[发明专利]用于构造玻璃熔炉结构的方法和装置

说明书

技术领域

本文公开的实施例总体涉及用于构造与玻璃熔炉相关的耐火结构的方法和装置。

背景技术

在制造玻璃的制造方法中，包括砂、石灰、苏打灰和其他成分的原料被供给到炉(有时称为玻璃罐)中。原料在玻璃熔炉中经受高于约2800°F的温度，这使得原料熔化并且从而形成离开玻璃熔炉的玻璃熔融床，用于进一步在下游加工成玻璃产品。

加热玻璃熔炉的最常见的方式是通过烃燃料源(诸如天然气或油)的燃烧。烃燃料与炉内的燃烧空气混合并燃烧，从而在离开炉之前将燃烧热能传递给原料和玻璃熔体。

为了提高燃烧过程的热效率，通过再生器(regenerator)结构将用于燃烧燃料的燃烧空气预热。更具体地，燃烧空气的供应在包含在再生器结构内部内的格子砖(checker brick)的蜂窝组中预热。新鲜的燃烧空气通过再生器结构中的加热的格子砖的组抽吸并通过热传递预热。然后，预热的燃烧空气可与燃烧的燃料混合。废燃烧气体离开玻璃熔炉并穿过第二再生器结构。当废气穿过第二再生器时，通过从废气传递的热加热该组中的格子。在预定时间过去之后(例如在约15-30分钟之后)，过程循环被逆转，使得再生器结构之一中的通过与废气的热传递而被加热的格子砖然后被用于预热新鲜燃烧空气，而其他再生器结构中的用于预热燃烧空气的格子砖然后通过与废燃烧气体的热传递被再加热。关于这方面，参见美国专利No.3,326,541(其全部内容通过引证明确地并入本文中)。

用于构建玻璃熔炉耐火结构(例如，再生器、玻璃熔炉、前炉等)的当前工艺是耗费大量劳动的，该工艺需要许多个星期，因为需要放置数十万个耐火块，这些砖可单独涂覆砂浆并定位或者在某些情况下使用最少(如果有的话)砂浆进行基本干燥固化。如在玻璃制造工业中众所周知的，与熔炉耐火结构的砖相关的接合处是该结构的最薄弱部分，因此更容易受到由于穿过该接合处的腐蚀性热气体而导致的降解。当砖接合处开始腐蚀时，形成耐火结构的壁面受到攻击的增加，因为腐蚀性气体开始凝结并溶解形成砖的耐火材料，从而使得结构弱化。随着结构变得弱化，玻璃熔炉自身可能变得受损和失效，这可能需要完全关闭和重建操作。

因此，可理解的是，如果耐火结构可由较大的耐火块制成，则将会形成更少的接合处，从而延长再生器结构的使用寿命并且使得由于重建造成的停机时间最少。然而，虽然可通过压制、模制或铸造耐火材料来制造大的耐火块，但是在大型耐火结构的构造期间安装这种块是有问题的。

除了上述问题之外，耐火结构的许多部件(例如用于玻璃再生器结构中的格子砖)需要在其使用寿命将要结束或结束时更换，以便维持最佳生产效率。当前难以更换这些部件(例如格子砖)，在期望更换这样的部件时。

因此，需要改进设备和方法，由此可有效和经济地构造和/或重建耐火结构。本发明实施例旨在提供这样的改进。

发明内容

一般而言，本文公开的实施例涉及用于构造耐火结构的方法和装置，所述耐火结构例如为玻璃熔炉再生器、玻璃熔炉系统(诸如玻璃熔炉精炼机等，其具有由耐火块形成的壁以及在外部对壁进行支撑的支柱(buck stay)。根据一个实施例，该装置包括连接至竖直定向的支柱中的相应一个支柱的相对成对支撑件、在相应的成对支撑件之间横跨耐火结构的横向支撑梁、以及由横向支撑梁支撑的桥式起重机组件。

这些成对支撑件可包括刚性地安装在相应的相邻的成对支柱之间的多个基础梁以及每成对均由相应的一个基础梁支撑的成对直立支撑梁。根据其他实施例，这些成对支撑件可包括在相邻的成对支柱之间延伸并与之连接的拱形支撑件，其中横向支撑梁附接至拱形支撑件的顶点。可替换地或附加地，成对支撑件可包括成对向上会聚的支撑件，该成对支撑件在相邻的成对支柱之间延伸并与之连接，其中横向支撑梁附接至会聚支撑件的顶点。

在一些实施例中，装置还包括刚性地连接至预定支柱的上部终端的支柱延伸构件、以及在相应的成对支柱延伸构件之间横跨耐火结构的横向支撑梁。

在一些实施例中，吊机包括附接至支柱中的预定多个支柱的单轨。单轨可刚性地连接至支柱中的预定多个支柱的内侧表面。

在一些实施例中，装置还包括悬挂构件，这些悬挂构件的一个支腿刚性地附接至支柱中的预定多个支柱，并且另一支腿刚性地附接至单轨。悬挂构件可为大致U形的。