182332. lajstromszámú szabadalom • Eljárás üveagolvasztó kádkemencék felfűtésére, valamint kapcsolási elrendezés az eljárás foganatosítására
1 182332 2 A találmány tárgya eljárás üvegolvasztó kemencék, különösen kádkemencék felfűtésére, valamint kapcsolási elrendezés az eljárás foganatosítására. Az üvegolvasztó kemencék általában folyamatosan üzemelnek. Üzemelési ciklus-idejüket több tényező, többek között a kemence nagysága, fajlagos olvasztási teljesítmény, az előírt hőmérséklet és a bélés tüzállóanyagának minősége határozza meg. Az üzemelési ciklus, illetve üzemperiódus végén a kemencét le kell hűteni és a szükséges felújítási átépítési munkálatait el kell végezni. Ez általában együtt jár a kemence bélésanyagának teljes, vagy részleges cseréjével. Felújított, vagy teljesen új építésű kemencéket üzemeltetés előtt megfelelő hőmérsékletre fel kell fűteni. Tekintettel arra, hogy a kemence üzemi hőmérséklete a környezeti hőmérsékletet lényegesen meghaladja, a felfűtés idő-hőmérséklet diagramjának előzetes meghatározása és pontos betartása igen fontos. A felfütési előírások kialakításánál tekintettel kell lenni a kemence méretére és konstrukciójára, a hőhasznosítók megoldására, a tűzálló anyagok kiégetési hőmérsékletére, azok fajtájára, minőségére és lágyulási pontjaira, a falazatok vastagságára és egyéb itt fel nem sorolt tényezőkre. Különös gondossággal kell eljárni új és ugyancsak felújított kemencék felfűtésekor és figyelembe kell venni a beépített szilika, vagy egyéb minőségű tűzállóanyagok anyagának hőkiterjedési görbéjét. A felfűtésnél a cél az, hogy az egyes felületelemek hőmérséklete lehetőleg azonos legyen, mert ezzel elérhető, hogy a felmelegítés által kiváltott mechanikai feszültségek az anyagban egyenletesen oszoljanak el, és így az anyag túlzott igénybevétel miatti deformációja, illetve megrepedezése ne következzen be. Az ismert felfütési eljárásoknál a kemence egyenletes felfűtése érdekében külön erre a célra kialakított, úgynevezett temperáló égőket alkalmaznak. Ezen temperáló-felfűtő égők általában gáz, vagy olajtüzeléssel üzemelnek, levegő ellátásuk önbeszívásos, sűrített levegős, vagy ventillátoros. A lehetőleg egyenletes felfütés érdekében ezen felfűtő égők a felfűtés idejére a kemence igen sok részében be vannak építve. Adott esetben ezek száma a kemence nagyságától és konstrukciójától függően 5—30 darab is lehet. Az ilyen nagyszámú felfűtő égő használata sok problémával jár együtt. Igen nehezen szabályozható a hőmérséklet, mert az egyenletesség érdekében az összes felfűtő égő szabályozása szükséges. Ugyancsak előnytelen, hogy a felfűtő égők lángjai nem egyenletesen érintik a kemence felépítményeket, így az anyagokban ébredő egyenlőtlen feszültségek miatt azok deformálódhatnak és megrepedhetnek. A tűzállóanyagok felfűtése közben vannak olyan kritikus hőmérsékleti zónák, amelyekben a felfütést lassú, visszafogott temperálással kell biztosítani; ezt az ismert megoldásokkal csak jelentős időveszteség árán lehet elérni. A kemence főboltozatának felfűtése ezen felfűtő égőkkel azzal a további hátránnyal is jár, hogy a felfűtő égők lángja és hősugárzása a térbeli közelség miatt elsősorban a boltozat széleit melegíti, adott esetben helyi túlmelegedést és így a tűzállóanyagokban káros deformációt és letöredezést okoznak. Az üzemi égők bekapcsolását közvetlenül megelőzően a felfűtő égők részére igen nagy levegőmennyiséget kell biztosítani a fokozott gáz, vagy olaj beviteléhez az előírt hőmérséklet egyenletes és fokozott eléréséhez a felfűtő égők által. A hőhasznosítók, regenerátorok, vagy rekuperátorok felfűtését ugyancsak ilyen felfűtő égőkkel ajánlatos megoldani, a hirtelen hőlökés kiküszöbölése érdekében. Az ily módon történő felfűtésnél nem biztosítható az, hogy az üzemszerűen alkalmazott váltakozó tüzelés — tűzváltás már a felfűtés kezdetekor kialakuljon, s így az égő-fejek, hőhasznosítók, füstcsatornák hőmérséklete mindig elmarad a kemence felépítmény hőmérsékletétől. Az üzemi melegítésre történő átállással a váltószerkezetek 800 °C körül végrehajtott beindításakor hirtelen hőmérséklet csökkenés, illetve hőlökés lép fel, ez pedig kedvezőtlen befolyást gyakorol a tűzállóanyagokra, és az egész kemence későbbi élettartamára. A kemencék hagyományos felfütése a végleges tüzelésre való bekapcsolásig rendkívül időigényes és költséges. Figyelembe véve, hogy a felfűtés során felhasznált energiamennyiségjelentős része a hőveszteséget pótolja, ezen hagyományos felfűtési eljárás rendkívül energiaigényes. A jelen találmány célja olyan eljárás és elrendezés kialakítása üvegolvasztó kemencék felfütésére, amellyel a kemencék az eddigi eljárásnál gyorsabban, veszélytelenebbül, olcsóbban és kis energiafelhasználással hozhatók üzemi hőmérsékletre. A találmány szerinti eljárással és elrendezéssel nagymértékben lecsökkenthető az üvegolvasztó kemencék felfűtési ideje, elkerülhető a hőlökések, nagymértékű energiamegtakaritás érhető el, továbbá az üzemi fűtésre történő átállás zökkenőmentes. A találmány feladata olyan eljárás és elrendezés kialakítása, amellyel biztosítható a kemence hagyományosnál gyorsabb felfütése, a kemence falazatának és egyéb csatlakozó részeinek egyenletes, homogén hőmérséklet-elosztást biztosító felfűtése mellett. A találmány szerinti eljárással a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy az üvegolvasztó kemence felfűtését a szükséges hőmérsékletű gáz, vagy olajeleggyel, előnyösen füstgázzal, illetve forró levegővel foganatosítjuk. A találmány szerinti elrendezéssel a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy önmagában ismert, olvasztótérrel, üzemi égőkkel, hőhasznosítókkal, váltóberendezésekkel és az üzemi égők befogadására kialakított, úgynevezett égőfejekkel rendelkező kemencét önmagában ugyancsak ismert, legalább egy füstgázgenerátorral egészítünk ki, amely célszerűen égőfejekben, vagy egyes kemence felépítményekben van elhelyezve. A találmány szerinti eljárást és elrendezést a mellékelt rajzokon ábrázolt kiviteli példa alapján részletesebben ismertetjük; Az 1—2. ábra egy-egy üvegolvasztó kemencét ábrázol felülnézetben, a 3. ábra pedig egy kemence keresztmetszetét ábrázolja a füstgázgenerátorok elhelyezésének feltüntetésével. Az 1. ábrán látható egy kisméretű kádkemence felfűtéséhez alkalmazott füstgázgenerátor elrendezés, ahol 1 kemence olvasztótér 2 adagolónyílásban elhelyezett 3 füstgázgenerátor, ugyancsak 4 munkakádban elhelyezett 3 füstgázgenerátor, 5 hőhasznosító rekuperátor legalább egy 6 üzemi égő (porlasztó) van elrendezve. A 2. ábrán látható egy közép, vagy nagyméretű kádkemence felfűtéséhez alkalmazott füstgázgenerátor elrendezés, ahol 1 kemence olvasztótérhez tartozó 7 hőhasznosító 8 falazott égőfej 6 üzemi égőinek (gáz, vagy olaj) nyílásai (porlasztók). A 7 hőhasznosító homlokfalában, az égőfejjel szemben 3 füstgázgenerátorok ideiglenesen kerülnek beépítésre. A 9 füstgázcsatomában helyezkednek el a 10 tüzelésváltók. A 3. ábrán látható 11 kemencéhez tartozó 7 hőhasznosító és 8 falazott égőfej 6 üzemi égőinek (gáz, vagy olaj) nyílásai 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
