[发明专利]用于浸没装料的具有可拆卸头部的装料机

说明书

技术领域

本发明涉及可玻璃化材料的装料机，其包括由可拆除滑门挡板形成的头部，涉及包括此类装料机的用于熔融玻璃的设施，以及涉及用于使用此类设施熔融玻璃的方法。

背景技术

在玻璃熔炉中，可玻璃化的初级材料(matières premières)的装料通常通过将这些材料沉积在玻璃浴上实现。在具有位于玻璃水平上方的常规燃烧器的熔炉中，需要润湿可玻璃化材料以防止它们被热的熔炉气体带走（例如见US 3725 022和US 6 349 570）。但是，由于所使用的水的蒸发，该预先润湿在能耗方面具有高昂的成本。

此外已知回收包含有机成分（有机粘合剂）的矿物纤维。但是，此回收需要通常最晚在装料机中通过燃烧预先去除有机成分（例如见EP 2 072 474）。然而，在熔炉正上游的此类预燃烧阻止了在将要回收的纤维材料供入熔炉中之前对它们的润湿。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于熔融玻璃的方法和设施，其允许不需要任何预润湿而克服与初级材料的撒布(volage)相关的问题，以及甚至对于包含大比例有机材料的要回收的初级材料如矿物棉的此类问题。在本发明的方法中，不需要将要回收的初级材料置于旨在去除有机材料的预燃烧步骤之中。依靠本发明的方法，可将包含有机粘合剂（甚至占很大比例）的玻璃绒或石棉这样供入熔炉，即，没有预燃烧或预润湿。

在本发明中此目的通过综合使用以下手段而实现：

- 特定的装料方法涉及在熔融材料的浴的水平之下装料，在后文称之为“在深度处装料”或者“浸没装料”；以及

- 在熔融玻璃的正中心浸没的燃烧器，允许与要循环的初级材料一起引入的有机成分的燃烧。

在深度处装料可玻璃化材料非常充分地将撒布限制到对于该方法可接受的量。要回收的初级材料的有机成分不再认为是熔融前要去除的成问题的因素，而是有价值的燃料，其改善了该方法的能量预算。具体地，当与要回收的初级材料一起引入的有机材料（纸、粘合剂、聚合物粘合剂）与热玻璃的浴接触时，发生热解反应并且热解气体与氧气接触而燃烧。此氧气可源自玻璃浴中的氧化物，且此氧气的消耗又导致玻璃浴的减少。否则其可存在于熔融玻璃浴上方的大气中。当然，当有机材料的比例很大时，可以例如通过氧气起泡器或氧化化学试剂连续地供给氧气。

本发明的玻璃熔化方法的能量预算也通过不需要纤维或颗粒初级材料的预润湿而被改善。

作为燃料与可玻璃化初级材料一起引入的有机成分的使用因而理论上允许用液体或固体燃料例如有机废弃物或生物质来完全替代通常为浸没燃烧器提供能源的气体燃料（天然气）。

但是，本发明的浸没装料产生了限制并且导致有关安全性的问题。如果密封系统失效，熔融玻璃的水平之下熔炉槽罐壁中孔的存在产生了泄漏的风险。此外，如果装料机失效，对装料机的任何工作都将需要使熔炉停机并腾空。最后，装料机面临比在玻璃浴的水平上方装料的常规装料机所承受的热应力高得多的热应力。

在本发明中，由浸没装料导致的这些技术问题已经通过一种新颖的装料机解决，该装料机尤其适于本发明的方法。此装料机包括由滑门挡板形成的可拆除头部，至少其活动部分（滑门）由用于流动冷却剂的内部导管系统穿过。此滑门挡板允许简单且快速地关闭装料孔而不需要使熔炉停机或者预先腾空槽罐。在关闭后，挡板的滑门的主动冷却导致形成固体材料的保护性硬壳，并防止装料机的头部的热学劣化。

装料机头部的可拆除特性允许具有满的槽罐的设施的装料机被快速拆除和/或更换。最后，将装料机的冷却的头部插入在槽罐壁和装料机的鼻部之间使得装料机与熔融玻璃浴隔开并且保护其免受过度的热应力。

本发明因而涉及一种用于在位于熔融玻璃水平下的水平处将可玻璃化材料成分装料到玻璃熔化熔炉中的装料机，包括：

- 主体，其具有桶和用于输送可玻璃化材料的机械系统，所述系统容纳在所述桶中； 

- 具有滑门挡板的头部，此头部可拆除地固定到桶的末端上；以及

- 管状连接部分，其紧固到滑门挡板上并旨在至少部分地插入设在熔炉的槽罐的壁中的装料孔中，该滑门挡板和该连接部分包括可以连接到冷却剂源上的内部导管系统。

本发明的装料机的主体，即包含用于输送可玻璃化材料的机械系统的桶，不具有任何特别的机械特征。用于输送可玻璃化材料的该机械系统例如可为活塞或一个或更多蜗杆，装料机的主体则例如为常规的单螺纹或双螺纹挤压机。