RU2783785C2 - Furnace with immersible burner with self-lining walls - Google Patents
Furnace with immersible burner with self-lining walls Download PDFInfo
- Publication number
- RU2783785C2 RU2783785C2 RU2020122879A RU2020122879A RU2783785C2 RU 2783785 C2 RU2783785 C2 RU 2783785C2 RU 2020122879 A RU2020122879 A RU 2020122879A RU 2020122879 A RU2020122879 A RU 2020122879A RU 2783785 C2 RU2783785 C2 RU 2783785C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- wall
- self
- furnace according
- metal
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 62
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 46
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 17
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 claims description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 12
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010309 melting process Methods 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 241000005139 Lycium andersonii Species 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N silicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 231100000078 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 231100001010 corrosive Toxicity 0.000 description 1
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive Effects 0.000 description 1
- 238000001595 flow curve Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000005361 soda-lime glass Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION
2420-563378RU/422420-563378EN/42
ПЕЧЬ С ПОГРУЖНОЙ ГОРЕЛКОЙ С САМОФУТЕРУЮЩИМИСЯ СТЕНКАМИIMMERSION BURNER FURNACE WITH SELF-LINED WALLS
Настоящее изобретение относится к области печей с погружной горелкой с металлическими стенками, охлаждаемыми охлаждающей текучей средой, которые известны специалистам в данной области техники как водяная рубашка. Эти печи предназначаются для плавления стеклуемого материала, обычно оксидного типа, обычно содержащего по меньшей мере 30 мас.% кремнезема, такого как стекло или силикат, такой как щелочной и/или щелочноземельный силикат. Стекло может быть в частности известково-натриевым стеклом или камнем, часто называемым специалистами в данной области техники «черным стеклом».The present invention relates to the field of immersion burner furnaces with metal walls cooled by a cooling fluid, which are known to those skilled in the art as a water jacket. These furnaces are designed to melt a vitrified material, typically of the oxide type, typically containing at least 30% by weight of silica such as glass or silicate such as alkali and/or alkaline earth silicate. The glass may in particular be soda-lime glass or stone, often referred to by those skilled in the art as "black glass".
Охлаждающая система водяной рубашки используется для печи с погружной горелкой для того, чтобы содержать температуру, воздействию которой подвергается ее структура. Расплавленный стеклуемый материал, который может в частности быть расплавленным стеклом, в контакте с этими охлаждаемыми (T°C < 100°C) стенками расстекловывается (то есть затвердевает), и формирует твердую корку между массой стеклуемого материала и металлической стенкой. Эта корка из расстеклованного стеклуемого материала обеспечивает естественную защиту стенок. Она отлично совместима с плавящимся стеклуемым материалом, поскольку она имеет тот же самый состав, только является затвердевшей. Следовательно, эта корка формирует «самофутеровку» для стеклуемого материала в печи. Однако было найдено, что эта самофутеровка трескается, фрагментируется и отваливается листами во время работы. Даже если зона отвалившейся самофутеровки восстанавливается при контакте со стеклуемым материалом, соответствующая металлическая поверхность стенки тем не менее в течение некоторого времени подвергается эрозии/коррозии очень горячим расплавленным стеклуемым материалом, и очень интенсивный теплообмен между расплавленным стеклуемым материалом, в частности расплавленным стеклом, и охлаждаемой стенкой происходит локально все время, пока самофутеровка не восстановится. Кроме того, листы твердой самофутеровки, которые отвалились в расплавленный материал, расплавляются, что также бесполезно поглощает энергию и понижает температуру расплавленной массы. Все эти непредсказуемые переносы тепла дестабилизируют процесс плавления.The water jacket cooling system is used for the immersion burner furnace in order to contain the temperature to which its structure is exposed. The molten vitrified material, which may in particular be molten glass, devitrifies (i.e. solidifies) in contact with these cooled (T°C < 100°C) walls and forms a hard crust between the body of vitrified material and the metal wall. This crust of devitrified vitrified material provides natural wall protection. It is highly compatible with fusible glass material because it has the same composition, only it is solidified. Consequently, this crust forms a "self-lining" for the vitrified material in the furnace. However, this self-liner has been found to crack, fragment and fall off in sheets during operation. Even if the area of the self-lining that has fallen off is restored by contact with the vitrified material, the corresponding metal surface of the wall is nevertheless subjected to erosion/corrosion by the very hot molten vitrified material for some time, and very intense heat exchange between the molten vitrified material, in particular molten glass, and the cooled wall occurs locally all the time until the self-lining is restored. In addition, sheets of solid self-liner that have fallen off into the molten material are melted, which also uselessly absorbs energy and lowers the temperature of the molten mass. All these unpredictable heat transfers destabilize the melting process.
Считалось, что слабое удержание самофутеровки на стенке связано с химической и физической природой этой стенки, особенно с тем фактом, что она является слишком гладкой, а также с высоким термическим напряжением, которому она подвергается. Кроме того, было установлено, что самофутеровка имеет плохо сформированную структуру на ее границе с металлической стенкой из-за быстрого отверждения стеклуемого материала. Поверхность самофутеровки, контактирующая с металлом, прилипает к нему недостаточно хорошо, является пористой, и содержит реальные каналы. Расплавленный материал непрерывно и мощно выступает к стенкам из-за высоких уровней перемешивания, вызываемого работой погружной горелки. Эти выступы оказывают высокое давление на газообразные продукты горения, и было найдено, что продукты горения проходят между самофутеровкой и металлической стенкой и выходят из самофутеровки рядом со стеклуемым материалом на некоторой высоте от дна резервуара, которая является случайной и возможно даже достигает уровня свода. Здесь выражение «газообразные продукты горения» означает газы, формируемые после сгорания и/или несгоревшее топливо и/или окислитель. Анализ этих продуктов горения показал, что они содержат много воды, которая является особенно коррозионной для металла стенки. Кроме того, несгоревшие газы, покидающие самофутеровку на конкретной высоте, сгорают, как только они покинут самофутеровку, но передают меньше энергии плавящемуся стеклуемому материалу, чем если бы они сгорали у дна резервуара, как это обычно и происходит.It has been thought that the poor retention of the self-liner on the wall is due to the chemical and physical nature of the wall, especially the fact that it is too smooth, as well as the high thermal stress to which it is subjected. In addition, it was found that the self-lining has a poorly formed structure at its interface with the metal wall due to the rapid curing of the vitrified material. The surface of the self-liner in contact with the metal does not adhere well to it, is porous, and contains real channels. The molten material protrudes continuously and powerfully against the walls due to the high levels of agitation caused by the operation of the submerged burner. These protrusions exert high pressure on the combustion gases, and it has been found that the combustion products pass between the self-liner and the metal wall and exit the self-liner next to the vitrified material at some height from the bottom of the tank, which is random and perhaps even reaches the level of the roof. Here, the expression "combustion gases" means gases formed after combustion and/or unburned fuel and/or oxidant. Analysis of these combustion products showed that they contain a lot of water, which is particularly corrosive to the wall metal. In addition, unburned gases leaving the self-liner at a particular height combust as soon as they leave the self-liner, but transfer less energy to the melting vitrified material than if they burned at the bottom of the tank, as is usually the case.
Настоящее изобретение касается печи для плавления стеклуемого материала (в частности стекла) с погружной горелкой, включающей стенку, охлаждаемую охлаждающей текучей средой, причем та поверхность стенки, которая обращена внутрь печи, имеет перед плавлением стеклуемого материала в печи текстуру крепления для так называемой самофутеровки из расстеклованного стеклуемого материала для покрытия внутренней стенки печи, как только она начинает функционировать для плавления стеклуемого материала. Настоящее изобретение обеспечивает в частности следующие преимущества:The present invention relates to a furnace for melting a vitrified material (in particular glass) with an immersion burner comprising a wall cooled by a cooling fluid, wherein the wall surface facing the interior of the furnace has, before melting the vitrified material in the furnace, a fastening texture for a so-called self-lining of devitrified vitrified material to cover the inner wall of the furnace, as soon as it begins to function to melt the vitrified material. The present invention provides in particular the following advantages:
- стабилизацию слоя самофутеровки печи;- stabilization of the self-lining layer of the furnace;
- стабилизацию процесса плавления;- stabilization of the melting process;
- стабилизацию и минимизацию переносов тепла, и следовательно улучшение энергоэффективности;- stabilization and minimization of heat transfers, and consequently improvement of energy efficiency;
- отклонение несгоревших газов к ванне стеклуемого материала и минимизацию количества несгоревших газов, проходящих между металлической стенкой и самофутеровкой;- deflection of unburned gases to the glass material bath and minimization of the amount of unburned gases passing between the metal wall and self-lining;
- уменьшение коррозии металлической стенки и продление срока службы ее поверхности.- reduction of corrosion of a metal wall and prolongation of service life of its surface.
Решение, описанное в настоящей патентной заявке, имеет кроме того относительно низкую цену и является легким в осуществлении.The solution described in this patent application also has a relatively low cost and is easy to implement.
Стенка обычно является вертикальной, но может также быть наклонной. В целом стенка обеспечивает соединение между подом и сводом печи. Стенка вместе с подом позволяет печи содержать стеклуемый материал, плавящийся в печи. The wall is usually vertical, but may also be inclined. In general, the wall provides a connection between the hearth and the roof of the furnace. The wall together with the hearth allows the furnace to contain the vitrified material melted in the furnace.
Текстура крепления содержит твердые частицы и пустоты с размером предпочтительно по меньшей мере 5 мм в перпендикулярном к стенке направлении. Это означает, что, если гладкая поверхность помещается напротив текстурированной поверхности параллельно к стенке, причем упомянутая гладкая поверхность составлена параллельными друг другу образующими (вертикальными, если стенка является вертикальной), то пространство между стенкой и упомянутой гладкой поверхностью содержит углубления размером по меньшей мере 5 мм и предпочтительно по меньшей мере 1 см, и более предпочтительно по меньшей мере 2 см. В этих углублениях может даже быть размещена виртуальная сфера диаметром по меньшей мере 5 мм, предпочтительно по меньшей мере 1 см, и более предпочтительно по меньшей мере 2 см. Текстура крепления является видимой невооруженным глазом. Гладкая и плоская металлическая пластина рассматривается как не имеющая текстуры крепления. The fastening texture contains solid particles and voids with a size preferably of at least 5 mm in a direction perpendicular to the wall. This means that if a smooth surface is placed against a textured surface parallel to a wall, said smooth surface being composed of generators parallel to each other (vertical if the wall is vertical), then the space between the wall and said smooth surface contains recesses of at least 5 mm and preferably at least 1 cm, and more preferably at least 2 cm. These recesses can even accommodate a virtual sphere with a diameter of at least 5 mm, preferably at least 1 cm, and more preferably at least 2 cm. Texture fastening is visible to the naked eye. A smooth and flat metal plate is considered to have no attachment texture.
Стенка обычно содержит металлическую пластину, в случае необходимости вертикальную, если стенка является вертикальной, причем текстура крепления создается с помощью системы крепления, содержащей выступающие металлические элементы, прикрепленные к той поверхности упомянутой пластины, которая обращена внутрь печи. Первоначально металлическая пластина обычно является гладкой и не имеет никакого конкретного рельефа, и именно система крепления в соответствии с настоящим изобретением, прикрепляемая к этой пластине, создает текстуру. Другая поверхность металлической пластины (обращенная наружу печи) охлаждается, в частности находится в контакте с охлаждающей текучей средой, которая обычно является холодной водой, то есть водой при температуре обычно в диапазоне от 1 до 20°C включительно (температура на входе охлаждающего трубопровода).The wall usually contains a metal plate, optionally vertical if the wall is vertical, and the fastening texture is created by means of a fastening system containing protruding metal elements attached to that surface of said plate that faces the inside of the furnace. Initially, the metal plate is usually smooth and does not have any particular pattern, and it is the attachment system of the present invention attached to this plate that creates the texture. The other surface of the metal plate (facing the outside of the furnace) is cooled, in particular in contact with a cooling fluid, which is usually cold water, i.e. water at a temperature usually in the range of 1 to 20° C. inclusive (cooling line inlet temperature).
Стеклуемые материалы, плавящиеся в печи, обычно имеют температуру 800°C - 1590°C включительно.Vitrified materials melted in a furnace typically have a temperature of 800°C - 1590°C inclusive.
Элементы, текстурирующие стенку, могут в частности содержать металлические секции, такие как сплошной круглый стержень, железный уголок, (трубчатый или сплошной) металлический квадратный стержень и т.д. Металлический профиль предпочтительно крепится к металлической пластине так, чтобы главное направление, в котором он проходит (его главное направление, перпендикулярное к его сечению) было по существу горизонтальным. В частности, в случае железного уголка он предпочтительно крепится посредством его внешнего края. Этот внешний край формирует тупой угол в месте соединения двух плоских металлических крыльев уголка. Железный уголок предпочтительно крепится так, чтобы этот край был по существу горизонтальным. Металлический профиль обычно может крепиться к металлической пластине путем сварки.The wall texturing elements may specifically comprise metal sections such as a solid round rod, an iron angle, a (tubular or solid) metal square rod, etc. The metal profile is preferably attached to the metal plate such that the main direction in which it extends (its main direction perpendicular to its section) is substantially horizontal. In particular, in the case of a corner iron, it is preferably secured by means of its outer edge. This outer edge forms an obtuse angle at the junction of the two flat metal wings of the angle. The iron corner is preferably attached such that the edge is substantially horizontal. The metal profile can usually be attached to the metal plate by welding.
Текстурирующие стенку элементы могут также быть локализованными элементами (в частности без большой протяженности в каком-либо конкретном направлении, параллельном стенке), прикрепленными к стенке, такими как штифты, вставленные в пластину или приваренные к ней. The wall texturing elements may also be localized elements (particularly without much extension in any particular direction parallel to the wall) attached to the wall, such as pins inserted into or welded to the plate.
Текстура предпочтительно содержит выступающие элементы, формирующие локально на стенке пространства, которые могут быть заполнены расстеклованным стеклуемым материалом самофутеровки, который захватывается в этих пространствах между по меньшей мере частью выступающего элемента и поверхностью стенки, расположенной дальше к периферии печи (то есть дальше от внутренности печи), чем эта часть выступающего элемента.The texture preferably comprises protrusions forming spaces locally on the wall that can be filled with devitrified glassy self-lining material that is trapped in these spaces between at least a portion of the protrusion and a wall surface further to the periphery of the furnace (i.e. further from the interior of the furnace) than this part of the protruding element.
Элементы текстурирования предпочтительно крепятся к пластине металлической стенки так, чтобы они выступали из металлической пластины на глубину по меньшей мере 1 см и предпочтительно по меньшей мере 2 см.The texturing elements are preferably attached to the metal wall plate so that they protrude from the metal plate to a depth of at least 1 cm and preferably at least 2 cm.
Кроме того, элементы текстурирования эффективно предотвращают поток газа вдоль металлической стенки и под самофутеровкой, поднимающийся на некоторое расстояние от дна печи. С этой целью элемент текстурирования, в частности типа профиля, предпочтительно устанавливается ближе к дну печи, и проходит по существу горизонтально вокруг печи. Он предпочтительно является профилем, направление протяженности которого по существу горизонтально (локализованный элемент на поверхности стенки типа штифта не является предпочтительным для этой барьерной функции). Этот пояс из элемента текстурирования фактически формирует отклоняющий горючий газ барьер, так что намного меньше горючего газа проходит под самофутеровкой выше этого барьера. Эти элементы текстурирования, формирующие в случае необходимости полный пояс на внутреннем периметре металлической стенки, предпочтительно находятся на расстоянии 5-20 см от самой нижней точки пода. Следовательно, установка этого отклоняющего барьера вынуждает газы возвращаться в жидкую ванну, что имеет два последствия: 1) несгоревшие газы сгорают в стеклуемом материале, 2) вода больше не проходит вдоль металлической стенки, коррозия которой тем самым уменьшается. Таким образом текстура в соответствии с настоящим изобретением может включать в себя по существу горизонтальный пояс, выступающий на расстояние от самой низкой точки пода (снаружи самофутеровки на поде) от 5 см до 20 см включительно. Эта самая нижняя точка пода является той точкой, которая находится в контакте со стеклуемыми материалами перед формированием самофутеровки. Следует отметить, что самофутеровка одинаковым образом может быть сформирована на поде.In addition, the texturing elements effectively prevent the flow of gas along the metal wall and under the self-lining, rising some distance from the bottom of the furnace. To this end, the texturing element, in particular of the profile type, is preferably positioned closer to the bottom of the oven, and extends substantially horizontally around the oven. It is preferably a profile whose direction of extension is substantially horizontal (a localized element on the wall surface of the pin type is not preferred for this barrier function). This belt of texturing element actually forms a combustible gas deflecting barrier so that much less combustible gas passes under the self-liner above this barrier. These texturing elements, which form, if necessary, a full belt on the inner perimeter of the metal wall, are preferably located at a distance of 5-20 cm from the lowest point of the hearth. Therefore, the installation of this deflecting barrier forces the gases back into the liquid bath, which has two consequences: 1) unburned gases burn in the vitrified material, 2) water no longer passes along the metal wall, the corrosion of which is thereby reduced. Thus, the texture in accordance with the present invention may include a substantially horizontal band extending from the lowest point of the hearth (outside the self-lining on the hearth) from 5 cm to 20 cm, inclusive. This lowest point of the hearth is the point that is in contact with the vitrified materials before the formation of the self-liner. It should be noted that the self-lining can be formed on the hearth in the same way.
Для того, чтобы дополнительно уменьшить коррозию металла в стенке расплавленным стеклуемым материалом, в частности расплавленным стеклом, стенка, включая ее элементы текстурирования, может быть покрыта жароупорным бетоном, предпочтительно содержащим глинозем. Этот бетон покрывает стенку, формируя границу с самофутеровкой. Этот бетон обеспечивает химическое присоединение к самофутеровке. Фактически, глинозем мигрирует в стеклуемый материал самофутеровки, который в частности может быть стеклом, что приводит к увеличению температуры расстекловывания этого стеклуемого материала, и следовательно к очень прочному химическому присоединению самофутеровки. В частности, этот бетон содержит больше чем 50% и предпочтительно больше чем 80% глинозема. Подходящие бетоны продаются под марками 6P или F15R компанией Thermbond, T96HT или T95G3 компанией Calderys, Erplast 20 или Ersol 50 компанией Sefpro. Бетон может быть нанесен по существу с однородной толщиной, в т.ч. и на элементах текстурирования, так что поверхность, обращенная к внутренности печи, сохраняет текстуру из-за присутствия элементов текстурирования, нанесенных заранее на металлическую стенку. Присутствие этих элементов текстурирования способствует удержанию бетона на стенке. Поверхность бетона, обращенная к внутренности печи, предпочтительно имеет текстуру из-за присутствия элементов текстурирования, нанесенных заранее на металлическую стенку. Недостаточное количество бетона обычно наносится для выравнивания поверхности бетона, обращенной к внутренности печи. Фактически предпочтительно сохранять текстуру на той поверхности бетона, которая граничит с самофутеровкой. Слой бетона может иметь толщину в диапазоне от 5 до 70 мм включительно.In order to further reduce corrosion of the metal in the wall by molten glass material, in particular molten glass, the wall, including its texturizing elements, may be coated with refractory concrete, preferably containing alumina. This concrete covers the wall, forming a self-lined boundary. This concrete provides a chemical bond to the self-lining. In fact, the alumina migrates into the vitrified material of the self-liner, which in particular may be glass, which leads to an increase in the devitrification temperature of this vitrified material, and consequently to a very strong chemical attachment of the self-liner. In particular, this concrete contains more than 50% and preferably more than 80% alumina. Suitable concretes are sold as 6P or F15R by Thermbond, T96HT or T95G3 by Calderys,
Возможно произвести стенку печи, соответствующую настоящему изобретению, одна поверхность которой обращена к внутренности печи, а другая поверхность которой охлаждается, в частности находясь в контакте с охлаждающей текучей средой, путем крепления, в частности с помощью сварки, текстурирующих, в частности металлических элементов на гладкую поверхность металлической пластины, а затем обеспечения упомянутой поверхности упомянутыми элементами текстурирования, предназначенными быть обращенными к внутренности печи и покрытыми самофутеровкой, когда печь начнет функционировать. Настоящее изобретение также касается способа производства печи в соответствии с настоящим изобретением, включая установку элементов текстурирования на гладкую поверхность металлической пластины, а затем позиционирование пластины, в случае необходимости вертикально, так, чтобы поверхность, снабженная элементами текстурирования, сформировала внутреннюю поверхность стенки печи. It is possible to produce a furnace wall according to the present invention, one surface of which faces the interior of the furnace, and the other surface of which is cooled, in particular in contact with a cooling fluid, by fastening, in particular by welding, texturizing, in particular metal elements, to a smooth the surface of the metal plate, and then providing said surface with said texturing elements intended to face the interior of the furnace and be self-lined when the furnace is in operation. The present invention also relates to a method for manufacturing a furnace according to the present invention, including placing texturing elements on a smooth surface of a metal plate, and then positioning the plate, if necessary vertically, so that the surface provided with texturing elements forms the inner surface of the furnace wall.
Настоящее изобретение также касается способа производства стеклуемого материала, в частности стекла, включающего плавление стеклуемого материала в печи в соответствии с настоящим изобретением. Сырье вводится в печь, а затем плавится в печи для того, чтобы произвести расплавленный стеклуемый материал, который затем извлекается из печи путем его выпуска через отверстие.The present invention also relates to a process for the production of a vitrified material, in particular glass, comprising melting the vitrified material in a furnace according to the present invention. The raw material is introduced into the furnace and then melted in the furnace in order to produce a molten vitrified material, which is then removed from the furnace by exhausting it through an orifice.
Фиг. 1 представляет внутренность печи с погружной горелкой с металлическими стенками типа водяной рубашки в соответствии с предшествующим уровнем техники после ее остановки. Металлические стенки были гладкими до начала функционирования печи, то есть состояли из стального листа без какой-либо текстуры. На фотографии видно, что слой расстеклованного стекла, прилипшего к стенке, случайным образом отвалился листами на под печи. Fig. 1 shows the interior of a prior art metal-walled water jacket type immersion burner furnace after it has been shut down. The metal walls were smooth before the operation of the furnace, that is, they consisted of a steel sheet without any texture. The photo shows that a layer of devitrified glass stuck to the wall randomly fell off in sheets on the hearth of the furnace.
Фиг. 2 представляет а) стенку печи в соответствии с настоящим изобретением, если смотреть изнутри, и b) ее поперечное сечение. Вертикальная и первоначально гладкая металлическая пластина 1 стенки покрывается металлическими элементами 2, прикрепленными к упомянутой пластине. Эти металлические элементы имеют тип профиля и крепятся к пластине путем сварки. Они устанавливаются так, чтобы главное направление, в котором они проходят, было по существу горизонтальным. Они формируют присоединенную текстуру, содержащую сплошные участки и пустоты с размером p (по меньшей мере 5 мм) перпендикулярно к поверхности металлической пластины 1. Фактически, если гладкая поверхность 5, параллельная к стенке, составляемая вертикальными образующими, параллельными друг другу, помещается напротив текстурированной поверхности, пространство между стенкой и упомянутой гладкой поверхностью содержит углубления 6 размером по меньшей мере 5 мм перпендикулярно к стенке (глубина p рассматривается как перпендикулярная стенке). Другая поверхность 3 металлической пластины 1 находится в контакте с охлаждающей водой 4. Fig. 2 represents a) the wall of a furnace in accordance with the present invention, as viewed from the inside, and b) its cross section. The vertical and initially smooth
Фиг. 3 представляет стенку печи в соответствии с настоящим изобретением в поперечном сечении. Первоначально гладкая вертикальная металлическая пластина 20 стенки покрывается металлическими элементами 21, прикрепленными к упомянутой пластине. Эти металлические элементы имеют тип углового железного профиля и крепятся к пластине путем сварки их внешнего края в месте соединения двух плоских крыльев железного уголка. Они устанавливаются так, чтобы главное направление, в котором они проходят, было по существу горизонтальным. Другая поверхность металлической пластины 20 находится в контакте с охлаждающей водой 22. Жароупорный бетон 23 был нанесен на металлическую стенку после закрепления на ней железных уголков 21. Этот бетон покрывает железные уголки 21 на внутренней поверхности пластины 20. Перед запуском печи поверхность 27 внутренней стенки печи поэтому показывают углубления и сплошные участки с глубиной p, измеряемой перпендикулярно к стенке. Расстеклованный стеклуемый материал самофутеровки 24 прилипает к бетону и формирует новую контактную поверхность 26 для плавящихся материалов 25. Глубина сплошных участков и углублений поверхности 26 самофутеровки обычно является меньшей, чем у поверхностей 27 стенки (из бетона) перед плавлением стеклуемого материала.Fig. 3 shows a wall of a furnace in accordance with the present invention in cross section. The initially smooth vertical
Фиг. 4 представляет внутреннюю стенку печи с погружной горелкой перед плавлением стеклуемого материала в печи. Металлическая сетка, формирующая текстуру крепления для самофутеровки, была приварена к металлической пластине, позади которой циркулирует охлаждающая вода. Fig. 4 shows the inner wall of an immersion burner furnace prior to the melting of the vitrified material in the furnace. The metal mesh that forms the texture of the self-lining attachment was welded to a metal plate, behind which cooling water circulates.
Фиг. 5 представляет внутреннюю стенку печи с погружной горелкой, изображенную на Фиг. 4, после плавления стекла в печи и ее опустошения. На этой фотографии под расстеклованным стеклом видна поверхность самофутеровки и металлическая сетка. Было найдено, что расстеклованное стекло заполнило большую часть пространства между металлической сеткой и металлической пластиной.Fig. 5 shows the inner wall of the immersion burner furnace shown in FIG. 4, after melting the glass in the furnace and emptying it. In this photo, the surface of the self-lining and the metal mesh are visible under the devitrified glass. It was found that the devitrified glass filled most of the space between the metal grid and the metal plate.
Фиг. 6 представляет стенку печи в соответствии с настоящим изобретением в поперечном сечении. Угловой железный профиль (51, 52) был прикреплен к гладкой вертикальной металлической пластине 50, формирующей стенку печи. Этот профиль содержит два плоских крыла 51 и 52, соединенных друг с другом ортогонально. Этот угловой профиль был приварен к внутренней поверхности гладкой металлической пластины его внешним угловым краем. Этот угловой профиль был установлен так, чтобы направление, в котором он проходит, было горизонтальным. Плоские крылья углового профиля являются выступающими элементами, формирующими локально на стенке пространства 53, 54, которые могут быть заполнены расстеклованным стеклуемым материалом 55 самофутеровки, который захватывается в этих пространствах 53, 54 между по меньшей мере выступающими плоскими крыльями и поверхностью 56, 57 стенки, расположенной дальше от центра печи, чем выступающие плоские крылья 51, 52. Таким образом, вдоль прямой линии 58, начинающейся от внутренности печи 59 и проходящей через плоское крыло 51, самофутеровка 53 на самом деле затем захватывается между плоским крылом 51 и поверхностной зоной 56 (первоначально гладкой) пластины, расположенной дальше к периферии печи, в направлении от внутренности печи 69.Fig. 6 shows a wall of a furnace in accordance with the present invention in cross section. An angled iron profile (51, 52) was attached to a smooth
Фиг. 7 показывает в перспективе нижний угол внутренности печи с погружной горелкой. Погружные горелки 60 и 61 располагаются на поде печи. Пояс 62 из металлического профиля проходит вокруг резервуара печи. Этот пояс находится на расстоянии d (обычно от 5 до 20 см) от самой глубокой точки пода. Этот пояс формирует барьер для газов, проходящих под самофутеровкой между подом и поясом. Сам этот пояс имеет высоту h, обычно в диапазоне от 5 до 50 мм включительно.Fig. 7 shows in perspective a bottom corner of the interior of a immersion burner furnace.
Фиг. 8 показывает изменение потоков энергии со временем в печи с погружной горелкой в соответствии с настоящим изобретением, внутренняя стенка которой текстурирована как показано на Фиг. 2. Следующие потоки потерь энергии могут быть измерены на основе измерений температуры различных контуров охладителя, охлаждающих различные места в печи:Fig. 8 shows the change in energy flows over time in an immersion burner furnace according to the present invention, the inner wall of which is textured as shown in FIG. 2. The following energy loss streams can be measured from temperature measurements of various cooler circuits cooling various locations in the furnace:
- a): суммарный поток- a): total flow
- b): свод и дымоход- b): vault and chimney
- c): правая стенка- c): right wall
- d): левая стенка- d): left wall
Эти потоки являются весьма регулярными и постоянными во времени.These streams are very regular and constant over time.
Фиг. 9 показывает изменение потоков энергии со временем в печи с погружной горелкой, идентичной показанной на Фиг. 3, за исключением того, что внутренняя стенка была гладкой металлической пластиной без текстуры. Видно, что эти потоки являются намного менее регулярными, чем в случае печи на Фиг. 8. В частности, когда лист самофутеровки отделяется, это видно очень ясно, поскольку кривая потока той стенки, которую затрагивает это отделение, показывает внезапное увеличение, как например в области 90.Fig. 9 shows the change in energy flows over time in a furnace with an immersion burner identical to that shown in FIG. 3, except that the inner wall was a smooth metal plate with no texture. It can be seen that these flows are much less regular than in the case of the furnace in FIG. 8. In particular, when the self-liner sheet separates, this can be seen very clearly, since the flow curve of the wall affected by this separation shows a sudden increase, such as in
Claims (13)
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1762854A FR3075943B1 (en) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | UNDERWATER BURNER WITH SELF-CRUCIBLE WALL |
FR1762854 | 2017-12-21 | ||
FR1857089 | 2018-07-30 | ||
FR1857089 | 2018-07-30 | ||
PCT/FR2018/053238 WO2019122614A1 (en) | 2017-12-21 | 2018-12-12 | Submerged-burner furnace with self-crucible wall |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020122879A RU2020122879A (en) | 2022-01-21 |
RU2020122879A3 RU2020122879A3 (en) | 2022-01-24 |
RU2783785C2 true RU2783785C2 (en) | 2022-11-17 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU148420A1 (en) * | 1961-04-13 | 1978-09-15 | Groshin V A | Blast furnace lining |
AT391128B (en) * | 1985-10-14 | 1990-08-27 | Voest Alpine Ag | Melting vessel for non-metallic substances |
JP2003165726A (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-10 | Asahi Techno Glass Corp | Glass melting furnace |
JP2004076032A (en) * | 2002-08-12 | 2004-03-11 | Nippon Steel Corp | Protecting liner for ore receiving hardware in blast furnace |
KR101173897B1 (en) * | 2004-02-04 | 2012-08-16 | 테크놀라지칼 리소시스 피티와이. 리미티드. | Metallurgical vessel |
KR101616120B1 (en) * | 2009-04-14 | 2016-04-27 | 풀 부르스 에스.에이. | Cooling plate for a metallurgical furnace |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU148420A1 (en) * | 1961-04-13 | 1978-09-15 | Groshin V A | Blast furnace lining |
AT391128B (en) * | 1985-10-14 | 1990-08-27 | Voest Alpine Ag | Melting vessel for non-metallic substances |
JP2003165726A (en) * | 2001-11-28 | 2003-06-10 | Asahi Techno Glass Corp | Glass melting furnace |
JP2004076032A (en) * | 2002-08-12 | 2004-03-11 | Nippon Steel Corp | Protecting liner for ore receiving hardware in blast furnace |
KR101173897B1 (en) * | 2004-02-04 | 2012-08-16 | 테크놀라지칼 리소시스 피티와이. 리미티드. | Metallurgical vessel |
KR101616120B1 (en) * | 2009-04-14 | 2016-04-27 | 풀 부르스 에스.에이. | Cooling plate for a metallurgical furnace |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11747084B2 (en) | Self-crucible wall submerged burner furnace | |
TWI274046B (en) | A method for refining a glass melt and an apparatus for melting and refining a glass melt | |
RU2783785C2 (en) | Furnace with immersible burner with self-lining walls | |
CN110540842B (en) | Furnace body repairing method for recycling coke oven after overall shutdown | |
KR101574777B1 (en) | firebrick liner unit | |
CN214244182U (en) | Heat accumulating chamber wall structure of plate glass melting furnace | |
JP2003165726A (en) | Glass melting furnace | |
CN101498552B (en) | Molten pool working layer of aluminum melting furnace built by flame-proof precast blocks | |
RU2053964C1 (en) | Bath-type glass manufacturing furnace | |
CN218329313U (en) | Device is prevented overburning by smelting furnace water cooling element | |
CN212833432U (en) | Arch brick of glass melting furnace | |
SU1016260A1 (en) | Glass melting tank furnace | |
CN216864292U (en) | Composite furnace lining structure of pre-vacuumized high-temperature carburizing multipurpose furnace | |
CN217838719U (en) | Glass melting furnace tank wall gap sealing structure | |
CN218555551U (en) | Masonry structure of hot-metal bottle | |
KR102463784B1 (en) | Briquette stove crucible | |
CN214147915U (en) | Furnace wall structure of water-cooling furnace wall for household garbage incineration | |
CN211204018U (en) | Boiler water-cooled wall of boiler smoke exhaust channel | |
RU2049971C1 (en) | Rotary furnace lining | |
Dzyuzer | Calculation and design of glass melting tanks for glassmaking furnaces for container glass. | |
CN110408985A (en) | A method of reducing the thermal field crucible service failure of single-item silicon | |
SU1468874A1 (en) | Glassmaking furnace | |
CN101659510B (en) | Furnace for lead-free glass with low melting point and method for processing lead-free glass with low melting point | |
CN101762150B (en) | Reflecting furnace for smelting tin lead materials | |
SU1121242A1 (en) | Glass melting tank furnace |