попадания в ленту стекла инородных разрушающих включений, а также улучшить варку шихты за счет увеличения обогреваемой поверхности шихты, располагая ее на достаточно большей площади печи.

Формула изобретения

1. Ванная стекловаренная печь, включающая загрузчики шихты, загрузочный карман, варочный и выработочный бассейны, основной водоохлаждаемый трубчатый элемент, выполненный с возможностью регулирования степени выдвижения в варочный бассейн, отличающаяся тем, что основной водоохлаждаемый элемент имеет Z-образную форму, размещен горизонтально вдоль загрузочного кармана и варочного пространства печи перпендикулярно к торцевой стене загрузочного кармана между загрузчиками шихты и выполнен с возможностью регулирования степени заглубления в стекломассу.

2. Печь, отличающаяся тем, что площадь охлаждаемой части основного водоохлаждаемого элемента относится к площади стекловаренной печи, занимаемой шихтой, как 1: (0,1-0,07), глубина заглубления основного водоохлаждаемого элемента в стекломассу относится к глубине варочного бассейна как 1: (0,25-0,15), отношение длины основного водоохлаждаемого элемента к длине части печи, занятой шихтой, как 1:(1,1-0,9).