1. Rejeneratörün sıcaklığı ve çevre koşulları
Izgara gövdesinin toplam yüksekliği H ve rejeneratör yapısındaki üst ve alt sıcaklıklar t1 ve t0 ve işletme parametreleri belirlendiğinde, herhangi bir seviyedeki baca gazı sıcaklığı ti, refrakter malzemelerin seçilmesinde baz olarak kullanılabilecek aşağıdaki formüle göre tahmin edilebilir.
Bu nedenle rejeneratör için refrakter malzemelerin seçimi aşağıdaki koşulları sağlamalıdır:
(1) Sıcaklık döngüsü değişiklikleri;
(2) Oksidasyon/indirgeme etkisi;
(3) Katı sinek erozyonu;
(4) Uçucu sinek ve kondensatın etkisi.
Izgara gövdesi refrakter malzemesinde, ızgara gövdesinin termal verimliliğinin ihtiyaçlarını karşılayacak iyi bir ısı değişim değerine sahip olması da gerekmektedir.
2. Refrakter malzemelerin makul seçimi
1. Izgara gövde üst katmanı
Rejeneratördeki metre başına sıcaklık düşüşü genellikle 80-100 derecedir ve ızgara gövdesinin tepesindeki en yüksek sıcaklık 1380-1400 dereceye ulaşır. 1300 derecenin üzerindeki bir sıcaklıktaki kafes gövdesinin üst katmanında, doğrudan bağlanmış yüksek saflıkta kullanılması tavsiye edilirMagnezya tuğlaları. Bu tuğla yüksek saflıkta erimiş kumla yüksek sıcaklıkta (1780-1800 derece) pişirilir. CaO, SiO2 ve Fe2O3 içeriği düşüktür ve periklaz doğrudan bağlanmıştır. Gaz fazının ve sıvı fazın tuğlaya girmesi zordur. Tuğla gövdesi güçlü korozyon direncine sahiptir ve yüzey bağlama tozunun örtü fenomenini azaltabilir.
Uçan malzemedeki SiO2, tuğla gövdesinin çatlaklarına kademeli olarak gireceğinden ve matris kısmının CaO/SiO2 oranını değiştireceğinden, düşük erime fazlı diyopsit CMS2, magnezyum skapolit C2MS2, forsterit M2S ve magnezyum rodonit C3MS2 oluşacak ve bu da büyük bir hacim etkisine neden olacaktır. Periklit kristalleri ayrıca alkali buharın etkisi altında kademeli olarak büyüyebilir, tuğla gövdesinin çatlamasına, kırılmasına ve soyulmasına neden olarak tuğla gövdesinin hizmet ömrünü kısaltabilir.
Zayıf olmayan indirgeyici atmosferde kalsiyum vanadat sıvı fazdadır ve tuğlanın içine nüfuz ederek periklaz kristallerinin büyümesini teşvik eder ve ayrıca tuğla gövdesinin deforme olmasına neden olur.
2. Kafesin orta tabakası
Kafesin orta tabakasının sıcaklığı yaklaşık 800-1100 derecedir ve magnezya-krom, forsterit ve magnezya-alümina refrakter malzemeleri seçilebilir. Magnezya-alümina malzemeleri sülfat aşınmasına karşı güçlü bir dirence sahiptir, ancak pahalıdır. Bu tür refrakter malzemeler henüz Çin'de yaygın olarak kullanılmamıştır. Forsterit tuğlaların kullanım sıcaklığı 1050 dereceyi geçmemelidir ve orta tabakanın düşük sıcaklık bölgesinde kullanılırlar.
Kafesin orta tabakasında sülfatın tekrar tekrar sıvılaştırılması ve katılaştırılması olayı vardır. Bu, ağır yağdaki kalıntı V2O5 karbon zinciri çatlatma katalizöründen kaynaklanır ve baca gazındaki SO2'yi SO3'e dönüştürür ve kafes refrakterlerini kademeli olarak aşındırır. Katılaşma genleşmesi, tuğla yapısında buna karşılık gelen gerilim gevrekliği hasarına neden olabilir.
1000 derecenin üzerinde, sülfat MgSO4 ile reaksiyona girerek NaxMg(yS2O2)2 oluşturacak ve reaksiyonun yoğunluğu Na2O/SO3 oranının artmasıyla artacaktır. Magnezya-krom tuğlaların korozyon direncini artırmak için, Cr2O3 içeriği mümkün olduğunca artırılmalı ve mineral fazın doğrudan bağlanma derecesi, krom spinelin periklaz parçacıklarını sarması için artırılmalıdır, bu da hizmet ömrünü uzatabilir.
3. Kafesin alt katmanı ve diğer parçalar
Kafesin alt tabakasının sıcaklığı 800 derecenin altındadır ve kimyasal korozyon zayıftır, ancak bir rejeneratör kafesinin toplam ağırlığı en az 40-50t'dir ve kafesin alt tabakasının birim yükü 8-10t/m2 kadar yüksektir. Ek olarak, kafesi eritmek ve temizlemek için alev yönteminin kullanılması gerekir. Bu nedenle, güçlü sürünme direncine ve iyi termal şok direncine sahip yüksek kaliteli, düşük gözenekli kil tuğlaların kullanılması tavsiye edilir. Alkali tuğlalar ile kil tuğlalar arasındaki temas reaksiyonunu önlemek için, yüksek alüminyum oksitli tuğlalar, kafesin orta ve alt katmanları arasında geçiş katmanı olarak kullanılabilir.
Rejeneratörün diğer parçaları arasında, refrakter malzemelerin aşınmaya karşı nispeten zayıf olduğu taç üstü, yan duvarlar ve ızgara tacı bulunur. Genellikle, rejeneratör kemer üstü yüksek kaliteli silika tuğlalardan yapılır ve yan duvarlar üç bölüme ayrılır. Kafes gövdesinin üst boşluğundaki rejeneratör duvarı yüksek kaliteli silika tuğlalardan yapılır ve hedef duvar doğrudan bağlanmış magnezya-krom tuğlalardan da yapılabilir. Izgara çubuğunun üstündeki kısımdan ızgara gövdesinin üst yüzeyine kadar, daha iyi çözüm, aynı yükseklik bölümünde ızgara gövdesiyle aynı malzemeyi kullanmaktır; bu, duvarın hizmet ömrünü uzatabilir. Başka bir çözüm, üst bölümde karşılık gelen ızgara gövdesi malzemesinden bir seviye daha düşük olan alkali tuğlalar veya doğrudan bağlanmış magnezya-krom tuğlalar, orta bölümde doğrudan bağlanmış magnezya-krom tuğlalar, alt bölümde düşük gözenekli kil tuğlalar ve ızgara çubuğunun altında birinci seviye kil tuğlalar kullanmaktır. Izgara çubuğu kemeri genellikle düşük gözenekli kil tuğlaları kullanır ve ayrıca kil koruyucu kemerlerle birlikte eritilmiş döküm AZS malzemesi de kullanılabilir.
3. Kafes gövdesinin yapısal biçimi
Cam eritme fırınında, rejeneratör kafes gövdesi genellikle Siemens ve sepet örgüsü stillerinde düz tuğlalarla düzenlenir. Ancak, kafes delikleri sıklıkla tıkanır. Tıkanıklık ciddi olduğunda, sıcak onarım ve kafes tuğlalarının değiştirilmesi gibi önlemler alınır. Sıcak onarım koşulları çok kötüdür ve işçilik yoğunluğu son derece yüksektir. Orijinal düz tuğlaların yerine sekizgen silindirik tuğlalar kullanılır. Kafes baca şeklindedir ve tıkanması kolay değildir. Tüm fırın süresi boyunca sıcak onarım gerekmez. Sadece düzenli olarak kontrol edin. Az miktarda tıkanıklık varsa, kafesin alt kısmı aşağıdan yukarıya doğru alev eritme ile temizlenebilir.
Büyük cam eritme fırınları için önemli enerji tasarrufu teknolojilerinden biri, silindirik kafes tuğlalarının kullanımını teşvik etmektir. Sekizgen silindirik kafes tuğlaları, orijinal düz tuğlaların fiziksel ve kimyasal özelliklerini korur ve döşenmesi kolaydır. Tuğlalar, temelde serbest asılı parça olmadan yukarı ve aşağı hizalanmıştır. Yapı stabildir, kafesin birim hacim başına ısıtma alanı yüksektir ve hizmet ömrü uzundur, bu da giderek daha fazla değerlenmektedir. Silindirik tuğlanın duvar kalınlığı 40 mm'ye düşürülebilir, bu sadece birim kafesin ağırlığını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda ısıl iletkenliği de artırır. Silindirik kafesin maliyeti, sepet kafesin maliyetinden yaklaşık %15 daha yüksek ve çapraz kafesin maliyetinden yaklaşık %15 daha düşüktür. Ancak, enerji tasarrufu açısından, silindirik kafes ile çapraz kafes arasındaki fark çok fazla değildir. Sepet kafesin ısı tüketimi her yıl %1 ila %2 artar ve silindirik kafesin ısı tüketimi her yıl yaklaşık %0,5 artar. "Yaşlanmanın" yavaşlaması nedeniyle çok fazla enerji tasarrufu sağlanır.
Rejeneratör yapısının tasarımında, silindirik kafes tuğlaları ile ızgara kemeri arasındaki bağlantı yöntemine özel dikkat gösterilmelidir. Silindirik kafes tuğlaları ile ızgara kemeri arasındaki geçiş için yaklaşık 1 m yüksekliğinde Siemens düz tuğla düzenlemesi kullanılmalıdır. Bu şekilde, kafes delikleri yukarı ve aşağı düzgün bir şekilde bağlanabilir ve silindirik kafese giren gazın düzgünlüğü iyileştirilebilir, silindirik kafes tuğlalarının avantajlarından tam anlamıyla yararlanılabilir ve cam eritme fırınının termal verimliliği iyileştirilebilir.
Şu anda, evsel cam eritme fırınının rejeneratörü, geleneksel yükselen yol yapısından kademeli olarak kutu şeklindeki bölmeli veya bağlı bir yapıya dönüşmüştür. Rejeneratör için refrakter malzemelerin makul seçimi, bölmeli konfigürasyonların kullanımı ve yeni çeşitlerin geliştirilmesi konusundaki araştırmaların daha da güçlendirilmesi, rejeneratörün verimliliğini ve görev ömrünü iyileştirme gereksinimlerini karşılayabilir. Evsel cam eritme fırınlarında yüksek kaliteli cam üretimi ve düşük enerji tüketimi, yüksek termal verimlilik, büyük tonaj ölçeği ve uzun fırın ömrü geliştirme hedeflerinin erken gerçekleştirilmesi için büyük önem taşımaktadır.
