1. Teplota a podmienky prostredia regenerátora
Keď sa určí celková výška H telesa mriežky a horná a dolná teplota t1 a t0 v konštrukcii regenerátora a prevádzkové parametre, teplota spalín ti na akejkoľvek úrovni sa môže odhadnúť podľa nasledujúceho vzorca: ktoré možno použiť ako jeden z podkladov pre výber žiaruvzdorných materiálov.
Preto by výber žiaruvzdorných materiálov pre regenerátor mal spĺňať nasledujúce podmienky:
(1) zmeny teplotného cyklu;
(2) Oxidačný/redukčný účinok;
(3) Erózia tuhých mušiek;
(4) Účinok prchavých mušiek a kondenzátu.
Pre žiaruvzdorný materiál telesa mriežky je tiež potrebné mať dobrú hodnotu výmeny tepla, aby sa splnili potreby tepelnej účinnosti telesa mriežky.
2. Rozumný výber žiaruvzdorných materiálov
1. Vrchná vrstva tela mriežky
Pokles teploty na meter v regenerátore je vo všeobecnosti 80-100 stupňov a najvyššia teplota v hornej časti telesa mriežky dosahuje 1380-1400 stupňov . V hornej vrstve telesa mriežky pri teplote nad 1300 stupňov je vhodné použiť priamo viazané vysoko čistémagnéziové tehly. Táto tehla je vypálená pri vysokej teplote (1780-1800 stupeň) s vysoko čistým taveným pieskom. Obsah CaO, SiO2 a Fe2O3 je nízky a periklas je priamo viazaný. Pre plynnú fázu a kvapalnú fázu je ťažké vstúpiť do tehly. Tehlové teleso má silnú odolnosť proti korózii a môže znížiť jav uzatvárania prášku na povrchové lepenie.
Keďže SiO2 v odletujúcom materiáli bude postupne vnikať do trhlín telesa tehly a meniť pomer CaO/SiO2 matricovej časti, vznikne nízkotaviteľný fázový diopsid CMS2, magnéziový skapolit C2MS2, forsterit M2S a magnéziový rodonit C3MS2, čo vedie k efekt veľkého objemu. Pôsobením pár alkálií môžu postupne rásť aj kryštály periklitu, ktoré spôsobujú praskanie, lámanie a odlupovanie tehlového telesa, čím sa skracuje životnosť tehlového telesa.
V neslabej redukčnej atmosfére je vanadičnan vápenatý v kvapalnej fáze, ktorá preniká do tehly, podporuje rast kryštálov periklasu a tiež spôsobuje deformáciu telesa tehly.
2. Stredná vrstva mriežky
Teplota strednej vrstvy mriežky je približne 800-1100 stupňov a je možné zvoliť žiaruvzdorné materiály magnézia-chróm, forsterit a magnézia-oxid hlinitý. Materiály z oxidu horečnatého a hlinitého majú silnú odolnosť voči erózii síranov, ale sú drahé. Tento typ žiaruvzdorného materiálu ešte nebol v Číne široko používaný. Teplota použitia forsteritových tehál by nemala presiahnuť 1050 stupňov a používajú sa v nízkoteplotnej zóne strednej vrstvy.
V strednej vrstve mriežky dochádza k javu opakovaného skvapalňovania a tuhnutia síranu. Je to spôsobené zvyškovým katalyzátorom krakovania uhlíkového reťazca V2O5 v ťažkom oleji, ktorý premieňa SO2 v spalinách na SO3 a postupne koroduje mriežkové žiaruvzdorné materiály. Jeho tuhnúca expanzia môže spôsobiť zodpovedajúce poškodenie tehlovej konštrukcie napäťovým skrehnutím.
Nad 1000 stupňov bude síran reagovať s MgS04 za vzniku NaxMg(yS2O2)2 a intenzita reakcie sa bude zvyšovať so zvyšujúcim sa pomerom Na2O/SO3. Aby sa zlepšila odolnosť magnéziovo-chrómových tehál proti korózii, obsah Cr2O3 by sa mal čo najviac zvýšiť a stupeň priamej väzby minerálnej fázy by sa mal zvýšiť tak, aby chróm spinel obalil častice periklasu, ktorý sa môže predĺžiť jeho životnosť.
3. Spodná vrstva mriežky a ďalšie časti
Teplota spodnej vrstvy mriežky je pod 800 stupňov a chemická korózia je slabá, ale celková hmotnosť mriežky regenerátora je aspoň 40-50t a jednotkové zaťaženie spodnej vrstvy mriežky je až 8-10 t/m2. Okrem toho je potrebné použiť metódu plameňa na roztavenie a čistenie mriežky. Preto je vhodné použiť kvalitné nízkopórovité hlinené tehly so silnou odolnosťou proti tečeniu a dobrou odolnosťou voči tepelným šokom. Aby sa zabránilo kontaktnej reakcii medzi alkalickými tehlami a hlinenými tehlami, môžu sa ako prechodová vrstva medzi strednou a spodnou vrstvou mriežky použiť tehly s vysokým obsahom oxidu hlinitého.
Medzi ďalšie časti regenerátora patrí vrchná časť venca, bočné steny a koruna roštu, kde sú žiaruvzdorné materiály relatívne slabé na eróziu. Vo všeobecnosti je vrchná časť oblúka regenerátora vyrobená z vysoko kvalitných kremičitých tehál a bočné steny sú rozdelené na tri časti. Stena regenerátora v hornom priestore mriežkového telesa je z kvalitných kremičitých tehál a cieľová stena môže byť aj z priamo lepených magnéziovo-chrómových tehál. Od časti nad roštovou tyčou až po vrchnú plochu roštového telesa je lepším riešením použiť rovnaký materiál ako roštové teleso v rovnakej výškovej časti, čím je možné predĺžiť životnosť steny. Ďalším riešením je použiť alkalické tehly alebo priamo lepené magnéziovo-chrómové tehly, ktoré sú v hornej časti o úroveň nižšie ako materiál korpusu roštu, v strednej časti priamo lepené magnéziovo-chrómové tehly, v spodnej časti nízkopórovité hlinené tehly. , a hlinené tehly prvého stupňa pod roštovou tyčou. Roštový tyčový oblúk vo všeobecnosti používa hlinené tehly s nízkou pórovitosťou a môže tiež použiť tavený liaty materiál AZS s hlinenými ochrannými oblúkmi.
3. Konštrukčný tvar telesa mriežky
V sklárskej taviacej peci je mriežkové teleso regenerátora zvyčajne usporiadané v štýle Siemens a košikárskeho pletenia s rovnými tehlami. Otvory v mriežke sú však často zablokované. Keď je zablokovanie vážne, prijmú sa opatrenia, ako je oprava za tepla a výmena mriežkových tehál. Podmienky opravy za horúca sú veľmi zlé a náročnosť práce je extrémne vysoká. Na nahradenie pôvodných rovných tehál sa používajú osemhranné valcové tehly. Mriežka má tvar komína a nie je ľahké ju upchať. Počas celého obdobia pece nie je potrebná žiadna oprava za tepla. Stačí pravidelne kontrolovať. Ak dôjde k malému upchatiu, spodnú časť mriežky možno vyčistiť tavením plameňom zdola nahor.
Jednou z dôležitých technológií na úsporu energie pre veľké sklárske taviace pece je podpora používania valcových mriežkových tehál. Osemhranné cylindrické mriežkové tehly si zachovávajú fyzikálne a chemické vlastnosti pôvodných rovných tehál a ľahko sa kladú. Tehly sú zarovnané nahor a nadol v podstate bez voľne visiacich častí. Konštrukcia je stabilná, výhrevná plocha na jednotku objemu mriežky je vysoká a životnosť je vysoká, čo sa čoraz viac cení. Hrúbku steny valcovej tehly je možné zmenšiť na 40mm, čím sa nielen zníži hmotnosť mriežky, ale tiež sa zvýši tepelná vodivosť. Cena cylindrickej mriežky je asi o 15 % vyššia ako cena mriežky koša a asi o 15 % nižšia ako cena krížovej mriežky. Z hľadiska úspory energie však rozdiel medzi cylindrickou mriežkou a krížovou mriežkou nie je veľký. Spotreba tepla mriežky koša sa každoročne zvyšuje o 1 % až 2 % a spotreba tepla valcovej mriežky sa každoročne zvyšuje asi o 0,5 %. Vďaka spomaleniu „starnutia“ sa ušetrí veľa energie.
Pri návrhu konštrukcie regenerátora je potrebné venovať osobitnú pozornosť spôsobu spojenia medzi valcovými mriežkovými tehlami a oblúkom roštu. Na prechod medzi valcovými mriežkovými tehlami a oblúkom roštu by sa malo použiť usporiadanie rovných tehál Siemens s výškou cca 1 m. Týmto spôsobom môžu byť mriežkové otvory hladko spojené hore a dole a môže sa zlepšiť rovnomernosť plynu vstupujúceho do valcovej mriežky, čím sa naplno prejavia výhody valcových mriežkových tehál a zlepší sa tepelná účinnosť sklárskej taviacej pece. .
V súčasnosti sa regenerátor domácej sklárskej taviacej pece postupne zmenil z tradičnej stúpajúcej cestnej konštrukcie na krabicovú delenú alebo spojenú konštrukciu. Ďalšie posilnenie výskumu rozumného výberu žiaruvzdorných materiálov pre regenerátor, používanie delených konfigurácií a vývoj nových odrôd môže spĺňať požiadavky na zlepšenie účinnosti a životnosti regenerátora. Má veľký význam pre výrobu kvalitného skla v domácich sklárskych taviacich peciach a skorú realizáciu rozvojových cieľov nízkej spotreby energie, vysokej tepelnej účinnosti, veľkého tonážneho rozsahu a dlhej životnosti pece.
