[其他]具有復合襯里的燒蝕熔化

在審

• 申請號: 101987000000600
• 申請日: 1987-02-06
• 公開（公告）號: CN87100600B
• 公開（公告）日: 1988-09-14
• 發明（設計）人: 弗朗布斯·安德魯·拉迪克基;加里·諾爾·胡夫斯;亨里·克勞德·古德
• 申請（專利權）人: PPG工業公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 全菁;吳大建

在熔化諸如玻璃爐料的方法和設備中，爐體的初始熱保護由爐料襯里提供，在初始熱保護不正常的部分，通過在爐體內部設置局部耐火材料襯里提供二次保護。

美國專利NO.4，381，934中披露了熔化玻璃爐料或類似物料的方法，在該方法中，諸如爐料本身的粉料襯里充作絕熱層，可在爐內高溫條件下保護爐體側壁。在推薦的實施例中，環狀襯里在爐子中部形成空腔。該襯里可通過向其上不斷添加較冷的物料及使熔化的物料從爐內自由流出來保持。這種結構的優點是能夠為熔化爐料提供高溫，而不使產品流與沾污性的耐火材料大面積接觸，也不會由于強制冷卻爐壁而造成大量的熱損失。

耐火壁上的熔化層在先有技術中已眾所周知，例如已在美國專利No.1，831，619;1，889，511;2，006，947和2，593，197中披露。這些結構的缺點是通過的物料量較少，而與耐火材料的接觸面積較大，因此有很大可能因耐火材料侵蝕而污染物料。

美國專利No.2，834，157（Bowes）;3，917，479（Sayceet al）和4，061，487（Kiyonaga）中披露了水冷卻熔爐的某些先有技術實例。這些方法都是用水作為初始冷卻介質以充分保護爐體的全部側壁部分，但由于冷卻液和爐內熔化物料之間產生很大的溫度梯度，使得大量的能量經過爐壁而耗費掉。

上述美國專利No.4，381，934中所述的熔化方法。可連續操作很長時間而不必采用強制的外部冷卻，同時可避免爐體側壁上產生明顯的熱耗蝕。雖然爐料襯里有時也會發生不規則侵蝕，但由于向爐內添加了補充爐料，此系統一般能自行修復。然而熔化爐內穩定狀態下產生的破壞，有時會造成部分襯里的厚度減薄。特別是在爐體上部會減薄到使其側壁部分可能暴露于高溫下，如果長期如此，高溫可能引起爐體損壞或其它熱侵蝕。此外，在起動或供料速率或加熱速率改變時爐料壁厚度極易發生變化。在正常操作期間，爐高中部的爐料襯里可能侵蝕更快，因而使其上的襯里懸空最終使得上部襯里突然塌陷。如果持續的時間短，這種失常現象不會造成太大的問題，但是，如果它們持續較長時間或屢次發生，就應對爐體提供附加熱保護。按照熔化方法的最佳實施例，當旋轉爐體時，由于爐體的熱變形會產生動態不穩定性，而帶來一個特殊問題。

美國專利No.3，689，679（Niwa et al）披露了稍有不同的石英熔化法，在該方法中爐體采用部分冷卻。如該專利所述，在快速熔化區中對大部分的側壁提供冷卻。該專利沒有涉及本發明中所說的在襯里表面上的熔化過程。

在本發明中玻璃之類的爐料在爐體內空腔表面上熔化。而爐體是用與熔化物料相容的粉料絕熱襯里提供初始熱保護的，用爐料自身更好。由于在爐體上部設置了耐火材料襯里，即使在不正常操作時粉料襯里厚度過分減少，也能保護爐體側壁免受過度的熱侵蝕。因為在大多數情況下，耐火材料對熔化物料的暴露僅僅是間斷的，即使暴露時也由于耐火材料面積較小，因此它們之間的接觸是微不足道的，耐火材料襯里在粉料襯里減少到最低厚度以下時，用來使爐體保持熱穩定，而耐火材料和熔化物料之間的接觸只是在粉料襯里完全消失之處時有時發生。調節操作參數使粉料襯里重新覆蓋耐火材料，從而使耐火材料暴露減至最小。

根據需要，可以通過冷卻爐體上部耐火材料襯里區域，以在非正常操作時給爐體提供附加熱穩定性保護。因為耐火材料襯里具有絕熱效果，故通過冷卻而從熔化過程中損失的熱量很少。當粉狀層完整無缺時，通過冷卻損失的能量更小。而且，冷卻僅僅間歇地而且是在有限區域內明顯影響熱傳導，冷卻過程最好包括向爐體外表面噴水。

圖1是本發明的一個旋轉式熔化爐的最佳實施方案的垂直剖視圖，該熔化爐包括按照本發明所說明的具有可選擇的冷卻裝置的上部耐火材料襯里。

圖2是熔化爐上部的放大剖面圖，其中示出了最佳耐火材料襯里結構。