[发明专利]前炉以及在其中使用的燃烧器砖

说明书

本发明涉及前炉以及用于在前炉结构中使用的燃烧器砖。

背景技术

前炉是在玻璃制造炉和远离该玻璃制造炉一端处通道底部中的许多出口之间的具有耐火材料衬里的通道，经由前炉，熔融玻璃可以进料至成型机，例如用于制造玻璃瓶或玻璃罐的行列式制瓶机、用于制造玻璃纤维的衬套、用于制造平板玻璃的辊压机、用于浮法玻璃的锡槽或用于管子的管芯，在所述玻璃制造炉中用于制造玻璃的各自不同组分被加热到较高温度并熔化形成熔融玻璃。

重点在于在前炉末端处的玻璃处于适宜的温度。重点还在于前炉末端处玻璃中的温度梯度相对平均，以便玻璃整体基本处于同一温度，并且因此其粘度不会改变，并且可以通过成型工艺简单且均匀地制造产品。

前炉通常由具有耐火材料衬里的通道组成，熔融玻璃流沿着该具有耐火材料衬里的通道流动，并且该前炉具有足够长度，能够在远离玻璃制造炉的出料端实现均匀性，特别是与温度相关的均匀性。为了围住玻璃流并阻止大量热损耗，所述通道通常用具有耐火材料衬里的顶部(refractory-lined roof)覆盖。限制玻璃流也使得能够通过使用熔融玻璃表面上方的燃烧器调整其温度。

因为从玻璃的熔融流到前炉的耐热材料底部和侧壁的热损耗，邻近底部和侧壁的玻璃处于较低温度，并且明显比玻璃流中心处的玻璃更粘。因为流中心处的玻璃粘度较低，其流动得比侧边的玻璃快。人们已经知道：通过一方面冷却玻璃流的中心同时另一方面加热流的侧边和底部而促进沿着前炉的更均匀的熔融玻璃流动。为了实现上述目的，已知多种多样的加热器和燃烧器以及喷管设计。许多已知系统控制复杂，并且其中一部分具有附加的缺点：它们需要将混合的燃料/空气、或者燃料/富氧空气混合物从远离前炉的位置进料至例如歧管和一组独立喷嘴，在其末端混合物点燃从而形成加热火焰。

从安全的角度来看，该方案逐渐被视为不令人满意的，并且人们高度期望仅采用非常短的管线，其中管线包含已经可燃烧的混合物。

燃料/空气混合装置位于成型机所在层是不方便的，因为管线需要一定长度从而到达前炉区域，如上所述，所述前炉区域在成型机的上方(其可以是4或5米高)。

含有可燃混合物的管道的安全问题可以通过使用燃烧器来解决，其中，空气或富氧空气和燃料在燃烧器喷嘴处发生混合，但是喷嘴趋向于产生长火焰而导致了如下缺点：理想情况下，在熔融玻璃沿着前炉流动的时候，加热应当仅施加到熔融玻璃流侧边，但是实际上加热延伸到了流的中心，因此，与可能安装用于冷却玻璃流中心的任何冷却系统发生相反作用，导致高能低效的系统。

根据本发明，提供一种前炉结构体，所述前炉结构体包含在玻璃制造炉和用于熔融玻璃的一个以上出口之间的通道，在使用中，熔融玻璃流经由所述出口流动，所述前炉结构体包括通过由一系列狭缝冒出火焰的方式加热熔融玻璃流侧边的装置，各狭缝是基本水平的，并且当操作前炉时，所述狭缝位于高于熔融玻璃表面的通道的侧壁中。

本发明还提供用于在构建该类型前炉中使用的燃烧器砖结构体，各所述结构体由具有大体楔形结构内室的耐火材料砖构成，并且在砖表面中具有狭缝形态的细长出口，还具有用来将可燃气体混合物、或者用于形成可燃气体混合物的组分进料至远离砖(狭缝位于其中)的壁的室部分的构件。

优选燃烧器砖是包含混合喷嘴以及用来将喷嘴分别连接到气体燃料和空气或富氧空气的供应源的构件的燃烧器砖。喷嘴将气态燃烧材料引入室中，在此所述气态燃烧材料混合并且沿着狭缝排出。通常调节可燃组分的流动速率，以便在砖内但邻近狭缝处开始燃烧，由此处冒出火焰带。该火焰带沿着前炉中的通道侧边延伸，熔融玻璃沿着前炉流动。

该火焰通常在水平面中呈扁平状，但是通道侧边的几何构型优选配置为促进火焰朝着上方、向着前炉顶部下侧拉长。火焰沿着顶部传播，导致经由对流和辐射，向顶部砖更有效的热传递。随后，顶部砖将该热量再辐射至玻璃表面。

在熔融玻璃经由前炉流动的时候，熔融玻璃流的侧边的加热效率与其中心的加热的差异通过构建通道顶部而获得改进，所述顶部具有沿着通过前炉的熔体玻璃流的流动方向的两个拱形侧部、和在熔融玻璃流中心上方的中央较高拱形部。通过使用在侧边的拱形顶部部分促进了在玻璃流各边缘的热气环流，促进沿着大体扁圆形路径的流动，所述扁圆形路径的中心位于稍低于狭缝高度但是高于熔融玻璃表面高度的位置。

优选低于狭缝的燃烧器砖的壁变薄，即，朝向离开熔融玻璃流的方向倾斜，这有助于能够从燃烧器砖辐射热量，从而加热通过前炉的玻璃流的边缘处的熔融玻璃。