книги из ГПНТБ / Саркисов, П. Д. Технология стеклодувных работ учеб. пособие

бочей камеры; направлению движения газов; способу использования тепла отходящих газов; способу разделе­ ния бассейна и пламенного пространства.

Способ нагрева. По способу нагрева печи подразде­ ляются па пламенные и электрические (в последнее вре­ мя и газоэлектрические).

Впламенных печах источником тепловой энергии слу­ жит сжигаемое топливо. В этих печах стекломасса и шихта получают тепло от сжигания газов (природного или генераторного) и нефтяного топлива.

Всвязи с переходом на обогрев ванных печей жид­ ким топливом и природным газом все большее распро­ странение получают печи прямого нагрева, обладающие

большим тепловым к. п. д. по сравнению с обычными га-

зопл а м енны м и печами.

Внастоящее время получают распространение элект­ рические печи. Они имеют высокий коэффициент полезно­ го действия, легко регулируются. По способу выделения тепла и передачи его стекломассе электрические печи делятся на три группы: дуговые печи, печи сопротивле­ ния (прямого и косвенного) и индукционные печи.

Устройство рабочей камеры. По устройству рабочей камеры стекловаренные печи подразделяют на горшковые и ванные.

Горшковые печи — это печи периодического действия. Они применяются лишь в специальных случаях (для варки оптического стекла, цветных, сортовых н некото­ рых других стекол). В них можно получить более одно­ родную стекломассу благодаря возможности перемеши­ вания ее бурлением или керамическими мешалками.

Ванные печи могут быть как периодического, так и непрерывного действия, но наибольшее распространение получили непрерывно действующие печи. Они более экономичны, высокопроизводительны и поддаются боль­ шей механизации, чем горшковые печи, и что самое важ­ ное—-позволяют осуществлять непрерывный цикл ра­ боты.

Направление движения газов. От направления движе­ ния газов -в стекловаренных печах во многом зависит их теплоотдача и, следовательно, коэффициент использова­ ния пламени.

Горшковые печи по направлению движения газов под­ разделяются на печи с нижним пламенем, с верхним пла­ менем и с комбинированным движением газов. При вы-

83

боре направления пламени ИСХОДИТ ИЗ габаритов печи, емкости и высоты горшков и сорта стекла.

В ванных печах различают продольное, поперечное и подковообразное направление движения газов (направ­ ление газов определяется по отношению к движению стекломассы). В небольших ванных печах обычно при­ меняется подковообразное движение газов. Оно позво­ ляет удлинить путь факела и тем самым более полно про­ вести процесс горения. В больших стекловаренных печах применяется поперечное направление газов, так как это дает возможность получать равномерное распределение температур по всей зоне варки стекла.

.Использование тепла отходящих газов. Газы, отходя­ щие из зоны варки стекла, имеют высокую температуру (1450—1550°С), поэтому их используют обычно для по­ догрева воздуха и газа, идущих для сжигания в ванную печь. По способу использования тепла отходящих газов различают печи с регенераторами (регенеративные) и с ' рекуператорами (рекуперативные).

Большое распространение получили регенеративные печи. Они просты в устройстве, удобны в обслуживании, в них можно подогревать как воздух, так и газ.

Рекуператоры находят применение большей частью при сооружении небольших стекловаренных печей. Они сложны в устройстве и требуют особых условий при экс­ плуатации.

Разделение бассейна и пламенного пространства. Для

ют различные разделительные приспособления. Для раз­ деления варочной и студочной части печи по стекломас­ се применяют лодки, пережим и проток. Для разделения варочной и студочной части по пламенному пространст­ ву используют экраны и пониженные секции свода. Эти приспособления способствуют созданию различных режи­ мов по температуре, давлению и газовой среде в зоне варки и студки (выработки) ванных стекловаренных печей.

§23. ВАННЫЕ ПЕЧИ УСТРОЙСТВО ПЕЧИ

Вванных печах непрерывного действия засыпка ших­ ты, варка стекла и выработка стеклоизделий происходят одновременно.

84

Ванные печи состоят из следующих основных элемен­ тов: рабочей камеры (бассейна и пламенного простран­ ства); устройств для использования тепла отходящих га­ зов (регенераторов и рекуператоров); устройств для обес­ печения подвода газа и воздуха и отвода отходящих га­ зов (клапанов); устройств для питания шихтой (загруз­ чиков шихты).

Рабочая камера (бассейн и пламенное пространство).

Б а с с е й н печи представляет собой ванну, наполненную расплавленной стекломассой. Он состоит из стен и дна. В варочной части бассейн имеет прямоугольную форму. При переходе к выработочной части он резко или посте­ пенно сужается, в зависимости от конструкции всей печи. Форма выработочной части бывает различной, в зависи­ мости от способов выработки стеклоизделий.

Для подачи шихты и боя в печах, обычно у торцовой стены, устраивают засыпочные карманы в виде прямо­ угольного выступа. Бассейн печи делают из огнеупорных, в основном шамотных, брусьев. Дно бассейна выклады­ вают крупными брусьями размером 300X400 X1000 мм. Толщина дна 300 мм. Для (Кладки стен применяют в ос­ новном брус размером 300X400X500 мм. Толщина стен составляет обычно 300—400 мм, а в местах, где стекло­ масса имеет пониженную температуру и не так агрес­ сивно разъедает огнеупоры, — 200—300 мм. В последнее время в связи с интенсификацией работы печей и перехо­ дом на варку стекла при повышенных температурах ста­ ли использовать высококачественные огнеупоры — цирконокорундовые, обладающие высокой теплостойкостью и стеклоустойчивостыо. Но ими выкладывают обычно верх­ ний ряд стены бассейна варочной части, так как именно у поверхности стекломасса ведет себя по отношению к огне­ упорам наиболее агрессивно.

Кладка стен и бассейна ванной печи ведется насухо. Зазоры между брусьями не допускаются. Брусья тща­ тельно подгоняются друг к другу, так чтобы швы между ними имели наименьшую величину.

Важное значение при эксплуатации ванной иечи име­ ет искусственное охлаждение бассейна, которое предо­ храняет кладку стен от преждевременного разъедания стекломассой и разрушения. Охлаждающие приспособле­ ния (в виде наружного воздушного обдувания, охлаж­ дающей водой коробки, листов железа или водяных хо-

85

лодильников) устанавливают в местах, Подверженных наиболее сильному разъеданию стекломассой.

ми и сводом. В степах пламенного пространства варочной части предусмотрены отверстия для подачи и отвода га­ зов, а в стенах выработочной части — отверстия (часто в виде окон) для выработки стеклоизделий. В настоящее время при строительстве печей стены и свод .крепят са­ мостоятельно. Это дает возможность ремонтировать их независимо друг от друга, это очень важно, так как сте­ ны и свод подвергаются износу во время эксплуатации неравномерно.

Пламенное пространство обычно делают на 300— 500 мм шире бассейна для вынесения наружу металличе­ ских опор стены. Для кладки пламенного пространства печи чаще всего используют динасовый огнеупорный ма­ териал в виде брусьев различных конфигураций. Это дает возможность при сооружении сложных участков печи иметь наименьшее количество швов.

Стены печи обычно располагают на чугунных лафе­ тах, которые, в свою очередь, опираются на кронштейны, закрепленные на металлических колоннах.

Свод печи выкладывают из крупных динасовых кир­ пичей— прямых или клиновых — сквозным рядом, начи­ ная от пят с таким расчетом, чтобы имелся замковый кирпич. Свод, как и стены, кладут на жидком растворе с тонким швом. Пята свода лежит во всю длину на метал­ лическом угольнике, или швеллере, опирающемся на крон­ штейны колонн. Ввиду того что своды стекловаренных печей подвергаются воздействию очень высоких темпера­ тур, к материалам кладки и самой кладке предъявляются высокие требования.

Имеет значение подъем свода. В печах с поперечным направлением пламени подъем свода составляет 7s—'/э длины пролета, а в печах с подковообразным пламе­ нем — lj7—'/в длины пролета.

Регенераторы и рекуператоры. Как уже говорилось выше, газы, покидающие зону варки, имеют температу­ ру 1450—1550° С. В практике стекловаренных печей теп­ ло отходящих газов используют для подогрева газа и воз­ духа, поступающих в печь для горения. В качестве устройств для подогрева газа и воздуха служат регене­ раторы и рекуператоры.

86

Р е г е н е р а т о р ы . Применяют преимущественно вертикальные регенераторы. В них дымовые.газы опуска­ ются, а воздух или газ поднимается.

Регенератор представляет собой камеру прямоуголь­ ного сечения. Стены его выкладывают из огнеупорного материала, свод —из динаса в полтора или два кирпича. Для большей плотности регенераторы обмазывают спе­ циальными обмазками. Внутри камеры расположена на­ садка, выполненная обычно из шамотного кирпича. На­ садка должна обладать возможно большей активной поверхностью и быть достаточно устойчивой. Насадку ре­ генераторов в большинстве случаев выкладывают из пря­ моугольного кирпича. Толщину кирпича выбирают с та­ ким расчетом,- чтобы он максимально участвовал в теп­ лообмене.

Регенератор обеспечивает периодический режим подо­ грева газа и воздуха. Принцип его работы состоит в сле­ дующем. В регенеративной стекловаренной печи подача газа и воздуха в печь для горения осуществляется попе­ ременно: то с одной стороны печи, то с другой. Поэтому через регенераторы одной стороны печи проходят хо­ лодные газы и воздух, через регенераторы другой — про­ дукты горения, т. е. дымовые газы, имеющие температуру 1450—1550° С. При прохождении через регенераторы го­ рячие дымовые газы встречают на своем пути насадку из кирпичей, которые выложены таким образом, что между ними оставлены зигзагообразные каналы. Проходя через каналы, дымовые газы омывают насадочные кирпичи, от­ давая им при этом часть тепла. Когда температура на­ садки достигает 900—1000° С, направление движения га­ зов в печи меняют. Теперь в нагретую камеру регенерато­ ров поступает холодный воздух или газ. Встречая на своем пути нагретую насадку, он нагревается. Подогре­ ваются газ и воздух обычно до 900—950° С.

Те же процессы протекают в регенераторах противо­ положной стороны, с той только разницей, что если в генераторах одной стороны нагревается насадка, то в регенераторах противоположной стороны нагреваются поступающие в печь для горения газ и воздух. Продолжи­ тельность подачи воздуха или газа и отвода дымовых га­ зов в ванных и горшковых печах составляет обычно

30мин.

Всовременных ванных печах высота вертикальной на­ садки составляет до 3—4,5 м, длина в соответствии с рас-

97

трубу. При повороте языка регенератор, ранее сообщав­ шийся с атмосферой, соединяется с дымовой трубой и га­ зы из печи отводятся через него в дымовую трубу. В то же время воздух из атмосферы через другой регенератор, ранее связанный с дымовой трубой, поступает в печь. Пе­ реключение производится поворотом языка.

Клапан Сименса прост по устройству, но при высоких температурах отходящих газов язык коробится, что вы­ зывает трудности в эксплуатации.

и стального барабана с перегородкой по диаметру. Крес­ товина образует четыре отделения и устанавливается над каналами в кирпичной кладке, ведущими к регенерато­ рам, дымовой трубе и к 'источнику горючего газа. В крес­ товину наливается вода. Барабан устанавливается в коль­ цевом желобе таким образом, что его перегородка попа­ дает в один из двух желобов, образующих крест. Погруженные в воду барабан и перегородки образуют гидравлический затвор, герметически делящий барабан на две части.

В одной части газопровод от газогенераторов оказы­ вается связанным с регенератором, подающим газ в печь. В другой части второй регенератор соединен с дымовой трубой. Для переключения барабан поднимается настоль­ ко, чтобы средняя перегородка, не доходящая до дна же ­ лоба, вышла из него, тогда как барабан остается в воде. После этого барабан поворачивают на 90° и опускают.

89