[其他]具有復(fù)合襯里的燒蝕熔化

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100600
• 申請日: 1987-02-06
• 公開（公告）號: CN87100600B
• 公開（公告）日: 1988-09-14
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: PPG工業(yè)公司
• 主分類號: C03B5/42
• 分類號: C03B5/42;C03B5/44;C03B5/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 全菁,吳大建

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(nèi)高溫條件下保護(hù)爐體側(cè)壁。在推薦的實(shí)施例中，環(huán)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(nèi)自由流出來保持。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)槿刍癄t料提供高溫，而不使產(chǎn)品流與沾污性的耐火材料大面積接觸，也不會由于強(qiáng)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(shù)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(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)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（Sayceetal）和4，061，487（Kiyonaga）中披露了水冷卻熔爐的某些先有技術(shù)實(shí)例。這些方法都是用水作為初始冷卻介質(zhì)以充分保護(hù)爐體的全部側(cè)壁部分，但由于冷卻液和爐內(nèi)熔化物料之間產(chǎn)生很大的溫度梯度，使得大量的能量經(jīng)過爐壁而耗費(fèi)掉。

上述美國專利No.4，381，934中所述的熔化方法。可連續(xù)操作很長時間而不必采用強(qiáng)制的外部冷卻，同時可避免爐體側(cè)壁上產(chǎn)生明顯的熱耗蝕。雖然爐料襯里有時也會發(fā)生不規(guī)則侵蝕，但由于向爐內(nèi)添加了補(bǔ)充爐料，此系統(tǒng)一般能自行修復(fù)。然而熔化爐內(nèi)穩(wěn)定狀態(tài)下產(chǎn)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(cè)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(fā)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(xù)的時間短，這種失常現(xiàn)象不會造成太大的問題，但是，如果它們持續(xù)較長時間或?qū)掖伟l(fā)生，就應(yīng)對爐體提供附加熱保護(hù)。按照熔化方法的最佳實(shí)施例，當(dāng)旋轉(zhuǎn)爐體時，由于爐體的熱變形會產(chǎn)生動態(tài)不穩(wěn)定性，而帶來一個特殊問題。

美國專利No.3，689，679（Niwaetal）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(qū)中對大部分的側(cè)壁提供冷卻。該專利沒有涉及本發(fā)明中所說的在襯里表面上的熔化過程。

在本發(fā)明中玻璃之類的爐料在爐體內(nèi)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(hù)的，用爐料自身更好。由于在爐體上部設(shè)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(hù)爐體側(cè)壁免受過度的熱侵蝕。因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)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?fàn)t體保持熱穩(wěn)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(fā)生。調(diào)節(jié)操作參數(shù)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(jù)需要，可以通過冷卻爐體上部耐火材料襯里區(qū)域，以在非正常操作時給爐體提供附加熱穩(wěn)定性保護(hù)。因?yàn)槟突鸩牧弦r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(dāng)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(qū)域內(nèi)明顯影響熱傳導(dǎo)，冷卻過程最好包括向爐體外表面噴水。

圖1是本發(fā)明的一個旋轉(zhuǎn)式熔化爐的最佳實(shí)施方案的垂直剖視圖，該熔化爐包括按照本發(fā)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(jié)構(gòu)。

參閱圖1所示具體實(shí)施例，熔化爐的基本結(jié)構(gòu)是一個轉(zhuǎn)筒10，它可以用鋼制成，一般為圓筒形，上頂敞開，除有一個排料口外，底部是封閉的。為使轉(zhuǎn)筒10可繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)筒10以下述方式安裝。利用象11一樣的普通設(shè)計的具有固定支撐的頂蓋結(jié)構(gòu)，可在熔化爐內(nèi)形成基本封閉的空腔。頂蓋11最好由耐火陶瓷材料構(gòu)成，可以采用在耐火材料爐結(jié)構(gòu)工藝中已熟知的不同結(jié)構(gòu)形式，圖中描繪的最佳結(jié)構(gòu)是一個由多塊耐火磚12構(gòu)成的上凸懸拱頂。在所示出的典型拱形結(jié)構(gòu)中，楔形磚砌在一圓環(huán)形支撐結(jié)構(gòu)13上，掛勾磚14可稍向上延至低于轉(zhuǎn)筒10的上部凸緣。并用固定支承板15支承。可用封閉磚16封閉楔形磚12和掛勾磚14之間的縫隙。當(dāng)然，頂蓋亦可采用整體懸掛式平拱結(jié)構(gòu)。