книги из ГПНТБ / Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник

загрузчиков, позволяющих подавать шихту по всей ши­

рине бассейна печи.

Для уменьшения разъедания кладки бассейна край­ ние загрузчики работают на одном бое стекла. Загруз­ чики связаны с уровнемером и включаются автоматиче­ ски в зависимости от уровня стекломассы в бассейне. На рис. 32 схематично показана загрузка шихты в ван­ ную печь тонким слоем пятью питателями с раздельной подачей боя стекла.

На Гусевском стекольном заводе им. Ф. Э. Дзержин­ ского на ванной печи непрерывного проката разработан новый способ загрузки шихты на подслой из стеклобоя двухсекционным роторным загрузчиком (рис. 33).

Двухсекционный роторный загрузчик общей шири­ ной 5,08 м состоит из узлов подачи шихты и стеклобоя. Узел подачи шихты включает бункер, нижняя часть ко­ торого примыкает к лопастному ротору. Узел подачи стеклобоя состоит из бункера, дозатора и наклонного лотка. Дозатор подает бой из бункера по наклонному лотку на открытую поверхность стекломассы в загру­ зочном кармане за ротором шихты. При вращении ло­ пастного ротора шихта из бункера ссыпается на зеркало стекломассы, бой увлекается под слой шихты и вместе с ней поступает в бассейн печи.

Загрузка шихты на подслой из стеклобоя роторным загрузчиком обеспечивает широкий фронт загрузки шихты и боя, т. е. дает возможность более эффективно использовать площадь зоны варки и увеличить произ­ водительность печи. Кроме того, равномерная подача боя под шихту по ширине бассейна повышает однород­ ность стекломассы.

Г л а в а VII

ТИПЫ СОВРЕМЕННЫХ ВАННЫХ ПЕЧЕЙ

§ 26. Ванные печи периодического действия

Для варки некоторых специальных стекол, в особен­ ности тугоплавких, применяют ванные печи периодиче­ ского действия. От горшковых печей они отличаются в основном тем, что стекло варится не в отдельных горш-

111

ках, установленных на поду печи, а во всем пространст­ ве нижней части рабочей камеры, ограниченной дном и боковыми стенами, до выработочных окон. Это про­ странство образует ванну (бассейн), заполненную стек­ ломассой. Ванна охлаждается снаружи окружающим

воздухом, поэтому может использоваться дольше, чем стекловаренные горшки.

Процесс варки стекла в периодических ванных печах осуществляется так же, как и в горшковых. В бассейн порциями загружается шихта, затем она проваривает­ ся, превращаясь в расплав стекла, и осветляется. Пос­ ле осветления стекломассы температура в рабочей ка­ мере понижается до температуры, при которой становит­ ся возможной выработка стеклоизделий. По окончании выработки рабочая камера вновь разогревается и про­ цесс (цикл) повторяется. В этих печах один цикл обыч­ но длится 24—48 ч. Таким образом, температурный ре­ жим каждого участка печи меняется во времени, для чего периодически меняют количество топлива и возду­ ха, подаваемых в печь.

112

Температура варки тугоплавких стекол составляет

1500—1560, а выработки — 1420—1450° С. Шихту загру­ жают при температуре в рабочей камере 1400° С. Туго­ плавкие стекла требуют быстрой выработки. Глубина бассейна печей периодического действия составляет 400—700 мм, но вырабатывается слой стекломассы тол­ щиной всего лишь 150—300 мм, после чего процесс вар­ ки возобновляется. Такой режим работы вызывает силь­ ный износ огнеупоров бассейна печи.

На рис. 34 представлена ванная печь периодического действия для варки боросиликатного стекла, отапливае­ мая мазутом. Мазут распыляется воздухом под давлени­ ем 0,4—0,5 МПа. Производительность печей 1,3—4,4 т стекломассы в сутки. Продолжительность стадий варки и осветления 30—40 ч, а выработки 6—7 ч. Удельный расход тепла 56 500 кДж/кг стекломассы. Длительность работы печей (кампании) 3—4 месяца. Использование для кладки бассейна периодических ванных печей высо­ коглиноземистых огнеупоров, содержащих 60—70% А120 3, позволяет увеличить длительность работы, а так­ же дает возможность варить в них криолитовые и свин­ цовые стекла.

§27. Общие сведения

ованных печах непрерывного действия

Ванные печи непрерывного действия применяют для варки и выработки листового, сортового, бутылочного,

Рис. 35. Типы ванных печей в зависимости от направления топливно­ го факела

1

114

жима по длине бассейна печи способствуют и устанав­ ливаемые в стекломассе огнеупорные разделительные приспособления — заградительные лодки, пороги, прото­ ки. Устройство протоков и других разделительных при­ способлений позволяет изменить характер движения по­ токов стекломассы и отбирать для выработки более ох­ лажденную и проваренную стекломассу.

Техническая характеристика крупных и средних ван­ ных печей, по данным проф. М. Г. Степаненко, приведе­ на в табл. 11 (группы IV и V, см. гл. 1).

В настоящее время для варки стекла применяют электрические печи сопротивления, в которых электри­ ческим сопротивлением является сама стекломасса, и газоэлектрические печи с комбинированным пламенным и электрическим обогревом. Электрический и газоэлек­ трический обогрев используют в основном в малых и средних ванных печах. Получают распространение ван­ ные печи небольших размеров, так называемые печи «прямого нагрева», в которых газы и поверхностный слой стекломассы движутся в противотоке.

§ 28. Малые ванные печи непрерывного действия

Малые ванные печи используют при производстве штучного стекла — тарного, сортового, парфюмерного и аптекарской посуды — механизированным или ручным способом. В этих печах применяют преимущественно подковообразное направление газов, позволяющее полу­ чать достаточную длину факела пламени даже при не­ больших размерах варочной части и при малом рассто­ янии между горелками, расположенными в торце бас­ сейна. В печах с подковообразным пламенем длина факела примерно равна удвоенной длине печи, считая до ограждения (экрана). От скорости газов во влете го­ релки зависят форма и длина факела пламени. При слишком большой скорости газов во влете горелки по­ лучается длинный факел, приводящий к быстрому раз­ рушению экрана, отделяющего выработочную часть от варочной, и к завышению температуры в выработочной части печи. Небольшие скорости во влете могут приве­ сти к «короткому замыканию» факела, т. е. пламя, вы­ ходя из одной горелки, сразу может попасть в другую горелку, сжигая стенки влета горелки и насадку реге­ нератора. Нормальная скорость газов во влете горелки должна быть 10—14 м/с.

118

Ширина бассейна печи с подковообразным пламенем составляет 3—4 м, а длина доходит до 15 м, но обычно значительно меньше. Соотношение длины и ширины в этих печах приближается к величине 2:1. Расстояние между верхним краем влета и сводом печи должно быть не менее 300 мм. Площадь варочной части малых печей колеблется в пределах 10—50 м2. В малых печах без

7в

Рис. 37. Рекуперативная малая ванная печь с протоком

протока для выработки бутылочного и сортового стекла площадь зеркала студочной и выработочной частей со­ ставляет 40—50% площади зеркала варочного бассейна. При отоплении таких печей высококалорийным топли­ вом для подогрева воздуха используют рекуператоры.

На рис. 37 показана рекуперативная проточная печь с подковообразным пламенем, отапливаемая высокока­ лорийным газом. В боковых стенах печи 1 имеются два загрузочных кармана 2, через которые в печь поступает

119

шихта. Бассейн печи разделен протоком 3 на варочную 4 и выработочную 5 части. В пламенном пространстве печи установлен решетчатый экран 6, уложенный поверх проточной стены. Экран можно разбирать и выклады­ вать на ходу печи через боковые окна в стенах. Свод 7 для варочной и выработочной частей обычно общий, но если он длиннее 6 м, то в нем устраивают температур­ ные швы. Торцовая передняя стена выработочной части, где размещены выработочные окна, имеет полукруглую форму. Воздух, необходимый для горения, подогревает­ ся в рекуператоре 8 и поступает в горелку 9. Металли­ ческий каркас печи состоит главным образом из верти­ кальных стоек обвязки и связей.

§ 29. Ванные печи непрерывного действия прямого нагрева

В нашей стране и за рубежом довольно широко при­ меняют ванные стекловаренные печи прямого нагрева (рис. 38). Их используют для выработки стеклянной та­ ры, стеклоблоков, сортовой посуды и других стеклоизделий.

Перед обычными регенеративными эти печи имеют ряд преимуществ: они не требуют перевода направле­ ния пламени и поэтому стекломасса имеет стабильную температуру, что обеспечивает выработку более качест­ венной продукции; при производстве изделий из сорто­ вого, тарного и бутылочного стекла эти печи характе­ ризуются высоким удельным съемом стекломассы [1,2— 2 т/(м2-сутки)]; в них можно сжигать топливо с мини­ мальным коэффициентом избытка воздуха; тепло отхо­ дящих газов, покидающих печь при температуре 1100— 1200° С, может быть использовано для получения пара в котлах-утилизаторах; на строительство печей прямого нагрева расходуется в 5 раз меньше динаса, в 9 раз меньше шамота и красного кирпича и в 3 раза меньше металла, чем на типовую регенеративную ванную печь той же производительности. Размеры этих печей позво­ ляют строить здание цеха меньшей высоты.

Бассейн печей прямого нагрева имеет форму вытяну­ того прямоугольника длиной 4—14 м, шириной 1,5—Зм и глубиной 0,6—0,9 м. Эти печи отапливают высокока­ лорийным природным газом и иногда жидким топливом, а для подогрева воздуха используют малогабаритные металлические рекуператоры радиационного типа.

120