DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2020.01.09

Дослідження експлуатаційних характеристик теплових печей при виробництві оптичного та спеціального флоат стекол

Dmytro Petrov, Liudmyla Bragina, Serhiy Yaitsky, Sviatoslav Ryabinin

Анотація


Показана  актуальність  дослідження  експлуатаційних  характеристик  вогнетривких  матеріалів  та  конструктивних  особливостей  теплових  агрегатів  при  виробництві  оптичного  та  спеціального  флоат-стекол.  Проаналізовано  сучасний  стан  теплових  режимів  ванних  й  регенеративних  одногоршкових  печей  та  існуючі  методи  визначення  їх  слабких  вузлів  при  взаємодії  розплавів  скла  з  вогнетривкими  футерівками.  Для  цього  було  використано  найсучасніше  діагностичне  обладнання.  Встановлено  характер  руйнування  бадделеїто-корундових  вогнетривів  у  скловарної  печі  при  виробництві  листового  флоат-скла  за  довготривалий  період  із  використанням  петрографічних  досліджень.  Наведено  одержані  статистичні  дані  щодо  впливу  різних  типів  сировини,  що  входить  до  складу  вихідних  шихт,  на  фізичне  руйнування  поверхні  вогнетривів.  Із  урахуванням  зміни  складу  стекол  у  результаті  їхньої  взаємодії  з  поверхнею  вогнетривів  запропоновано  математичне  корегування  типу  та  вмісту  сировинних  компонентів  для  отримання  скла  високої  якості  з  необхідними  експлуатаційними  та  оптичними  параметрами.  Доказано  важливість  урахування  допусків  на  теплове  розширення  при  капітальному  ремонті  регенеративної  горшкової  печі.  Виявлено  вплив  ходу  полум’яного  потоку  на  ефективність  роботи  печі,  на  основі  чого  перероблено  конструктив  газових  вікон.  Досліджено  залежності  корозії  стін  варильного  басейну  від  температури  в  найбільш  агресивних  зонах  ванної  печі.  Визначено  основні  типи  оптичних  стекол  за  хімічним  складом,  які  є  найбільш  агресивними  до  пічного  середовища.  У  зв’язку  з  впливом  на  характер  руйнування  вогнетривів  скла  в  залежності  від  його  хімічного  складу,  встановлено  необхідне  розміщення  температурних  датчиків  для  коректного  аналізу  теплових  навантажень  на  вогнетривкі  матеріали.  Здійснено  модифікацію  регенераторної  горшкової  печі  для  ефективного  та  економічного  виробництва  скла.  Наведено  результати  промислових  випробувань  та  впровадження  розроблених  методів  виробництва  високоякісних  оптичного  та  спеціального  флоат-стекол  із  урахуванням  підвищення  терміну  експлуатації.  Визначено  перспективні  напрямки  розвитку  даної  тематики. 


Ключові слова


оптичне скло; спеціальне флоат-скло; регенеративні печі; технологічні режими виробництва; експлуатаційні властивості вогнетривів; керамічні ємності; освітлення та гомогенізація; промислова діагностика

Повний текст:

PDF

Посилання


Ling S. H., Jing C. Y., Li X. L. Analysis Flue Gas DeNOx Technology for Float Glass Furnace. Applied Mechanics and Materials, 2014, 525, рр. 158–161, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.525.158.

Semenov B. A., Ozerov N. A.Thermal Resistance of the Wall Layer of Molten Glass in the High-Temperature Corrosion Zone of the Refractory Walls of the Melting Tank of Glassmaking Furnaces. Glass and Ceramics, 2016, 73, рр. 159–164, doi: 10.1007/s10717-016-9847-2.

Hartman P. Optical Glass, Bellingham: SPIE, 2014, 180 p.

Cheng M., Blanton N. Integrated Air Quality Control System for Float Glass Furnace. 71st Conference on Glass Problems: Ceramic Engineering and Science Proceedings, 2011, 32, рр. 34–49. doi: 10.1002/9781118095348.ch4.

Carter B. C., Norton M. G. Ceramic Materials. Science and Engineering. Springer, 2013, 775 p.

Savvova O. V., Bragina L. L., Petrov D. V., Topchii V. L., Ryabinin S. A. Technological Aspects of the Production of Optically Transparent Glass Ceramic Materials Based on Lithium-Silicate Glasses. Glass and Ceramics, 2018, 75, pp. 127–132, doi: 10.1007/s10717-018-0041-6.

George S. M., Haycock P. W., Ormerod R. M. The mechanism of corrosion of Aluminium Zirconium Silicate (AZS) material in the float glass furnace regenerator. Journal of the European Ceramic Society, 2018, 38, pp. 2202–2209, doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2017.12.006.

Curtis W. Postmortem of a Conventional Silica Brick from a Soda-Lime Float Glass Furnace Crown. Ceramic Engineering and Science Proceedings, 2010, 31(1), pp. 161 –173, doi: 10.1002/9780470769843.ch17.

Nemilov, S. V. Opticheskoe materialovedenie [Optical Materials Science]. Opticheskoe steklo: uchebnoie posobiie [Optical Glass: Textbook]. SPb: SPbU ITMO, 2011, 175 p.

Zverev, V. A., Krivopustova, E. V., Tochilyna, T. V. Opticheskie materiali. Ch. 2 [Optical materials. Part 2], SPb.: ITMO, 2013, 248 p.

Hartmann P., Jedamzik R., Reichel S., Schreder B. Optical glass and glass ceramic historical aspects and recent developments: A Schott view. Applied Optics, 2010, 49, no. 16, pp. D 157 – D 176, doi: 10.1364/AO.49.00D157.

Feng Zh., Li D., Guoqiang Q., Liu Sh. Study of the Float Glass Melting Process: Combining Fluid Dynamics Simulation and Glass Homogeneity Inspection. Journal of the American Ceramic Society, 2008, 10, pp. 3229–3234, doi: 10.1111/j.1551-2916.2008.02606.x.

Petrov D., Philonenko S., Bragina L. Production of optical glass of the 1st category of bubbles in ceramic crucibles. Bulletin of NTU "KhPI". Series: New solutions in modern technologies, Kharkiv: NTU "KhPI", 2017, 53 (1274), 132–136, doi:10.20998/2413-4295.2017.53.19.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Ling S. H., Jing C. Y., Li X. L. Analysis Flue Gas DeNOx Technology for Float Glass Furnace. Applied Mechanics and Materials. 2014. 525. P. 158-161. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.525.158.
  2. Semenov B. A., Ozerov N. A. Thermal Resistance of the Wall Layer of Molten Glass in the High-Temperature Corrosion Zone of the Refractory Walls of the Melting Tank of Glassmaking Furnaces. Glass and Ceramics. 2016. 73. P. 159–164. doi: 10.1007/s10717-016-9847-2.
  3. Hartman P. Optical Glass, Bellingham: SPIE, 2014. 180 p.
  4. Cheng M., Blanton N. Integrated Air Quality Control System for Float Glass Furnace. 71st Conference on Glass Problems: Ceramic Engineering and Science Proceedings. 2011. 32. P. 34-49. doi: 10.1002/9781118095348.ch4. 
  5. Carter B. C., Norton M.G. Ceramic Materials. Science and Engineering. Springer, 2013. 775 p.
  6. Savvova O. V., Bragina L. L., Petrov D. V., Topchii V. L., Ryabinin S. A. Technological Aspects of the Production of Optically Transparent Glass Ceramic Materials Based on Lithium-Silicate Glasses. Glass and Ceramics. 2018. 75. P. 127–132. doi: 10.1007/s10717-018-0041-6.
  7. George S. M., Haycock P. W., Ormerod R. M. The mechanism of corrosion of Aluminium Zirconium Silicate (AZS) material in the float glass furnace regenerator. Journal of the European Ceramic Society. 2018. 38, P. 2202-2209. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2017.12.006.
  8. Curtis W. Postmortem of a Conventional Silica Brick from a Soda-Lime Float Glass Furnace Crown. Ceramic Engineering and Science Proceedings. 2010. 31(1). P. 161–173. doi: 10.1002/9780470769843.ch17.
  9. Немилов, С. В. Оптическое материаловедение: Оптическое стекло: Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО. 2011. 175 с.
  10. Зверев В. А., Кривопустова Е. В., Толчина Т. В. Оптические материалы. Часть 2. СПб.: ИТМО. 2013. 248 с.
  11. Hartmann P., Jedamzik R., Reichel S., Schreder B. Optical glass and glass ceramic historical aspects and recent developments: A Schott view. Applied Optics. 2010. 49, No. 16. P. D 157 – D 176. doi: 10.1364/AO.49.00D157.
  12. Feng Zh., Li D., Guoqiang Q., Liu Sh. Study of the Float Glass Melting Process: Combining Fluid Dynamics Simulation and Glass Homogeneity Inspection. Journal of the American Ceramic Society. 2008. 10. P. 3229-3234. doi: 10.1111/j.1551-2916.2008.02606.x.
  13. Петров Д. В., Філоненко С. В., Брагіна Л. Л., Виробництво оптичного скла 1-ої категорії пузирності у керамічних судинах. Вісник НТУ «ХПІ», Серія: Нові рішення в сучасних технологіях. Харків: НТУ «ХПІ». 2017. № 53 (1274). С. 132–136. doi:10.20998/2413-4295.2017.53.19.