Печь для получения силикатного расплава

(22) Заявлено 1409.81 (21) 3335719/29-33 Р 1)М К з С 03 В 5/027 Р 27 В 3/00 с присоединением заявки МВ Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 1502,83, Бюллетень М 9 6 Дата опубликования описания 15 Л 283 33) УДК 666.1.031, .5(088.8) Г.Б. Соэаев, А,Л, Виницкий, Б.К, Болбат, В,Л. Иванов и Г,В, Димаки(72) Авторы изобретения а Ленина и ордена Трудов металлургическйй комбина м. А,П.Завенягина рильский о Знамени го(71) Заявит ОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТНОГО РАСП(54) ПЕ я 10 Изобретение относится к промпаленности строительных материалов,а именно к плавильным агрегатам дляполучения силикатного расплава в минераловатном производстве.Известен плавильный агрегат длполучения силикатвого расплава,включающий водоохлаждаемую ванну,разделенную перегородкой на плавильнуюи гомогениэационную камеры. Ванна имеет загрузочное окно и отверстие для выпуска расплава, а такжегорелки с нижней части ванны и отвод продуктов горения (1,Недостатки известного агрегатазаключаются в следующем. Невысокаяпроизводительность агрегата иэ-заотсутствия дополнительного подогрева. Расплав. подогревается толькогорелками, погруженными в расплав.Повысить производительность можно,увеличением площади зеркала печи,но она и так достигает больших размеров (62,5 м ), или увеличениемтемпературыогненного пространства,но это приведет к увеличению расхода топлива и ухудшению работы огнеупорной кладки. Сокращение срокаслужбы плавильного агрегата вслед- .ствие того, что горелки, размещенные в расплаве, повышают его темпе. ратуру в зоне вокруг горелок, что значительно ухудшает условия работы блиэколежащих огнеупоров, т.е. они могут разрушаться, уменьшая тем самым срок межремонтной эксплуатации печи. Кроме того, сам корпус горелки работает в условиях очень высоких . температур и часто прогорает. Замена же горелок в этом случае является трудоемкой операциейНаиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является печь для получения силикатного расплава, включающая ванну.прямоугольного, сечения, состоящую из пода и окружки, а также распределительную и фидерную части. В задней торцовой стенке ванны имеются каналы для подачи подогретого воздуха к горелкам, расположенным ниже каналов. В ванне выполнены также загрузочные окна, отверстие для выпуска расплава. По . периметру ванны попарно установлены электроды для дополнительного подо-. грева расппава. Электроды, смонтированные в задней торцовой стенке, расположены ниже каналов для подачи воздуха, рядом с зоной загрузки шихты, По высоте электроды установ 996338лены нрасстоянии от верха окружки равном 0,53 ее нысоты. ЭлектродыА, Г и Е подсоединены к одному трансформатору, а электроды Б, В и Дкдругому. При пересечении линий силовых полей между электродами каждоготрансформатора образуются треуголь. ники, при пересечении которых нсвою очередь формируется площадь силового многоугольника (ЖЗИК), который активизирует плавление шихты 2. 10Недостатки этой печи заключаютсяв следующем. Нерациональное расположение электродов на задней торцовойстенке, вследствие чего силовой многоугольник получается небольшой поплощади, т.е. уменьшается активнаязона плавления шихты и тем самымснижается производительность печи,Кроме того, из-за такого расположения электродов вдоль задней торЦовойстенки образуется застойная зонаАВЗ, которая практически не участ. -вует в процессе плавления шихты,так как от загрузочных окон шихтав виде слоев, погруженных в расплав,движется к центру печи н основномн пределах силовых полей, Таким образом, полезная площадь зеркала печи уменьшается на 15-20, а так какона влияет на производительность,то, следовательно, снижает ее. Образование застойной зоны АВЗ ноздезадней торцовой стенки, в которойпочти отсутствует движение расплаваои температура на 50-70 С выше температуры расплава в других точках 35печи, резко ухудшает услония работы огнеупоров, Кроме теплового воздействия, происходит усиленный электроунос частичек огнеупора изза того, что при увеличении темпе ратуры расплава уменьшается электрическое сопротивление его, увеличивается электропроводность и, какследствие, увеличивается мощностьэлектрического поля, которое, контактнруя с поверхностью огнеупорон окружки, производит более быстрое их разрушение, снижая срок службы печи. Расположение электродов А и Б ниже каналов для подачи воздуха . также отрицательно влияет на .огне- упоры задней торцовой стенки печи, При подаче воздуха под углом по отношению к зеркалу расплава возникает эжекция, и участки под ка- налами оказываются под разрежением. Эти участки, как указывалось выше, подвержены разрушительному действйю мощного электрического поля - электроуносу частичек огнеупора-, из-за которого сечение стенки уменьшает ся, и при наличии большого перепада температур внутри печи и снаружи в стенках могут образовываться микротрещины, При возникновении же разрежения через эти микротрещины начи нает проникать холодный воздух,огнеупоры подвергаются тепловыммикроударам, покрываются се койбыстрораскрывающихся трещин и разрушаются. Расположение электродов нарасстоянии от верха окружки ранном0,53 ее высоты также является нерациональным, так как на поду печиобразонывается жидкая фаза. Это приводит к перегреву огнеупорон пода,температура достигает 1200-12200 С,а также к быстрому их разрушению,в результате уменьшается срок службы печи.Целью изобретения является увеличение срока службы и производительности печи,Цель достигается тем, что в печи для получения силикатного расплава, включающей ванну прямоугольногосечения, содержащую под и окружку,стенки, свод, каналы для подачи воздуха, выполненные н торцовой стенке над горелками, загрузочные окнаи электроды, попарно расположенныепо периметру ванны, соединенной сраспределительной частью печи и фидером с отверстием для выпуска расплава, электроды расположены нарасстоянии от верхней границы окружки равнрм 0,24-0,28 ее высоты,причем две пары из них размещены взоне между каналами для подачи воздуха.Чтобы предохранить под печи отперегрева, необходимо обеспечить нанем слой гарнисажа, т.е. образование на поду кристаллической фазы,для чего надо уменьшить температурурасплава в нижней части печи. Дляэтого необходимо поднять выше электроды, Действительно, при поднятииих на высоту, равную расстоянию отверха окружки 0,32 ее неличины, температура пода печи уменьшается до1130-1150 С, и он покрывается слоемгарнисажа. Однако при таком расположении электродов на поверхностирасплава появляется слой пены, которая играет роль теплоизоляции иухудшает условия передачи тепловойэнергии в расплав. Производительность печи снижается.Установлено, что оптимальноерасстояние установки электродов отверха окружки равно 0,24-0,28 еевысоты. При таком размещении, вопервых, предохраняется под печи бтперегрева и разрушения слоем образовавшегося гарнисажа, во-вторых,увеличивается прьизводительность печи, так как при расстоянии от верха окружки ранном 0,28 ее высоты пена исчезает - дегазация происходитнастолько быстро, что она не успевает образоваться. При этом температура расплава повышается и производительность увеличивается, Однако- 996338 расстояние от верха окружки нецелесообразно брать менее 0,24 ее величины ввиду явного перегрева распла ва, температуру которого придетсяпо технологическим условиям понижатьв распределительной ванне и фидере,Кроме этого, нагрузка на электродах в результате снижения сопротивления и повышения электропроводности приближается к критической, чтоможет привести к выводу из строятрансформаторов.Увеличение срока службы печи иувеличение ее производительностидостигается также размещением двухпар электродов в зоне между канаЛами для подачи воздуха. Учитывая,что огнеупоры вблизи электродов работают в наиболее неблагоприятных условиях из-за воздействия на нихвысоких температур и мощного электрического поля, смещение их из зоныразрежения, которое образуется под.каналами для подачи воздуха, позволяет избежать возможного подсосахолодного воздуха - микротеплоударов и тем самым исключить суммирование всех этих отрицательных факторовприводящих огнеупоры к разрушению, Важно, что при смещенииэлектродов А и Б к центральной осизначительно уменьшается размер.застойной зоны АВЗ, следовательноснижается ее вредное воздействиена огнеупоры задней торцовой стен-ки, что увеличивает срок службы печи. При этом производительность печи увеличивается за счет уменьшения,площади застойной зоны и увеличенияактивной эоны плавления - площадисилового многоугольника ЖЗИК в цент- .ре печи,На фиг. 1 показана предлагаемаяпечь, продольный разрез; на фиг. 2то же, разрез в плане,Печь для получения силикатногорасплава содержит ванну 1 прямоугольного, сечения, состоящую из пода 2и окружки 3, выполненных из высокоглиноземистого огнеупора. К ванне1 примыкают распределительная 4 ифидерная 5-части печи. Ванна 1 имеет загрузочные окна б и порог 7,соединяющий ее с распределительнойчастью печи. На задней торцовойстенке ванны 1 выполнены наклонныеканалы 8 для подачи воздуха, расположенные над горелками 9. По пери- . 10 15 20 25 ЗО 45 50 Показатели известной 2) печи предлагаемой печи 42 0,3750,09-0,1 Г 0,375 0,2/Э Технологические и технические параметры аПлощадь зеркала печи, м Глубина ванны печи (высота окружки), м метру ванны 1 попарно расположеныэлектроды 10 (А, Б, В, Г, Д и Б)на расстоянии от верха окружки 3равном 0,24-0,28 ее высоты. Две пары электродов А и Б размещены взоне между каналами 8 для подачивоздуха, т.е. смещены из-под горелок 9 к центральной оси, Электроды подсоединены к трансформаторам 11, Причем электроды А, Г и Е подсоединены к одному трансформатору 1), а электроды Б, В и Д - к другому трансформатору 1) с образованием силовых полей в виде треугольников, при пересечении которых в центре ванны 1 образуется сит ловой многоугольник (ЖЗИК), активизирующий плавление. Контроль температуры пода печи и огненного пространства осуществляется термопарамн 12, Распределительная 4 и фидерная 5 части печи также снабжены электродамн 10, которые подсоединены к своим трансформаторам (не показаны). Фидерная часть 5 имеет отверстия 13 для выпуска расплава".Работа печи осуществляется следующим образом.Шихту завалочными машинами подают в печь через загрузочные окна,б, и она в виде слоев, югруженных в расплав, движется к порогу 7 для перехода в распределительную часть 4, В ванне 1 происходит ее полное плавление за счет тепла, .полученного.от сжигания газа, подаваемого в го" З 5 .релкн 9, расположенные над зеркаломрасплава, и тепла, введенного врасплав электродами 10, погруженными в расплав. К горелкам 9 через. каналы 8 подают. подогретый воздух,Плавление расплава активизируется си,ловыми полями (А Г Е и Б В Д), образуемыми между парами электродов,и особенно формируемым в центре ванны 1 силовым многоугольником(ЖЗИК),в котором проис:одит наложение силовых полей, На выходе из ванны 1расплав частично гомогенизуется ичерез порог 7 попадает в распределительную часть печи, где происходит полная гомогенизация и дегазация расплава. В фидерйой части 5расплав стабилизируют до температуры, отвечающей требованиям волокно образования, и выпускают через отверстие.996338 Продолжение таблицы Показатели известной 2 печи, предлагаемой печи что составляет что составляет0,53 высоты окруж,24-0,28 высотыки окружки 0,125 0,125 Толщина пода, м 160-180 400-6001430-14401040-1060 360-400 3,6-4,2 1380-1420 Температура пода, С 1200-1220 360/400 2,6-2,8 62-66 85-100 Срок службы, г,В таблице приведены технологические и технические параметры извест- ной и предлагаемой печей.Использование предлагаемого технического решения по сравнению сизвестным позволяет получить следующие преимущества: повышение производительности печи в 1,5 раза засчет увеличения площади силовогомногоугольника (ЖЗИК), который активизирует плавление шихты, и сниже-, ния размера застойной зоны. Увеличить срок службы печи в 1,5 раза, это обусловлено улучшением условий работы огнеупоров торцовой стенки и пода печи. Такие условия обеспечиваются уменьшением размера застойной зоны у торцовой стенки и соответственно ее вредного влияния на эту стенку, а также исключением подсоса холодного воздуха и микротеплоударов смещением электродов из зоны . разрежения, Сохранность пода достигается слоем гарнисажа, который образуется благодаря снижению температуры расплава в нижней части ванны, при этом одновременно повышается производительность печиВсе эти условия обеспечены выбором оптимального расположения электТехнологические и технические параметры Расстояние, на которомрасполагаются электродыот верха окружки, м количество пар электродов в ванне печи Нагрузка на электроды,кВт Температура расплава,0 С Расход топлива, м /ч Производительность, т/ч Удельный съем расплавас 1 м, т/ч родов как по высоте, так и на зад,ней торцовой стенке печи,35 Формула изобретенияПечь для получения силикатногорасплава, включающая ванну прямоугольного сечения, содержащую поди окружку, стенки, свод, каналыдля подачи воздуха, выполненныев торцовой стенке над горелками,загрузочные окна и электроды, попарно расположенные по периметру ванны,соединенной с распределительнойчастью печи и фидером с отверстиемдля выпуска расплава, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения срока службы и производительности печи, электроды расположенына расстоянии от верхней границы ок 50 ружки равном 0,24-0,28 ее высоты,причем две пары из них размещены взоне между каналами для подачи воздуха,Источники информации,55 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 511258, кл. Р 27 В 3/00, 1974.2. Чертежи М 31574-0 Р, 31576-ОРфирмы И 11 о 1 аиз Яогд СМВН, ФРГ, переданные по лицензии фирмы Юнгерс,Швеция,-- 996338 Составитель Т. Буклейа Техред М.Тепер Корректор .МХ;-Иакаренко Редакт си сное Зак 5 илиал ППП фПатент.",.-й; Ужтород, ул. Проектная,828/32 Тираж ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра484 . П комитета СССР открытий ская наб., д,