Przedmiotem wynalazku jest piec wannowy do elektrycznego topienia szkla szczególnie szkla przeznaczonego na ciagle wlókna szklane.Szkla przeznaczone na wlókno szklane szczególnie wlókno do wzmacniania tworzyw sztucznych posiadaja duza i zmienna rezystancje, cp bardzo utrudnia ich elektrodowe topienie* Szkla te zawieraja 0,1-5»O$ zwiazków alkalicznych i sa zaliczane do szkiel trudnotopliwych. Sa to szkla typu E znane z opisu patentowego St*Zjedn* 2 334 961 zawierajace: 52-56* Si02,12-16# A1203, 8-1196 B203,3-6# MgO, 16 -19% CaO, Na20 + K20 + LigO do 1# oraz jako srodek odgazowu¬ jacy i przyspieszajacy topienie - fluor lub szkla znane z opisu patentowego PRL 87 767 oraz 136 748. Opisane szkla topi sie w wiekszosci spalajac paliwa gazowe lub plynne albo systemem mieszanym gazowo-elektrycznym* W polskim opisie patentowym 65 472 opisano sposób elektrycznego topienia szkiel borokrze- mowych zawierajacych mala ilosc tlenków alkalicznych oraz piec elektrodowy do realizacji tego sposobu w szczególnosci piec wglebny. Piec ten sklada sie ze strefy topienia, kanalu przeplywowego i ze strefy roboczej* System grzejny sklada sie z elektrod umieszczonych po¬ ziomo i jest w kazdej strefie regulowany niezaleznie* W strefie topienia system ten sklada sie z czterech elektrod znajdujacych sie w górnej czesci tej strefy* W kanale przeplywowym system ten tworza co najmniej trzy elektrody, które siegaja do strefy roboczej pieca i do strefy topienia* System grzejny w strefie roboczej sklada sie co najmniej z jednej pary elektrod, które znajduja sie ponizej poziomu masy szklanej, oraz z elementów grzejnych opo¬ rowych, które sa zamontowane powyzej lustra szkla* Strefa robocza zaopatrzona jest w kanal przelewowy, który wyrównuje wahania wydobycia masy szklanej* Topienie szkla we wglebnym piecu prowadzi sie przez regulowanie doplywu energii do elektrod zanurzonych w masie szkla¬ nej w ten sposób aby otrzymac opadajacy gradient temperatury od powierzchni masy szklanej w kierunku kanalu przeplywowego* Spadek temperatury od poziomu maksimum temperatury w gór- 146 1432 146 143 nej polowie strefy topienia w kierunku dna reguluje sie dobranym stosunkiem pomiedzy doply¬ wem mocy do elektrod znajdujacych sie w strefie topienia i do elektrod polozonych w strefie kanalu przeplywowego* Wymagana jakosc masy szklanej w tym piecu uzyskuje sie przy jej laminarnym przeplywie i braku pradów wstecznych* W kierunku zapewnienia laminarnego przeplywu masy szklanej we wglebnym piecu prowadzi konstrukcje elektrodowego pieca szklarskiego znana z japonskiego opisu patentowego 5 934 657. Piec ten posiada od góry strefe zasypu, rzad elektrod do roztapiania zestawu, ponizej strefe dalszego topienia i klarowania masy szklanej zaopatrzona co najmniej w je¬ den rzad elektrod zanurzonych w masie szklanej, kanal przeplywowy i strefe robocza* Elek¬ trody zanurzone w masie szklanej w strefie klarowania sa umieszczone poziomo i sluza do precyzyjnej regulacji temperatury nagrzewanej masy szklanej w calym przekroju w poziomej plaszczyznie pieca, dzieki czemu nie powstaje praktycznie przeciwprad* Znane konstrukcje pieców elektrodowych zabezpieczaja wymagaja jakosc masy szklanej przy jej laminarnym przeplywie od strefy zasypu do kanalu przeplywowego* Piece te posiadaja sztywna charakterystyke wydajnosci topienia a kazde odchylenie wydobycia masy szklanej od nominalnej wartosci moze spowodowac zachwianie ustalonego przeplywu i pogorszenie jakosci wytwarzanej masy szklanej co w krancowych przypadkach moze uniemozliwic formowanie wyrobów* Stosowanie kanalu przelewowego w celu wyrównania zmian wydobycia powoduje niepowrotne straty masy szklanej* Proces wytwarzania ciaglego wlókna szklanego wymaga masy szklanej o wysokiej jednorodnosci chemicznej i termicznej w celu zapewnienia konieczne stabilnosci lepkosci* V/ procesie tym wystepuja wahania poboru masy szklanej wynikajace ze zmian ilosci pracujacych urzadzen formujacych - lódek platynowo-rodowych i zmian ich wydajnosci przy odpowiadajacych im zmianach texu wymuszanych programem produkcyjnym* Lódki zuzywaja sie lub ulegaja uszkodzeniom w trakcie eksploatacji, zatem musza byc wymieniane co wymaga zam¬ kniecia doplywu masy szklanej do wymienianej lódki* Brak stabilnej jakosci masy, czy tez wystepujace niejednorodnosci termiczne powoduja zrywanie aie pojedynczych wlókienek wycia¬ ganych z lódki, a nastepnie calego pasma, co zwieksza odpady produkcyjne, a jednoczesnie angazuje wieksza liczbe pracowników do obslugi urzadzen formujacych. Prowadzenie produkcji wlókien szklanych wysokiej jakosci przy niestabilnej termicznie masie szklanej jest nie¬ mozliwe.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji pieca wannowego do elektrycznego topienia szkla szczególnie szkla przeznaczonego na ciagle wlókna szklane zapewniajacego konieczna stabilnosc lepkosci masy szklanej niezbedna do formowania wlókna szklanego oraz jej wysoka jednorodnosc chemiczna i termiczna przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej sprawnosci ener¬ getycznej pieca jak rdwniez niezbednej elastycznosci wydajnosci topienia w celu unikniecia strat masy szklanej.Zgodnie z wynalazkiem piec wannowy do elektrycznego topienia szkla w systemie grzejnym czesci topienia ma niezaleznie zasilane elektrody umieszczone prostopadle do osi wanny, w scianach bocznych, parami na liniach tworzacych ksztalt odwróconej litery V, rozmiesz¬ czane co najmniej w dwóch plaszczyznach równoleglych do poziomu masy szklanej, a linie przeprowadzone przez osie wspólpracujacych w parach elektrod sa równolegle do poziomu masy szklanej i/lub linie te przecinaja sie tworzac litere V.Rozwiazanie wedlug wynalazku umozliwia dostosowanie wydajnosci topienia wanny do aktual¬ nego produkoyjnego zapotrzebowania masy szklanej co eliminuje straty masy sciekajacej z kanalu przelewowego wyrównujacego wahania wydobycia, zapewnia w zakresie regulacji wydaj¬ nosci wanny wymagana dla procesu formowania ciaglego wlókna szklanego jakosc masy, zwlasz¬ cza jednorodnosc chemiczna i termiczna.Umozliwia ono przez zróznicowanie pradowego obciazenia par elektrod umieszczonych w czesci topienia, zmiane wydajnosci topienia, glównie przez prowadzenie procesu topienia wglebnego i jednoczesnie na calej dlugosci czesci topienia nie naruszajac przy tym równo-146 143 3 miernosci topienia zestawu na powierzchni lustra szkla. Rozmieszczenie par elektrod na co najmniej dwóch plaszczyznach w ksztalcie odwróconego V pozwala na wzmacnianie wglebnego to pienia elektrodami umieszczonymi ponizej oraz na regulacje wydajnosci pieca dostarczana moca w ten sposób, ze wytwarzane sa i wzmacniane prady w masie szklanej o kierunku równole¬ glym do osi wanny* Usytuowanie wspólpracujacych w parach elektrod w ten sposób, ze linie przeprowadzone przez ich osie tworza litere V poglebia i przyspiesza prady wystepujace w masie szklanej oraz umozliwia precyzyjna regulacje maksimum temperaturowego polepszajac jakosc szkla* Wynalazek jest blizej przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku oznaczonym fig* 1 przedstawiajacym przekrój wzdluz osi wanny i fig* 2 - przekrój wanny na poziomie lustra szkla.Wanna sklada sie z czesci topienia 1, kanalu przeplywowego 2, czesci wyrobowej 3, zasi¬ lacza 4 zaopatrzonego w lódki 5 platynowo-rodowe, z których wyciagane jest wlókno szkla¬ ne 6* Kazda z czesci wanny wykonana jest z materialów ogniotrwalych o wysokiej jakosci, chlodzonych powietrzem* Czesc topienia 1 ma otwór 7 do wprowadzenia zestawu 8 i otwór 9 do odprowadzania lotnych produktów topienia zestawu 8 a w dnie 10 uskok 11 w kierunku ka¬ nalu przeplywowego 2* Czesc wyrobowa 3 jest bezposrednio polaczona z zasilaczem 4, który w dnie 12 ma otwory 13 przez które masa szklana 14 przeplywa do wnetrza lódki 5. Czesc to¬ pienia 1 i czesc wyrobowa 2 posiadaja uklady elektrodowego topienia i ujednoradniania za¬ opatrzone w elektrody molibdenowe w ksztalcie pretów o przekroju okraglym* Czesc wyrobowa 2 i zasilacz 4 pod sklepieniem 13 maja zamontowane crusylity 16 ogrzewajace od góry masa szklana 14, podlaczone do zasilania w ten sposób, ze kazda lódka 5 i czesc wyrobowa 7 ma niezalezny automatyczny uklad regulacji temperatury masy szklanej polaczony z systemem grzejnym. W czesci topienia 1 uklad elektrod sklada sie z par elektrod, których kazda za¬ montowana jest w przeciwleglej scianie w ten sposób, ze para III-IV znajduje sie najblizej warstwy zestawu w srodku czesci topienia 1, pary I-II i V-VT umieszczone sa glebiej pod powierzchnia lustra szkla tworzac z pierwsza para uklad o ksztalcie odwróconej litery V* W ten uklad wlaczona jest para elektrod VII-VIII umieszczona na wplywie masy szklanej do kanalu przeplywowego 2* Linia przeprowadzona przez osie elektrod I-II i V-VI przecina sie tworzac litere V. Czesc wyrobowa 3 ma na wplywie masy szklanej w poblizu kanalu przeplywo¬ wego 2 uklad elektrod IX-X oraz tuz pod lustrem szkla uklad dwóch elektrod XI-XII i elektro¬ de ochronna XIII, a nad lustrem szkla crusylitowy system ogrzewania 16. Kazda para elektrod zasilana jest niezaleznie przez uklady automatycznej regulacji mocy nie uwidocznione na rysunku* Wanna jest wyposazona w nieuwidocznione na rysunku uklady: automatycznej regulacji temperatur, poziomu lustra szkla, chlodzenia elektrod, bez których eksploatacja wanny bylaby bardzo trudna* Przebieg tooienia szkla na wlókno szklane o skladzie wedlug przykladu II w patencie PRL 136 748 jest nastepujacy* Zamontowane w zasilaczu 4 lódki 5 oraz program produkcyjny wlókna 6 okreslaja konieczne jednostkowe wydobycie masy szklanej z wanny, a to z kolei narzuca wybór odpowiadajacego temu wydobyciu ukladu mocy do poszczególnych par elektrod w czesci topienia 1. Przy 95% obciazeniu zdolnosci przetopowej wanny dostarcza sie, przyjmujac moc dostarczona do czesci topienia 1 za 100%, nastepujace moce do poszczególnych par elektrod: para I-II - 45,5% mocy, para III-IV - 24,5% mocy, para V-VTI - 20,4% mocy, para VII-VIII - - 10,0% mocy. Uzyskuje sie zuzycie ciepla 1,57 KW na kilogram szkla. Przy obciazeniu 50% zdolnosci przetopowej wanny obciazenie dostarczana moca jest nastepujace, przyjmujac moc dostarczona do czesci topienia 1 za 100%, para I-II - 32% mocy, para III-IY - 7% mocy, para V-VI - 33% mocy, para VII-VIII 28% mocy* Uzyskuje sie zuzycie ciepla 2,55 KW na kilogram szkla* Przy obciazeniu 70% zdolnosci przetopowej wanny obciazenie dostarczana moca jest nastepujace, przyjmujac moc dostarczana do czesci topienia 1 za 100%, para I-II - 34% mocy, para III-IY - 22% mocy, para V-VI - 33% mocy, para YII-III - 11% mocy. Zuzycie ciepla wynosi 1,91 KWh na kilogram szkla. Obciazenie elektrod czesci wyrobowej 3 ksztaltuje sie na pozio-4 146 143 mie 10-20* obciazenia pradowego elektrod w czesci topienia 1 a obciazenie crusylitów 16 zalezy od ilosci zamontowanych lódek 5 i zawiera sie w granicach 15-20 KW na jedna lódke.W czesci topienia 1 nad stale utrzymywana warstwa zestawu 8 wytwarza sie temperatura 150-300 C co stwarza lagodne warunki pracy sklepienia i zasypnika zestawu* Zestaw 8 Jest topiony w temperaturze 1400-1600°C na mase szklana, która przeplywa przez kanal przeplywowy 2 gdzie ma temperature 1300-1380°C a nastepnie przez czesc wyrobowa 3 do zasilacza 4 gdzie jest utrzymywana w temperaturze wymaganej przez proces formowania wlókna szklanego.Piec moze byc stosowany w przemysle szklarskim glównie do topienia szkiel z mala zawar¬ toscia tlenków alkalicznych szczególnie szkiel przeznaczonych na ciagle wlókna szklane.Zastrzezenie patentowe Piec wannowy do elektrycznego topienia szkla zlozony z czesci topienia, kanalu prze¬ plywowego, czesci wyrobowej, zasilacza, zaopatrzonych w niezaleznie regulowane systemy grzejne zlozone z poziomo umieszczonych elektrod pretowych o przekroju okraglym, zanurzo¬ nych w masie szklanej i/lub oporowych elementów grzejnych, znamienny tym, ze w systemie grzeknym czesci topienia /1/ ma niezaleznie zasilane elektrody umieszczone pro¬ stopadle do osi wanny, w scianach bocznych, parami na liniach tworzacych ksztalt odwróconej litery V, rozmieszczone co najmniej w dwóch plaszczyznach równoleglych do poziomu masy szklanej, a linie przeprowadzone przez osie wspólpracujacych w parach elektrod sa równolegle do poziomu masy szklanej i/lub linie te przecinaja sie tworzac litere V. 15 ió 4 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 220 zl PL