專利名稱：具有投料口的玻璃熔槽和用于運(yùn)行的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃熔槽/玻璃熔池，其具有至少一用于加入配料/爐料的投料口和至少一加料裝置。
背景技術(shù)：
已知，在U形火焰玻璃窯爐/端焰爐中加入配料比在橫向燃燒器玻璃窯爐中明顯更困難并且更不令人滿意。在U形火焰玻璃窯爐中在窯爐的縱軸線的單側(cè)或兩側(cè)上設(shè)有所謂的投料口，配料從上面加入到該投料口里并且朝向熔槽移動(dòng)。在此投料口要有意地保持較小。但是已經(jīng)證實(shí)，這種類型的加料由于投料口在熔槽的方向上相對(duì)較短而在熔槽中由于燃燒器的影響一尤其在使用預(yù)熱的配合料時(shí)一導(dǎo)致劇烈地生成粉塵，其中粉塵沉積在側(cè)壁上和槽蓋上并且與耐火材料一起成為低熔點(diǎn)的配合料。這已知與耐火材料的腐蝕過程相聯(lián)系。此外，部分粉塵被帶入到再生室里面。在那里粉塵也與耐火材料反應(yīng)并且導(dǎo)致腐蝕。此外，粉塵也可能在再生室中生出所謂的格柵并且降低空氣預(yù)熱的效率。尤其在使用預(yù)熱的配合料時(shí)這種粉塵化還會(huì)強(qiáng)化所示的結(jié)果。此外配料也朝向大氣失去熱能，這對(duì)于熔化過程是損失。已經(jīng)證實(shí)，單純加大投料口沒有幫助。發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，如下改進(jìn)通過玻璃熔爐投料口進(jìn)行加料的技術(shù)，使得減少到大氣的熱損失并減少到熔槽的上部窯爐中的粉塵輸運(yùn)，而且強(qiáng)化配料的加熱。
按照本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的技術(shù)方案在開頭所述的玻璃熔槽方面具有以下突出特點(diǎn)
a)所述投料口在熔槽的方向上具有至少2，250mm的內(nèi)部長度“LV”并且
b)所述投料口在至少1，200mm的長度“LG”上配備有隔絕的上頂/頂蓋，該上頂朝向加料裝置具有端壁，該端壁與上頂形成一朝向熔槽敞開的氣室，
c)其中，每平方米表面積每小時(shí)3. 50噸(t)的所謂的特征數(shù)“K”不被超過，該特征數(shù)由K = P/F計(jì)算，其中P是每小時(shí)以噸(t)為單位的產(chǎn)量，F(xiàn)是投料口的內(nèi)表面積，單位為m2。
由此全面解決所提出的目的，即減少到大氣的熱損失并且減少到熔槽上部窯爐中的粉塵輸運(yùn)，而且強(qiáng)化配料的加熱。本發(fā)明的精神在于所述投料口被加大，并且其上部結(jié)構(gòu)向著熔槽敞開，從而使熱量可通過輻射穿透入投料口的所述上部結(jié)構(gòu)中。通過輻射熱量到投料口里面實(shí)現(xiàn)了，不僅預(yù)熱而且燒結(jié)所述配合料。加大投料口也導(dǎo)致增強(qiáng)地從熔槽中心(熱玻璃)流回到這個(gè)投料口。這伴隨著熱輸運(yùn)，該熱輸運(yùn)用于從下方加速地熔化所述配合料。玻璃流入投料口區(qū)域中的流動(dòng)通過對(duì)流決定。由此在原本的熔槽區(qū)域中在時(shí)間上和空間上縮短熔化，這導(dǎo)致設(shè)備效率的提高。推動(dòng)力是熱對(duì)流。
在玻璃熔槽的其它擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中特別有利的是(要么單獨(dú)地要么組合地)
*所述端壁具有下棱邊，該下棱邊位于上部槽邊緣所在的平面“E-E”上方，該下棱邊界定加料縫隙，
*所述加料裝置具有可周期運(yùn)動(dòng)的加料板，通過該加料板可以將各份配料穿過加料縫隙定量供給到投料口里面和熔體上面，
*所述加料裝置具有螺桿輸送機(jī)，通過該螺桿輸送機(jī)可將配料定量供給到投料口里面和熔體上面，
*所述螺桿輸送機(jī)具有殼體，該殼體密封地裝入投料口的端壁中，
*所述投料口的內(nèi)部長度“ LV”為至少2，250mm，
*所述上頂構(gòu)造成在投料口的縱向上向上拱曲，
*所述投料口的上頂構(gòu)造成朝向熔槽向上傾斜，
*所述投料口的上頂與端壁一起形成氣室，該氣室朝向在熔槽上方的氣室敞開，
*所述氣室在槽邊緣的平面E-E上方具有至少600_的高度“H”，
*所述投料口具有側(cè)壁，這些側(cè)壁之間形成一朝向熔槽張開的、O度至45度的角度 “ α ”，尤其是，所述側(cè)壁之間形成一朝向熔槽張開的5度至30度的角度“ α ”，
*所述投料口在其到熔槽的入口處具有至少1，OOOmm的寬度“BV”，
*所述投料口的上頂?shù)拈L度“LG”為至少l，200mm，和/或
*所述投料口的上頂?shù)拈L度“LG”為投料口的內(nèi)部長度“LV”的至少70%。
本發(fā)明還涉及一種用于在玻璃熔槽上加熱配料的方法，該玻璃熔槽具有至少一投料口和一用于加入配料的加料裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，這種方法的突出之處在于，
a)通過將熱輻射從槽室透入投料口中來從上方促進(jìn)配料的加熱和燒結(jié)，
b)配料在投料口中的輸送路徑選擇得這樣長，使得附加地從下方通過玻璃熔體的透入和通過流動(dòng)將配料一直加熱到至少部分地熔化，并且
c)使配料以至少部分熔化的狀態(tài)移動(dòng)到熔槽中的玻璃熔體的表面上，
d)其中，每平方米表面積3. 50噸(t) /小時(shí)的所謂的特征數(shù)“K”不被超過，該特征數(shù)由K = P/F計(jì)算，其中P是每小時(shí)的以為噸(t)單位的產(chǎn)量，F(xiàn)是投料口的內(nèi)表面積，單位為m2。
在本方法的其它擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中特別有利的是(要么單獨(dú)地要么組合地)
*將配料在投料口里面的輸送路徑選擇為2. 25m至5m，和/或
*將配料在投料口里面的輸送路徑在進(jìn)入熔槽中的入口處的寬度“BV”選擇為至少 I. Om0
通過本發(fā)明，在投料口的區(qū)域中不產(chǎn)生值得一提的氣流，由此明顯減少粉塵滯留的危險(xiǎn)。在槽蓋的下方在燃燒區(qū)域的芯流中測得的平均流速為lOm/s至15m/s，而投料口中的平均流速僅為lm/s以下，但是測得的溫度超過1300°C，這導(dǎo)致約50kW/m2的高的能量傳遞。


下面借助于圖I至8詳細(xì)解釋本發(fā)明內(nèi)容的兩個(gè)實(shí)施例和其工作原理和其它優(yōu)點(diǎn)并且與按照?qǐng)D4和7的現(xiàn)有技術(shù)詳細(xì)比較。附圖中
圖I示出熔槽的豎直橫截面連同兩個(gè)投料口的豎直縱截面，
圖2示出帶有尺寸說明的圖I的局部放大圖，
圖3示出槽蓋和相鄰?fù)读峡诘乃浇孛娴木植糠糯髨D，
圖4示出具有常見的投料口的現(xiàn)有技術(shù)，
圖5以放大的比例示出圖I的左半部并且在工作中具有加料板作為加料裝置，
圖6以放大的比例示出圖I的左半部并且在工作中具有螺桿輸送機(jī)作為加料裝置，
圖7示出在工作狀態(tài)下按照現(xiàn)有技術(shù)的爐內(nèi)容物的俯視圖，具有由未燒結(jié)的配料組成的毯狀物/薄層，
圖8示出類似圖7的爐內(nèi)容物的俯視圖，但是具有由燒結(jié)的配料組成的毯狀物。
具體實(shí)施方式
在圖I和2中示出熔槽I，該熔槽的內(nèi)容物、即玻璃熔體2通過燃燒器電池3加熱， 這些燃燒器電池在熔槽I的端壁Ia中設(shè)置在每個(gè)用于燃燒空氣的爐身4的入口下方。這些爐身4與熱交換器連接，例如與由再生器組構(gòu)成的熱交換器連接。燃燒器電池3和爐身4 以已知的方式、例如以15分鐘的節(jié)拍至30分鐘的節(jié)拍交替地運(yùn)行，即，在一個(gè)燃燒器電池 3運(yùn)行期間，排氣通過另一爐身4排出。
在熔槽I兩側(cè)以鏡像對(duì)稱的布置方式設(shè)有所謂的投料口 6，每側(cè)的投料口各具有一可向上拱曲的上頂7，并且具有端壁8，所述上頂和端壁一起圍成氣室9。氣室9與氣室 10在熔槽I中的玻璃熔體2上方處于連接。熔槽I和投料口 6向上終結(jié)在一公共的水平平面E-E中。
端壁8向下終結(jié)在各下棱邊11中，該下棱邊在平面E-E上方可以空出一盡可能窄地被界定的用于定量供給配料的加料縫隙11a。氣室9在上頂7下方的長度“LG”最小約為投料口 6的內(nèi)部長度“LV”的70%，而且使得在端壁8與熔槽I和投料口 6的相鄰邊緣之間還保留出一用于在玻璃熔體2上方堆放配料14的表面。下面還要借助于圖2和3描述其它細(xì)節(jié)。
氣室9在所述平面E-E上方的高度“H”也應(yīng)至少為600mm，以便通過輻射和/或火焰氣體促進(jìn)能量的輸入。也可以設(shè)想直到900mm及以上的值。在上頂7向外向下傾斜地延伸時(shí)，尺寸“H”適用于投料口 6的在進(jìn)入熔槽I的氣室10中的入口處的高度。
圖3在保持和繼續(xù)使用目前的附圖標(biāo)記的條件下示出，投料口 6具有兩個(gè)側(cè)壁6a 和6b，這兩個(gè)側(cè)壁與熔槽I連接并且這兩個(gè)側(cè)壁之間形成角度“ α ”，該角度“ α ”朝向熔槽I張開并且取值可以為O度至45度、優(yōu)選5度至30度。這一點(diǎn)和在過渡部位上的至少 1000mm、優(yōu)選至少1500mm的寬度“BV”能夠使，玻璃熔體的流動(dòng)路徑也在投料口 6內(nèi)部延伸并且以非常顯著的方式參與熱交換。下面還要借助于圖5和6描述其它細(xì)節(jié)。
圖4示出現(xiàn)有技術(shù)如下在熔槽I的側(cè)壁Ic中在非常短的投料口 6上方設(shè)置有一開口，在該開口前面設(shè)置有一截止滑閥Id。如此包圍的空間是這樣的小，以至于火焰氣體和其輻射都不具有值得一提的對(duì)從上面加入到配料14里面的熱量輸入的影響。通過玻璃熔體2從下面(粗箭頭)進(jìn)行的熱量輸入也非常有限，因此配料14未燒結(jié)地進(jìn)入到熔槽I里面。該作用還要借助于圖7詳細(xì)解釋。
圖5對(duì)于本發(fā)明還示出如下內(nèi)容投料口 6和上頂7配設(shè)有加料裝置12，該加料裝置包括下面的部件一具有用于配料14的可調(diào)節(jié)的底部出口 13a的儲(chǔ)存容器13。在該儲(chǔ)存容器下面設(shè)置有處于傾斜的加料板15，該加料板通過在這里僅示意出的驅(qū)動(dòng)裝置16被置于低頻的周期振動(dòng)。由此使配料14在加料縫隙Ila的方向上逐份地給到玻璃熔體2的表面上并且以墊17的形式穿過氣室9朝向熔槽I進(jìn)給，在該熔槽里面配料朝向熔體出口偏轉(zhuǎn)。圖6示出本發(fā)明的另一實(shí)施例，其具有下面的細(xì)節(jié)在此，上頂7的內(nèi)部長度對(duì)應(yīng)于投料口 6在圖2和3中的內(nèi)部長度“LV”。在投料口的外部前方設(shè)置有加料裝置20，該加料裝置包括下面的部件一具有可調(diào)節(jié)的用于配料14的底部出口 13a的儲(chǔ)存容器13。在該儲(chǔ)存容器下面設(shè)置有一水平的螺桿輸送機(jī)21，該螺桿輸送機(jī)通過電機(jī)M驅(qū)動(dòng)。螺桿輸送機(jī)21具有圓柱形的殼體21a，該殼體密封地穿過端壁8。由此使配料14在投料口 6內(nèi)部給到玻璃熔體2表面上并且以墊17的形式穿過氣室9朝向熔槽I進(jìn)給，在該熔槽里面配料朝向在這里未示出的熔體出口偏轉(zhuǎn)。在此這樣選擇按照本發(fā)明的投料口 6內(nèi)部的溫度控制和容積的空間形狀，使得在 玻璃熔體2內(nèi)部建立起按照所示箭頭的流動(dòng)過程。通過熱力學(xué)效應(yīng)在配料14下面建立朝向投料口 6內(nèi)端部的流動(dòng)，由此玻璃熔體2將其部分熱容量給出到配料14。由于所述冷卻，玻璃熔體2朝向投料口 6和熔槽I的底部下沉并且在投料口和熔槽中回轉(zhuǎn)。透入氣室9中的熱輻射從上面加熱配料14，并且配料14通過這個(gè)組合效應(yīng)被加熱到高的溫度，它有助于顆粒的局部熔化、即也被稱為燒結(jié)的過程，而燒結(jié)正好導(dǎo)致防止形成粉塵。圖7以熔槽內(nèi)容物的垂直俯視圖示出在現(xiàn)有技術(shù)中未燒結(jié)的配料14的分布。熔體表面的相對(duì)較大的部分被覆蓋，并且進(jìn)到熔體2里面的熱量輸入相對(duì)較少。圖8以熔槽內(nèi)容物的垂直俯視圖示出在按照本發(fā)明的內(nèi)容中燒結(jié)的配料14的分布。明顯更大部分的熔體表面未被覆蓋，并且進(jìn)到熔體2里面的熱量輸入相應(yīng)更多。比較圖7和8給出下面的組合效應(yīng)，其中必須關(guān)注下述關(guān)系在此這樣選擇熔槽I內(nèi)部的溫度控制和容積的空間形狀，使得在玻璃熔體2內(nèi)部建立起按照在圖4至6中所示箭頭的流動(dòng)過程。通過所述的熱力學(xué)效應(yīng)在配料14下面建立朝向端壁Ia和燃燒器電池3的流動(dòng)和到投料口 6里面的流動(dòng)，由此使玻璃熔體在這里也將其部分熱容量向上給到配料
14。由于該冷卻，玻璃熔體2朝向熔槽I的底部下沉并且流向熔槽的熔體出口。通過這個(gè)組合效應(yīng)又從下面和上面加熱配料14直到其完全熔化。圖8表明，配料14從各投料口 6開始通過按照?qǐng)D5和6的表面流動(dòng)通過燒結(jié)固化成一種“毯狀物”，該毯狀物可以空出非常大部分的熔體表面，這又有助于通過輻射進(jìn)行的熱量輸入。尤其由此也防止配料在熔體出口中滯留。這事實(shí)上是一種協(xié)同效應(yīng)/增強(qiáng)效應(yīng)。在設(shè)計(jì)時(shí)尤其所謂的特征數(shù)“K”具有重要作用，其中K=P/F，P是每小時(shí)的產(chǎn)量，單位為噸(t)，F(xiàn)是投料口的內(nèi)表面積，單位為m2，其中不應(yīng)超過K = 3. 50的值。這對(duì)于本裝置意味著部件的這樣的幾何形狀和設(shè)計(jì)，即以相應(yīng)的空間和時(shí)間的分布將一定量的配料定量供給到投料口里面并可以由此轉(zhuǎn)移到熔槽里面。這對(duì)于本方法意味著，在裝置部件的影響下進(jìn)行配料的加熱。在此主要是不能超過3. 50t/m2 · h的K值。關(guān)鍵在于，在投料口里面創(chuàng)造熱和機(jī)械的前提，以便將足夠量的配料以部分燒結(jié)的狀態(tài)通過投料口或者說原料預(yù)熱室加入到熔槽里面，且同時(shí)保持燒結(jié)產(chǎn)品的懸浮能力。附圖標(biāo)記列表
BV 寬度E-E 平面F表面積H 高度K特征數(shù)LG 長度LV 長度M 電機(jī)·
P 產(chǎn)量α 角度I 熔槽Ia 端壁Ib槽邊緣Ic 側(cè)壁Id截止滑閥2玻璃熔體3燃燒器電池4 爐身5 槽蓋6 投料口6a 側(cè)壁6b 側(cè)壁7 上頂8 端壁9 氣室10 氣室11下棱邊Ila加料縫隙12加料裝置13存儲(chǔ)容器13a 底部出口14 配料15加料板16驅(qū)動(dòng)裝置17 料份20加料裝置21螺桿輸送機(jī)21a 殼體
權(quán)利要求
1.一種玻璃熔槽(1)，該熔槽具有至少一用于加入配料(14)的投料口(6)并具有至少一加料裝置(12，20)，其特征在于，a)所述投料口(6)在朝向熔槽(I)的方向上具有至少2，250mm的內(nèi)部長度“LV”并且b)所述投料口在至少1，200mm的長度“LG”上配備有隔絕的上頂(7)，該上頂朝向加料裝置(12)具有端壁(8)，該端壁與上頂(7)圍成一向著熔槽(I)敞開的氣室(9)，c)其中，3.50噸/小時(shí)/平方米表面積的所謂的特征數(shù)“K”不被超過，該特征數(shù)“K” 由K = P/F計(jì)算，其中P是每小時(shí)的產(chǎn)量，單位為噸(t)，F(xiàn)是投料口的內(nèi)表面積，單位為m2。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述端壁(8)具有下棱邊(11)，該下棱邊位于上部槽邊緣(Ib )所在的平面(E-E )上方，該下棱邊界定加料縫隙(11a)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述加料裝置(12)具有能周期運(yùn)動(dòng)的加料板(15)，通過該加料板能將各份(17)配料(14)穿過加料縫隙(Ila)定量供給到投料口(6)里面和熔體(2)上面。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述加料裝置(20)具有螺桿輸送機(jī)(21)， 通過該螺桿輸送機(jī)能將配料(14)定量供給到投料口(6)里面和熔體(2)上面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述螺桿輸送機(jī)(21)具有殼體(21a)，該殼體密封地裝入投料口(6)的端壁(8)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述投料口(6)的內(nèi)部長度“LV”為至少 2，250mmo
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述上頂(7)設(shè)計(jì)成在投料口(6)的縱向上向上拱曲。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述投料口(6)的上頂(7)設(shè)計(jì)成朝向熔槽(I)向上傾斜。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述投料口(6)的上頂(7)與端壁(8)— 起圍成氣室(9)，該氣室朝向在熔槽(I)上方的氣室(10)敞開。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述氣室(9)在槽邊緣(Ib)所在的平面 E-E上方具有至少600mm的高度“H”。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述投料口(6)具有側(cè)壁(6a，6b)，所述側(cè)壁之間夾一 O度至45度的朝向熔槽(I)張開的角度“ α ”。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述投料口(6)在其進(jìn)入熔槽(I)的入口處具有至少IOOOmm的寬度“BV”。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述投料口(6)的上頂(7)的長度“LG” 至少為1，200mm。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述投料口(6)的上頂(7)的長度“LG” 為投料口的內(nèi)部長度“LV”的至少70%。
15.一種用于在玻璃熔槽(I)上加熱配料(14)的方法，該熔槽具有至少一投料口(6)， 具有用于加入配料(14)的加料裝置(12)，其特征在于，a)通過將來自槽室的熱輻射透入到投料口(6)中從上方加熱和燒結(jié)配料(14)，b )選擇這樣長的配料(14 )在投料口( 6 )中的輸送路徑，使得通過玻璃熔體(2 )的透入和通過流動(dòng)從下方將配料(14) 一直加熱到至少部分地熔化，并且c)使配料(14)以至少部分熔化的狀態(tài)移動(dòng)到熔槽(I)中、玻璃熔體(2)的表面上，d)其中，3.50噸/小時(shí)/平方米表面積的所謂的特征數(shù)“K”不被超過，該特征數(shù)“K” 由K = P/F計(jì)算，其中P是每小時(shí)的產(chǎn)量，單位為噸(t)，F(xiàn)是投料口的內(nèi)表面積，單位為m2。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，將配料(14)在投料口(6)中的輸送路徑選擇為2. 25m至5m。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，將配料(14)在投料口(6)中的輸送路徑在進(jìn)入熔槽(I)的入口處的寬度“BV”選擇為至少I. 0m。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，這樣選擇熔體位面在氣室(9)中的位置，使得相對(duì)于上頂(7)的最高位置保留600mm的最小間距。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種玻璃熔槽(1)，其具有至少一用于加入配料的投料口(6)和至少一加料裝置。為了實(shí)現(xiàn)目的，如下地改進(jìn)通過玻璃熔爐的投料口(6)加料的技術(shù)，使得減少到大氣的熱損失并減少到熔槽的上部窯爐中的粉塵輸運(yùn)，而且強(qiáng)化配料的加熱，按照本發(fā)明，所述投料口(6)a)在朝向熔槽(1)的方向上具有至少2250mm的內(nèi)部長度“LV”并且b)在至少1,200mm的長度“LG”上配備有隔絕的上頂(7)，上頂朝向加料裝置(12)具有端壁(8)，端壁與上頂(7)形成一朝向熔槽(1)敞開的氣室(9)，c)其中不超過3.50噸/小時(shí)/平方米表面積的所謂的特征數(shù)“K”，它由K＝P/F計(jì)算，其中P是每小時(shí)的產(chǎn)量，單位為噸(t)，F(xiàn)是投料口的內(nèi)表面積，單位為m2。
文檔編號(hào)C03B3/00GK102884012SQ201180022944
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者M·林迪希, A·索爾格 申請(qǐng)人:索爾格投資有限及兩合公司