DD240538A1

DD240538A1 - Wannenbeckenwand fuer oefen zum schmelzen von glas oder aehnlichen stoffen

Info

Publication number: DD240538A1
Application number: DD27997885A
Authority: DD
Inventors: Franz Baltzer; Fritz Haase; Wolfgang Hertel; Otto R Hofmann
Original assignee: Glasindustrie Waermetech Inst
Priority date: 1985-08-26
Filing date: 1985-08-26
Publication date: 1986-11-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wannenbeckenwand, die eine mehrschichtige Anordnung von Feuerfestmaterial mit unter der Schmelzbadoberflaeche endender innerer Schicht und eine Randschicht besitzt. Es ist das Ziel, die Lebensdauer des Ofens durch Verringerung der Korrosion an der Spuelkante zu erhoehen. Die Aufgabe besteht darin, eine Wannenbeckenwand zu schaffen, die neben einer Verminderung der Schmelzenstroemung eine wirksame Absenkung der Temperatur der rand- und oberflaechennahen Schmelze unter Vermeidung hoher Waermeverluste gestattet. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass in der Randschicht, vorzugsweise parallel zur Wannenbeckenwand und in einer senkrechten Ebene, Kuehlkanaele angeordnet sind und dass die Randschicht Anschlussstutzen fuer ein Kuehlmittel und Temperaturfuehler besitzt. Die Erfindung ist bei Schmelzoefen fuer Glas oder aehnliche Stoffe anwendbar. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung .

Die Erfindung betrifft eine Wannenbeckenwand für Öfen zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Stoffen, mit mehrschichtiger Anordnung von Feuerfestmaterial, wobei sich an der inneren Seite eine gegenüber Schmelzen hochkorrosionsbeständige Schicht befindet, die unter der Schmelzbadoberfläche endet, wodurch eine strömungsarme Zone gebildet wird und mit einer im Kopfteil an die innere Schicht angrenzenden Randschicht aus feuerfestem Material.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei Öfen zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Stoffen wird die Lebensdauer häufig durch die Korrosion im Bereich der Dreiphasengrenze Luft — Feuerfestmaterial — Schmelze an der Spülkante der Wannenbeckenwände begrenzt.

Die Auflösung des Feuerfestmaterials erfolgt umso schneller, je höher die Temperatur und je größer die Strömungsgeschwindigkeit der Schmelze an dieser Berührungslinie ist.

Es sind zahlreiche Maßnahmen bekannt, die Korrosion des Feuerfestmaterials der Wannenbeckenwände zu reduzieren oder zu unterbinden. So ist es aus DE-AS 1142678 bekannt, Strahlungsreflektierende und konvektionshindernde Bleche aus einem hochschmelzenden Metall vor den Wänden oder Teilen der Wände anzuordnen, deren oberes Ende gegebenenfalls mit aus der Schmelze herausragenden Edelmetallstreifen vor Oxydation geschützt wird.

Die Kompliziertheit solcher Einbauten in das Wannenbecken führte zu der Lösung, Leitbleche aus hochschmelzenden Metallen knapp unterhalb der Glasbadoberfläche in geringem Abstand parallel vor den Wänden anzuordnen und in diesen zu verankern (DE-AS 1230177). Die auf die Wände gerichtete Strömung an der Oberfläche der Schmelze wird abgelenkt; zwischen den Leitblechen und der Wand vermindert sich die Temperatur der unbewegten Schmelze.

Der Nachteil derartiger Lösungen besteht darin, daß in die Schmelze eintauchende Metallteile bei hohen Schmelztemperaturen und aggressiven Schmelzen — in diesen Fällen ist der Einsatz solcher Einbauten besonders dringlich — zeitlich nur begrenzt haltbar und damit wirksam sind. Die Verwendung von Edelmetall, z. B. Platin, in der beschriebenen Weise oder als Überzug bzw. Ummantelung von Feuerfestmaterial verbietet sich wegen der hohen Kosten.

Eine weitverbreitete Methode zur Absenkung derTemperatur der Wand und damit der Schmelze im Wandbereich ist das Kühlen der Wannenbeckenwände von außen an der Spülkante, besonders durch Anblasen mit Kühlluft. Da die Kühlwirkung durch die gesamte Dicke der Wand nur gering ist, wird mit der Kühlung erst bei fortgeschrittener Korrosion und damit Wanddickenverringerung begonnen.

Bei dem aus SU-Nr.992433 bekannten Glasschmelzofen werden L-förmige Wannensteine verminderter Dicke aus Feuerfestmaterial im oberen Bereich der Wannenbeckenwände eingesetzt. Nach Verschleiß des senkrechten Schenkels dieser Wannensteine werden weitere L-förmige Wannensteine außen angefügt und die Kühlung fortgesetzt.

Der Nachteil einer derartigen Kühlung besteht vor allem in den dabei auftretenden Wärmeverlusten. Eine Wärmerückgewinnung aus der frei abströmenden, erwärmten Kühlluft ist wenig effektiv.

Aus SU-Nr.962217 ist auch ein Glasschmelzofen bekannt, bei dem an der Außenfläche der Wannenbeckenwände in Höhe der Spülkante eine wassergekühlte Metallplatte mit kastenförmiger Unterteilung angebracht ist. Dabei bildet eine Ausbuchtung der Metallplatte den oberen Rand der Wannenbeckenwand. Das damit in Verbindung stehende Glas muß daher sehr stark abgekühlt werden. Ein starker Wärmeentzug und Qualitätsmängel des Glases durch die Abkühlung der Randschicht bis zur Erstarrung des Glases sind die nachteiligen Folgen.

Es ist auch vorgeschlagen worden, eine Wannenbeckenwand mit mehrschichtiger Anordnung, bei der sich an der inneren Seite eine gegenüber Schmelzen hochkorrosionsbeständige Schicht befindet, derart zu gestalten, daß diese innere Schicht in einem bestimmten Abstand unter der Schmelzbadoberfläche endet, wodurch eine strömungsarme Zone gebildet wird. Im Kopfteil der Wannenbeckenwand grenzt an die innere Schicht eine Randschicht aus feuerfestem Material an.

Eine wirksame Temperaturabsenkung wird mit dieser Lösung nicht erreicht. Die Lebensdauer wird durch die allerdings verminderte Korrosion der Randschicht bestimmt, die aus hochkorrosionsbeständigem Feuerfestmaterial oder in großer Dicke zugestellt werden muß.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die Korrosion der Wannenbeckenwände für Öfen zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Stoffen an der Spülkante zu verringern und somit die Lebensdauer des Ofens zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Wannenbeckenwand mit mehrschichtiger Anordnung von Feuerfestmaterial zu schaffen, bei der sich an der inneren Seite eine hochkorrosionsbeständige Schicht befindet, die unter der Schmelzbadoberfläche endet und an die im Kopfteil eine Randschicht angrenzt, die neben einer Verminderung der Schmelzenströmung eine wirksame Absenkung der Temperatur der rand- und oberflächennahen Schmelze unter Vermeidung hoher Wärmeverluste bewirkt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Randschicht, vorzugsweise parallel zur Wannenbeckenwand und in einer senkrechten Ebene, Kühlkanäle angeordnet sind, und daß die Randschicht jeder Wannenbeckenwand Anschlußstutzen zur Zu- und Abführung eines Kühlmittels und Temperaturfühler besitzt.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist mindestens ein Temperaturfühler entweder in dem Kühlkanal, der sich in Höhe der Schmelzbadoberfläche oder wenig darunter befindet und/oder zwischen der Ebene der Kühlkanäle und der Innenfläche der Randschicht angeordnet. Der Temperaturfühler ist an eine Regeleinrichtung zur Beeinflussung des Kühlmitteldurchflusses angeschlossen.

Weiterhin werden vorteilhaft die Kühikanäle der Randschicht parallel- und/oder hintereinandergeschlossen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand einer schematischen Schnittdarstellung der seitlichen Wannenbeckenwand eines brennstoffbeheizten Glasschmelzofens beispielsweise erläutert. An den Boden 1 aus verschiedenen Schichten feuerfesten Materials schließt sich die Wannenbeckenwand an, mit der inneren Schicht 2 aus einem gegenüber Schmelzen hochkorrosionsbeständigem Feuerfestmaterial, einer Zwischenschicht 3 ebenfalls aus einem Feuerfestmaterial und einer oder mehrerer äußerer Schichten 4 zur Isolation des Wannenbeckens. Angrenzend an die unterhalb der Schmelzbadoberfläche 6 endende innere Schicht 2 ist im Kopfteil die Randschicht 5 aufgesetzt.

Die Randschicht 5 weist in ihrem Inneren Kühlkanäle 7 auf, die vorzugsweise parallel zur Wannenbeckenwand und in einer senkrechten Ebene angeordnet.sind. Derartige Kühlkanäle 7 werden bei der Herstellung des Feuerfestmaterials z. B. als Hohlräume eingearbeitet. Jede Randschicht 5 der Wannenbeckenwände besitzt mindestens zwei Anschlußstutzen zur Zu- und Abführung eines Kühlmittels, z. B. Luft. Die Kühlkanäle 7 einzelner Wannensteine der Randschicht 5 werden beim Aufbau der Wannenbeckenwand beispielsweise durch in die Kühlkanäle 7 eingeführte und eingekittete Verbindungsstücke verbunden. Es ist vorteilhaft, die Kühlkanäle 7 jeder Randschicht 5 an ihren Enden parallel zusammenzuschließen und aus den zusammengeschlossenen Kühlkanälen 7 der Randschicht 5 ein Kühlsystem mit einer Kühlmittelzu- und -abführung zu bilden, bei dem die Ofenseitenwände parallel vom Kühlmittel durchströmt und so gleichmäßig gekühlt werden.

Um eine optimale Kühlung der Randschicht 5 und damit der an sie angrenzenden Schmelze zu erreichen, ist die Regelung des Kühlmitteldurchflusses erforderlich. Es ist daher mindestens ein Temperaturfühler 8 in jeder Randschicht 5 angeordnet. Die Auswahl, welcher Temperaturfühler 8 der Regelung aufzuschalten ist, wird von einer Logik übernommen; jedoch ist auch eine Mittelwertbildung realisierbar. Die Meßorte der Temperaturfühler 8 sind der Kühlkanal 7, vornehmlich die Wand des Kühlkanals 7, der in Höhe der Schmelzbadoberfläche 6 liegt bzw. der als nächster darunter angeordnete und/oder derTeil der Randschicht 5 zwischen der Ebene der Kühlkanäle 7 und der Innenfläche der Randschicht 5. Als Temperaturfühler 8 sind besonders Mantelthermoelemente geeignet.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist es, daß das erwärmte, den Kühlkreislauf verlassende Kühlmittel einem Wärmetauscher zugeleitet werden kann und so die Gesamtwärmeverluste des Aggregats verringert werden.

Es ist weiter vorteilhaft, daß die Randschicht 5 nicht aus relativ dickem, hochkorrosionsbeständigem Feuerfestmaterial bestehen muß, da bei optimal eingestellter und aufrechterhaltener Kühlung die Korrosion der Randschicht 5 gering ist. ^: *

Claims

Patentansprüche:

1. Wannenbeckenwand für Öfen zum Schmelzen von Glas oder ähnlichen Stoffen, mit einer mehrschichtigen Anordnung von Feuerfestmaterial, wobei sich an der inneren Seite eine gegenüber Schmelzen hochkorrosionsbeständige Schicht befindet, die unter der Schmelzbadoberfläche endet, wodurch eine strömungsarme Zone gebildet wird und die eine im Kopfteil an die innere Schicht angrenzende Randschicht aus feuerfestem Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Randschicht (5), vorzugsweise parallel zur Wannenbeckenwand und in einer senkrechten Ebene, Kühlkanäle (7) angeordnet sind und daß die Randschicht (5) jeder Wannenbeckenwand Anschlußstutzen zur Zu- und Abführung eines Kühlmittels und Temperaturfühler (8) besitzt.
2. Wannenbeckenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (8) in dem Kühlkanal (7) angeordnet ist, der sich in Höhe der Schmelzbadoberfläche (6) oder wenig darunter befindet.
3. Wannenbeckenwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Temperaturfühler (8) zwischen der Ebene der Kühlkanäle (7) und der Innenfläche der Randschicht (5) angeordnet sind.
4. Wannenbeckenwand nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß derTemperaturfühler (8) an eine Regeleinrichtung zur Beeinflussung des Kühlmitteldurchflusses angeschlossen ist.
5. Wannenbeckenwand nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (7) der Randschicht (5) parallel- und/oder hintereinandergeschlossen sind.