195169. lajstromszámú szabadalom • Elektromos üvegolvasztó kemence, különösen bórszilikát olvasztására
1 A találmány tárgya elektromos üvegolvasztó kemence, különösen bórszilikát olvasztására, amelynek négyszögletes alaprajzú olvasztókamrája és munkakamrája, továbbá az olvasztókamra fenekén a kemence hosszirányában kialakított csatornája van, ahol az olvasztókamrát a munkakamrával süllyesztett járat köti össze. Az olvasztókamra fűtésére az olvasztókamra alsó részén síkelektródák, azok fölött pedig pálcaelektródák vannak elrendezve. A 835 201 számú GB szabadalmi leírásból olyan üvegolvasztó kemence ismert, amelyben az olvasztótér szemben lévő oldalfalain az olvasztótér alján síkelektródák vannak elrendezve. A kemence hőmérsékletére bórszilikát-üveg olvasztása esetén 1650°C van előírva. A berendezéssel elérhető olvasztási teljesítmény maximuma bórszilikát esetében gyakorlatilag 1,5 t/m2/24 óra. Az olvasztási teljesítmény további növelése az olvadék minőségi romlását eredményezné. Síkelektródák és pálcaelektródák kombinációjának alkalmazása elektromos üvegolvasztásra a gyakorlatban — ismereteink szerint — nem használatos, az 500 188 számú SU szerzői tanúsítvány leírásában azonban megemlítik. A szerzői tanúsítvány javaslata szerint az olvasztótér vízszintesen két zónára van osztva. A betét előolvasztására szolgáló, nagyobb területű és alacsonyabb zóna a homlokfalban elrendezett két pálcaelektródával, nagyobb teljesítményigény esetén négy pálcaelektródával van fűtve. Az alsó zóna, amely üveg olvasztására és finomítására szolgál, és amely kisebb alapterületű, ugyanakkor mélyebb, az oldalfalakban rögzített két síkelektródával fűthető. Az elektródák áramellátását zónánként külön-külön, önálló elektromos kétfázisú áramkörök biztosítják. Négy pálcaelektróda alkalmazása esetén háromfázisú áram alkalmazására van szükség. A fenti megoldás hátránya, hogy bonyolult felépítésű olvasztótere ellenére viszonylag alacsony olvasztási teljesítményt nyújt. Ennek oka elsősorban, hogy a homlokfalban elrendezett pálcaelektródák az olvasztótér összfelületét csökkentik, így például molibdénelektródák aktív kinyúlása a homlokfalból egy előírt hosszértéket nem léphet túl. Az előírt érték túllépése esetén az elektródák elhajlása, sőt törése következhet be. A fenti berendezés további hátránya, hogy az egymás mellett elrendezett külön áramforrások egymás működését kedvezőtlenül befolyásolhatják. A találmánnyal célunk az említett ismert megoldások hiányosságainak kiküszöbölésével nehezen olvadó anyagok, különösen bórszilikát-üveg olvasztására alkalmas, egyszerű felépítésű, viszonylag nagyteljesítményű üvegolvasztó kemence kialakítása. A kitűzött feladatot azáltal oldottuk meg, hogy elektromos üvegolvasztó kemencében, amelynek négyszögletes alapfelületű olvasztókamrája és munkakamrája, továbbá az ol-2 2 vasztókamra fenekén a kemence hosszirányában kialakított csatornája van, ahol a munkakamrát az olvasztókamrával süllyesztett járat köti össze, és az olvajztókamra fenekéhez közel síkelektródák, azok fölött pedig pálcaelektródák vannak elrendezve, a találmány szerint a síkelektródákat és a pálcaelektródákat az olvasztókamra szemben lévő oldalfalain rögzítettük, továbbá a síkelektródák és a pálcaelektródák számát úgy választottuk meg, hogy a síkelektródák száma a pálcaelektródák számának 1,1-3-szorosa. Az olvasztókamra azonos oldalán elrendezett síkelektródák és pálcaelektródák a találmány szerint szabályozható kétfázisú áramforrás egyazon fázisára csatlakoznak. A találmány szerint kialakított üvegolvasztó kemence az elektródák szemközti oldalfalakon történő elrendezésével, a síkelektródák és a pálcaelektródák számának meghatározott arányával, valamint az elektródák azonos fázisra való csatlakoztatásá val kedvező progresszív áramlás jön létre, továbbá intenzív keveredés és intenzív hőátadás valósul meg. Mindezen kedvező hatások összességének eredményeképpen a találmány szerinti üvegolvasztó kemencével legalább 2 t/m2/24 óra fajlagos olvasztási teljesítmény érhető el. A találmány szerinti üvegolvasztó kemence teljesítménye könnyen változtatható. Adott üvegtömeg és adott elektróda-kombináció esetér változatlan forrásrészek megtartásával az olvasztási teljesítmény ±20% tartományban változtatható, például az elektromos áramforrás szabályozása útján. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon:- az 1. ábrán a találmány szerinti üvegolvasztj kemence példakénti kiviteli alakját hossztengelye mentén vett metszetben tüntettük fel:-a 2. ábrán az 1. ábra szerinti berendezés hosszmetszetét:- a 3. ábrán az I. ábra szerinti berendezés keresztmetszetét ábrázoltuk. Amint a rajzból kitűnik, a találmány szerinti 1 üvegolvasztó kemencének 2 olvasztókamrája és 3 munkakamrája van, amelyek 4 süllyesztett járaton keresztül vannak összekötve. Az 1. ábrán a 3 munkakamrának csak részletét tüntettük fel. A 2 olvasztókamrát felülről 5 boltozat, oldalról 6 és 7 oldalfalak, alulról pedig 8 fenékrész határolják. A 8 fenék’észben az 1 üvegolvasztó kemence hossztengelye irányában húzódó 9 csatorna van kialakítva. A berendezés fűtőrendszerét kétfázisú elektromos 12 áramforrásra kötött 10 síkelektródák és 11 pálcaelektródák képezik. A 10 síkelektródák a 8 fenékrész közelében a 2 olvasztókamra szemközti 6 oldalfalainak alsó részén vannak elrendezve. Az egy 6 oldalfalon lévő 10 síkelektródák száma kiviteli példánkban tíz. A 11 pálcaelektródák a 6 oldalfalakon a 10 síkelektródák fölött előnyösen egy sorban (1. ábra) vannak rögzítve. A 11 pálca-195169 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
