SE440643B - Sett for framstellning av glas - Google Patents

Description

10 8300506-6 sets yta torde vara det kritiska särdraget vid sättet enligt uppfinningen.

Den mycket kraftiga och mycket lokala hetta, som åstadkom- mes på det smälta glasets yta på ett givet ställe, ökar tempera- turen på det smälta glaset i sådan grad, att genomflödet i ugnen kan ökas med en reducering av den använda mängden bränsle per ton. Föreliggande uppfinning ger den relation mellan tid och temperatur, som erfordras för smältning av mängmaterialet. Hög- temperaturbrännaren föredrages, emedan den ökar temperaturen på det smälta glaset utan att öka temperaturen på hela smälttanken.

Att enbart öka energin i konventionella brännare kan inte vara tillfredsställande, eftersom det därigenom föreligger tendens till att temperaturen på ugnarna blir alltför hög.

Inte heller är det alltid möjligt att öka genomflödet av glas genom konventionella sätt utan att onormalt öka den totala bränsleförbrukningen. Detta är oekonomiskt och ofta förödande för den eldfasta konstruktionen. Konventionell värmetillförsel kan ge så stor volym av förbränningsprodukter, att flammorna kan träffa det eldfasta materialet och förorsaka snabbt sönderfall av detsamma.

På bifogade ritningar är Fig 1 en sidovy av en glassmältugn, som användes för utöv- ning av denna uppfinning, medan Fig 2 är en vy bakifrån av en glassmältugn, som användes för.utövning av denna uppfinning, och Fig 3 visar ett vattenkylt munstycke, som matar syre direkt in i bränslestrâlarna.

Denna uppfinning kan tillämpas för framställning av konven- tionell glasull för isolerings- och takskivor och för framställ- ning av konventionella textilier och armeringar, exempelvis såda- na som framställes av E-glas.

Företrädesvis har denna uppfinning avseende på sätt och appa- rat för bearbetning av mineral, som kan göras mjuka genom upp- hettning, till sådana material som glas och mera speciellt på' sätt och apparat för att genomföra bearbetning av mineral eller 8300506-6 oorganiska materiaï från ett mängmaterialstadium genom smäitning och avgivning av strömmar av materiaiet, utdragning av strömmar- na tiil trådar och förpackning av trådarna. Textiitrådar har framstäiits genom utdragning av giasströmmar från en matare tiil trädar genom uppïindning av trådarna på en koiiektor eiier ett rör i form av en förpackning. Även om endast en enda brännare med syreanrikning e11er ett par sådana brännare användes i det visade utförandet, ligger an- vändningen av fiera brännare med syreanrikning inom denna uppfin- nings ram.

Fig 1 är en sidovy av en gïassmäitugn, som användes för ut- övning av denna uppfinning. Ugnen 10 består av en sidovägg 12 och en ytterligare sidovägg, en bakre vägg, en frontvägg samt tak- och bottenkonstruktioner. Frontväggen 14 innehåiier en port e11er utioppsöppning, som möjiiggör att det smäita giaset iämnar ugnen. En rad konventioneiia brännare 16 är visade. Ett antai konventioneïia bubbeibiïdare 18 är också visade. En vattenkyid brän- nare 11 för syre och gas är också visad på pïats.

Kammaren i smäitugnen 10 är avsedd att eïdas e11er upphettas med bränngas e11er annat iämpiigt bränsie, som biandas med iuft, viiken förvärmes i rekuperatorn ti11 en temperatur, som inte är högre än den temperatur, vid viiken Iuften säkert kan bïandas med bränngasen på de stäiien, där bränngasen och iuften tiiiföres ugnskammaren på stäïien, som är inbördes åtskiïda i iängdrikt- ningen och som är beiägna ovanför nivån för giaset i kammaren.

Såsom visas i Fig 1, är en rad e11er ett batteri brännare 16, som är monterade i brännarbiock, anordnade vid vardera sidan av ugnen.

Vid motsatta sidor av ugnen 10 finns intiïi skorstenen eïier den bakre änden av ugnen 10 stationer för mottagning av mängmate- riaiet, innefattande inmatningsöppningar för detta materiaï, vii- ka är försedda med beskicknings- e11er inmatningsanordningar för mängmateriaiet, som dock inte visats. Ovanför varje beskicknings- anordning för mängmateriaiet är piacerad en ficka, varvid varje ficka är försedd med ett regierspjäii för reglering av tiiïförsein av råmängmateriai ti11 varje beskickningsanordning. 8300506-6 Råmaterialen består vanligtvis av sand, kalksten, kalcine- rad soda och ett borat, exempelvis kolemanit eller ulexit. Sam- mansättningen av mängmaterialet beror pâ vilken typ av glas, som tillverkas, och mängmaterialet behöver inte innehålla alla de ovan nämnda materialen. Olika andra material kan förekomma i små mängder. Glaset kan också utgöras av fluxfria glas, dvs glas som innehåller ringa mängd flussmedel, såsom bor eller fluor, eller inget flussmedel alls.

Det värme, som erfordras för smältning av råmaterialen och för bibehållande av det smälta mängmaterialet vid önskad tempera- tur, tillföres av tvâ rader konventionella brännare 16. Brännar- na är konstruerade för att förbränna ett lämpligt flytande bräns- le, exempelvis olja, eller en bränngas, exempelvis naturgas. Vil- ken typ av bränsle som användes beror på vad som är tillgängligt kommersiellt, bränslepriset och bränslets lämplighet för glas- smältning. Brännarparen är placerade i sidoväggen 12 och den icke visade motsatta sidoväggen. Såsom tidigare diskuterats, visar . Fig 1 brännare 11 med syreanrikning, vilka är placerade vid den bakre raden bubbelbildare 18.

Fig 2 är en vy bakifrån av ugnen 10 och visar ett exempel på den vinkel, i vilken brännarna 11 är införda i ugnen. Dessutom visar Fig 2 taket 20 och bottnen eller golvet 22. Fig 2 visar också en utloppsöppning 24, som sträcker sig genom frontväggen 14.

Fig 3 visar de detaljerade särdragen hos brännaren 11. En brännarkonstruktion, vid vilken syret injiceras direkt i bränslet i munstycket är visad i Fig 3. Brännaren 11 innefattar ett cylind- riskt rör 30 med ett bränsleinlopp 32, som lämnar bränslet till brännaren. Röret 30 slutar i en munstycksspets 34, från vilken bränslestrålarna avges. Syret matas till röret 30 medelst en anordning 36, så att syret och bränslet avges tillsamman från munstycksspetsen 34. För förhindrande av att brännaren 11 över- hettas, användes en vattenkyld mantel. Fig 3 visar ett vattenin- lopp 38 och ett vattenutlopp 40. Brännaren 11 är vanligtvis för- sedd med ett bakre gjutstycke 42 av brons och med en snabbkoppling 44 för syret. 8300506-6 Temperaturen på flamman kan variera avsevärt. Strängt ta- get finns inte något föredraget temperaturområde för flamman.

Temperaturen är i allmänhet beroende av kvaliteten på naturga- sen och förhållandet mellan syre och gas. I följande utförande är temperaturen på syreflamman ungefär 278006. Denna siffra är väsentligt högre än temperaturen hos en konventionell brännare med luft, vilken ligger vid ungefär 195006.

I ett utförande bör temperaturen på flamman vara åtminstone 250000. Förhållandet mellan syre och gas inställes nära det stö- keometriska förhållandet, som är ett förhållande pâ 1,75:1. I realiteten väljes företrädesvis ett förhållande på 2:1 för säker- hets skull. Det är ytterst viktigt, att inte tända en reduceran- de gasflamma, eftersom gaskrackning omedelbart uppstår.

I det konventionella sättet av följande utförande är yttem- peraturen pâ det smälta glaset vid frånvaro av syreflamman en- ligt denna uppfinning vanligtvis 1560 - 160000. Följaktligen är temperaturen på syreflamman åtminstone 1000 - 1100°C högre än yttemperaturen på det smälta glaset i jämförelse med en skillnad på endast 35006 med avseende på luftflammor från konventionella brännare.

De föredragna brännare som skall användas vid denna uppfin- ning, arbetar endast med naturgas och rent syre. Detta betyder, att brännarna inte arbetar med en blandning-av luft och syre till- samman med bränslet. Det ligger emellertid inom denna uppfinnings ram att använda brännare, vid vilka det är möjligt att använda en blandning av luft och syre, så länge temperaturen pâ värme- källan är tillräckligt hög för att (1) öka flödet genom ugnen och (2) reducera mängden använt bränsle per ton glas.

Exempel I För att åskådliggöra att denna uppfinning ger ökat genom- flöde utan ökning av den totala förbrukningen bränsle per ton, gjordes följande jämförelse. En konventionell glassmältugn an- vändes som standard. Bränsleförbrukningen för ugnen är 17,2 mil- joner BTU per ton glas. Ugnen hade en temperatur på 1540°C på frontväggen. 8300506-6 Med denna uppfinning ökade genomflödet ungefär 26% och upp- gick den mängd gas, som förbrukades av de konventionella brännar- na och syrebrännarna, till 14,4 miljoner BTU per ton glas. Syre- förbrukningen var 70 SCFM (standardkubikfot per minut) och tem- peraturen på frontväggen var 155500. Förbättringen med avseende på bränsleförbrukningen var en reduktion pâ ungefär 18% bränsle för samma mängd glas i den konventionella ugnen.

Frilagt smält material kan man finna i många områden i smält- kammaren. Ofta kan golvet i kammaren vara anordnat med öppningar för tillförsel av gasstrâlar till och upp genom det smälta mate- rialet. I många fall är öppningarna anordnade i rader på tvären av kammaren. I ett utförande kan värme med hög intensitet riktas mot det frilagda smälta materialet i det område av kammaren, som är nära dessa öppningar. I ett annat utförande kan värme med hög intensitet riktas mot det frilagda smälta materialet i det områ- de nära raden av öppningar, som är närmast den ände av kammaren, där beskickning med mängmaterial sker, Ytterligare andra ytor av frilagt smält glas kan förekomma i områden nära elektroder, om elektrisk upphettning användes för smältning av mängmaterialet.

I ännu ett utförande kan syrebrännarna vara installerade i den främre änden av smältugnen ovanför främre bubbelbildare.

Denna uppfinning kan tillämpas vid sätt och apparat för be- 'arbetning av mineralmaterial, som kan göras mjuka genom värme, exempelvis glas, och mera speciellt på sätt och apparat för ge- nomförande av bearbetningen av mineral eller oorganiskt material frân mängmaterialstadiet genom smältning, avgivning av strömmar av materialet, utdragning av strömmarna till trådar och förpack- ning av trådarna.

Textiltrådar har framställts genom utdragning av strömmar av glas från en matare till trådar genom upplindning av trådarna pâ en kollektor eller ett rör i förpackningsform.

Uppfinningen kan tillämpas vid ett sätt, vid vilket en serie apparater eller enheter för smältning och bearbetning av glas an- vändes, varvid varje enhet är försedd med ett flertal förhärd- sektioner, som är orienterade och anordnade i räta rader och som 8300506-6 är försedda med ett stort antal matare med öppningar i kombina- tion med trådutdragnings- och förpackningsenheter, vilka är in- dividuella för varje matare eller ett flertal matare, som är an- ordnade i ett hölje eller en kammare, vari förpackningsenheterna eller -apparaterna är placerade i rader längs vardera sidan av en mittgäng för underlättande av övervakning av operationerna med ett minsta antal operatörer.

Vid uppfinningen användes en smält- eller konditionerings- apparat eller -enhet för bearbetning av det trådbildande råmäng- materialet och konditionering av detsamma på sådant sätt, att det blir lämpligt för framställning av textiltrådar, varvid ett flertal förhärdar eller förhärdsektioner tillföres materialet från enheten, vilken har sådan storlek och karaktär, att den ås- tadkommer upprepad cirkulation eller återcyklisering av det smäl- ta materialet i banor genom omröring och konvektion, varigenom materialet raffineras under sina cirkulationsrörelser i smält- och konditioneringsenheten, så att materialet hâlles i enheten under tillräcklig tid för säkerställande av huvudsakligen full- ständig avgasning av materialet och ökning av dess homogenitet.

Vid uppfinningen användes ett flertal smältugnar eller- -en- heter, vid vilka varje enhet är försedd med ett flertal förhärdar eller förhärdsektioner, av vilka vardera är försedd med ett fler- tal strömmatare eller genomföringar, vilka är anordnade att avge strömmar av glas, varvid matarna är uppradade i rätlinjiga rader och grupperna av strömmar bearbetas till strängar av trådar me- delst lindningsmaskiner, som är placerade i rader nedanför genom- föringarna, varigenom operationen kan genomföras med ett minsta antal operatörer.

Smältenheterna är särskilt lämpade för konditionering av glas eller annat mineralmaterial för framställning av textiltrá-. dar, varvid mängden glas, som bearbetas per tidsenhet, ökas av- sevärt och det drages fördel av höga smälthastigheter och hög trådproduktionsvolym för reducering av kostnaden för textiltrå- darna.

Claims (2)

1. l0 15 83ÛÛ506~6 PATENTKRAV l. Sätt för framställning av glas, vid vilket glas- mängmaterial matas in i en smältugn nära ugnens ena ände, ugnen upphettas för smältning av glasmängmaterialet.och det smälta glaset avledes nära ugnens andra ände, t e c k n a t k ä n n e - av att mot ytan av smält glas riktas en flamma med hög värmeenergi från åtminstone en brännare för syre och bränsle för âstadkommande av en lokal het fläck på ytan av det smälta glaset.
2. 2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e'c k n a t av att flamman träffar ytan på det smälta glaset huvudsakligen över ugnens bredd pâ tvären av flödet av smält glas i ugnen.