Конструкция и материалы регенеративных блоков для стекловаренных печей

Регенеративные блоки (насадки) являются ключевым элементом регенераторов, так как их конструкция напрямую влияет на:

  • Срок службы

  • Эффективность аккумуляции тепла

  • Стабильность температурного режима

Конструкция и принцип работы регенераторов

В вертикальных регенераторах стекловаренных печей:

  1. Нижняя часть:

    • Воздушные и газовые каналы

    • Колосниковые решетки из огнеупорных материалов

  2. Верхняя часть:

    • Система регенеративных блоков (насадок)

    • Огнеупорная разделительная стена между воздушной и газовой камерами (толщина увеличена для защиты от прогорания)

  3. Теплоизоляция:

    • Специальные теплоизоляционные кирпичи для минимизации теплопотерь

Выбор огнеупоров для регенераторов

Основные материалы:

  • MgO-Al₂O₃, MgO-Cr₂O₃, MgO-SiO₂ системы

    • Магнезитовые кирпичи

    • Магнезито-хромитовые кирпичи

    • Форстеритовые кирпичи

  • Высокоглиноземистые кирпичи (для отдельных зон)

Типы структур насадок:

  1. Сименсовская структура

    • Легкая очистка, но малая площадь теплообмена

  2. Структура Ритера

    • Большая площадь поверхности, но склонна к засорению (устарела)

  3. Непрерывные каналы

    • Равномерное распределение газов, но меньшая площадь

  4. Корзиночная структура

    • Улучшенная версия с высокой стабильностью

  5. Крестообразные блоки (AZS)

    • Высокая стойкость к коррозии (срок службы 7-8 лет)

  6. Цилиндрические блоки

    • Толщина стенок до 40 мм, повышенная теплопроводность

Критерии проектирования

  1. Термостойкость (до 1580°C в верхней зоне)

  2. Химическая стойкость к щелочным парам и летучим соединениям

  3. Оптимальная площадь теплообмена

Зонирование материалов:

  • Верхняя часть (>1400°C):

    • Циркониевые кирпичи или 98% MgO (для стойкости к налипанию)

  • Средняя зона (800-1000°C):

    • Прямосвязанные магнезито-хромитовые кирпичи (DMC-12)

  • Нижняя часть (<800°C):

    • Огнеупорные шамотные кирпичи (DN-12/15)

Важно:

  • Магнезито-хромитовые кирпичи не применяются в газовых регенераторах из-за риска разрушения в восстановительной среде.

  • Современные цилиндрические/крестообразные блоки повышают эффективность на 15% по сравнению с традиционными решениями.

Оптимизация конструкции

  • Переход между колосниками и цилиндрическими блоками должен включать 1-метровый вертикальный участок с сименсовской кладкой для равномерного распределения газов.

  • Комбинирование материалов по зонам (например, магнезито-форстеритовые кирпичи в средней части) увеличивает общий срок службы системы.

Эффективность измеряется площадью теплообмена: больше площадь → выше КПД регенерации.