К определению температурного поля в огнеупорной кладке варочного бассейна стекловаренной печи

Abstract

В ванных пламенных стекловаренных печах одним из основных факторов, который определяет длительность работы агрегата, является срок службы бокового ограждения варочного бассейна. Под воздействием высокотемпературного расплава, а также продуктов сгорания топлива, возникает процесс физико-химической коррозии материалов огнеупорных брусьев кладки бассейна печи. Чем выше уровень температур, тем быстрее происходит процесс разрушения кладки. Наиболее действенным методом снижения скорости данного процесса, является принудительное охлаждение наружной поверхности варочного бассейна в точке раздела трёх фаз, то есть на линии зеркала стекломассы, где соприкасаются все три среды, которые участвуют в процессе варки стекла – твёрдая (огнеупорный брус), жидкая (расплав стекломассы), газообразная (продуты сгорания). На заключительном этапе работы печи, в результате такого охлаждения на внутренней поверхности огнеупорного бруса может образовываться гарниссаж – пристенный слой охлаждённой (относительно общего уровня) стекломассы. Наличие такого слоя резко снижает негативное воздействие расплава на ограждение, что способствует повышению срока службы печи в целом. Приведены результаты решения двумерной задачи нестационарной теплопроводности в ограждении стекловаренной печи при наличии воздушного охлаждения, многослойной изоляции с учётом пристенного охлаждённого слоя стекломассы. Выполнено сравнение полученных расчётных данных с данными экспериментальных исследований.

In the bath type flame glass melting furnaces, one of the main factor that determines the duration of the unit operation is the service life of the side enclosure of the melting tank. Under the influence of high-temperature melt, as well as combustion products of fuel, a process of physicochemical corrosion of refractory bar material occurs in furnace bath. The higher the temperature level, the faster the mansory destruction process takes place. The most effective method of reducing the speed of this process is forced cooling of the outer surface of the melting tank at the point of separation of the three phases, that is on the line of the glass mirror, where all three media that participate in the glass melting process are solid (refractory bar), liquid (melt), gaseous (combustion products). At the final stage of the furnace operation as a result of such cooling, a garnet-wall layer of the cooled glass mass (relative to the general level) may from on the inner surface of the refractory bar. The presents of such a layer sharply reduces the negative impact of the melt on the enclosure, which contributes to an increase in the life of the furnace as a whole. The results of solving the two-dimensional problem of non-stationary thermal conductivity in the enclosure of the glass furnace are presented in the presence of air cooling, multilayer insulation, taking into account the cooled wall layer of glass mass. A comparison of the calculated data with the data of experimental studies is made.