RU2450982C1

RU2450982C1 - Multi-basin furnace

Info

Publication number: RU2450982C1
Application number: RU2010142444/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Сергеевич Горбатов (RU); Евгений Сергеевич Горбатов
Original assignee: Евгений Сергеевич Горбатов
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-05-20

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: multi-basin furnace includes basins with ridgelike bottom, which are separated with longitudinal walls carrying arch abutments and abutments of gas spaces. Bottom of each basin is formed with convex surfaces of cylindrical arches in-series connected by means of wings and located parallel to longitudinal axis of furnace between its end walls. Connection lines of wings of pairs of arches form cavities of bottom of basins, wings form slopes of bottom and ridges of arches serve as supports of longitudinal walls separating melting chambers and supporting the arches of gas space. It is possible to make multi-basin furnace with bottom from molten heavy metal with height equal to 1/2-1/3 of arch height.

EFFECT: improving the quality of melt due to separation of gas space of furnace; simplifying steel structures; increasing furnace efficiency.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для производства стекла, более конкретно к конструкции ванной стекловаренной печи, и может найти применение в промышленности стройматериалов.The invention relates to devices for the production of glass, and more particularly to the design of a bathroom glass melting furnace, and may find application in the building materials industry.

Известна ванная стекловаренная печь, содержащая под общим сводом как минимум две разделенные охлаждаемой перегородкой секции, каждая из которых представляет соединенные протоком варочный и выработочный бассейны, разделенные по пламенному пространству решетчатым экраном, а свод печи оперт на торцевые стены секций (SU 336272, публ. 1972, ф-ла, фиг.1-3). Конструкция такой печи не позволяет варить в каждом бассейне стекло строго постоянного химического состава, т.к. возможно загрязнение по общему газовому пространству одного бассейна другим. Периодическое сжигание топлива не может обеспечить постоянство температуры стекломассы, что еще больше усугубляется сетчатым экраном. Свод печи опирается на пяты, которые имеют металлоемкую конструкцию из кронштейнов, пятовых балок, колон, донных балок и прогонов. Торцевые влеты горелок не позволяют приблизить свод к зеркалу расплава, что замедляет теплообмен между факелом, расплавом и шихтой. Водоохлаждаемые плиты перекрытия бассейнов отбирают тепло и увеличивают нерабочее межбассейновое пространство.A well-known glass-melting furnace bathroom containing at least two sections separated by a cooled partition under a common arch, each of which represents a cooking and production basins connected by a duct, separated by a lattice screen in a fiery space, and the furnace arch is supported on the end walls of the sections (SU 336272, publ. 1972 , f-la, Fig.1-3). The design of such a furnace does not allow glass of strictly constant chemical composition to be brewed in each pool, because possible pollution in the common gas space of one basin by another. Periodic combustion of fuel cannot ensure the constancy of the temperature of the glass melt, which is further aggravated by a mesh screen. The furnace vault is supported by heels, which have a metal-intensive construction of brackets, heel beams, columns, bottom beams and girders. The end faces of the burners do not allow to bring the arch closer to the melt mirror, which slows down the heat transfer between the torch, the melt and the charge. Water-cooled slabs for pool overlap take away heat and increase the non-working inter-basin space.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является ванная печь, дно варочного бассейна которой выполнено с волнообразной поверхностью, гребни которой расположены параллельно продольной оси печи (SU 1167156, публ. 1982, ф-ла, фиг.1). Недостаток такой печи состоит в сложности конструкции и невозможности организации отдельных бассейнов без существенного изменения этого устройства. Наличие поршневых камер не позволяет приблизить свод к зеркалу расплава, что снижает экономичность печи.The closest in technical essence and the achieved result is a bath furnace, the bottom of the cooking pool which is made with a wave-like surface, the ridges of which are parallel to the longitudinal axis of the furnace (SU 1167156, publ. 1982, f-la, figure 1). The disadvantage of such a furnace is the complexity of the design and the impossibility of organizing individual pools without a significant change in this device. The presence of piston chambers does not allow to approach the arch to the melt mirror, which reduces the efficiency of the furnace.

Цель изобретения - улучшение качества расплава за счет разделения газового пространства печи, экономия строительных материалов за счет упрощения металлических конструкций низа бассейнов печи, повышение экономичности из-за приближения свода к зеркалу расплава стекла.The purpose of the invention is to improve the quality of the melt due to the separation of the gas space of the furnace, saving building materials due to the simplification of the metal structures of the bottom of the pools of the furnace, increasing efficiency due to the approach of the arch to the glass melt mirror.

На фиг.1 изображена многобассейновая печь в плане, разрез А-А; на фиг.2 - то же, поперечный разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.3 - продольный разрез В-В на фиг.1.Figure 1 shows a multi-basin furnace in plan, section aa; figure 2 is the same, a transverse section bB in figure 1; figure 3 is a longitudinal section bb in figure 1.

Многобассейновая печь содержит варочные бассейны 1 с двускатным дном и с загрузочными окнами 2, соединенные протоками 3 с выработочными бассейнами 4, в дне которых расположены выработочные каналы 5. Варочные бассейны отделены продольными стенами 12, несущими пяты свода 13 и своды газовых пространств печи 14 с системой обогрева в виде горелок 15. Дно варочных бассейнов образовано выпуклыми поверхностями цилиндрических арок 8, опирающихся крыльями на внутренние и внешние опорные стены 9. Арки 8, имеющие стрелу подъема Н и пролет L, последовательно сочленены крыльями и расположены между торцевыми стенами 10 параллельно продольной оси печи. Линии сочленения крыльев арок образуют впадины дна бассейнов 11, сами крылья - скаты дна, а гребни арок служат опорами продольных стен 12, отделяющих варочные бассейны. Расплав сырьевых материалов 6 располагается в варочных бассейнах либо на поде из расплавленного тяжелого металла 7. Во впадинах дна бассейнов 11 установлены сопла бурления 16. В случае установки продольных стен 12 на впадины дна арок бассейна изменяются конвекционные потоки стекломассы: более горячие слои с верха арок будут с большей скоростью разъедать продольные стены и загрязнять стекло камнем от огнеупора.The multi-basin furnace contains cooking pools 1 with a gable bottom and with loading windows 2, connected by ducts 3 to the production pools 4, in the bottom of which there are production channels 5. The cooking pools are separated by longitudinal walls 12, bearing the heels of the vault 13 and the arches of the gas spaces of the furnace 14 with the system heating in the form of burners 15. The bottom of the cooking pools is formed by the convex surfaces of the cylindrical arches 8, which are supported by wings on the internal and external supporting walls 9. Arches 8, having a boom L and a span L, sequentially ochleneny wings and arranged between the end walls 10 parallel to the longitudinal axis of the furnace. The articulation lines of the wings of the arches form the hollows of the bottom of the pools 11, the wings themselves form the slopes of the bottom, and the crests of the arches serve as the supports of the longitudinal walls 12 separating the cooking pools. The melt of raw materials 6 is located in the cooking pools or on the hearth of molten heavy metal 7. In the hollows of the bottom of the pools 11, drilling nozzles 16 are installed. In the case of installing longitudinal walls 12 on the hollows of the bottom of the arches of the pool, the convection flows of glass melt change: the hotter layers from the top of the arches will be corrode the longitudinal walls with greater speed and contaminate the glass with a stone from the refractory.

Оптимальная стрела подъема Н арок составляет 1/2-1/8 пролета L. При стреле, равной 1/2 L и больше сочленение крыльев арок конструктивно невозможно; при Н<1/8 L - несущей способности арок недостаточно, затруднен тепломассообмен между осевой и краевой зонами бассейна.The optimal boom of lifting H arches is 1 / 2-1 / 8 of the span L. With an arrow of 1/2 L or more, articulating the wings of arches is structurally impossible; when H <1/8 L - the bearing capacity of the arches is not enough, heat and mass transfer between the axial and marginal zones of the basin is difficult.

Печь работает следующим образом. В загрузочные окна печи 2 поступает сырьевой материал, включают систему отопления с горелками 15, в результате в бассейнах 1 образуется расплав сырья 6. Возможно получение расплава на поверхности пода из расплавленного тяжелого металла 7. В процессе варки минеральный расплав подвергается бурлению через сопла 16. На выработку расплав поступает из выработочного бассейна 4, сообщающегося с варочным бассейном 1 с помощью протоки 3.The furnace operates as follows. Raw material enters the loading windows of the furnace 2, includes a heating system with burners 15, as a result, a melt of raw materials 6 is formed in the pools 1. It is possible to obtain a melt on the hearth surface from molten heavy metal 7. During the cooking process, the mineral melt is drilled through nozzles 16. On the production of the melt comes from the production pool 4, communicating with the cooking pool 1 using the duct 3.

При варке минерального сырья на расплаве тяжелого металла (целесообразно при производстве оптического волокна) оптимальная высота слоя металла составляет 1/2-1/3 стрелы подъема арки. Большая высота требует завышенных расходов металла и приводит к попаданию капель металла в газовое пространство бассейна и к потере его при окислении, меньшая высота неэффективна.When cooking mineral raw materials on molten heavy metal (it is advisable in the production of optical fiber), the optimal height of the metal layer is 1 / 2-1 / 3 of the boom of the arch. A large height requires excessive metal consumption and leads to the ingress of metal droplets into the gas space of the pool and to its loss during oxidation; a lower height is ineffective.

Пример. Моногобассейновая печь с длиной бассейна 5 м, пролетом арки 1,25 м. стрелой подъема арки 0,25 м, максимальной глубиной бассейна 0,5 м и производительностью 9 тонн стекломассы в сутки. Конструктивные особенности печи позволяют увеличить срок службы в 1,5-2 раза, уменьшить расход конструкционного металла и огнеупорных материалов в 1,5 раза, утилизировать цветной стеклобой, снизить расход топлива на 30%.Example. A monogas basin furnace with a pool length of 5 m, an arch span of 1.25 m, an arch lifting arrow of 0.25 m, a maximum pool depth of 0.5 m and a capacity of 9 tons of glass melt per day. The design features of the furnace allow to increase the service life by 1.5-2 times, reduce the consumption of structural metal and refractory materials by 1.5 times, dispose of non-ferrous glass, reduce fuel consumption by 30%.

Claims

1. A multi-basin furnace containing cooking pools with a gable bottom, separated by longitudinal walls bearing the heels of the arch and arches of gas spaces, and the end walls bounding them, characterized in that the bottom of the cooking basins is formed by the convex surfaces of the cylindrical arches sequentially joined by wings and located between the end arches walls parallel to the longitudinal axis of the furnace, and the articulation lines of the wings of the pairs of arches form the hollows of the bottom of the pools, the wings themselves form the slopes of the bottom, and the crests of the arches support the longitudinal ten separating the melting chamber.

2. The multi-basin furnace according to claim 1 with an arrow lifting arches equal to 1/2 ÷ 1/8 span.

3. The multi-pool furnace according to claim 1 with a hearth from a heavy metal melt with a height equal to 1/2 ÷ 1/3 of the boom of lifting the arch.