logo
Gotovye_shpory_po_pecham

17. Гарниссажные печи: назначение, устройство, принцип действия и технико-экономические показатели работы.

Электрические гарнисажные печи прямого нагрева (ЭГППН) и косвенного нагрева (ЭГПКН). ЭГППН – для варки тугоплавких стекол, ЭГПКН – для варки легкоплавких стекол.

  1. Корпус печи, 2- медные трубки, 3- огнеупорная обмазка, 4,5- электроды, 6- молибденовая юбка, 8- шток, 9- расплав, 10-шихта, 7- молибденовый нагреватель, 11- гарнисажный слой.

Эта печь позволяет получать высокие температуры для варки тугоплавких стекол. В таких печах исключается взаимодействие расплава с огнеупор. материалами. Образующийся гарнисаж (защитный слой) представляет собой слой обрабатываемого материала, который распологается между высокотемпературной зоной печи и охлаждаемой поверхностью. Гарнисажный слой образуется благодаря интенсивному охлаждению корпуса печи. Он препятствует взаимодействию расплава и материала сосуда, в кот. находится. Такие печи используются в металлургической промышленности для получения высокочистых тугоплавких металлов. Корпус печи представляет собой кожух 1 из медного листа. Он выполняется в виде усеченного конуса, повернутого основанием вверх. Для охлаждения корпуса на его внешней поверхности припаяны пучки труб по которым циркулирует вода. С внутренней стороны огнеупорный кирпич. Молибденовые электроды 4 подведены к центр. V печи с помощью молибденовых держателей. Электроды расположены между собой под углом 120о и питаются от 3хфазного тока.

Центральный молибденовый электрод должен быть расположен между 3мя эле-ми на том же уровне. Он имеет воронкообразную форму и выполняет роль осветительной ячейки и выпускного канала для выработки стекломассы. Слив стекла регулируется штоком 8. Шток опущен в выпускательное отверстие эл-да 5 сверху. Узел слива представляет собой молибденовую юбку, переходящую в верхнюю часть в 5. В нижней части молибденовая юбка снабжена молибденовыми нагревателями 7. Вся сливная камера во избежание окисления обдувается водородом. Нагреватели 7 позволяют регулировать температуру вырабатываемой стекломассы. Сверху печь полностью открыта. В такой печи процесс варки происходит под слоем пены. Загрузка шихты и боя осуществляется автоматически. Высота уровня стекломассы над верхней кромкой эл-дов = 6см. Печь питается 3хфазовым током от сети 220В. Процесс варки стекла в гарнисажных печах хар-ся резкими перепадами температур между серединой печи и боковыми стенами, благодаря чему создается сил. восходящий поток к поверхности стекла в приэлектродном пространстве, где происходит процесс варки. Сваренное стекло движется по поверхностным слоям в направлении к стенкам охлаждаемого кожуха, где опускается вниз снова увлекается высоковосходящими потоками в межэле-ое пространство, откуда осуще-ся набор стекломассы на выработку. Высокая температура под шихтой над эл-дами создает благоприятные условия для разложившихся компонентов шихты, провара шихты расплавл-ие и осветление стекломассы. Т.к. в центре печи образ-ся высокотемпературная зона, то вокруг эл-дов формир-ся луковицы из расплава, форма которых опр-ет геометрию печи. Размер луковицы опр-ся мощностью печи, температура варки, составом стекла.

Технич-е хар-ки:

Q = 2,4-7,2 т/сут, d = 1300-2000мм, глубина 450-500мм, установочная мощность 200-450 кВт.,температура варки 2000о ,удельный расход эл./эн. 1500кВт/кг, расход воды на охл-е 17м3/сут.

  1. Гарнит. Печь, 2- загрузчик шихты, 3- металлический каркас, 4- противовес, 5- тянульная машина, 6- шарнир весов, 7- отрезные ножницы, 8- микропереключатель.

Для выработки стеклянных штабиков. Гарнит. Печь закреплена на коромысле весов и уравновешена грузом 1. В нижней части установки на одной оси с печью нах-ся тянульная машина с валиками 5 и устройством для отрезки штабиков 7. В верхней части установки расположен 2. Загрузка шихты производится автоматически после уменьшения веса печи при поступлении сигнала с коромысла весов. В нормальном положении микропереключатель замкнут и при уменьшении веса печи он отключается. Включается путевой переключатель и передается питание на загрузчик шихты. Если загружаемая порция шихты недост-на и датчик включен, то загрузчик повторяет цикл загрузки и возвр-ся в исходное положение.

ЭГПКН

Их исп-ют для варки лекгоплавких стекол. Гарнис. печи позволяют исключить контакт стекломассы с посторонними материалами. Они имеют следующую конструкцию:

За счет мощности, выделяемой нагревателями в ванне расплава уст-ся равновеснное распределение температур. Интенсивное охлаждение стенок емкости обеспечивает наличие гарнисажа и препятствует контакт. взаимод. расплава с материалом емкости. Максим. Температура устанавливается на зеркале расплава. Продолжительность эксплуатации печи = 15 суток – 6 месяцев. Расход Мо на 1т стекла=0,17кг.

  1. Циклонная стекловаренная печь: назначение, устройство, принцип действия и технико-эконимические показатели работы.

1-циклонная камера, 2- ограждение с испарительным охлаждением,3-приемный бассейн, 4- выработочный бассейн.

В печи с цикл. камерой реализован принцип плавления шихты во взвешенном состоянии. Это обеспечивает выс. тепловое напряж. печи и позволяет вести варку стекла в небольшом агрегате. В печах такого типа предварительно смешанная газо-воздушная смесь вводится тангенциально в верх. часть камеры. По мере падения шихты происходит её плавление. Под действием центробежной силы шихта отбрасывается к стенкам, плавится и тонким слоем расплава стекает вниз. Высокие скорости газовоздушного потока, развитая тепловосприимчивая поверхность шихты обеспечивают высокий тепло- и массобмен. Выходящий из камеры газовый вихрь взаимодействует с расплавом в 3, придавая ему вращающие движения. Это создает высокий градиент скоростей в расплаве, что способствует быстрому растворению остаточных зерен кварца. Под действием этих же процессов ускоряется гомогенизация расплава, достигается высокая однородность. Т.к. расплав стекает тонким слоем и скорость движения расплава превышает скорость подъема пузырей в микро V расплава, то осветление расплава осуществляется в приемном бассейне. Для интенс-ции этого процесса варка стекла осуществляется в тонком слое (глубина бассейна маленькая).

Характеристика печи: Q = 50 т/сут, удельный съем стекломассы с отапливаемой S = 5300 кг/м2*сут, удельный расход тепла 6000 кДж/кг, КПД 40-45%

Для традиционной печи Q = 50 т/сут, удельный съем 2500 кг/м2*сут, удельный расход тепла 12000 кДж/кг, КПД 22%.

  1. Новые типы стекловаренных печей (печь типа «Flex-Melter»).

Среди новых разработок фирмы можно выделить стекловаренные печи типа Flex-Melter. В этом типе ванных печей зоны варки, осветления и студки отделены друг от друга таким образом, чтобы препятствовать любому обратному потоку. Печь предназначена для варки сортовых стекол и может работать как в непрерывном режиме, так и периодически. Печь может оборудоваться как газовым, так и электрическим обогревом. Наиболее экономичным является комбинированное отопление. Комбинированный обогрев позволяет создавать компактную конструкцию печи с низким удельным потреблением энергии и приемлемыми капитальными вложениями. При существующих ценах на энергоресурсы стоимость варки в печах с комбинированным отоплением на тонну стекла может быть ниже, чем в электрических или газовых печах.

Самым важным качеством печи Flex-Melter является то, что температура варки определяет количество вырабатываемого стекла с воспроизводимым качеством стекломассы, поскольку время нахождения стекломассы в зоне осветления, в основном, зависит от производительности печи.

У печи Flex-Melter соотношение длины и ширины варочного бассейна соответствует принятому для печей прямого нагрева, т.е. бассейн длинный и узкий. Зона варки отделена от зоны тонкослойного осветления соответствующими встроенными элементами. Верхнее строение печи разделено на зоны с различной высотой свода. Рисунок печи показан на рисунке Б.5.

Степень покрытия зеркала стекломассы шихтой определяется долей электрообогрева в общем тепловом балансе варочной части печи, при этом производственный опыт показывает, что подвод около 30 % электроэнергии позволяет почти полностью покрыть шихтой площадь варочной части, что резко снижает общие потери тепла на стекловарение.

При удельном съеме стекломассы около 2,5 т/м2сут, при чисто газовом отоплении около 1/3 поверхности должно оставаться свободной от шихты.

При комбинированном отоплении могут применяться, в зависимости от вида стекла и размеров ванны донные, боковые или верхние электроды. При варке свинцового стекла ванная печь может быть оснащена электродами из диоксида олова. Так как в варочной части не происходит осветление стекломассы, температура в ванне может поддерживаться на относительно низком уровне, в результате чего повышается срок службы электродов.

Разделение зоны варки и тонкостенного осветления осуществляется посредством охлаждаемой воздухом или водой стенки, которая в своей нижней части имеет один или несколько протоков. Зона осветления примыкает к зоне студки, из которой стекломасса через проток подводится к выработочному бассейну или к различным выработочным устройствам.

В результате рационального использования энергии в печах типа Flex-Melter потребление энергии при использовании тепла отходящих газов на тонну сваренного стекла ниже, чем у печей традиционных конструкций.

В печах Flex-Melter температура подогрева воздуха не превышает 500 С, а температура свода над зоной осветления – 1450 С, поэтому концентрация NОх в отходящих газах очень низкая и удовлетворяет самые высокие требования. Эффективное осветление позволяет существенно уменьшить ввод осветлителей, что также способствует уменьшению вредных выбросов.