[其他]具有复合衬里的烧蚀熔化

说明书

在熔化诸如玻璃炉料的方法和设备中，炉体的初始热保护由炉料衬里提供，在初始热保护不正常的部分，通过在炉体内部设置局部耐火材料衬里提供二次保护。

美国专利NO.4，381，934中披露了熔化玻璃炉料或类似物料的方法，在该方法中，诸如炉料本身的粉料衬里充作绝热层，可在炉内高温条件下保护炉体侧壁。在推荐的实施例中，环状衬里在炉子中部形成空腔。该衬里可通过向其上不断添加较冷的物料及使熔化的物料从炉内自由流出来保持。这种结构的优点是能够为熔化炉料提供高温，而不使产品流与沾污性的耐火材料大面积接触，也不会由于强制冷却炉壁而造成大量的热损失。

耐火壁上的熔化层在先有技术中已众所周知，例如已在美国专利No.1，831，619;1，889，511;2，006，947和2，593，197中披露。这些结构的缺点是通过的物料量较少，而与耐火材料的接触面积较大，因此有很大可能因耐火材料侵蚀而污染物料。

美国专利No.2，834，157（Bowes）;3，917，479（Sayceet al）和4，061，487（Kiyonaga）中披露了水冷却熔炉的某些先有技术实例。这些方法都是用水作为初始冷却介质以充分保护炉体的全部侧壁部分，但由于冷却液和炉内熔化物料之间产生很大的温度梯度，使得大量的能量经过炉壁而耗费掉。

上述美国专利No.4，381，934中所述的熔化方法。可连续操作很长时间而不必采用强制的外部冷却，同时可避免炉体侧壁上产生明显的热耗蚀。虽然炉料衬里有时也会发生不规则侵蚀，但由于向炉内添加了补充炉料，此系统一般能自行修复。然而熔化炉内稳定状态下产生的破坏，有时会造成部分衬里的厚度减薄。特别是在炉体上部会减薄到使其侧壁部分可能暴露于高温下，如果长期如此，高温可能引起炉体损坏或其它热侵蚀。此外，在起动或供料速率或加热速率改变时炉料壁厚度极易发生变化。在正常操作期间，炉高中部的炉料衬里可能侵蚀更快，因而使其上的衬里悬空最终使得上部衬里突然塌陷。如果持续的时间短，这种失常现象不会造成太大的问题，但是，如果它们持续较长时间或屡次发生，就应对炉体提供附加热保护。按照熔化方法的最佳实施例，当旋转炉体时，由于炉体的热变形会产生动态不稳定性，而带来一个特殊问题。

美国专利No.3，689，679（Niwa et al）披露了稍有不同的石英熔化法，在该方法中炉体采用部分冷却。如该专利所述，在快速熔化区中对大部分的侧壁提供冷却。该专利没有涉及本发明中所说的在衬里表面上的熔化过程。

在本发明中玻璃之类的炉料在炉体内空腔表面上熔化。而炉体是用与熔化物料相容的粉料绝热衬里提供初始热保护的，用炉料自身更好。由于在炉体上部设置了耐火材料衬里，即使在不正常操作时粉料衬里厚度过分减少，也能保护炉体侧壁免受过度的热侵蚀。因为在大多数情况下，耐火材料对熔化物料的暴露仅仅是间断的，即使暴露时也由于耐火材料面积较小，因此它们之间的接触是微不足道的，耐火材料衬里在粉料衬里减少到最低厚度以下时，用来使炉体保持热稳定，而耐火材料和熔化物料之间的接触只是在粉料衬里完全消失之处时有时发生。调节操作参数使粉料衬里重新覆盖耐火材料，从而使耐火材料暴露减至最小。

根据需要，可以通过冷却炉体上部耐火材料衬里区域，以在非正常操作时给炉体提供附加热稳定性保护。因为耐火材料衬里具有绝热效果，故通过冷却而从熔化过程中损失的热量很少。当粉状层完整无缺时，通过冷却损失的能量更小。而且，冷却仅仅间歇地而且是在有限区域内明显影响热传导，冷却过程最好包括向炉体外表面喷水。

图1是本发明的一个旋转式熔化炉的最佳实施方案的垂直剖视图，该熔化炉包括按照本发明所说明的具有可选择的冷却装置的上部耐火材料衬里。

图2是熔化炉上部的放大剖面图，其中示出了最佳耐火材料衬里结构。