Når glas smeltes i kontinuerlige badovne, sker alle processer med at omdanne ladningen til klaret og homogeniseret glassmelte på overfladen af glassmelten, der fylder ovnbassinet. Designene og størrelserne af moderne kontinuerlige badovne er meget forskellige og bestemmes af sammensætningen og egenskaberne af den producerede glassmelte, metoden til støbning af produkterne og produktionens omfang.
Strukturelt er en badekarovn opdelt i opvarmet (koge- og klaringszoner) og uopvarmede (køle- og træningszoner) dele. I den opvarmede del sker svejsning af ladningen, klaring, homogenisering og indledende afkøling af glassmelten.
I uopvarmet del, er afkølingen af glassmelten afsluttet, og enheder til dens produktion støder op til den. Baseret på produktivitet opdeles badekarovne i små (2-15 tons/dag), medium (op til 100 tons/dag) og store (100-450 tons/dag). Små glassmelteovne har et opvarmet areal på 10-50 m2, de bruges til mekaniseret produktion af store glasprodukter og glasbeholdere. Store ovne med et opvarmet areal fra 90 til 300 m2 er designet til fremstilling af pladeglas.
Fig.7. Diagram over zoner i et badekar i en glaspladeovn med en maskinkanal: opvarmet del - kogezoner ( 1 ) og lette ( 2 ) og den uopvarmede del - kølezonen ( 3 ) og produktion ( 4 )
Påfyldning af ladning og affald i ovnen udføres ved hjælp af mekaniske læssere af bordplade eller roterende type på overfladen af den smeltede glassmelte gennem en ladelomme. Ladningen og skrotet danner på overfladen af glasmassen et lag, der er let nedsænket i den, omkring 150-200 mm tykt. Ladningen opvarmes nedefra af smeltet glas og ovenfra på grund af flammestråling. Ladningens overflade sintres, derefter dannes et lag af opskummet smelte på den, som flyder ned og blotlægger ladningens friske overflade. Processen med sintring, smeltning og fjernelse af smelten fra ladningens overflade fortsætter, indtil det sidste lag af ladningen bliver til en smelte dækket med madlavningsskum. Ved kogning brydes ladningslaget op i isolerede områder omgivet af skum, som derefter opløses fuldstændigt og efterlader kun skum. Den del af badeovnen, der er dækket med et ladningslag, danner grænsen for ladningen; den del, der støder op til den, dækket med skum, er skumgrænsen. Disse to dele kaldes tilsammen kogezonen, som er placeret mellem påfyldningsenden af ovnbadet og kvelpunktet (maksimum på temperaturkurven langs ovnens længde). Den del af ovnen, der følger quelpointen, kaldes klaringszonen; Denne zone er kendetegnet ved frigivelse af gasbobler, som et resultat af hvilken overfladen af glassmelten er dækket af klynger af bobler og fremstår "pockmarked". Ved siden af klaringszonen ligger kølezonen, hvis overflade skal være spejlagtig, da udviklingen af gasser skal ophøre. Nedkølingen fortsætter i mineområdet, hvor glasmassen afkøles og opnår den nødvendige viskositet til minedrift.
For at sikre stabil drift af ovnen skal længden af hver zone være stabil. Ændring af smeltezonens grænser forårsager en forstyrrelse i opvarmningsregimet af de dybe lag, hvilket kan føre til involvering af glassmelte, som er defekt i termisk og kemisk homogenitet, i produktionsstrømmen. Stabiliteten af zonernes længde langs ovnens længde opnås ved klart at opretholde temperaturmaksimum i glasmassen ved grænsen af smeltezonen og klaringszonen; konstanthed af ladningens sammensætning og forholdet mellem ladning og affald; stabilisering af specifikke glasfjernelseshastigheder; stabile termiske og gasforhold.
Glassmelten i ovnbadet er i kontinuerlig bevægelse, hovedårsagen til dette er forskellen i niveauer, der opstår under betingelserne for valg af glassmelte i produktionsenden af ovnen. Af denne grund er der et konstant produktionsflow i badovnen, som tilføres af friske portioner af ladningen, omdannet til glassmelte. Ud over denne hovedarbejdsstrøm er hele glasmassen involveret i konvektionsbevægelse på grund af forskellen i smeltetemperaturer på tværs af ovnbassinets zoner. Quel-punktet spiller en særlig rolle i organiseringen af konvektionsstrømme, hvilket skaber en termisk barriere i vejen for arbejds- og varmestrømme af glasmassen. Den termiske barriere langs temperatur maksimumlinjen danner grænsefladen mellem glassmeltestrømmene i ovnbadet. Fra denne grænse strømmer den varmeste glassmelte til begge ender af ovnen, afkøles, falder ned og bevæger sig tilbage i bundområdet, hvilket skaber cirkulære strømme. En temperaturgradient forekommer også i tværretningen, da der altid er en temperaturforskel ved bassinets vægge og i den langsgående aksiale del af ovnen. Derfor er der udover langsgående varmestrømme også tværgående cirkulære strømninger.
Langsgående varmestrømme har en hælde- og produktionscyklus. Bulkcyklussen dannes af en strøm af kølende glasmasse ved ovnens påfyldningsende, som går ned, strømmer i bundområdet til quel point-linjen, hvor den stiger op og vender tilbage til slutningen af ladningsbelastningen.
Fig. 8. Bevægelsesbane for langsgående konvektionsstrømme af glassmeltning i badet i en glaspladeovn: EN- pulver cyklus; B– produktionscyklus
Produktionscyklussen er dannet af arbejdsstrømmen af glassmelte, som delvist bruges til støbning, og en del, når den er afkølet, synker ned i bundlagene og vender tilbage og lukker cirklen i området for quel-punktet. Strømmenes kraft afhænger af temperaturforskellen i individuelle områder af badeovnen, af mængden af produceret glas, dybden af poolen og andre årsager. Strømningshastigheder afhænger af ovnens design og placeringen af deres cirkulation og er 8-15 m/h for produktionscyklussen, 5-7 m/h for bulkcyklussen og ca. 1 m/h for krydscyklussen (nær væggene).
Korrekt organiserede strømme af glassmeltning bidrager til en mere fuldstændig strøm af alle faser af glassmeltning. Bulkstrømme forbedrer betingelserne for indtrængning, klaring og homogenisering af glassmelte. Strømmene i produktionscyklussen bidrager til strømmen af temperaturhomogen glassmelte til produktion. Samtidig kan strømme påvirke kvaliteten af glassmeltningen negativt, når deres retning og hastighed ændres, derfor er hovedbetingelsen for normal drift af en badeovn streng overholdelse af det termiske regimes konstanthed, mens glasstrømmene smeltning forbliver stabil, deres intensitet og ruter forbliver uændrede.
For hver ovn, afhængigt af dens design og type glas, etableres et bestemt teknologisk regime for glassmeltning, som inkluderer: termisk regime langs ovnens længde og temperaturregime langs ovnens længde op til støbezonen.
Eksisterende metoder til at intensivere glassmeltningsprocessen kan opdeles i to grupper: fysisk-kemiske og termotekniske. Fysisk-kemiske metoder omfatter: finslibning af ladningskomponenterne, granulering af ladningen, brug af smelteacceleratorer og belysningsmidler, mekanisk blanding og kogning af glassmelte. Termiske metoder omfatter: at øge temperaturen i kogezonen ved hjælp af elektrisk opvarmning.
Ifølge kilden til termisk energi skelner de flamme, elektrisk Og flamme-elektrisk glasovne.
I forbrændingsovne udføres opvarmning ved afbrænding af naturgas i ovnens flammerum. Gasrummets maksimale temperatur når 1650 0 C. Det specifikke varmeforbrug er 10-14 MJ/kg glassmelte. Den specifikke fjernelse af glassmelte fra området af smeltebassinet, afhængig af glastypen, når 900 – 3000 kg/(m 2 dag). Den termiske effektivitet af forbrændingsovne er 16-25%.
Opvarmning af elektriske ovne er baseret på egenskaberne af smeltet glas til at lede elektrisk strøm ved temperaturer over 1000 0 C og frigive varme i henhold til Joule-Lenz-loven. Elektriske ovne til smeltning af glas har følgende fordele sammenlignet med flammeovne: intet varmetab med røggasser, en reduktion i tab af flygtige forbindelser fra ladningen og glassmelten, og skabelsen af det nødvendige gasformige miljø over glassmelteoverfladen. Temperaturen på glassmelten når høje værdier (op til 1600 0 C) sammenlignet med flammeovne (1450-1480 0 C). Produktiviteten af de mest almindelige elektriske ovne ligger i området 0,4-4,0 t/dag. De største, mest moderne ovne har en kapacitet på 150-200 tons/dag. De maksimale specifikke fjernelseshastigheder er højere end i forbrændingsovne og varierer fra 6.000 til 10.000 kg/(m 2 dag). Elforbruget er 1-2 kW/kg glassmelte. Den termiske virkningsgrad af elektriske ovne er 60 – 70 %. Ulemperne ved elektriske ovne omfatter de høje omkostninger til elektricitet og elektroder. Effektiviteten af forbrændingsovne kan øges til 45-50% ved brug af ekstra elvarme (ADH). DEP'ens rolle er at styrke ovnens termiske barriere (quelpunkt line) og levere varme til ladningen nedefra, hvilket fremskynder svejseprocessen. Fordele ved DEP: reduktion af temperaturen i rummet under hvælvingen og forøgelse af ovnens levetid; stabilisering af termiske forhold og forbedring af glassmeltekvalitet. Introduktionen af DEP gør det muligt at øge den specifikke fjernelseshastighed til 3000-4000 kg/(m 2 dag) og øger ovnens produktivitet med 10-60%.
TIL kategori:
Glasslibning og polering
Glassmelte- og glassmelteovne
Madlavningsstadier. Glassmeltning er en proces, der foregår ved høje temperaturer, hvorved en bulkladning omdannes til en smeltet glasmasse, som ved afkøling bliver til færdigt glas; Processen foregår i glassmelteovne. Traditionelt er madlavningsprocessen opdelt i fem trin: silikatdannelse, glasdannelse, klaring, gennemsnit eller homogenisering af sammensætningen, afkøling.
Silikation er den indledende fase af madlavningen, hvor der som følge af fysiske og kemiske processer dannes komplekse silikatforbindelser i fast tilstand. Denne fase finder sted ved temperaturer på 800...1000 °C.
Råmaterialer (ladningskomponenter) gennemgår en række transformationer i denne fase: fugt fordamper; hydrater, salte, lavere oxider nedbrydes og mister flygtige forbindelser; silica ændrer sin krystalstruktur. Derudover frigives der på dette stadium en stor mængde kuldioxid CO2. Denne gas stiger i form af bobler til overfladen af den viskøse smelte, hvor boblerne brister, så overfladen af en sådan smelte ser ud til at koge (deraf oprindelsen af udtrykket - glassmeltning). På dette stadie dannes en heterogen, delvist forglasset masse, der er gennemsyret af et stort antal bobler og indeholder mange ukogte sandkorn.
Glasdannelse er den anden fase af madlavningen, hvor den fysiske proces med at opløse korn af overskydende sand i smelten af silikater og glasaffald finder sted. På dette stadium slutter alle kemiske reaktioner. Som et resultat af vekselvirkningen mellem hydrater, carbonater og sulfater dannes der endelig komplekse silicater; Kvartskorn opløses fuldstændigt og bliver til smelte. Temperaturen på 500...1400 °C på dette stadium er ikke tilstrækkelig til at smelte kvartssand, så det smelter ikke, men opløses; Glasmassen bliver forholdsvis homogen og gennemsigtig uden ukogte partikler af ladningen.
Som følge af en temperaturstigning øges mobiliteten af de atomer og molekyler, der udgør glasmassen, hvilket fører til en acceleration af den gensidige opløsning af silica og silikater. Takket være dette udlignes koncentrationen af silikatopløsninger i forskellige områder. Alle disse transformationer er ledsaget af frigivelse af store mængder gasformige produkter. Smeltens viskositet er stadig ret høj, så gasformige produkter har ikke tid til at fordampe, og glasmassen er mættet med et stort antal bobler.
Som følge heraf dannes i andet trin en heterogen glasagtig masse, gennemtrængt af et stort antal små gasbobler, men som ikke længere indeholder indeslutninger af ukogte sandkorn.
Afklaring er det tredje trin af glassmeltning. Det er kendetegnet ved, at gasindeslutninger i form af synlige bobler fjernes, og som følge heraf etableres ligevægt mellem glassmelten (flydende fase) og gasserne opløst i den (gasfase). Af alle trin i tilberedningsprocessen er afklaring og det efterfølgende gennemsnitstrin (homogenisering) de vigtigste og mest komplekse. Kvaliteten af glassmeltning afhænger af, hvor fuldstændigt og intensivt disse trin gennemføres.
Glassmelten indeholder gasser dannet som følge af nedbrydningen og vekselvirkningen af ladningskomponenterne; gasser, der indføres mekanisk sammen med ladningen; flygtige stoffer, der er specielt indført i ladningen; gasser, der kommer ind i smelten fra atmosfæren. Den største mængde gasser indføres i glassmelte med råmaterialer. Ved lysning fjernes kun synlige bobler. Nogle af gasserne forbliver i glassmelten og opløses i den. De er usynlige for øjet og forvrænger derfor ikke glassets optiske egenskaber. For at forhindre, at disse usynlige gasindeslutninger bliver til synlige bobler og derved ødelægger glasset, etableres der under klaringsprocessen en balance mellem de gasser, der er opløst i glassmelten og indeholdt i boblerne, hvilket skaber visse forhold i ovnen.
Lynet opstår som følger: store bobler stiger til overfladen og brister. Ifølge fysikkens love er trykket inde i store bobler lavere end inde i mindre. Stiger lettere op til overfladen, absorberer store bobler undervejs indholdet af mindre bobler, hvorved glasmassen klares. Meget små bobler opløses i smelten.
Kuldioxid, hvis partialtryk er lavt, forsøger at udligne dets tryk, passerer ind i bobler dannet fra nedbrydningen af klaringsmidlet. De bliver større, deres løftekraft øges, som et resultat af, at de stiger til overfladen og brister. Gassen indeholdt i dem passerer ind i ovnatmosfæren. Til gengæld går de gasser, der dannes under nedbrydningen af klaringsapparatet, over i små bobler af kuldioxid, forstørrer dem, hvilket bidrager til deres stigning og derved klaringen af glasmassen.
Gennemsnit (homogenisering) af sammensætningen - det fjerde trin af glassmeltningsprocessen - er kendetegnet ved, at glasmassen ved slutningen af den er befriet for bobler, striber og bliver homogen. På trods af at et homogent, godt blandet parti kommer ind i ovnen, forekommer fysiske og kemiske processer i blandingen mellem dets komponenter uensartet, og derfor viser sammensætningen af glassmelten i forskellige dele af ovnen at være uensartet. uniform. Ved forhøjede temperaturer er de bestanddele af glassmelten i kontinuerlig naturlig bevægelse, derfor trækkes lokale dele af glassmelte af forskellige sammensætninger i bevægelsesretningen og danner sammenflettede tråde, tråde, som kaldes tråde. Hvis et sådant glas afkøles skarpt, bliver grænsefladen mellem områder med forskellige kemiske sammensætninger synlig for det blotte øje på grund af forskelle i brydningsindekser. Svil er derfor en glasfejl, der forværrer produktets æstetiske udseende.
Homogenisering udføres hovedsageligt på grund af den intense bevægelse (diffusion) af de stoffer, der udgør glassmelten. Jo højere smeltetemperatur og som følge heraf jo lavere viskositet af glassmelten, desto bedre er diffusionsbetingelserne, og omvendt forløber diffusionen i et viskøst medium ved lave temperaturer langsomt og slutter ikke før slutningen af smeltning. Derfor spiller temperaturen af glassmelten under homogeniseringen en afgørende rolle.
Frigivelsen af bobler fremskynder homogeniseringen betydeligt. Når de stiger op til overfladen, strækker de grænsefilmene af glas af forskellig sammensætning til de tyndeste tråde med et højt udviklet specifikt overfladeareal og letter den gensidige spredning af glasmasse fra naboområder. Processen med glasgennemsnit er således tæt sammenflettet med afklaring. Når glas smeltes i industriovne, sker klarings- og homogeniseringsstadierne samtidigt under de samme forhold, så zonen er forgrening kan ikke adskilles fra homogeniseringszonen.
Kunstig blanding er vigtig for at opnå en homogen glasmasse. Ved smeltning af krystalglas bruges keramiske omrørere.
For at opnå en homogen masse under homogeniseringen er ensartetheden og finheden af formaling af blandingen af stor betydning. Det påvirker homogeniteten af glassmelten og knust glas fyldt med ladningen ind i ovnen. Typisk er knust glas en smule anderledes i kemisk sammensætning fra hovedglasset, da det under den tidligere tilberedningsproces mister nogle af de flygtige komponenter, beriges med opløste gasser osv. Derfor knuses knust glas og fordeles jævnt i ladningen.
Efter klaring og homogenisering opfylder kvaliteten af glasmaterialet fuldt ud kravene til det, men på grund af den høje temperatur af smelten og lav viskositet er det umuligt at danne det. Derfor er opgaven for den sidste fase af glassmeltningen at forberede glassmelten til dannelse.
Afkøling er den femte og sidste fase af glassmeltningsprocessen. Det er kendetegnet ved, at temperaturen på glassmelten reduceres for at skabe viskositet, som gør, at den kan støbes til produkter. Temperaturen af glassmelten på dette trin holdes på ca. 1200 °C.
Glasmassen afkøles jævnt og gradvist - ved pludselig afkøling kan balancen mellem væske- og gasfasen blive forstyrret, hvilket vil føre til nydannelse af gasindeslutninger i form af bittesmå bobler (sekundære myg). Det er vanskeligt at frigøre glassmelten fra sådanne gasindeslutninger på grund af dens øgede viskositet. For at undgå forekomsten af glasdefekter i slutfasen er det nødvendigt nøje at overholde det etablerede trykregime for ovnens gasatmosfære og sænke temperaturen.
Glasovne. En glasovn er en termisk enhed med periodisk eller kontinuerlig drift, hvor glas koges og forberedes til støbning. Brændeovne opvarmes enten med gas eller el. I henhold til driftstilstanden kan ovne være periodiske (potte) eller kontinuerlige (badekar). I nogle tilfælde anvendes batchovne.
Driften af ovnen er karakteriseret ved sådanne indikatorer som produktivitet (glassmeltefjernelse pr. tidsenhed, t/dag; specifik fjernelse, kg/m2 pr. dag), effektivitet og varmeforbrug pr. smeltning eller enhedsmængde af glas. Ydelseskoefficienten (effektiviteten) for periodiske ovne er lav ( ): gryde - 6...8, bad - 10...15, gennemgående badeovne - 17...28. Elektriske ovne er de mest effektive - effektivitet 50-70 dog højere
Omkostningerne til elektricitet sammenlignet med omkostningerne ved naturgas eller flydende brændstof begrænser den udbredte brug af elektriske ovne.
Til smeltning af glas til kunstneriske formål, afprøvning af nye glastyper, udførelse af eksperimentelt arbejde og fremstilling af højkunstneriske produkter anvendes grydeovne, hvor glassmeltninger af forskellig sammensætning eller farve samtidigt koges i ildfaste digler (gryder). Ulemperne ved disse ovne er lav effektivitet, manuel fyldning af gryder, behovet for at udskifte sprængte digler på farten, øget brændstofforbrug osv. Ved produktion af højkvalitets produkter af høj kvalitet fra farvet og blyholdigt (krystal) glas, anvendes flerpotte regenerative ovne med bundvarmeforsyning. Sådanne komfurer har op til 16 gryder med en nyttig kapacitet på 300...500 kg og en virkningsgrad på op til 8%.
Gryder er som regel runde, sjældnere ovale; i et tværgående lodret snit i form af en keglestub, sjældnere en cylinder. Grydens dimensioner vælges i overensstemmelse med størrelsen på det produkt, der produceres.
Ladningen i glasgryden modtager varme hovedsageligt på grund af stråling fra ovntaget og dels på grund af varmeledning gennem grydens vægge. For grydeovne er højden af ovntaget derfor af særlig betydning: Jo lavere taget er, jo mere intenst opvarmes gryderne og ladningen indeholdt i det.
Et karakteristisk træk ved glassmeltning i grydeovne er hyppigheden af alle teknologiske processer, som veksler i streng rækkefølge: opvarmning af ovnen efter produktion af produkter, fyldning af parti og affald, glassmeltning, smeltning af glassmeltning og fremstilling af glasprodukter.
Inden gryderne bruges til madlavning, brændes de og koges gradvist jævnt til en temperatur på 1500...1540 °C.
Blandingen og det knuste glas i forholdet 50:50 fyldes i opvarmede gryder i flere trin: først skrotet, derefter blandingen og efterfølgende portioner serveres, efter at de tidligere fyldte portioner er smeltet. Efter den sidste portion er kogt hæves temperaturen i ovnen til maksimum og der udføres klaring og homogenisering, som kan vare op til 6 timer For at intensivere disse processer anvendes kogning af glassmelten, hvortil et stk af gennemblødt træ indføres i glassmelten ved hjælp af en metalstang. Under påvirkning af høje temperaturer frigives fugt og forbrændingsprodukter hurtigt fra træ, hvilket får glasmassen til at bevæge sig intensivt, hvilket fremmer dens blanding og klaring fra gasbobler. Samme effekt opnås ved at boble med trykluft, som under tryk føres ind i glasmassen. Efter at smeltningen er afsluttet, afkøles glassmelten til temperaturer med arbejdsviskositet, og derefter begynder produktionen af glasprodukter.
Typisk varer en grydeovns driftscyklus en dag, og den gentages hver dag i et år, nogle gange mere, indtil ovnen stoppes for reparation.
Ris. 1. Grydeovn med bundflammeforsyning: 1 - nederste del af væggen (cirkel), 2 - arbejdsvinduer, 3 - hvælving, 4 - arbejdskammer, 5 - under regeneratoren, 7 - åbninger til servicering af gryder, 8 - glas gryder, 9 - brænderhuller (cadi), 10 - huller til påfyldning af gryder
Overvej designet af en grydeovn. Hovedelementet i ovnen er arbejdskammeret, hvor antallet af gryder, der kræves til arbejdet, er installeret. Der er arbejdsvinduer i den øverste del af sidevæggene. I cirklen overfor hver gryde er der et hul, hvorigennem gryderne serveres. Til lastning fra udgravning af potter blev der lavet et hul i det omkringliggende og over det, som blev dækket med plader under arbejdet. Sektionsovne indtager en mellemposition mellem gryde- og badeovne. De bruges hovedsageligt til produktion af kunstneriske produkter. Ligesom i grydeovne kan du i sektionsovne tilberede glassmelte af flere sammensætninger eller farver - alt efter antallet af sektioner, som er "lommer" ved siden af hinanden, lavet af ildfaste mursten og har et fælles flammeområde.
Kontinuerlige badeovne er mere avancerede og effektive varmeenheder, de er mest almindelige i glasindustrien. Ved smeltning af glas i badovne sker alle stadier af glassmeltning samtidigt og kontinuerligt. Dette gør det muligt at mekanisere og automatisere hele processen så meget som muligt, fra at fylde ladningen til og slutte med produktionen af glasprodukter.
Hoveddelen af brændeovnen er en pool (badekar), foret med ildfaste bjælker, hvorfor brændeovnene kaldes badekar. Madlavningsdelen af poolen (badet) har normalt en rektangulær konfiguration i plan. Fra den ene ende af badet, gennem en ladelomme, fyldes blandingen løbende automatisk i ovnen, leveret i beholdere. Niveaumålere registrerer niveauet af glasspejlet. Hvis den stiger over en forudindstillet grænse, slukkes ladeladeren automatisk. Efterhånden som produktionen skrider frem, falder niveauet af glassmeltning, det automatiske læsserskiftesystem aktiveres, og en ny del af ladningen kommer ind i badet. Ved produktion af bordservice af høj kvalitet bruges hovedsagelig badeovne med en kanal, som er placeret under niveauet af bunden af kogekammeret. Bedre kogt og mere afkølet glassmelte tages fra kanalen.
De forskellige stadier af glassmeltning forekommer samtidigt i forskellige zoner i ovnen. Optimale temperaturer i kogezonerne er 1420 °C, klaring - 1430, produktion - 1260 °C.
Ved smeltning af glas i en badeovn opretholdes den oxiderende natur af gasmiljøet konstant et neutralt atmosfærisk tryk i smeltedelen over glasmassespejlet, og et svagt positivt tryk etableres i arbejdsdelen. Ovnens produktivitet er 6...12 tons glassmeltning pr. dag, specifik glasfjernelse afhængig af produktionsintensiteten er 450 kg/m2 pr. dag. Ovnen kan opvarmes med både naturgas og flydende brændsel.
En af ulemperne ved gasopvarmede ovne er, at fordampningen af blyoxider fører til udtømning af glassmeltens overfladelag og miljøforurening. I elektriske ovne bruges vægmonterede blok tinoxid elektriske enheder som varmekilder. fødsel. Glassmeltningsprocessen udføres i en lodret strømning under et lag kold batch fra top til bund. Tilstedeværelsen af et koldt ladningslag over det smeltede glas reducerer fordampningen af blyoxider og fremmer homogeniteten. ny glassmeltning.
Ved drift af en sådan ovn er der intet varmetab fra udstødningsrøggasserne. Det specifikke energiforbrug til fremstilling af 1 kg glas er mindre end i flammebadsovne. Derudover har elektriske ovne med elektroder baseret på tindioxid Sn02 ingen farvende effekt på glassmeltning.
Farvet glas kan brygges samtidig med farveløst glas. For at gøre dette er en badeovn til smeltning af farveløst glas og satellitovne til smeltning af farvet glas placeret i et område på samme tid.
I kontinuerlige ovne sker indtrængning af ladningen, klaring og afkøling af glassmelten i forskellige zoner af bassinet (fig. 7.2).
De største husholdningsbadeovne (til pladeglas) har en bassinbredde på op til 10 m, en samlet længde på 60-70 m og en dybde på 1,5 m. Bassinerne i sådanne ovne kan rumme 2000-2500 tons glassmelte. Deres daglige produktivitet er 350-450 tons For nylig er der i produktionen af floatglas i udlandet blevet sat i drift fladglasovne med en produktivitet på over 600 tons/dag. En stor enhedseffekt af ovne er mere økonomisk rentabel, da det specifikke brændstofforbrug og arbejdsomkostninger til servicering af ovnene reduceres med stigende produktivitet. Samtidig anvendes små badovne til fremstilling af valse-, konstruktions-, tekniske og andre glastyper med en kapacitet på 5-10 til 100-120 tons/dag (stor daglig produktion refererer til ovne, der producerer pladeglas vha. den kontinuerlige rullemetode).
Moderne højtydende badeovne fungerer ved 1500-1600 °C, og ovne til ildfaste tekniske glas - ved 1650-1680 °C. For at forlænge levetiden af ovne og producere glas af høj kvalitet, er de foret med ildfaste materialer, der er modstandsdygtige over for virkningerne af glassmeltning, samt støv og ladningsgasser ved høje temperaturer.
Strukturelt er ovnen opdelt i opvarmede (madlavning) og uopvarmede (studie og produktion) dele. Ved fremstilling af pladevinduer, valset og poleret glas, anvendes regenerative ovne med en tværgående flammeretning og fem til syv par brændere. Små ovne i produktion af konstruktion og teknisk glas er ofte bygget efter princippet om direkte fyrede ovne, samt med en hesteskoformet flammeretning. I den opvarmede del foregår svejsning af ladningen, klaring, homogenisering og indledende afkøling af glassmelten, i den uopvarmede (studie) del afsluttes afkølingen af glassmelten. Enheder til fremstilling af produkter støder op til elevdelen.
Ovn rør støtte kolonne; 15 - underdysekanal; - justeringsplads
Ovnenes dele og arbejdsrum er strukturelt adskilt fra hinanden. Jo mere fuldstændig tilberednings- og tilberedningsdelene er adskilt, jo mere og hurtigere afkøles glassmeltningen, og jo højere kan temperaturen i tilberedningsdelen være. Den mest radikale adskillelse af koge- og kogedelene findes i gennemstrømningsovne (fig. 7.3), designet til at producere små produkter. På grund af den store køleflade i kanalen er arbejdsstrømmen af glassmelte i sådanne ovne uensartet i temperatur. Derfor, i store højtydende ovne, hvor temperaturen af glasmassen skal være den samme over en bred front af dens produktion, var koge- og smeltedelene indtil for nylig kun adskilt af et gasformigt miljø - en skærm eller en sænket tag. For nylig, på grund af en stigning i temperaturen og en stigning i produktiviteten af flade glasovne, er det blevet nødvendigt at afkøle glassmelten mere intensivt. Til disse formål sænkes barrierer ned i glassmelten langs hele bredden af den indsnævrede indledende del af glassmelten: rør afkølet med rindende vand (sløjfekølere), med en indvendig diameter på 70 - 80 mm med en justerbar nedsænkningsdybde i glassmelten (fig. 7.4); brandhæmmende glasbestandige barrierer i forskellige designs. De kan være i form af en flad bue - en bro i glassmelte med en skærm i et gasformigt medium ("nedsænket skærm" af A. N. Germanov-systemet), og broen og skærmen afkøles med luft. En anden type barriere er en dobbeltbuet bro med en mellemstøtte, udført med eller uden køling (f.eks. en barriere designet af Glasinstituttet). Barrierer reducerer temperaturen på glassmelten, ikke så meget fordi de er afkølet, men på grund af deres hæmmende effekt på cirkulationen af glassmelten. Loop-to-tiers køleskabe reducerer den gennemsnitlige temperatur af arbejdsstrømmen af glassmelte med 40 - 50 ° C, og brandsikre barrierer, afhængigt af nedsænkningsdybden og afkølingsintensitet, med 50 - 80 ° C.
Den termiske effektivitet af moderne fladglasovne med høj effekt er 22-30%. Dens værdi er større, jo højere den specifikke produktivitet af glassmelteovnen er, dvs. jo mere glasmasse kan opnås med den samme overflade, gennem hvilken varme går tabt. I husholdningsovne til fremstilling af pladeglas fremstillet ved den vertikale tegnemetode er den specifikke glasmassefjernelse cm2 af det opvarmede ovnareal 1000-1500 kg/cyf I ovne til fremstilling af poleret pladeglas er den specifikke fjernelse cm2 af det opvarmede ovnareal øges til 1800 - 2000 kg/dag. I overensstemmelse hermed er det specifikke varmeforbrug for de to nævnte typer ovne ca. 14.000 kJ og 10.500-10.600 kJ pr. 1 kg svejset glassmelte. 
Slid på ildfaste materialer tvinger ovne til at blive lukket ned for større reparationer. Husholdningspladeglasovne, foret med de nyeste modstandsdygtige ildfaste materialer, ved hjælp af metoder til deres effektive beskyttelse, fungerer mellem reparationer i 48 - 60 måneder.
Svejsning af badekarovn med glassmelte. Inden glassmeltning i en nybygget eller repareret ovn, svejses ovnbassinet med frisk glassmelte. Kvaliteten af det færdige glas afhænger af svejsningens renlighed og grundighed. Svejsningen begynder, når temperaturen i badeovnen er 10 - 15°C højere end den indstillede. Først fyldes en blanding ind i ovnen: 15 % af ladningen og 85 % af affald blandet med sorterede stykker afkølet glassmelte (Erkles) frigivet fra ovnen, efter at den blev stoppet til reparation. Ladningen udføres i en sådan mængde, at glassmelten fylder ovnen til højden af de to nederste rækker af bassinbjælker (600 mm) med en hastighed på højst 2-2,5 mm/t. Herefter øges svejsehastigheden først til 5 og derefter til 10 mm/h, samtidig med at indholdet af ladningen i dens blanding med affald øges til den angivne værdi. Når du indstiller svejsehastigheden, skal du sørge for, at der i glassmelteprøverne fra den kolde del af ovnen er få store bobler og ingen bobler med en diameter på mindre end 1 mm.
Bevægelse af glassmelte i kontinuerlige badovne. I sådanne ovne er smelten og ladningen, der flyder på den, i kontinuerlig bevægelse. Indtrængning af ladningen, glasdannelse og klaring sker i overfladelaget af glassmelte, der fylder ovnbassinerne. Det kontinuerlige udvalg af glassmelte fra den arbejdende del af ovnen forårsager et fald i dets niveau i produktionsområderne, som genopfyldes af en konstant tilstrømning af smelte fra den smeltende del af ovnen. Dette skaber et direkte "produktions" eller "produktions" flow. Hele det resterende volumen af glassmelten, med undtagelse af nogle stillestående områder, er involveret i konvektionsbevægelser, som er forårsaget af forskellige temperaturer af smeltemassen i individuelle områder af poolen, og som følge heraf forskelle i densitet og specifikke tryk af glassmelten langs ovnens længde og bredde.
I den mest opvarmede zone af ovnen har glasmassen den laveste densitet (dvs. det største specifikke volumen) og danner en lille bakke (høj) med en højde på ca. 1 mm eller mere, hvorfra smelten smelter
bevæger sig mod bo - a), imaks
Til de koldeste områder i ovnen.
Typisk er området med den højeste temperatur af glassmelten placeret cirka midt i smelteovnens smeltedel, og herfra bevæger glassmelten sig mod steder, hvor temperaturen er lavest: til den kolde ladningszone, til den arbejdsanordninger og til ovnvæggene, afkølet af udeluft for at reducere slid på de ildfaste materialer. Der skabes således langsgående strømme i ovnene med to grene (cyklusser) rettet mod ovnens lade- og produktionsender og tværgående strømme rettet mod bassinets vægge. Flyet, der passerer gennem højen på tværs af ovnbassinet, vinkelret på bunden, er det sted, hvor strømmene adskilles, kaldet quelpoint (kilden til strømmene). Efter at have nået de sidste sektioner, falder smelten ned i poolens dybder og bevæger sig i den modsatte retning, hvilket skaber kontinuerlig cirkulation.
Ved ovnens hældevæg falder den af ladningen afkølede glasmasse, strømmer nær bunden i den modsatte retning og stiger gradvist op til overfladen i quel-punktets plan, hvilket lukker den såkaldte hældecyklus. af langsgående strømme. En lignende ting sker i produktionsdelen af ovnen, hvor produktionscyklussen af konvektionsstrømme dannes. Tværgående strømme falder også ned i nærheden af væggene og stiger derefter i nogen afstand fra dem og trækkes ind i den langsgående cirkulation.
Et forenklet diagram over bevægelsen af glassmeltestrømme i ovne med en barriere og en kanal er vist i fig. 7.5. Den stigende gren 1 af kulkredsløbet A flyder ved kvelpunktet ind i produktionscyklussen B, som foran barrieren P er opdelt i gren 2, der vender tilbage til kogedelen, og gren 3, der passerer under barrieren ind i koge del af ovnen. Fra returforgrening 2 stiger vandløb 4, 5 sammen med den direkte strøm B. Fra den dybe returgren af strømning B løber gren 6 ind i den direkte strøm bag barrieren. Barrieren "brækker" så at sige delvist. produktionskonvektionsstrømmen i to cyklusser (fig. 7.5, A).
I fig. 7.5, b er det tydeligt, at der i en gennemstrømningsovn er én hovedcyklus af strømme A, mens glasmassen i cyklus £ hæmmes af væggen og kun overfører individuelle nedadgående strømme til den generelle cirkulation. Hvis ovnens produktivitet er høj, og arbejdsstrømmen af glassmelte er højt udviklet, kan det fuldstændig neutralisere konvektionscirkulationen; smeltens bevægelse bliver direkte-flow (fig. 7.5, f).
Jo større temperaturforskellen er mellem glassmelten ved dens varme og kolde ende, samt jo større ovndybden er og jo kortere længden af sektionen er, jo større er effekt og strømningshastighed af glassmelten i en given sektion. ovnen. Når den samlede temperatur af glassmelten falder, og dens viskositet stiger, falder hastigheden og kraften af strømmene.
Det følger heraf, at arten og hastigheden af bevægelsen af glassmelten i hvert specifikt ovnbad afhænger af ovnens temperaturniveau, positionen af de zoner, hvor den højeste temperatur af glassmelten udvikler sig langs længden og bredden af ovnen. ovn; ovnens størrelse og ydeevne; metoden til belastning af ladningen, som bestemmer tykkelsen og længden af ladningslaget, som afkøler glassmelten og påvirker kraften i bulkflowcyklussen; arten af adskillelsen af koge- og kogebassinerne; graden af ensartethed af opvarmning af glassmelten over overfladen og dybden, afhængigt af opvarmningsmetoden, brændernes beskaffenhed og glassmeltens gennemskinnelighed.
Forholdet n af mængden af glasmasse, der overføres ved konvektion, strømmer b/ til den genererede mængde Gu, dvs. n = = G/Gі, karakteriserer styrken af konvektionsudveksling af glasmasse og kaldes flowkoefficienten (eller Nowaki-tallet). I moderne store badeovne af plade og poleret glas er n tæt på 5, i lavtydende ovne, der fungerer uden barrierer, er n 7-8, i gennemstrømningsovne - 2-4; med undertrykt konvektiv cirkulation
Hastigheden af forskellige strømme af glassmeltning i badovne er ca. (i m/h):
Øvre langsgående strømme af bulkcyklussen. lavere langsgående strømme af bulkcyklussen. øvre langsgående strømme af produktionscyklussen (midt i ovnens kogedel)................................
I tilberedningsdelen af ovnen........................................... ........ ....
I kanalen ..................................................... ......................
Under en forhindring (på en mellemstøtte). . . lavere langsgående strømme af produktionscyklussen
I bagedelen af ovnen...................................
Krydsstrømme nær vægge (sænkende). . overflade flyder i kanalerne af lodret tegning af glasplade
Glassmeltestrømme har en afgørende indflydelse på den termiske og teknologiske fremstilling af smelter i en badeovn. Glassmelte har lav varmeledningsevne og lav gennemskinnelighed; derfor ville det uden konvektionscirkulation være umuligt at overføre varme til smeltens dybe lag. Derudover sænker bulkkonvektion rettet mod ovnens ladevæg bevægelsen af den direkte produktionsstrøm og sænker ladningens fremskridt langs overfladen af smelten i kogezonen, hvorved der skabes mere gunstige betingelser for opvarmning og indtrængning. af sigtelsen.
Imidlertid kan den positive effekt af konvektionsstrømme kun udnyttes fuldt ud, hvis de er rationelt organiseret. Det skal huskes, at strømmenes retning, kraft og hastighed afhænger af temperaturfordelingen i glassmelten, som, som det vil blive beskrevet nedenfor, ikke falder sammen med temperaturfordelingen af ovnmurværket i alle zoner. Rationel organisering af strømme kræver først og fremmest at sikre maksimal aktivitet af strømmene i bulkcyklussen. For at gøre dette er det nødvendigt at opretholde en høj temperatur på glassmelten i quelpunkt og en lavere temperatur nær læsselommen. En aktiv bulkkonvektionscyklus skabes ved elektrisk opvarmning af glassmelten i quelpunktet. Hvad angår strømmene i produktionscyklussen, holdes deres hastighed i den opvarmede del af ovnene på et moderat niveau, så glasmassen når at blive kemisk og termisk homogen. Til disse formål sænkes temperaturen af smelten i anden halvdel af ovnens kogedel efter kvelpunktet gradvist, og i begyndelsen af den hurtige afkølingszone installeres en barriere, der sænker produktionsflowet.
Samtidig skaber den udviklede cirkulation af glasmasse store vanskeligheder ved driften af badeovne. Det giver større inerti til ovnene: utilsigtet "fordærvet" glassmelte fjernes ikke straks fra poolen, men cirkulerer i den i lang tid, gradvist fortyndet. Produktionsstrømmene fører varme fra den smeltende del af ovnen til den smeltende del, derfor er der i moderne højtemperaturbadeovne tilvejebragt store smeltedele, eller der anvendes kunstig køling af glassmelten. Dette fører til en stigning i ubrugelige varmetab og en stigning i omkostningerne ved at lægge brændeovne.
Enhver ændring i bevægelsesruterne og regimet for konvektionsstrømme af glassmelte kan føre til en krænkelse af temperaturen, sammensætningen og kvaliteten af glassmelten, der kommer ind i produktionen, til en ændring i glasets produktionsegenskaber og udseendet af defekter. For normal produktion er det nødvendigt, at ruterne, hastighederne og kræfterne af glassmeltestrømmene ikke ændres over tid, hvilket kun er muligt med den strengeste vedligeholdelse af konstantheden af alle ovndriftsparametre. Dette er den grundlæggende regel for drift af kontinuerlige badekarovne.
Varmeoverførselsprocesser. I driftstilstand fyldes ladningen og det knuste glas i badovne på et underlag af opvarmet smelte. Ladede kolde materialer begynder at modtage varme fra strålingen fra flammen og ovnens murværk (øverst) og fra glassmelten (nederst). På grund af ladningens meget lave varmeledningsevne - 0,25 - 0,27 W / (m-K) opvarmes dets lag hurtigt på selve overfladen, ladningen sintres ovenfra og nedefra, og derefter dækkes sinteren med en film af primært silikat smelte, gennemsyret af opløsende sandkorn og frigivet boblegasser
Den midterste del af laget varmes langsomt op og forbliver fritflydende i lang tid. På grund af dens lave massefylde (- 1000 kg/m3) er ladningen nedsænket i glassmelten med 30 - 60 mm, det vil sige, at alle processer i den foregår nær overfladen af glassmelten. Den skumagtige primærsmelte med opløsende sandkorn (kogeskum) dræner konstant fra ladningen og afslører en frisk overflade, hvorpå der igen dannes skum: ladningslaget smelter gradvist oppefra og nedefra. Efterhånden som blandingen koges, adskilles den i øer omgivet af skum. Den zone i kogebassinet, hvor blandingen og kogeskummet koges, kaldes kogezonen.
Madlavningsskum er anderledes ved, at det indeholder korn af uopløst kvarts. Længere langs ovnens længde, hvor ladningen slutter, koges kvartskornene, og gasbobler forbliver i skummet. Dette er klaringsskum eller raffineringsskum; området, hvor det ligger, kaldes afklaringszonen. Raffineringsskummet, i begyndelsen højt og tæt, tynder ud og forsvinder mod slutningen af klaringszonen: overfladen af glasmassen bliver spejlagtig. Overfladen af glassmelten i den opvarmede del af ovnen er konventionelt vist i fig. 7.6.
Den samme figur viser også parametrene for varmeveksling, der forekommer i forskellige områder langs længden af den opvarmede del af ovnen. Varme fra oven
produceres af ladningen og glassmeltningen hovedsageligt (75 - 85%) på grund af strålingen fra flammebrændere og ovnens rødglødende murværk, samt gennem konvektion af bevægelige flammegasser (15 - 25%). Nedefra, fra glassmelten, modtager ladningen varme på grund af termisk ledningsevne og smeltens egen termiske stråling. Mængden af varme, der opfattes af ladningen nedefra under flammeopvarmning, er 2,5 - 3 gange mindre end ovenfra.
De termofysiske egenskaber (termisk ledningsevne, varmekapacitet, evne til at absorbere termisk stråling) af ladningen, skummet og glassmelten adskiller sig væsentligt, derfor er varmevekslingen i den smeltende del af glasovne kompleks. Frisk koldt vand har den største varmemodtageevne.
oplade; Varmeopfattelsen af madlavning og tæt raffineringsskum er halvdelen af den kolde ladning. Den åbne, rene overflade af glassmelten er i stand til at absorbere ca. 40 % af den varme, der absorberes af ladningen, da den opvarmede smelte selv afgiver varme (se kurve 1). Den stråling, der absorberes af ladningen, overføres ikke af den til glassmelteunderlaget: ladningen er et uigennemsigtigt varmeskjold. Skum er en gennemskinnelig skærm og transmitterer omkring halvdelen af den stråling, der absorberes af den, og ren glassmelte er gennemsigtig for stråling i en dybde på 100-150 mm.
Varme overføres inde i smelten på grund af det faktum, at hvert opvarmet lag af glassmelte på sin side bliver en radiator. En vigtig rolle i processen med varmeoverførsel i ovnpoolen spilles af glassmeltestrømme: cirkulerende opvarmet glassmelte overfører sin varme til de kolde lag af smelten, der vaskes af den.
Disse egenskaber af ladningen, skummet og den rene glassmeltning forklarer temperaturfordelingen af glassmelten langs ovnbadets længde (se kurver)<3, 4). Шихта не только отнимает от стекломассы теплоту, необходимую для ее физического нагрева и протекания эндотермических реакций, но и экранирует стекломассу от проникновения теплоты, излучаемой сверху. Поэтому расплав имеет самую низкую температуру вблизи загрузочного кармана, куда поступает холодная шихта, а самую высокую - в конце зоны рафинажной пены, где он хорошо прогревается и отдает мало теплоты.
Zone-for-zone temperaturerne i ovnens øvre struktur (se kurve 2) er fordelt langs ovnens længde anderledes end temperaturerne på glassmelten. Temperaturen på ovnmurværket er resultatet af den varmebalance, der er etableret i en eller anden del af ovnen. Det er højere, jo mere varme, der tilføres til dette område, og jo mindre bruges på den teknologiske proces og på at dække tab. Derfor, på trods af at der tilføres en stor mængde varme til ladekogezonen, er ovnens temperatur. murværk i denne zone er lavere end i klaringszonen: indtrængning af ladningen fjerner meget varme, og i klaringszonen er dette valg halvt så meget, og desuden udstråler det opvarmede tætte skum selv varme til det øvre ovnens vægge og tag Hvis skumlaget af en eller anden grund bliver tættere, stiger ovnens murværk i dette område, og temperaturen på smelten falder på grund af stærkere afskærmning glassmeltens temperatur og ovnmurværkets temperatur afhænger i høj grad af glassmeltens overflade. Arten af ændringen i glassmeltens temperatur og ovnmurværkets temperatur falder kun sammen i området for Det rene spejlet skal dog huske på, at i slutningen af ovnens smeltende del, hvor varmeforbruget reduceres for at afkøle glassmelten, og også yderligere i den uopvarmede smeltedel. af ovnen er temperaturen af glassmelten højere end temperaturen på murværket i ovnens øvre struktur (se. kurver 2, 3 i fig. 7.6).
Takket være bulkcyklussen af konvektionsstrømme holdes grænserne for placeringen af ladningen og tæt skum (madlavning og raffinering) i en vis afstand fra påfyldningslommen, som bestemmer længden af kogezonen. Jo længere smeltezonen er, jo mindre varme trænger ind i glassmelten, og jo sværere er det for smelten at klare og homogenisere. For at sikre konstant og høj kvalitet af glassmelten bør en sådan mængde varme derfor tilføres smeltezonen, så blandingen og det tætte skum ikke går ud over visse grænser: for eksempel i plade- og bygningsglasovne , smeltezonens længde bør ikke være mere end 50% af længden af den opvarmede del af ovnen.
Placeringen af grænserne for ladningen og skummet er den vigtigste kontrolindikator for ovnens driftstilstand. Etablerede grænser skal fastholdes. Hvis de bevæger sig mod læsselommen, vil en del af overfladen af glassmelten åbne sig, og smelten vil varme op; dette kan føre til en stigning i temperaturen af glassmelten i produktionsstrømmen, til en stigning i de dybe lag af glassmelte og deres involvering i arbejdsstrømmen; sidstnævnte er normalt ledsaget af udseendet af bobler og kemisk heterogenitet, og nogle gange af afbrydelse af produktfremstillingsprocessen. Når smeltezonen forlænges (på grund af langsommere indtrængning af ladningen og mere rigeligt skum), falder temperaturen af glassmelten; højen, der adskiller hælde- og produktionsflowcyklussen, bliver mindre udtalt. I dette tilfælde kan en del af den utilstrækkeligt klarede og homogeniserede glassmelte flyde over overfladen ind i området for produktionsflowcyklussen og komme ind i produktionen.
For at stabilisere positionen af grænserne for smeltezonen er det nødvendigt, at ladningens sammensætning, dens forhold med knust glas, måden for deres indlæsning i ovnen, såvel som mængden
Den producerede glasmasse (fjernelse) var strengt konstant. Ovnens gastilstand bør ikke ændres, og mængden af varme, der indføres i ovnen, skal svare til dens produktivitet. Når ovnens produktivitet falder, skal varmeforbruget reduceres. Ved produktion af fladt og poleret glas fjernes normalt 2800-1850-103 J for hvert kilogram reduktion i ovnens produktivitet.
Indlæsning af batch og affald. I øjeblikket bruges udelukkende mekaniske læssere til at indlæse partier og affald i badeovne; når de etablerer deres driftsformer, stræber de efter at sikre, at de fyldte materialer ikke bliver hængende i læsselommen, men ikke skubbes langt ind i ovnen. Læssere skal fordele ladningen over overfladen af glassmelten på en sådan måde, at den får den størst mulige varmemodtagende overflade og en sådan form på det belastede lag, at det resulterende kogeskum kan flyde frit.
Til disse formål belastes ladningen med den bredest mulige front i form af kamme 120 - 200 mm høje. I de senere år er bredden af læsselommerne øget til 70 % eller mere af ovnbassinets bredde; Længden på lommen afhænger af typen af læsser.
Badeovne til fremstilling af plader og bygningsglas er udstyret med bordplade og roterende læsser ZSh-S (fig. 7.7). ZSh-S læssebordene slutter med skovle, der er sænket tæt på glassmelten og har en frem- og tilbagegående bevægelse. Når man bevæger sig baglæns (fra ovnen), ankommer ladningen og det knuste glas fra skraldespandene på bordene; Under fremadslaget tømmes materialer i foderlommen og skubbes ind i ovnen. Langs lommens bredde er flere borde installeret parallelt med hinanden, med intervaller mellem dem på højst 200 mm (fig. 7.7a Ved læsning ved et bord kommer ladningen og skrotet ind i ovnen i langsgående kamme).
Roterende læssere (fig. 7.7, b) er designet til næsten kontinuerligt at lade ladningen, der ligger på underlaget fra affaldet, ind i ovnen. For at opnå dette har hver læsser to separate tragte og to rotorer (en til kamp, den anden til ladning) med roterende sektorfødere under dem. To roterende læssere er installeret langs lommens bredde. Længden af lommerne øges, da der for at tilføre affald under ladningslaget kræves en åben overflade af lommen med en længde på mindst 1200 mm.
|
|
Indlæsning af partiet med en bred front på underlaget fra affaldet, udført af roterende læssere, gør det muligt at øge mængden af varme, der opfattes af ladningen ovenfra og sikrer præcis, kontinuerlig proportionering af ladningen og affaldet.
Driftsrytmen af mekaniske læssere styres af niveaumålere - specielle enheder til måling og opretholdelse af et konstant niveau af glassmeltning i ovnbassinet. Udsving i niveauet er tilladt inden for meget begrænsede grænser, da de forårsager ændringer i glasdannelsesforholdene og intensiv ødelæggelse af ildfaste materialer; det specificerede niveau opretholdes med en nøjagtighed på ±0,2 mm. For at gøre dette, baseret på et signal fra niveaumåleren, ændres hastigheden på bordlæssernes borde eller rotationshastigheden på de roterende foderautomater under kontinuerlig drift af læsserne.
Niveaumålere er flydende, elektrisk kontakt, optiske osv. Ved fremstilling af glasplader bruges hovedsageligt "pecking" elektriske kontaktniveaumålere med et vandkølet håndtag, der bærer en lodret platinelektrode, der kontinuerligt bevæger sig op og ned. Signalet fra elektroden opstår i det øjeblik, elektroden kommer i kontakt med glassmelten, da der tilføres en lille strøm til elektroden.
Termisk tilstand af ovnen. Det termiske regime er kendetegnet ved det samlede forbrug af brændstof og luft, deres fordeling blandt ovnbrænderne og temperaturniveauet for ovnens murværk og glassmeltning langs ovnens længde. Temperaturen på glassmelten er af særlig betydning for den teknologiske proces, men på grund af vanskelighederne ved at måle den, er vi styret af temperaturen på ovnmurværket. Undtagelsen er temperaturen af glassmelten i blandings- og produktionsdelene, som er den vigtigste kontrolparameter og skal holdes strengt konstant. Temperaturen på glassmelten i læsselommen styres også (250 - 300 mm under smelteniveauet): i flade glasovne skal den være mindst 1200 °C.
Ved opsætning af termiske forhold indstilles de af værdien af den maksimale temperatur af ovnmurværket, temperaturen af glassmelten i smelte- og arbejdsdelene og placeringen af grænserne for ladning og skum ved en given ovnproduktivitet. Placeringen af grænserne fastlægges ved at vælge det nødvendige brændstofforbrug i kogezonens brændere, hvor den største mængde varme forbruges. En stor mængde varme tilføres også til den tætte skumzone (madlavning og raffinering) for at skabe en udtalt maksimal temperatur på glassmelten. Samlet brændstofforbrug i brænderne i koge- og klaringszonerne
niya bør være 75 - 85% af dets samlede forbrug til ovnen.
Den maksimale temperatur på ovnmurværket svarer til den tætte skumzone. I moderne ovne opvarmet med gas holdes den maksimale temperatur inden for området 1560-1580 ° C, og i ovne opvarmet med flydende brændstof - 1550 + 10 ° C.
Jo højere temperatur glassmelten er i smeltezonen, jo mindre brændstof forbruges i de sidste et eller to par brændere. Hvis det for at opretholde en given temperatur på glassmelten i blandeskålen i disse brændere er nødvendigt at forbruge meget brændstof, så tilføres der ikke nok varme til smeltezonen. I denne tilstand kan der forekomme gasbobler i glassmelten, og dens temperaturensartethed kan blive forstyrret. Øget brændstofforbrug i de sidste par brændere (for at opretholde den indstillede temperatur på smelteren) er påkrævet, hvis ovnen er udstyret med halmov-lommer eller barrierer mod gasmiljøet og glassmeltning. Dette gøres dog ikke ved at omfordele gasstrømmen mellem brænderne, men ved at øge den samlede gasstrøm til ovnen.
Luft til forbrænding af brændstof i moderne badeværelsesovne tilføres tvangsmæssigt af en ventilator i et strengt fastlagt forhold til det samlede brændstofforbrug. Det samlede forbrug og forbrændingsforbrug af brændstof og luft er de vigtigste kontrolindikatorer for ovntilstanden. Brændernes omtrentlige brændstofforbrug i procent af det samlede forbrug er vist i fig. 7.6.
Temperaturen af glassmelten og ovnmurværket på dets sider skal være den samme; derfor bør den samme gas- og luftstrømningshastighed i modsatte brændere i ovnen nøje overholdes.
Gastilstand. I kontinuerlige badovne opretholdes et vist tryk og sammensætning af gasmiljøet. Ovne skal være godt forseglet. Ved glasmasseniveau skal gastrykket være let positivt.
I individuelle brændere langs ovnens længde etableres et vist forhold mellem brændstof- og luftforbrug. Dette forhold er karakteriseret ved overskydende luftkoefficient a, defineret som forholdet mellem det volumetriske oxygenindhold og de brændbare brændgasser.
Første-anden tredje-fire - femte og brænderzoner lodrette brændere næste brænderzoner brænder brændere
1,03-1,05 1,08-1,1 1,15-1,25
Accepteret 10 % mere end for naturgas
Ved smeltning af meget gennemsigtigt glas i alle brændere i kogezonen skal a være 1,1 - 1,15.
Koefficienten for overskydende luft under forbrænding har stor indflydelse på brænderens temperatur og lysstyrke (emissivitet). Hvis brændstof og luft kom ind i ovnen perfekt blandet, ville den højeste forbrændingstemperatur svare til den teoretiske luftstrømshastighed, dvs. a = 1. Men i praksis er blandingen af brændstof og luft ikke ideel, derfor svarer de højeste temperaturer for naturgasforbrænding til en værdi lidt højere end den teoretiske.
En fakkels emissivitet afhænger hovedsageligt af koncentrationen af varme mikroskopiske partikler af sodkulstof suspenderet i den. Jo mindre a, jo større antal. Men for samtidig at realisere brænderens maksimale lysstyrke og dens højeste temperatur, bør a være 1,05-1,06 for naturgas og 1,06-1,07 for brændselsolie. Under disse forhold kan den største mængde varme opnås fra faklerne.
Opretholdelse af konsistens. Ved fremstilling af glasplader (vindue og poleret) bør glassmeltningens temperatur i den arbejdende del af ovnen, målt ved hjælp af et termoelement, ikke afvige med mere end ±1 °C; Den daglige ændring i glastæthed ved brug af den frie deponeringsmetode bør ikke overstige ±0,0005-0,0007 g/cm3. For at gøre dette er det nødvendigt at opretholde strengt konstante sammensætninger af glas og ladning, forholdet mellem ladning og affald i ovnbelastningen, ovnens produktivitet og alle kontrolparametre for regimet, især placeringen af grænserne for smeltezonen.
Korrektionen af brændstofforbruget, der kræves, når ovnens produktivitet ændres, er specificeret for hver enkelt ovn. Udsving i ovnens murværkstemperatur er tilladt: ±10 °C i smeltezonen og ±5 °C i området af den rene glasoverflade.
Ovnens produktivitet skal være konstant over tid og den samme på siderne for at undgå forvrængning i positionen af kogezonens grænser. Til
For at undgå lejlighedsvise udsving i ovnens temperatur bør konstante betingelser for varmeoverførsel fra ovnmurværket til det ydre miljø opretholdes. Derfor bør kold eller varm luft ikke trænge ind omkring glassmelteovne, regeneratorer, produktionsanordninger og under bunden af ovnene.
En ændring i forholdet mellem divalent og trivalent jern i glassmelten, samt det totale indhold (FeO + Fe2Os), medfører en ændring i transmissionen af termiske stråler fra glassmelten og som følge heraf smeltens temperatur. . For at stabilisere disse parametre tilsættes rent jernoxid specielt til ladningen, og konstanten af Fe0/Fe203-forholdet opnås ved at opretholde den specificerede ovntilstand. I moderne glasproduktion opretholdes ovntilstanden automatisk. Automatisering kan dog ikke eliminere ulemperne ved tilstanden, så den bør bruges, når ovntilstanden er fuldt udviklet og konfigureret.
Ved smeltning af glas i badeovne er det nødvendigt at overvåge ladningens og skummets tilstand, placeringen af grænserne for smeltezonen, arten af flammebrænderne samt kvaliteten af glassets indtrængning og klaring. masse i prøver udtaget for enden af den smeltende del af ovnen ved hjælp af en skesonde.
Under normal, aktiv madlavning smelter ladningen straks efter den kommer ud af ladelommen. Store bobler af gasformige reaktionsprodukter frigives langs periferien af kamme eller øer i ladningen. Ved kogning af en ladning indeholdende natriumsulfat og et reduktionsmiddel bør der ikke være nogen frigivelse af alkalier eller udseendet af tæt kogeskum med indeslutninger af Si02 i form af cristobalit i kogezonen og videre. Hvis de vises, skal du kontrollere indholdet af fugt, sand, sulfat og reduktionsmiddel i ladningen og justere dem om nødvendigt; hvis ladningen er af dårlig kvalitet, stoppes den med at føre den ind i ovnen. Det er også nødvendigt at kontrollere og om nødvendigt justere varme- og gasforholdene i kogezonen.
Raffineringsskum (fast eller i form af løse flager) skal have en klar afgrænsning, hvorefter overfladen af glassmelten skal være spejlagtig. Hvis der kommer en tynd skumfilm på en ren overflade, betyder det, at dannelsen af bobler fortsætter i glassmelten, som ikke kan komme ud af smelten, fordi glassmeltens overflade har en lav temperatur (evt. pga. luftlækager) . I dette tilfælde
I te er det nødvendigt at tilføre mere varme til ladningsområdet og tæt skum for at forbedre klaringen af glassmelten, kontrollere om positivt tryk opretholdes i ovnen på niveau med glassmelten, og om der er luftlækager i ovnen eller blæser den ud af hornene på det ildfaste kølesystem. Alle observerede afvigelser fra normen bør elimineres.
Det er nødvendigt at overvåge fordelingen af ladningen på tværs af ovnens bredde for at forhindre ophobning af ladning og skum på den ene side, mens overfladen af glassmelten er åben på den anden. Med dette fænomen opstår en skævhed i placeringen af grænserne for ladningen og skummet, hvilket fører til forskellig opvarmning af glassmelten langs bredden af arbejdsstrømmen. Forskydningen skyldes oftest den lave temperatur i ovnen og glassmeltningen på den side, hvor ladningen samler sig, men i nogle tilfælde opstår fejljusteringen på grund af forkert installation af læsserne, eller når de arbejder i forskellige tilstande (mere ladning er tilføres til den ene side af ovnen end til den anden). Betjeningen af læsserne skal kontrolleres og justeres, og vigtigst af alt skal ovnens termiske forhold justeres. For at udligne temperaturen på ovnens sider skal du udligne brændstof- og luftforbruget i de modstående brændere samt vakuum og temperatur på regeneratordyserne.
Når du observerer flares, skal du kontrollere deres længde og udseende. Gasstråler fra dyser placeret i kinderne eller i brænderens tand (med lavere gasforsyning) skal mødes i indgangsplanet og danne en kontinuerlig brænder. Sidstnævnte skal dække hele ovnens bredde og i kogezonen bør spredes så tæt som muligt på overfladen af ladningen og det tætte koge- og raffineringsskum. Faklernes flammer må ikke flyve ind i flammerne på de modsatte brændere, og de bør heller ikke røre ved glassmeltens rene spejl. Det skal være let og jævnt lysende: med mangel på luft er faklen lang og mørk, med et overskud, gennemsigtig og kort; hvis brændstof og luft er dårligt blandet, er mørke striber eller pletter synlige på brænderen.
Betingelserne for udsugning af røggasser har stor indflydelse på badeovnes gas- og termiske forhold. Hvis der er mangel på træk i en brænder, hvirvler flammebrænderen på den udgående side, hvirvler, stiger til taget, varmeoverførslen fra den falder, temperaturen på regeneratoren og kanalerne falder; brænderen kan blive skæv og blive trukket ind i den tilstødende brænder, hvilket forårsager en "skævhed" i dysernes temperatur og temperaturinhomogenitet i glassmelten. Derfor er det meget vigtigt, udover visuel observation af blusset, konstant at overvåge temperaturerne i regeneratorerne og røgkanalerne.
Den korrekte proportionering af brændstof og luft overvåges ved at analysere røggasserne for hver ovnbrænder; om nødvendigt justeres luftstrømmen i individuelle brændere. Kvaliteten af blandingen afhænger af brændernes design, metoder til at tilføre brændstof til luftstrømmen, gas- og lufthastigheder. Ved opvarmning af ovne med naturgas afhænger dens hastighed af gasdysens diameter, derfor bruges dyser med større diameter med øget gasstrøm til at skabe den nødvendige hastighed. Ved opvarmning af en ovn med flydende brændsel er god forstøvning af brændstoffet nødvendig for at opnå en god flamme. Derfor er det nødvendigt nøje at overholde de specificerede parametre såsom brændstoftemperatur, brændstof og sprøjtetryk foran injektoren, samt overvåge tilstanden og renheden af injektordyserne.
Metoder til overvågning af ovntilstande og tilstandsstyring. Glassmelteovnenes tilstand overvåges kontinuerligt (stationært) og periodisk. Automatiske kontrolsystemer til ovntilstande fungerer på basis af stationær kontrol.
Mål løbende:
A) glassmelteniveau med en niveaumåler;
B) brændstof- og luftforbrug for ovnen som helhed og for dens zoner ved hjælp af målemembraner og volumetriske sensorer og for individuelle brændere, dyser og dyser ved hjælp af samme midler og dispensere (til flydende brændsel);
C) temperatur af ovnvæggene ved anvendelse af strålingspyrometre eller gennem termoelementer; temperaturen på taget i kogedelen ved hjælp af ikke-gennemgående termoelementer, i kogedelen af ovnen og i produktionskanalerne ved hjælp af gennemgående termoelementer; temperaturen af glassmelten i hele ovnen ved hjælp af gennemgående termoelementer placeret i væggene og i bunden af ovnpuljen og produktionskanaler; temperaturen af regeneratorerne ved hjælp af strålingspyrometre monteret på toppen af dyserne og termoelementerne i udløbskanalerne til regeneratorsektionerne; temperatur i skorstene ved hjælp af termoelementer placeret bag røg-luftventilerne, foran spjældene og i bunden af skorstenen;
D) tryk af gasmediet i opvarmningsdelen af ovnen ved hjælp af en mikrotrykmåler; vakuum bag trimmeportene foran reguleringslågen ved trækmåleren; tryk af brændstof og luft, der leveres til hele ovnen og til individuelle brændere af trykmålere.
Alle stationære overvågningsenheder arbejder med registrering af aflæsninger.
Mål med jævne mellemrum:
A) brændstof- og lufttemperatur ved hjælp af kviksølv- og modstandstermometre;
B) vakuum i bunden af skorstenen med en trækmåler;
C) sammensætningen af røggasser i de vandrette kanaler af alle brændere (en gang hver anden dag) ved hjælp af en bærbar gasanalysator af Orsa-typen med et gasindtagsrør-køleskab. Periodisk overvågning omfatter også systematisk planlagt kontrol af driften af stationære instrumenter og tilstanden af målemembraner. Resultaterne af periodisk overvågning indføres i værkstedets vagtjournal, samt data om belastning af ladning og affald, resultater af kemiske analyser af ladning og glas, oplysninger om placeringen af grænserne for ladningen og skummet og kvaliteten af glassmelteprøver.
Ovne til fremstilling af pladevinduer og poleret glas er i øjeblikket udstyret med systemer og midler til automatisk kontrol af tilstande. Oplysninger om de aktuelle parametre for ovntilstanden, akkumuleret og behandlet af en computer, tjener som det indledende signal til ændring af brændstof- og luftforbruget og skorstenens vakuum, så de svarer til de specificerede. I øjeblikket betjener glassmelteovne automatiske systemer til at overføre flammens retning, påfyldning af ladning og affald, opretholde konstant brændstofforbrug og forholdet mellem brændstof og luft samt konstant gastryk i den smeltende del af ovnen og kogningen glassmeltemetode (hvis brugt). For at sikre, at gastrykket i ovnens glasdel ikke ændres, anvendes kunstig luftindsprøjtning i henhold til et signal fra et termoelement installeret i glassmelten i ovnens produktionsrum. Et konstant forhold mellem brændstof og luft opretholdes ved at regulere mængden af den indkommende luft, mens der foretages korrektioner for temperaturen af gassen og luften, da dens udsving forårsager ændringer i deres densitet, dvs. specifikke volumener.
For at producere glasprodukter med forskellige specificerede egenskaber bruges glassmelteovne af forskellige typer, der adskiller sig i design, produktivitet og driftstilstand.
Glasovnen er hovedenheden for glasproduktion. Processerne med varmebehandling af råmaterialer, produktion af glassmelte og produktion af produkter fra det foregår i den.
Til glassmeltning anvendes batch- og kontinuerlige glasovne.
I henhold til udformningen af arbejdskammeret Glassmelteovne er opdelt i gryde- og badeovne.
Potteovne er batchovne, de bruges til at smelte højkvalitets optiske, belysnings-, kunstneriske og specielle glas.
Badeovne er tilgængelige i kontinuerlige og batch-tilstande. Kontinuerlige badeovne har en række fordele i forhold til potte- og batchovne: de er mere økonomiske, produktive og nemme at vedligeholde.
Ved opvarmningsmetode Glassmelteovne er opdelt i flamme, elektrisk og gas-elektrisk (kombineret gas og elektrisk opvarmning).
I forbrændingsovne er kilden til termisk energi brændt brændsel. Ladningen og glassmelten i disse ovne modtager varme fra forbrændingen af flydende eller gasformigt brændstof. Effektiviteten af forbrændingsovne er 18-26%. da brændstoffet i dem hovedsageligt bruges på opvarmning af det ildfaste murværk i ovnen og kompensation for varmetab. Elektriske ovne har en række fordele i forhold til flammeovne: mindre størrelse, større produktivitet. De er økonomiske og nemme at justere. Under deres drift er der ingen varmetab med udstødningsgasser og bedre arbejdsforhold. Effektiviteten af elektriske ovne når 50-60%.
Baseret på metoden til varmeoverførsel til glassmelte er elektriske ovne opdelt i lysbueovne; modstandsovne (direkte og indirekte) og induktion. I lysbueovne overføres varme til materialet ved stråling fra den elektriske lysbue. De mest anvendte er direkte modstandsovne, hvor glassmelten direkte tjener som varmeelement. I disse ovne genereres varme i selve materialet, som tjener som modstand i kredsløbet.
Brugen af glassmelte som varmemodstand er baseret på, at glas leder elektrisk strøm ved forhøjede temperaturer, og dets elektriske ledningsevne stiger med stigende temperatur. Ved at passere gennem glassmelten omdannes elektrisk energi til termisk energi, og glasset opvarmes og smeltes. For at drive direkte opvarmning af elektriske ovne bruges enfaset eller trefaset strøm, som tilføres glassmelten gennem molybdæn- eller grafitelektroder.
Elektriske direkte modstandsovne har forskellige designs, men de fleste af dem er vandrette bade med rektangulært tværsnit. Disse ovne bruges til at smelte teknisk glas og i nærværelse af billig elektricitet til produktion af masseprodukter.
I indirekte modstandsovne overføres varme til materialet ved stråling eller termisk ledning fra modstanden indført i ovnen.
I induktionsovne induceres en strøm i det materiale, der indgår i det sekundære kredsløb.
Gas-elektriske ovne har kombineret opvarmning: poolen til smeltning af ladningen opvarmes af gasformigt brændstof, og poolen til klaring af glassmelten opvarmes af elektrisk strøm. De gasser, der forlader ovnene, har en temperatur på 1350-1450 ° C. Deres varme bruges til at opvarme luften og gassen, der leveres til forbrænding.
Ifølge metoden til at bruge spildgasvarme Glassmelteovne er opdelt i regenerative og rekuperative.
Regenerative ovne er blevet mere udbredte på grund af deres enkle design og brugervenlighed.
Ydeevnen af glasovne vurderes ud fra produktivitet, varmeforbrug til glassmeltning og ovnens effektivitetsfaktor (effektivitet), som er forholdet mellem den mængde varme, der med fordel bruges på glassmeltning, og ovnens samlede varmeforbrug.
Ovnsproduktivitet er karakteriseret ved to indikatorer: total (daglig) og specifik produktivitet. Den samlede produktivitet er lig med antallet af tons glassmelte (eller passende produkter) fjernet fra ovnen pr. dag. Specifik produktivitet måles ved forholdet mellem daglig produktivitet og arealet af ovnbassinet og udtrykkes i kg/m 2 /dag.