Einsatz von Sauerstoff bei der Beheizung von Glasschmelzwannen

Abstract

Some experiments made an an oil-fired regenerative horseshoe flame furnace, melting green bottle glass, are reported. The object of these tests was the production of asymmetrically burning flames by introduction of pure oxygen below the oil burners. By oxygen enrichment of about 30% the oil supply was to increase step-wise to 50% without adversely affecting glass quality. Having regard for the sidewall refractory materials, the oxygen was introduced only under the inner burner in each port. Over about 3 weeks, operating with around 27% oxygen, furnace load was increased by about 60% and oil consumption by around 25%. The increase in oil consumption was limited by the maximum permissible temperature of 1600 °C in the refining zone. The crown temperature in the melting end was about 50 °C higher. The type of oxygen mixing and the interaction between the two burners in each port, one with oxygen and one without, gave different length flames which are probably responsible for this. Temperatures at the bottom of the tank as indicated by thermocouples showed that the equilibrium between the heat transferred to the melt and the heat released by it to the melting batch determines the attainable increase in production. The heat transferred into the melt in the batch melting region can be increased by oxygen addition under both burners, by using as many oxygen enriched flames as possible, as shown by brief tests over two days, or by electric boosting.

Des essais portant sur un four à boucle à régénération chauffé au mazout et destiné à la fusion de verre vert pour bouteille sont décrits. Le but de ces essais est de produire des flammes non symétriques par introduction d'oxygène pur sous les tuyères des pulvérisateurs à mazout. Cette méthode doit permettre de porter l'enrichissement d'oxygène graduellement de 30% de la proportion de mazout à environ 50% de celle-ci et d'augmenter ainsi le rendement de la fusion sans toutefois compromettre la qualité du verre. Afin de ménager les réfractaires des parois latérales, l'oxygène n'est introduit que dans le pulvérisateur intérieur de chaque brûleur. Au cours des essais, qui ont duré trois semaines environ, un enrichissement en oxygène de 27% a permis d'obtenir un accroissement de la production d'environ 60% en n'augmentant que de 25% la consommation de mazout. La limitation du débit de mazout correspondait à une température maximale de 1600 °C admissible dans la zone d'affinage. Dans la zone de composition et dans la zone de moussage, de même que devant la gorge, les températures des voûtes augmentaient de 50 °C. Le mode d'incorporation de l'oxygène et les interactions entre les flammes de différentes longueurs obtenues avec ou sans introduction d'oxygène dans les pulvérisateurs de chaque brûleur sont probablement responsables de cet accroissement de température. L'évolution de la température au niveau des thermoéléments incorporés dans la sole de la cuve montre que l'équilibre entre l'apport calorifique à la fonte et la cession de chaleur de la fonte au mélange qui la recouvre est un élément décisif de l'accroissement de production que l'on peut obtenir. Comme le montre un essai de courte durée réalisé pendant deux jours, l'apport de chaleur peut être fortement augmenté si l'on introduit l'oxygène dans les deux pulvérisateurs, lorsque l'on utilise le plus possible de flammes additionnées d'oxygène et/ou par un chauffage électrique d'appoint dans la zone de composition.

Es wird über Versuche berichtet, die an einer regenerativ mit Öl beheizten U-Flammenwanne zum Schmelzen grünen Flaschenglases durchgeführt wurden. Ziel dieser Versuche war die Erzeugung unsymmetrisch brennender Flammen durch Einführung reinen Sauerstoffs unter den Ölzerstäuberdüsen. Dabei sollten mit steigender Sauerstoffanreicherung auf etwa 30% der Öldurchsatz stufenweise bis um etwa 50% erhöht und die Schmelzleistung ohne Beeinträchtigung der Glasqualität gesteigert werden. Der Sauerstoff wurde zur Schonung des feuerfesten Materials der Seitenwände nur unter dem Innenzerstäuber jedes Brenners zugesetzt. Bei den etwa 3wöchigen Versuchen wurde bei Sauerstoffanreicherung auf 27% eine Erhöhung der Schmelzleistung um etwa 60% bei gleichzeitiger Steigerung des Öldurchsatzes um 25% erzielt. Die Begrenzung des Öldurchsatzes war durch die maximal zulässige Temperatur von 1600 °C im Läuterbereich gegeben. Im Gemenge-, im Schaumbereich und vor dem Durchlaß stiegen die Gewölbetemperaturen um etwa 50 °C an. Die Art der Sauerstoffeinmischung und die Wechselwirkung zwischen den mit und ohne Sauerstoff an den beiden Zerstäubern jedes Brenners erzeugten verschieden langen Flammen sind vermutlich hierfür verantwortlich. Der Temperaturverlauf an den im Boden der Schmelzwanne liegenden Thermoelementen zeigt, daß das Gleichgewicht zwischen Wärmeangebot an die Schmelze und Wärmeabgabe der Schmelze an das darüber befindliche Gemenge für die erzielbare Schmelzleistungssteigerung entscheidend ist. Das Wärmeangebot kann, wie ein Kurzversuch über 2 Tage zeigte, durch Einführung von Sauerstoff unter beide Ölzerstäuber, durch Anwendung möglichst vieler mit Sauerstoffzusatz arbeitender Flammen und/oder durch elektrische Zusatzheizung im Gemengebereich wesentlich gesteigert werden.