фидер плавильной печи для выработки силикатного расплава

Сущность изобретения: фидер плавильной печи включает канал из листового тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией, донный выработочный карман с электронагреваемым фильерным питателем, свод с горелками. Выработочный карман снабжен газопламенной фурмой, установлен на подвижной с проемом для сброса топочных газов заслонке и расположен с торцовой стороны фидера. Канал выполнен в виде поддона с бортами, а входная часть его выступает в плавильную печь и образует накопительный карман. Под каналом фидера расположен элемент индукционного нагрева в виде массивного фасонного основания из электропроводного материала с отверстием в нижней его части, в котором соосно отверстию размещены медная катушка, индуктор и сердечник-магнитопровод. Выработочный карман снабжен игольчатым затвором из жаростойкого материала в виде конуса и штока, установленного в направляющих свода. 5 з.п.ф-лы, 5 ил.

Формула изобретения

1. ФИДЕР ПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ ДЛЯ ВЫРАБОТКИ СИЛИКАТНОГО РАСПЛАВА, включающий канал в виде поддона из тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией и горелками, обогреваемый выработочный карман с электронагреваемым фильерным питателем, установленный в торце канала на подвижной с проемом для сброса топочных газов заслонке, отличающийся тем, что он снабжен по крайней мере одним элементом индукционного нагрева, который расположен под поддоном и выполнен в виде массивного фасонного основания из электропроводного жаростойкого материала с отверстием в нижней его части, в котором размещены индуктор и магнитопровод.

2. Фидер по п.1, отличающийся тем, что основание выполнено заодно с поддоном.

3. Фидер по п. 1, отличающийся тем, что поддон и основание выполнены соответственно из железохромистого сплава и молибдена.

5. Фидер по пп.1, 3 и 4, отличающийся тем, что основание выполнено из набора листовых заготовок.

6. Фидер по п. 1, отличающийся тем, что выработочный карман снабжен игольчатым затвором из жаростойкого материала, выполненным в виде конуса и штока, установленного в своде кармана с возможностью перемещения по направляющей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству волокнистых строительных материалов, а именно к устройствам для стабильной выдачи расплава из плавильных печей на переработку в волокно.

Известен фидер стекловаренной печи для выработки непрерывного волокна из базальта и других основных горных пород, включающий канал из листового тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией, донный выработочный карман с электрообогреваемым фильерным питателем и свод с горелками [1].

Недостатком известного технического решения является то, что при понижении расплава в печи ниже уровня выработочного порога металлическая подина фидера (канал) обнажается и подвергается факельному нагреву газовых горелок, что приводит к сокращению срока службы подины из-за деформации и прожига.

Кроме того, данное расположение выработочного кармана не позволяет использовать в переработке верхние, наиболее горячие слои стекломассы, а остановки и запуски фидера связаны с большой потерей времени.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту известным решением является фидер плавильной печи для выработки силикатного расплава, включающий канал из листового тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией и горелками, установленными в своде вдоль его оси, обогреваемый выработочный карман с электронагреваемой фильерой, который установлен в торце канала с возможностью перемещения по высоте на заслонке, имеющей проем для сброса топочных газов, причем канал выполнен в виде поддона с бортами и другой его торец расположен в плавильной печи [2].

Недостатком известного устройства является невозможность его использования при выработке высоковязких расплавов из-за разрушения футеровки при работе горелок на форсированных режимах.

Изобретение направлено на расширение технологических возможностей фидера, а именно на повышение пропускной способности канала при выработке высоковязких расплавов.

Для этого фидер плавильной печи для выработки силикатного расплава, включающий канал в виде поддона с бортами из тугоплавкого металла с наружной теплоизоляцией и горелками, обогреваемый выработочный карман с электронагреваемым фильерным питателем, установленный в торце канала на подвижной с проемом для сброса топочных газов заслонке, снабжен по крайней мере одним элементом индукционного нагрева, который расположен под поддоном и выполнен в виде массивного фасонного основания из электропроводного жаростойкого материала с отверстием в нижней его части, в котором соосно размещены индуктор и магнитопровод. При этом основание выполнено заодно с поддоном, поддон и основание выполнены соответственно из железохромистого сплава и молибдена, основание выполнено из набора листовых заготовок, а выработочный карман снабжен игольчатым затвором из жаростойкого материала в виде штока, установленного в своде кармана с возможностью перемещения по направляющей.

На фиг. 1 изображен схематически фидер, продольный разрез; на фиг.2 — фасонное основание с элементами индукционного нагрева в виде катушки и магнитопровода, поперечный разрез; на фиг.3 — то же, продольный разрез с раздельно выполненными основанием и поддоном; на фиг.4 — вариант выполнения цельнолитого основания и поддона с бортами; на фиг.5 — вариант выполнения основания из листовых заготовок.

Фидер представляет собой изготовленный из тугоплавкого, например, высокохромистого сплава канал 1 с наружной теплоизоляцией 2 из шамотных и диатомовых кирпичей с выработочным карманом 3, в донной части которого установлен монофильерный электронагреваемый питатель 4. Топочная часть фидера имеет в своде несколько расположенных по его оси газовых горелок 5. Выработочный карман 3 с газопламенной фурмой 6 установлен на подвижной с проемом для сброса топочных газов заслонке 7 и расположен с торцовой стороны фидера, а канал фидера выполнен в виде поддона 8 с равновысокими бортами 9, входная часть которого образует накопительный карман 10. Под каналом фидера в термо- и электроизоляции из огнеупорной хромомагнезитовой набивки расположен по крайней мере один элемент индукционного нагрева в виде массивного фасонного основания 11 из электропроводного материала с отверстием 12 в нижней его части, в котором соосно отверстию размещены медная охлаждаемая воздухом катушка-индуктор 13, подключенная к источнику трансформаторного питания (не показано) и сердечник-магнитопровод 14 из листовой трансформаторной стали. При этом основание 11 и поддон 8 могут быть выполнены заодно, например, литыми или из раздельных частей, в том числе и из материалов с различным химическим составом, например из высокохромистого железного сплава и молибдена, а выработочный карман 3 снабжен игольчатым затвором из жаростойкого материала, затвор выполнен в виде охлаждаемого конуса 15 и штока 16, подвижно установленного с помощью направляющей 17 в своде кармана 3.

При работе фидера получаемый в ванной печи базальтовый расплав тонким слоем (20-30 мм) направляется по металлическому поддону канала 1 через выработочный карман 3 к питателю 4, из которого непрерывной стабильной струей выдается на переработку в волокно.

Нагрев расплава сверху газовыми горелками и нагрев снизу от электрического индуктора создают условия для термической однородности расплава по толщине вырабатываемого потока, в результате чего повышается пропускная способность фидера.

Нагрев поддона снизу осуществляется благодаря тому, что его основание по отношению к индуктору и магнитопроводу является, по существу, вторичным витком трансформатора. Этот виток с помощью индукционного поля разогревают до требуемой температуры в пределах 1250-1450 о С. Во всех случаях независимо от материалов, из которых выполнено основание виток, нагрев ведут без расплавления последнего.

Как показывают расчеты, ориентировочная потребность в электроэнергии для температурной гомогенизации базальтового расплава с дебитом выдачи до 1 т/ч при длине канала фидера 1,5 м в интервале температур 1300-1450 о С составляет 5-8 кВтч.

Электрический нагрев может быть одно-, двух- и трехфазным с соответствующим оформлением электрической схемы. Питание осуществляется или от индивидуальных трансформаторов для каждой единицы нагрева, или от группового трансформатора на несколько нагревателей. Напряжение 220-500 В. Контроль за разогревом осуществляется с помощью термопары.

Во время работы фидера катушка-индуктор должна непрерывно охлаждаться, например, с помощью вентиляторного или сжатого воздуха. Для этого между катушкой, магнитопроводом и кожухом основания предусматриваются кольцевые зазоры шириной 10-15 мм на каждую сторону.

Варьируя интенсивность нагрева канала снизу и сверху, добиваются требуемого режима выработки расплава по температуре, вязкости и дебиту. При необходимости в кратковременной остановке выдача расплава может быть прекращена с помощью игольчатого затвора, которым снабжен выработочный карман.

Фидер стекловаренной печи

Патент 1021662

Фидер стекловаренной печи

Зс59 С 03 В 37/09

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГП4Й (21) 3338085/29-.33 (2-2) 1 8,09.81 (46) 07.06,83. Бу л. K. 21 (72) B. П. Гаврилюк, Н. С. ? евра

Н. Г. Коновалов и Д. A. Джигирис (71) Институт проблем литья AH Украинской CCP (53) 666.189.212(088,8) (:56) 1. Авторское свидетельство СССР

Щ 507533„кл. С ОЭ В 37/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

% 50473.1, кл. С 03 В 37/00, 1975.

3. Автоцское свнпетельслю СССР ио заявке М 3210213/29-33, кл. С 03 В 37/09, 1980. (54)(57) 1. ФИДЕР СТЕКХЮВАРЕН

НОЙ ПЕЧИ, вклщчакиций вулработочньФ канал, вставку в его дие, стенки «оторой выступают иэ расплава в топочное пространство фипера с вертикальными трубками, соедииеннными горизонтальным каналом, расположенным ниже зеркала расплава, о т л и ч а м m и и с я тем, что, с пелью улучшении качества волокон вставка выполнена с карманами, располо-: женными по обе стороны вертикальных трубок,ипатрубкаии в нижней части, соединенными карманами.

2. Фидер по и. 1, î r л и чаюшнйся тем,что встав» ка выполнена с нижнего торца с углублением. 1

Изобретение относится к промышленности стррительных материалов,вчастности к оборудованию заводов стеклянного волов на для получения волокон раздувом струй расплава энергоносителем,. 5

Известен фидер печи, оборудованный вставками из жаростойких матералов, расцолагаемыми ниже уровня расплава Я.

Однако такой фидер не обеспечивает необходимого напора расплава для получения волокон требуемого качества.

Известен фидер стекловаренной печи

;для выработки волокна из расплава горных пород, в котором дно канала и выработоч- ное отверстие облицованы тугоплавким материалом, устойчивым к расплаву, а над выработочным отверстием установлены дополнительные горелки Г22.

Однако такая конструкция фидера ха» рактеризуется существенными недостатка- gp ми: изза низкой теплоцроводности расплава из горных пород градиента температу-. ры по высоте питающих отверстий высок.

При нагреве расплава известным способом — продуктами сгорания газа, потери температуры при удалении от отверстий вглубь расплава составляют 15о С на каждые 10 мм. При уровне расплава над фильерным питателем менее 100 мм вследствие недостаточного гидростатичес30 кого напора наблюдается пульсация струй и растекание расплава по полю фильерного питателя. Прогреть же горелками, расположенными в своде фидера, требуемый слой расплава для создания необходимого н пора. зруднжно. 35

В процессе обработки расплава потоком холодного анергоносителя температура расплава резко уменьшается, что. препятствует процессу волокнообразоваиня. 8 результате в получаемых волокнах. имеет- » ся значительный процент неволокнистых включений.

Таким образом, известная конструкция фидера печи не позволяет получать 45 волокна требуемого качества.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому

Э. Фидер по и. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что отношение сечения горизон тального канала к сечению вертикальных трубок больше двух.

2 результату является фидер стекловаренной печи, включаканий выработочный канал, вставку в его дне, стенки которой выступают из расплава в топочное пространство фидера с вертикальными трубками, соединенными горизонтальным каналом, расположенным ниже зеркала расплава.

P,añïëaâ из фидера печи и раскаленные газы из газового пространства фидера печи поступают по одним и тем же каналам .итеплоотгазов передается непосредственно струями расплава, движущимся по уг лублениям» т. е. по формователям: струй- и при атом достигается высокая температура расплава на выработке ГЭ 1 Недостатком атого способа является то, что раскаленные газы поступают в окружакхцую среду. и в дальнейшем не используются. роме того, отсутствует возможность регулирования размера струй расплава, поступающих на раздув, что не исключает значительных колебаний диаметра получаемых волокон. Юля того, чтобы расплав не заполнял полностью каналы, а растекался в основном по поверхности каналов и в центральной части их оставалось пространство для прохождения раскаленных газов, необходимо чтобы площадь сечения горизонтальных каналов была обязательно меньше площади сечения вертикальных трубок.

Бель изобретения — улучшение качества волокон»

Поставленная цель достигается тем, что в фидере стекловаренной печи, включающем выработочный канал, вставку в его дне, стенки которой выступают из расплава в топочное пространство фидера с вертикальными трубками, соединенными горизонтальным каналом, расположенным

BHlKe зеркала pacraIaaa, вставка выполнена с карманами, расположенными по обе стороны вертикальных трубок, и патрубками в нижней части, соединенными с хармана- ми.

Вставка выполнена с ниаяего торпа с углублением.

Отношение сечения горизонтального воздушным пространством фидера„Снизу канала к сечению вертикальных трубок карманы 6 снабжены патрубками 7, под-. больше двух. соединенными к эжектирующей зоне дутьевой головки.

В вер ьу трубу рб н ус 5 Испо у редл а ое уройство, Ройства Расплав постУпает иэ гоРизонталь- следух,цшд образом ного канала за счет гравитапиошой cttnbt — Расплав термопластического материала, При- этом скорость расплава в .верхней растекаясь по каналу пода фидера печи 1, чести составляет + . В ttttttttte части . заливает вставку 2. Подымаясь до горивертикальной трубки выработки истечение 10 зонтального канала 3, расплав заливает происходит эа счет не только гравита- его, вследствие чего отверстие оказываФ. ционной силы, но и гидростатического ется ниже зеркала расплава. B реэультанапора столбе расплава и-лнжекционных те неоднородная часть расплава подымаетсил. Вследствие этого. скорость расплава ся выше и. на выработку попадает:расплав, в нижней- части отверстия выработки р t5 лишенный неоднородностей. Из канала 3 . больше т.. е. > . Это приводит к расплав поступает по вертикальным труб1 разрыву струи и, следовательно, к вы- кем 4 в полость выработки 5. Йля обес

° нужденным остановкам, что дает сниже- печения устойчивого режима подачи напора ние производительности выработки. расплава в вертикальных каналах соотноЙля обеспечения неразрывности струи р0 шение сечения горизонтального отверсшя расплава в отверстии выработки необходи- . и вертикальных должно быть больше. двух, мо на входе обеспечить дополнитель- Газовая среда фидера печи по карманам 6 ный напор жидкости. Это достигается поступает в патрубки 7, а затем отсасыза счет соблюдения отношения сечений: — веется в эжектирующую зону дутьевой

I сквозного горизонтального отверстия к. р5 головки. В результате тепло раскаленных

cmettttto . отверс гий выработки которое газов передается расплаву по высоте должно быть, по меньшей мере, больше вставки, а раскаленные газы, поступакщие единицы. в дутьевую головку, Обеспечивают выгодВ результате проверки на физической . Ные условия для раэдува. проэрачйой модели установлено оцтимеж З0 Использование жаростойкой вставки; ное соотношение площадей на всех режи- позволяет значительно поднять напор рас .мах работы устройства, включая соблюде- плава на выработке, сохранив при этом . ние инжекции в широком диапазоне интер- его высокую температуру на питателе, валов и вязкости жидкости от 100 до что очень важно для теплонепрозрачных .

400 П. При этом установлено, что только материалов. Использование раскаленных при. соотношении сечений горизонтального газов для повышения температуры. воэ35 и вертикального отверстий больше двух духа в дутьевой головкеи одновременное увене обнаружено сужения или разрыве «o- личение напоре.расплава позволяет значитель-. токе в отверстиях выработки. Симметрич- но улучшить процесс раэдува расплава, повы-. вертикальным отверстиям с . прэтиво- сить качество волокон и снизить проценто

40 положных сторон по высоте вставки вы«ное содержание королька в волокне. цолнены карманы, сообщающиеся сверху c .; В стекловеренных цечех наиболее вы- . газовоздушным пространством фидера и сокая температура расплава на поверхносенабжены в нижней части патрубками, ти. Из-эа низкой теплопроводности распла;соединенными с эжектируемой областью ва из горных пород градиент .температураздувочных головок.. ры по высоте слоя высок. ст

На фиг. 1 изображен фидер печи, раз что при нагреве расплава сверху потери рез на фиг. 2 — то же, вид.сверху. температуры расплава при удалении от

Конструкция устройства включает кор- поверхности вглубь составляют.

I пус фидера печи 1. B проеме корпуса каждые 10 мм.

;фидера печи l вмонтирована вставка 2 0 При выработхе термопластичных материтаким образом, что часть еев выступающая алов температура расплава должна сохре- . выше уоовня пода фидера, снабжена сквоз- нятся постоянной. Ее можно Определить по ным горизонтаюьным каналом 3, которое формуле вертикальными трубками 4 соединяется с полостью. выработки 6. Сверху вставка

2 снабжена двумя карманами 6, распо- где — температура выработки; ложенйыми на равном уделеник От горизон- T — т мпература расплава, поступательного канала 3 и соединенными с газо- Р ющего на выработх; вания. драгметаллов и обеспечить экономию энергоресурсов и огнеу оров.

Однако главным преимушеством остается улучшение качества изделий за счет снижения неволокнистых включений, умень шения диаметра волокна, достигаемого эа счет повышения температуры на выработке, и температуры энергоносителя благодаря использованию при раздуве высокотемпера- турных отходящих газов. 1

Ожидаемый акономический аффект от использования данной вставки составляет ул. Проектная, 4