La nostra azienda sviluppa progetti per forni fusori elettrici per la fusione di vetro di varie marche, basalto, fritte, ... Produciamo per loro tutte le attrezzature non standard (elettrodi, frigoriferi, caricatori e caricatori di rifiuti). Commissioniamo i forni, li installiamo e li portiamo in modalità operativa. Vi presentiamo alcune opzioni di forni elettrici:
Forno elettrico con una capacità di 24 tonnellate/giorno per la fusione del vetro da contenitori
Nell'agosto 2012, a Tokmok (Repubblica del Kirghizistan), secondo il progetto di CJSC NPC Steklo-Gaz, presso l'impresa Chui-Glass è stato messo in funzione un forno elettrico con una capacità di 24 tonnellate al giorno per contenitori di vetro.
La vasca di cottura del forno, di forma quadrata, è riscaldata da 12 elettrodi inferiori in molibdeno posti negli angoli.
Il forno elettrico per la fusione del vetro è dotato di tetto rimovibile. Il caricamento della carica e degli scarti viene effettuato da un apposito caricatore su tutta la superficie della parte cottura. Il forno è dotato di due alimentatori di materiale fuso per vetro, per il riscaldamento indiretto vengono utilizzati riscaldatori al carburo di silicio.
La potenza stimata del riscaldamento elettrico è di 1000 kVA, la potenza effettiva è di 850-900 kVA.
L'asportazione specifica da 1 m2 di zona cottura è di 2500 kg.
Il forno è stato avviato dagli specialisti della JSC NPC Steklo-Gaz. Come hanno dimostrato i lavori di commissioning, la produttività del forno può variare da 15 a 30 tonnellate/giorno senza modificare la qualità del vetro.
Forno elettrico per cottura smalto con capacità di 1,0 t/giorno
SPECIFICHE TECNICHE:
Produttività - 1 t/giorno;
Dimensioni:
lunghezza - 2,8 m
larghezza - 1 m
altezza - 2,1 m
Rimozione specifica del materiale fuso - 1000 kg/mq al giorno;
Consumo di elettricità - 160 kW;
Tipo di elettrodi: molibdeno;
Riscaldamento superiore - riscaldatori silitovye
Forno per la fusione del vetro incolore selezionato
SPECIFICHE TECNICHE:
Produttività del forno - 1,5 tonnellate/giorno;
Tasso specifico di rimozione del vetro - 2143 kg/mq al giorno;
La superficie della vasca di cottura è di 0,7 mq;
La profondità della vasca di cottura è di 1 m;
La superficie del bacino produttivo è di 0,72 mq;
La profondità del bacino produttivo è di 0,4 m;
Metodo di produzione: manuale;
Consumo di combustibile liquido per il riscaldamento della vasca di produzione - 15 kg/ora;
Il consumo per il riscaldamento della vasca di digestione per il periodo di schiusa è di 80 kg/ora;
Elettricità - monofase, 380 V, 50 Hz;
La potenza dell'impianto di riscaldamento elettrico della vasca di cottura è di 100 kW;
Consumo specifico di combustibile liquido per 1 kg di vetro fuso - 0,24 kg/kg;
Il consumo elettrico specifico per 1 kg di vetro fuso è di 1,6 kW/kg;
Efficienza del forno (totale) - 16%;
Efficienza del pool di cottura - 43,6%
Forno elettrico per fusione cristalli con capacità di 3 ton/giorno
SPECIFICHE TECNICHE:
Produttività del forno - 3 tonnellate/giorno;
Dimensioni:
Lunghezza - 5 metri
Larghezza - 3,4 m
Altezza - 4,2 m
Tasso specifico di rimozione del vetro - 2220 kg/mq al giorno;
Consumo energetico - elettricità, monofase, 380 V, 50 Hz;
Consumo di elettricità - 150 kW;
Numero di elettrodi all'ossido di stagno - 28;
Consumo di gas per il riscaldamento della piscina produttiva - 14,5 mc/ora
Forno elettrico per la fusione del vetro borosilicato
SPECIFICHE TECNICHE:
Dimensioni:
Lunghezza - 4,25 m
Larghezza - 2,7 m
Altezza - 3 metri
Tasso specifico di rimozione del vetro - 1500 kg/mq al giorno;
Consumo energetico - elettricità, monofase, 380 V. 50 Hz;
Consumo di elettricità - 540 kW;
Numero di elettrodi di molibdeno
piatti - 12
aste - 6
Temperatura massima di cottura - 1600 gradi C;
Temperatura di produzione - 1400 gradi C;
Consumo acqua di raffreddamento - 7 metri cubi/ora;
Durezza dell'acqua di raffreddamento - fino a 2,5 mEq/l
Forno elettrico per fusione cristalli con capacità di 6 ton/giorno
SPECIFICHE TECNICHE:
Produttività del forno - 6 ton/giorno;
Dimensioni:
Lunghezza - 6 metri
Larghezza - 4,2 m
Altezza - 5,3 m
Tasso specifico di rimozione del vetro - 2560 kg/mq al giorno;
Consumo energetico - elettricità, monofase, 380 V, 50 Hz;
Consumo di elettricità - 326 kW;
Numero di elettrodi all'ossido di stagno - 44 pezzi .;
Consumo di gas per il riscaldamento della piscina produttiva - 54 metri cubi/ora
Forno elettrico per la fusione del vetro da contenitori con una capacità di 25 ton/giorno
SPECIFICHE TECNICHE:
Produttività del forno - 25 ton/giorno;
Dimensioni:
Lunghezza - 9,3 m
Larghezza - 4 mt
Altezza - 4,5 m
Tasso specifico di rimozione del vetro - 2500 kg/mq al giorno;
Consumo energetico - elettricità, monofase, 380 V, 50 Hz;
Consumo di elettricità - 1200 kW;
Tipo di elettrodi: molibdeno
Forno per vetro batch per la produzione manuale di vetro fuso
Il forno è progettato per la cottura di vetri borosilicati, contenenti piombo, colorati e incolori di silicato sodico-calcico. Per ottenere una massa di vetro omogenea, nella progettazione del forno sono previsti degli elettrodi. Inoltre, il forno è dotato di uno scarico del materiale fuso regolabile, che consente di modificare la composizione del vetro senza sostituire o lavare la pentola. Durante la cottura del borosilicato fuso, lo scarico viene utilizzato come drenaggio per rimuovere gli strati inferiori viscosi, che riducono la qualità dei prodotti realizzati.
Strutturalmente, il forno è costituito da una vasca in refrattario Bakor a forma di poliedro, sistemi di riscaldamento, automazione e controllo, riscaldamento elettrico, alimentazione d'aria per la combustione del combustibile e drenaggio regolabile del materiale fuso.
Produttività del forno - 500 - 1500 kg/giorno;
Dimensioni:
Diametro: 2120 mm;
Altezza: 2800 mm
Forno elettrico per la cottura del basalto con capacità di 70 kg/ora
SPECIFICHE TECNICHE:
Produttività del forno - 70 kg/ora;
Dimensioni:
Lunghezza - 2,75 m
Larghezza - 1,3 m
Altezza - 1,25 m
Tasso specifico di rimozione del vetro - 2240 kg/mq al giorno;
Consumo energetico - elettricità, monofase, 380 V, 50 Hz;
Consumo di elettricità - 150 kW;
Numero di elettrodi di molibdeno - 6 pezzi .;
Numero di riscaldatori lanatermici - 30 pz.
Forno recuperativo con riscaldamento elettrico aggiuntivo per la fusione del basalto con una capacità di 650 kg/ora
Questo forno è stato progettato da noi e lanciato a Kazan nel 2007. Nel bacino di fusione sono stati installati quattro elettrodi inferiori per accelerare la fusione del basalto. Il metodo di alimentazione del combustibile migliore è stato scelto utilizzando gli esclusivi dispositivi con bruciatore a fiamma piatta GPP-5. I caricatori di materie prime nel forno vibrano per mantenere accuratamente il livello di fusione nel forno. Un riscaldatore d'aria viene utilizzato per riscaldare l'aria di combustione a 300 gradi. La fusione di questa fornace veniva utilizzata per produrre isolamenti di basalto sotto forma di materassini.
Dimensioni del forno:
Lunghezza compreso l'alimentatore - 8 m;
Larghezza - 3 m;
L'altezza del forno è di 2,5 m.
Rimozione specifica del materiale fuso - 1500 kg/mq al giorno;
Consumo di elettricità - 250 kW.
L'invenzione riguarda l'industria del vetro, in particolare i metodi per la fusione del vetro.
Esiste un metodo noto per fondere il vetro nei forni fusori per vetro a vasca (certificato dell'autore dell'URSS n. 755757, classe C03B 5/00) caricando la carica in un forno fusorio per vetro e superando tutte le fasi della fusione del vetro (formazione di silicati e formazione di vetro, chiarificazione e omogeneizzazione, vetro) con un rapporto tra volumi di massa vetrosa prodotta e massa vetrosa fusa 1:(4÷5).
Gli svantaggi di questo metodo di fusione del vetro sono:
Elevato consumo di energia per mantenere la temperatura richiesta del materiale fuso non coinvolto nella produzione, situato sotto la carica di ebollizione,
La presenza di potenti flussi convettivi del vetro fuso, che portano al trasferimento di notevoli quantità di calore dalla parte di cottura del forno alla parte di miscelazione,
Lunga durata dei processi di formazione del vetro, omogeneizzazione e chiarificazione del fuso,
Le notevoli dimensioni dei forni per la fusione del vetro richiedono l'implementazione di questo metodo
Esecuzione di processi di fusione del vetro ad alte temperature, in alcuni casi superando i limiti di temperatura di servizio dei moderni materiali refrattari,
Gli svantaggi di questo dispositivo per la fusione del vetro sono:
La presenza nel bacino del forno di una quantità eccessiva di vetro fuso che non partecipa al flusso produttivo;
I flussi convettivi della massa vetrosa si formano nel bacino del forno e trasferiscono una parte significativa di calore dalla zona di omogeneizzazione e chiarificazione alla zona di raffreddamento, il che porta a perdite e ulteriore consumo di calore;
Usura intensiva dei refrattari dovuta all'esposizione all'elevata temperatura del cannello a gas.
Esiste un metodo noto di fusione del vetro (certificato dell'autore dell'URSS n. 481551, classe C03B 5/00) organizzando la fusione discontinua su un vassoio inclinato, formazione di vetro, surriscaldamento del vetro fuso in un flusso diretto ad una viscosità di 2,5-3,5 m sec/m 2, media con miscelazione forzata, chiarificazione e raffreddamento della massa fusa, e la fusione del vetro viene effettuata in uno strato sottile.
La difficoltà tecnica di organizzare la miscelazione del vetro fuso in uno strato sottile;
Maggiore volatilità dei componenti di carica e fusione se esposti a temperature elevate;
Intensa corrosione ad alta temperatura della muratura refrattaria del forno.
Il metodo più vicino al metodo indicato è il metodo di fusione del vetro (brevetto eurasiatico n. 004516, classe C03B 5/00) preparando una miscela finemente macinata di carica e rifiuti di ritorno, compattando la miscela, caricandola in un forno per vetro e cuocendo su un vassoio inclinato a flusso continuo diretto monoomogeneo con passaggio sequenziale di tutte le fasi della fusione del vetro a temperature ridotte di 100-200°C.
Gli svantaggi di questo metodo di fusione del vetro sono:
Chiarificazione insufficiente della massa di vetro a causa dell'elevata viscosità della massa fusa a bassa temperatura di fusione;
Usura intensiva dei refrattari dovuta all’esposizione all’elevata temperatura del cannello a gas,
Aumento della volatilità dei componenti della carica e della fusione quando esposti alle alte temperature del cannello gas, nonché del loro trascinamento da parte dei gas di scarico;
L'obiettivo del metodo di fusione del vetro rivendicato è quello di ottenere vetri industriali di elevata omogeneità.
Il problema è risolto come segue.
Le materie prime sono sottoposte a macinazione fine e compattazione congiunta. La cottura dell'impasto risultante viene effettuata su un vassoio inclinato in un flusso monoomogeneo diretto con l'impasto che attraversa in sequenza tutte le fasi di cottura mentre si sposta lungo la lunghezza del forno. Inoltre in ogni fase della cottura, attraverso la separazione totale o parziale dell'atmosfera del forno e del vetro fuso, vengono mantenute le loro condizioni di temperatura:
la prima fase - formazione dei silicati, viene effettuata in condizioni di riscaldamento gradiente (lungo la zona del forno) da 200-600 a 700-1400°C, con una velocità di riscaldamento massima da 5 a 20°C al minuto,
la seconda fase, la formazione del vetro, viene effettuata ad una temperatura di 800-1500°C,
la terza fase - chiarificazione e omogeneizzazione, viene effettuata ad una temperatura di 800-1600 ° C, se necessario, ricorrere alla chiarificazione forzata del fuso creando un vuoto fino a 50 Pa, pompando gas dall'atmosfera del forno,
la quarta fase, l'abbattimento, viene effettuata ad una temperatura di 800-1500°C.
La fusione del vetro viene effettuata mediante riscaldamento elettrico, evitando il contatto del vetro fuso o dell'atmosfera del forno con gli elementi riscaldanti, i quali si trovano all'interno del rivestimento del forno.
La macinazione fine della carica, da un lato, porta ad un aumento della sua attività chimica (a causa dell'aumento della percentuale di legami superficiali non compensati e del numero di difetti strutturali nei suoi componenti). Con la macinazione congiunta si ottiene invece un elevato grado di miscelazione dei componenti della carica, il che garantisce che una parte significativa del processo di omogeneizzazione venga trasferita dal forno alla fase di preparazione della carica. Di conseguenza, dopo l'operazione di macinazione fine, la miscela di vetro presenta omogeneità a livello micro, maggiore attività chimica e capacità di cottura.
L'operazione di compattazione è necessaria per evitare delaminazione, spolveramento e perdita della carica durante il trasporto e il caricamento nel forno fusorio del vetro. Inoltre, la compattazione della carica durante il processo di compattazione favorisce un contatto più stretto dei suoi componenti, intensificandone l'interazione.
Il riscaldamento graduale della carica nella prima zona del forno garantisce il passaggio sequenziale di tutte le reazioni chimiche tra i suoi componenti, comprese quelle reazioni durante le quali avviene il rilascio di sostanze gassose. È necessario che le reazioni con il rilascio di gas avvengano a temperature inferiori alle temperature di formazione attiva del fuso. La carica deve essere riscaldata con un aumento di temperatura tale da non provocare la formazione di schiuma nella bricchetta, in altre parole non portare alla ritenzione di una quantità eccessiva di gas nella sinterizzazione, che impedisce la chiarificazione. Poiché le particelle finemente macinate dei componenti refrattari (quarzo, allumina, ecc.) hanno una maggiore solubilità, la fase di formazione del vetro viene effettuata ad una temperatura di 100-200°C inferiore rispetto al caso di una carica di granulometria tradizionale. Ad alta viscosità del fuso, la chiarificazione viene effettuata forzatamente sotto vuoto. Durante il processo di fusione è consigliabile evitare movimenti turbolenti del vetro fuso, altrimenti potrebbero verificarsi diverse disomogeneità.
Un esempio di un'implementazione specifica del metodo.
I componenti della composizione della miscela di vetro: 61,75% in peso SiO 2, 20,75% in peso Na-CO 3, 17,5% in peso CaCO 3, vengono immessi in un mulino planetario, dove vengono inumiditi al 50% in peso di acqua e sottoposti alla macinazione dei giunti per un periodo di tempo necessario a garantire che almeno il 50% dei componenti della carica abbiano dimensioni non superiori a 10 micron. Il mulino deve avere mezzi di rivestimento e macinazione a base di SiO 2. Questo metodo di macinazione della carica comporta la regolazione della carica tenendo conto della macinazione del materiale di rivestimento e dei mezzi di macinazione. La massa barbottina risultante viene versata su vassoi metallici ed essiccata in un forno a tunnel alla temperatura di 250°C, durante il quale si autocompatta in bricchette. Le bricchette essiccate vengono alimentate tramite un trasportatore nel dispositivo di caricamento e quindi nella prima zona del vassoio inclinato del forno per vetro. Inoltre, sul suddetto vassoio viene effettuato l'intero processo di fusione del vetro. Il calore necessario al processo di fusione viene fornito tramite riscaldamento elettrico, senza che il vetro fuso o l'atmosfera del forno entrino in contatto con gli elementi riscaldanti. Per fare ciò, gli elementi riscaldanti vengono posizionati all'interno del rivestimento del forno. La velocità di aumento della temperatura durante lo spostamento dei bricchetti lungo la prima zona del vassoio inclinato (velocità massima di riscaldamento del materiale) è di 10°C al minuto, il che non provoca la formazione di schiuma dei bricchetti. All'inizio della zona la temperatura viene mantenuta a 250°C, alla fine a - 900°C. Successivamente, la carica vetrificata sinterizzata entra nella zona di formazione del vetro, che è separata dalla zona di formazione dei silicati da uno schermo nell'atmosfera del forno. Nella zona di formazione del vetro la temperatura viene mantenuta a 1200°C. Il tempo di permanenza della carica nella zona di formazione del vetro è di 0,5 ore, sufficiente a dissolvere tutte le inclusioni cristalline rimanenti. Il vetro fuso risultante entra nella zona di chiarificazione e omogeneizzazione, che è separata dalle zone di formazione del vetro e di raffreddamento dall'atmosfera del forno e da metà della profondità dello strato di vetro fuso mediante serrande retrattili.
Nella zona di chiarificazione la temperatura viene mantenuta a 1450°C e viene creato un vuoto di 1000 Pa. Il tempo di permanenza della carica nella zona di chiarificazione è di 0,5 ore. Successivamente la massa di vetro omogeneo chiarificato passa nella zona di zangola, nella quale la temperatura viene mantenuta a 1250°C.
1. Metodo di fusione del vetro, comprendente la preparazione di una carica finemente macinata, la sua compattazione e cottura su un vassoio inclinato, compresi i processi di formazione di silicati, formazione di vetro, chiarificazione, omogeneizzazione, caratterizzato dal fatto che lo spazio di cottura è diviso in 4 zone, ciascuna delle quali mantiene il proprio regime di temperatura, e nella prima zona, in condizioni di riscaldamento gradiente lungo la zona del forno da 200-600 a 700-1400°C, con una velocità di riscaldamento da 1 a 20°C al minuto si effettua il processo di formazione dei silicati, nella seconda zona alla temperatura di 800-1500°C si effettua il processo di formazione del vetro, nella terza zona alla temperatura di 800-1600°C si effettua la chiarifica e omogeneizzazione nella quarta zona alla temperatura di 800-1500°C avviene il processo di abbattimento.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il processo di chiarificazione viene effettuato sotto vuoto ad una pressione residua compresa tra 50.000 e 50 Pa.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che durante il processo di fusione viene mantenuto il flusso laminare della massa vetrosa.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la fusione del vetro avviene mediante riscaldamento elettrico.
5. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che è escluso il contatto del vetro fuso e dell'atmosfera del forno con gli elementi riscaldanti.
Brevetti simili:
L'invenzione si riferisce al campo dell'ingegneria elettrica, in particolare alla progettazione di crogioli raffreddati ad acqua con riscaldamento ad induzione, che possono essere utilizzati per ottenere fusioni di minerali, materiali simili ai minerali, materiali ceramici, vetri e altri materiali simili al vetro con punti di fusione elevati, nonché per l'inclusione in vetro e/o materiali simili alla ceramica di rifiuti radioattivi e non radioattivi con essi compatibili.
L'invenzione riguarda un forno fusorio per vetro a resistenza elettrica per composizioni in grado di vetrificare, quali vetro, smalto o ceramica, con vasca di fusione rotante attorno ad un asse verticale e forno superiore fisso.
L'invenzione riguarda metodi per la fusione del vetro incolore. Il risultato tecnico è la riduzione dei rifiuti di vetro all'interno dello stabilimento. La colorazione periodica del vetro fuso incolore, saldato da una miscela di rottami di vetro e carica contenente lo 0,00005-0,00008% di un decolorante a base di ossido di cobalto, viene effettuata miscelandolo nel canale di alimentazione con una capacità di 60 tonnellate di vetro fuso al giorno con una fritta bassofondente contenente un colorante a base di ossido di cobalto in quantità pari allo 0,001-0,0025% per tonnellata di vetro fuso. Il rottame con un colore di transizione formato durante 3 ore di riverniciatura diretta e 9 ore di riverniciatura inversa viene calcolato in media su un contenuto medio di ossido di cobalto in una quantità di 0,00025-0,000625% per tonnellata di rottame. E il rottame colorato formato durante il processo di produzione stabilito con un contenuto stabile di ossido di cobalto nella quantità dello 0,001-0,0025% per tonnellata di rottame viene dosato nella quantità del 2% della massa totale della miscela di carica e rottame e aggiunto al 10% del rottame di vetro incolore importato. In questo caso, la quantità di rottami di vetro incolore a rendere caricata nel forno è ridotta all'8% e il contenuto di decolorante nella carica è ridotto allo 0,0-0,00006%. Una volta completato il rottame colorato con un contenuto stabile di colorante, il rottame medio con un contenuto ridotto di colorante in una quantità del 2% viene aggiunto all'8% del rottame incolore importato, ripristinando la quantità di rottame incolore di ritorno al 10% e riducendo il contenuto di decolorante nella carica pari a 0,0000375-0,000075%. La quantità iniziale di rottame di vetro incolore importato, pari al 10%, nonché il contenuto iniziale di decolorante nella carica nella quantità di 0,00005-0,00008%, vengono ripristinati al termine della fornitura di rottame di vetro colorato. 1 malato.
L'invenzione riguarda il campo della scienza dei materiali ottici, in particolare i vetri fosfatati. Il vetro contiene i seguenti componenti, in peso%: P2O5 58,00-70,00; K2O 8.50-18.50; Al2O3 7,10-8,90; BaO 9,80-11,50; B2O3 3,70-5,20; SiO2 1,80-2,30; SnO2 1,10-1,25 Au 0,005-0,02 (oltre il 100%). Durante la preparazione della carica, un sol di nanoparticelle di oro Au viene sintetizzato da acido cloraurico HAuCl4⋅4H2O, glutatione, tetraidroborato di sodio NaBH4 e alcol etilico C2H5OH. Il sol risultante in una quantità pari a 0,005-0,02 % è miscelato con ossido di silicio SiO2 in una quantità pari a 1,80-2,30% in peso, ossido di stagno SnO2 in una quantità pari a 1,80-2,30% in peso. Evaporare la miscela in un forno a muffola, macinare la miscela in un mortaio di agata, mescolare la miscela con carbonato di potassio K2CO3, idrossido di alluminio Al(OH)3, carbonato di bario, acido borico H3BO3 in un recipiente di quarzo, aggiungere questa miscela all'acido ortofosforico H3PO4 . La fusione del vetro viene effettuata in una fase ad una temperatura di 1380-1420°C, quindi il trattamento termico del vetro risultante viene effettuato in un forno a muffola per 3-4 ore ad una temperatura di 300-350°C. 2 n.p. volo, 1 ave.
L'invenzione riguarda l'industria del vetro, in particolare i metodi per la fusione del vetro. Le materie prime sono sottoposte a macinazione fine e compattazione congiunta. La cottura della miscela risultante viene effettuata su un vassoio inclinato, la miscela attraversa in sequenza tutte le fasi di cottura mentre si muove lungo il forno e ad ogni fase di cottura vengono mantenute le proprie condizioni di temperatura. La prima fase - formazione dei silicati, viene eseguita in condizioni di riscaldamento gradiente da 200-600 a 700-1400 °C, con una velocità di riscaldamento massima da 5 a 20 °C al minuto, la seconda fase - formazione del vetro, viene eseguita ad una temperatura di 800-1500°C, la terza fase - chiarificazione e omogeneizzazione, effettuata ad una temperatura di 800-1600°C, la quarta fase - abbattimento, effettuata ad una temperatura di 800-1500°C. Il risultato tecnico dell'invenzione è quello di garantire un'elevata omogeneità della composizione del vetro a livello micro. 4 stipendio volo, 1 ave.
A categoria:
Molatura e lucidatura del vetro
Forni per la fusione del vetro e per la fusione del vetro
Fasi di cottura. La fusione del vetro è un processo che avviene ad alte temperature, trasformando una carica sfusa in una massa di vetro fusa, che, una volta raffreddata, diventa vetro finito; Il processo avviene in forni di fusione del vetro. Convenzionalmente, il processo di cottura è suddiviso in cinque fasi: formazione dei silicati, formazione del vetro, chiarificazione, media o omogeneizzazione della composizione, raffreddamento.
La silicazione è la fase iniziale della cottura, durante la quale, a seguito di processi fisici e chimici, si formano composti silicatici complessi allo stato solido. Questa fase avviene a temperature di 800...1000 °C.
Durante questa fase le materie prime (componenti di carica) subiscono una serie di trasformazioni: l'umidità evapora; gli idrati, i sali, gli ossidi inferiori si decompongono e perdono composti volatili; la silice cambia la sua struttura cristallina. Inoltre, in questa fase viene rilasciata una grande quantità di anidride carbonica CO2. Questo gas sale sotto forma di bolle sulla superficie della massa fusa viscosa, dove le bolle scoppiano, quindi la superficie di tale massa fusa sembra bollire (da qui l'origine del termine fusione del vetro). In questa fase si forma una massa eterogenea, parzialmente vetrificata, permeata da un gran numero di bolle e contenente numerosi granelli di sabbia cruda.
La formazione del vetro è la seconda fase della cottura, durante la quale avviene il processo fisico di dissoluzione dei granelli di sabbia in eccesso nella fusione di silicati e rottami di vetro. In questa fase tutte le reazioni chimiche finiscono. Come risultato dell'interazione tra idrati, carbonati e solfati, si formano infine silicati complessi; I grani di quarzo si dissolvono completamente e si trasformano in una massa fusa. La temperatura di 500...1400 °C in questa fase non è sufficiente a sciogliere la sabbia di quarzo, quindi questa non si scioglie, ma si dissolve; La massa di vetro diventa relativamente omogenea e trasparente senza particelle crude della carica.
Come risultato dell'aumento della temperatura, aumenta la mobilità degli atomi e delle molecole che compongono la massa di vetro, il che porta ad un'accelerazione della reciproca dissoluzione della silice e dei silicati. Grazie a ciò, la concentrazione delle soluzioni di silicato in diverse aree viene equalizzata. Tutte queste trasformazioni sono accompagnate dal rilascio di grandi quantità di prodotti gassosi. La viscosità della massa fusa è ancora piuttosto elevata, quindi i prodotti gassosi non hanno il tempo di evaporare e la massa di vetro è satura di un gran numero di bolle.
Di conseguenza, nella seconda fase, si forma una massa vetrosa eterogenea, penetrata da un gran numero di piccole bolle di gas, ma non contenente più inclusioni di granelli di sabbia cruda.
La chiarificazione è la terza fase della fusione del vetro. È caratterizzato dal fatto che le inclusioni di gas sotto forma di bolle visibili vengono rimosse e, di conseguenza, si stabilisce l'equilibrio tra la massa di vetro (fase liquida) e i gas disciolti in essa (fase gassosa). Di tutte le fasi del processo di cottura, la chiarificazione e la successiva fase di mediazione (omogeneizzazione) sono le più importanti e complesse. La qualità della fusione del vetro dipende da quanto completamente e intensamente vengono completate queste fasi.
Il vetro fuso contiene gas formatisi a seguito della decomposizione e dell'interazione dei componenti della carica; gas introdotti meccanicamente insieme alla carica; sostanze volatili appositamente introdotte nella carica; gas che entrano nella massa fusa dall'atmosfera. La maggior quantità di gas viene introdotta nel vetro fuso con le materie prime. Durante la schiaritura vengono rimosse solo le bolle visibili. Alcuni gas rimangono nel vetro fuso, dissolvendosi in esso. Sono invisibili alla vista e quindi non falsano le caratteristiche ottiche del vetro. Per evitare che queste inclusioni gassose invisibili si trasformino in bolle visibili e rovinino così il vetro, durante il processo di chiarificazione viene stabilito un equilibrio tra i gas disciolti nel vetro fuso e contenuti nelle bolle, creando determinate condizioni nel forno.
L'alleggerimento avviene come segue: grandi bolle salgono in superficie e scoppiano. Secondo le leggi della fisica, la pressione all'interno delle bolle grandi è inferiore a quella all'interno di quelle più piccole. Salendo più facilmente in superficie, le bolle grandi lungo il percorso assorbono il contenuto di bolle più piccole, a seguito delle quali la massa di vetro viene chiarita. Bolle molto piccole si dissolvono nella massa fusa.
L'anidride carbonica, la cui pressione parziale è bassa, cercando di equalizzare la sua pressione, passa in bolle formate dalla decomposizione del chiarificante. Diventano più grandi, la loro forza di sollevamento aumenta, a seguito della quale salgono in superficie e scoppiano. Il gas in essi contenuto passa nell'atmosfera del forno. A loro volta, i gas formati durante la decomposizione del chiarificante passano in piccole bolle di anidride carbonica, le ingrandiscono, contribuendo alla loro risalita e quindi alla chiarificazione della massa vetrosa.
La media (omogeneizzazione) della composizione - la quarta fase del processo di fusione del vetro - è caratterizzata dal fatto che al termine di essa la massa di vetro viene liberata da bolle, striature e diventa omogenea. Nonostante il fatto che una miscela omogenea e ben miscelata entri nel forno, nella miscela tra i suoi componenti si verificano processi fisici e chimici in modo non uniforme e quindi la composizione della massa di vetro nelle diverse parti del forno risulta non essere uniforme. A temperature elevate, le parti costitutive del vetro fuso sono in continuo movimento naturale, quindi porzioni locali di vetro fuso di varie composizioni vengono tirate nella direzione del movimento, formando fili intrecciati, fili, chiamati fili. Se tale vetro viene raffreddato bruscamente, a causa delle differenze negli indici di rifrazione, l'interfaccia tra aree con diverse composizioni chimiche diventa visibile ad occhio nudo. Svil, quindi, è un difetto del vetro che peggiora l'aspetto estetico del prodotto.
L'omogeneizzazione viene effettuata principalmente grazie all'intenso movimento (diffusione) delle sostanze che compongono il vetro fuso. Maggiore è la temperatura di fusione e, di conseguenza, minore è la viscosità del vetro fuso, migliori sono le condizioni di diffusione e, al contrario, la diffusione in un mezzo viscoso, a basse temperature, procede lentamente e non termina fino alla fine fusione. Pertanto, durante l'omogeneizzazione, la temperatura del vetro fuso gioca un ruolo decisivo.
Il rilascio di bolle accelera notevolmente l'omogeneizzazione. Salendo in superficie, allungano le pellicole limite di vetro di diversa composizione in fili più sottili con un'area superficiale specifica altamente sviluppata e facilitano la mutua diffusione della massa di vetro dalle aree vicine. Pertanto, il processo di media del vetro è strettamente intrecciato con la chiarificazione. Quando il vetro viene fuso in forni industriali, le fasi di chiarificazione e omogeneizzazione avvengono contemporaneamente nelle stesse condizioni, così come la zona vespa. la ramificazione non può essere separata dalla zona di omogeneizzazione.
La miscelazione artificiale è importante per ottenere una fusione di vetro omogenea. Quando si fonde il vetro cristallo, vengono utilizzati agitatori ceramici.
Per ottenere una massa omogenea durante l'omogeneizzazione, l'uniformità e la finezza della macinazione della miscela sono di grande importanza. Influisce sull'omogeneità del vetro fuso e dei vetri rotti caricati con la carica nel forno. Di solito, il vetro rotto ha una composizione chimica leggermente diversa dal vetro principale, poiché durante il precedente processo di cottura perde alcuni componenti volatili, si arricchisce di gas disciolti, ecc. Pertanto, il vetro rotto viene frantumato e distribuito uniformemente nella carica.
Dopo la chiarificazione e l'omogeneizzazione, la qualità del materiale di vetro soddisfa pienamente i requisiti, tuttavia, a causa dell'elevata temperatura del fuso e della bassa viscosità, è impossibile formarlo. Pertanto, il compito della fase finale della fusione del vetro è preparare il vetro fuso per la formazione.
Il raffreddamento è la quinta ed ultima fase del processo di fusione del vetro. È caratterizzato dal fatto che la temperatura del vetro fuso viene ridotta per creare viscosità, che ne consente la modellazione nei prodotti. La temperatura del vetro fuso in questa fase viene mantenuta a circa 1200 °C.
Il raffreddamento del vetro fuso avviene in modo graduale e graduale: in caso di raffreddamento improvviso l'equilibrio tra la fase liquida e quella gassosa può essere interrotto, il che porterà alla formazione di nuove inclusioni di gas sotto forma di minuscole bolle (moscerini secondari). È difficile liberare il vetro fuso da tali inclusioni di gas a causa della sua maggiore viscosità. Per evitare la comparsa di difetti del vetro nella fase finale, è necessario attenersi rigorosamente al regime stabilito di pressione dell'atmosfera gassosa del forno e abbassare la temperatura.
Forni per vetro. Un forno per vetro è un'unità termica a funzionamento periodico o continuo in cui il vetro viene bollito e preparato per lo stampaggio. Il riscaldamento delle stufe è a gas o elettrico. A seconda della modalità di funzionamento i forni possono essere periodici (a vaso) o continui (a vasche). In alcuni casi vengono utilizzati forni discontinui.
Il funzionamento del forno è caratterizzato da indicatori quali produttività (rimozione del vetro fuso per unità di tempo, t/giorno; rimozione specifica, kg/m2 al giorno), efficienza e consumo di calore per fusione o quantità unitaria di vetro. Il coefficiente di prestazione (efficienza) dei forni periodici è basso ( ): pentola - 6...8, bagno - 10...15, forni a bagno continuo - 17...28. I forni elettrici sono i più efficienti: efficienza 50-70, tuttavia, più elevato
Il costo dell'elettricità rispetto al costo del gas naturale o del combustibile liquido frena la diffusione dell'uso dei forni elettrici.
Per la fusione del vetro per scopi artistici, la sperimentazione di nuovi tipi di vetro, la realizzazione di lavori sperimentali e la produzione di prodotti altamente artistici, vengono utilizzati forni a vaso, in cui vetro fuso di diverse composizioni o colori viene fatto bollire contemporaneamente in crogioli refrattari (pentole). Gli svantaggi di questi forni sono la bassa efficienza, il riempimento manuale delle pentole, la necessità di sostituire i crogioli scoppiati in movimento, l'aumento del consumo di carburante, ecc. Nella produzione di prodotti di alta qualità da colorati e contenenti piombo (cristallo) vengono utilizzati forni rigenerativi in vetro multivaso con fornitura di calore dal basso. Tali stufe hanno fino a 16 pentole con una capacità utile di 300...500 kg e un rendimento fino all'8%.
I vasi, di regola, sono rotondi, meno spesso ovali; in sezione verticale trasversale a forma di tronco di cono, meno spesso di cilindro. Le dimensioni del vaso sono selezionate in base alle dimensioni del prodotto da produrre.
La carica nella pentola di vetro riceve calore principalmente per irraggiamento dalla volta del forno e in parte per conduzione termica attraverso le pareti della pentola. Pertanto, per i forni a vasi, l'altezza della volta del forno assume particolare importanza: quanto più bassa è la volta, tanto più intensamente vengono riscaldati i vasi e la carica in essi contenuta.
Una caratteristica distintiva della fusione del vetro nei forni a vaso è la frequenza di tutti i processi tecnologici, che si alternano in stretta sequenza: riscaldamento del forno dopo la produzione dei prodotti, riempimento del lotto e del rottame di vetro, fusione del vetro, fusione del vetro fuso e produzione di prodotti in vetro.
Prima di essere utilizzate per cucinare, le pentole vengono cotte sul fuoco e bollite gradualmente e senza intoppi fino ad una temperatura di 1500...1540 °C.
La miscela e il vetro rotto in un rapporto di 50: 50 vengono caricati in pentole riscaldate in più fasi: prima i rottami, poi la miscela e le porzioni successive vengono servite dopo che le porzioni caricate in precedenza si sono sciolte. Dopo che l'ultima porzione è stata bollita, la temperatura nel forno viene aumentata al massimo e vengono effettuate la chiarificazione e l'omogeneizzazione, che possono durare fino a 6 ore. Per intensificare questi processi si utilizza l'ebollizione del vetro fuso, per cui un pezzo del legno imbevuto viene introdotto nel vetro fuso mediante un'asta metallica. Sotto l'influenza delle alte temperature, l'umidità e i prodotti della combustione vengono rapidamente rilasciati dal legno, il che provoca un intenso movimento della massa di vetro, favorendone la miscelazione e la chiarificazione dalle bolle di gas. Lo stesso effetto si ottiene facendo gorgogliare l'aria compressa, che viene introdotta sotto pressione nel vetro fuso. Una volta completata la fusione, il vetro fuso viene raffreddato alle temperature di viscosità di lavoro, quindi inizia la produzione dei prodotti in vetro.
Tipicamente, il ciclo di funzionamento di un fornello dura un giorno, ripetendosi ogni giorno per un anno, a volte di più, fino a quando il fornello non viene fermato per riparazioni.
Riso. 1. Forno a vaso con alimentazione della fiamma dal basso: 1 - parte inferiore della parete (cerchio), 2 - finestre di lavoro, 3 - volta, 4 - camera di lavoro, 5 - sotto il rigeneratore, 7 - aperture per la manutenzione delle pentole, 8 - vetro pentole, 9 - fori per bruciatori (cadi), 10 - fori per caricamento pentole
Considera il design di un fornello. L'elemento principale del forno è la camera di lavoro, in cui è installato il numero di pentole necessarie per il lavoro. Nella parte superiore delle pareti laterali sono presenti finestre funzionanti. Nel cerchio opposto ad ogni pentola c'è un foro attraverso il quale vengono servite le pentole. Per il caricamento dei vasi dallo scavo, veniva praticato un foro nell'ambiente circostante e sopra di esso, che durante i lavori veniva coperto con lastre. Le stufe componibili occupano una posizione intermedia tra le stufe a pentola e quelle da bagno. Sono utilizzati principalmente nella produzione di prodotti artistici. Come nei forni a vaso, anche nei forni componibili è possibile cuocere vetro fuso di diverse composizioni o colori, a seconda del numero delle sezioni, che sono “tasche” adiacenti tra loro, costituite da mattoni refrattari e aventi uno spazio di fiamma comune.
I forni a bagno continuo sono le unità di riscaldamento più avanzate ed efficienti; sono più comuni nell'industria del vetro. Quando si fonde il vetro nei forni a bagno, tutte le fasi della fusione del vetro avvengono simultaneamente e continuamente. Ciò consente di meccanizzare e automatizzare il più possibile l'intero processo, a partire dal riempimento della carica e terminando con la produzione di prodotti in vetro.
La parte principale della stufa è una piscina (vasca da bagno), rivestita con travi refrattarie, motivo per cui le stufe sono chiamate vasche da bagno. La parte cottura della piscina (vasca) ha solitamente una configurazione in pianta rettangolare. Da un'estremità della vasca, attraverso una tasca di carico, la miscela viene caricata in continuo e in automatico nel forno, consegnata in contenitori. Gli indicatori di livello registrano il livello dello specchio di vetro. Se supera un limite preimpostato, il caricatore di carica si spegne automaticamente. Man mano che la produzione avanza, il livello di vetro fuso diminuisce, viene attivato il sistema di commutazione automatica del caricatore e una nuova porzione della carica entra nel bagno. Nella produzione di stoviglie di alta qualità vengono utilizzati prevalentemente forni da bagno con condotto, che si trova sotto il livello del fondo della camera di cottura. Dal condotto viene prelevata la fusione di vetro meglio bollita e più raffreddata.
Le diverse fasi della fusione del vetro avvengono contemporaneamente in diverse zone del forno. Le temperature ottimali nelle zone di cottura sono 1420 °C, chiarifica - 1430, produzione - 1260 °C.
Quando si fonde il vetro in un forno a bagno, la natura ossidante dell'ambiente gassoso viene mantenuta costantemente nella parte di fusione sopra lo specchio di massa di vetro, viene stabilita una pressione atmosferica neutra e nella parte di lavoro viene stabilita una pressione debolmente positiva; La produttività del forno è di 6...12 tonnellate di vetro fuso al giorno, la rimozione specifica del vetro a seconda dell'intensità di produzione è di 450 kg/m2 al giorno. Il forno può essere riscaldato sia con gas naturale che con combustibile liquido.
Uno degli svantaggi dei forni riscaldati a gas è che la volatilizzazione degli ossidi di piombo porta all'esaurimento degli strati superficiali del vetro fuso e all'inquinamento ambientale. Nei forni elettrici, come fonti di calore vengono utilizzate unità elettriche a blocco di ossido di stagno montate a parete. parto. Il processo di fusione del vetro viene effettuato con flusso verticale sotto uno strato di miscela fredda dall'alto verso il basso. La presenza di uno strato di carica fredda sopra il vetro fuso riduce la volatilizzazione degli ossidi di piombo e favorisce l'omogeneità. nuova fusione di vetro.
Quando si utilizza un forno di questo tipo, non vi è alcuna perdita di calore dai gas di scarico. Il consumo energetico specifico per produrre 1 kg di vetro è inferiore a quello dei forni a bagno di fiamma. Inoltre i forni elettrici con elettrodi a base di biossido di stagno Sn02 non hanno alcun effetto colorante sul vetro fuso.
Il vetro colorato può essere preparato contemporaneamente al vetro incolore. A tale scopo, in un'area si trovano contemporaneamente un forno a bagno per la fusione del vetro incolore e forni satellite per la fusione del vetro colorato.
Per produrre prodotti in vetro con varie proprietà specificate, vengono utilizzati forni per la fusione del vetro di diversi tipi, diversi per design, produttività e modalità operativa.
La fornace per vetro è l'unità principale di produzione del vetro. In esso si svolgono i processi di trattamento termico delle materie prime, produzione di vetro fuso e produzione di prodotti da esso.
Per la fusione del vetro vengono utilizzati forni per vetro discontinui e continui.
Secondo il design della camera di lavoro I forni per la fusione del vetro si dividono in forni a crogiolo e forni a bagno.
I forni a crogiolo sono forni discontinui; vengono utilizzati per la fusione di vetri ottici, illuminotecnici, artistici e speciali di alta qualità.
I forni a bagno sono disponibili in modalità continua e batch. I forni a bagno continuo presentano numerosi vantaggi rispetto ai forni a vaso e batch: sono più economici, produttivi e di facile manutenzione.
Con il metodo di riscaldamento I forni per la fusione del vetro si dividono in a fiamma, elettrici e gas-elettrici (riscaldamento combinato gas ed elettrico).
Nei forni a combustione, la fonte di energia termica è il combustibile bruciato. La carica e il vetro fuso in questi forni ricevono calore dalla combustione di combustibile liquido o gassoso. L'efficienza dei forni a combustione è del 18-26%. poiché il combustibile in essi contenuto viene speso principalmente per riscaldare la muratura refrattaria del forno e compensare le perdite di calore. I forni elettrici presentano numerosi vantaggi rispetto ai forni a fiamma: dimensioni ridotte, maggiore produttività. Sono economici e facili da regolare. Durante il loro funzionamento non si verificano perdite di calore con i gas di scarico e migliori condizioni di lavoro. L'efficienza dei forni elettrici raggiunge il 50-60%.
In base al metodo di trasferimento del calore al vetro fuso, i forni elettrici si dividono in forni ad arco; forni a resistenza (diretti e indiretti) e ad induzione. Nei forni ad arco, il calore viene trasferito al materiale per irraggiamento dell'arco voltaico. I più utilizzati sono i forni a resistenza diretta, nei quali il vetro fuso funge direttamente da elemento riscaldante. In questi forni viene generato calore nel materiale stesso, che funge da resistenza nel circuito.
L'uso del vetro fuso come resistenza al riscaldamento si basa sul fatto che il vetro conduce corrente elettrica a temperature elevate e la sua conduttività elettrica aumenta con l'aumentare della temperatura. Passando attraverso il vetro fuso, l'energia elettrica viene convertita in energia termica e il vetro viene riscaldato e fuso. Per alimentare i forni elettrici a riscaldamento diretto viene utilizzata corrente monofase o trifase, che viene fornita al vetro fuso tramite elettrodi di molibdeno o grafite.
I forni elettrici a resistenza diretta hanno design diversi, ma la maggior parte di essi sono bagni orizzontali di sezione rettangolare. Questi forni vengono utilizzati per la fusione del vetro tecnico e, in presenza di elettricità a basso costo, nella produzione di prodotti di massa.
Nei forni a resistenza indiretta, il calore viene trasferito al materiale per irraggiamento o conduzione termica dalla resistenza introdotta nel forno.
Nei forni ad induzione viene indotta una corrente nel materiale compreso nel circuito secondario.
I forni gas-elettrici hanno un riscaldamento combinato: la vasca per la fusione della carica viene riscaldata da combustibile gassoso e la vasca per la chiarificazione del vetro fuso viene riscaldata mediante corrente elettrica. I gas in uscita dai forni hanno una temperatura di 1350-1450 ° C. Il loro calore viene utilizzato per riscaldare l'aria e il gas forniti per la combustione.
Secondo il metodo di utilizzo del calore dei gas di scarico I forni per la fusione del vetro si dividono in rigenerativi e recuperativi.
I forni rigenerativi sono diventati più diffusi grazie al loro design semplice e alla facilità d'uso.
Il funzionamento dei forni per vetro è valutato in base alla produttività, al consumo di calore per la fusione del vetro e al fattore di efficienza (efficienza) del forno, che è il rapporto tra la quantità di calore utilmente spesa per la fusione del vetro e il consumo di calore totale del forno.
La produttività del forno è caratterizzata da due indicatori: produttività totale (giornaliera) e specifica. La produttività totale è pari al numero di tonnellate di vetro fuso (o prodotti idonei) rimosse dal forno al giorno. La produttività specifica è misurata dal rapporto tra la produttività giornaliera e l'area del bacino del forno ed è espressa in kg/m 2 /giorno.
Quando il vetro viene fuso in forni a bagno continuo, tutti i processi di conversione della carica in vetro fuso chiarificato e omogeneizzato avvengono sulla superficie del vetro fuso che riempie la vasca del forno. I design e le dimensioni dei moderni forni a bagno continuo sono molto diversi e sono determinati dalla composizione e dalle proprietà del vetro fuso prodotto, dal metodo di stampaggio dei prodotti e dalla scala di produzione.
Strutturalmente, una stufa da bagno è divisa in riscaldato (zone di cottura e chiarifica) e non riscaldate (zone di abbattimento e lavorazione). Nella parte riscaldata avviene la saldatura della carica, la chiarificazione, l'omogeneizzazione e il raffreddamento iniziale del vetro fuso.
IN non riscaldato parte, il raffreddamento del vetro fuso è completato e ad esso sono adiacenti i dispositivi per la sua produzione. In base alla produttività, i forni a vasca si dividono in piccoli (2-15 ton/giorno), medi (fino a 100 ton/giorno) e grandi (100-450 ton/giorno). I piccoli forni per la fusione del vetro hanno un'area riscaldata di 10-50 m2; sono utilizzati per la produzione meccanizzata di prodotti in vetro di grandi dimensioni e contenitori di vetro. Per la produzione di lastre di vetro sono progettati forni di grandi dimensioni con una superficie riscaldata da 90 a 300 m2.
Fig.7. Schema delle zone in una vasca di un forno per lastre di vetro con canale macchina: parte riscaldata - zone di cottura ( 1 ) e alleggerimento ( 2 ) e la parte non riscaldata - la zona di raffreddamento ( 3 ) e produzione ( 4 )
Il caricamento della carica e degli scarti nel forno viene effettuato mediante caricatori meccanici di tipo da tavolo o rotativi sulla superficie della massa vetrosa fusa attraverso una tasca di caricamento. La carica ed i rottami formano sulla superficie della massa vetrosa uno strato leggermente immerso in essa, dello spessore di circa 150-200 mm. La carica viene riscaldata dal basso dal vetro fuso e dall'alto per irraggiamento della fiamma. La superficie della carica viene sinterizzata, quindi su di essa si forma uno strato di massa fusa schiumata, che scorre verso il basso, esponendo la superficie fresca della carica. Il processo di sinterizzazione, fusione e rimozione della massa fusa dalla superficie della carica continua fino a quando l'ultimo strato della carica si trasforma in una massa fusa ricoperta di schiuma di cottura. Una volta bollito, lo strato di carica si frantuma in aree isolate circondate da schiuma, che poi si dissolvono completamente, lasciando solo schiuma. La parte del forno a bagno ricoperta da uno strato di carica costituisce il confine della carica; la parte adiacente, ricoperta di schiuma, costituisce il confine della schiuma. Queste due parti insieme vengono chiamate zona di cottura, che si trova tra l'estremità di riempimento del bagno del forno e il kvelpunkt (il massimo sulla curva della temperatura lungo la lunghezza del forno). La parte del forno successiva al quelpoint è detta zona di chiarificazione; Questa zona è caratterizzata dal rilascio di bolle di gas, a seguito delle quali la superficie del vetro fuso si ricopre di grappoli di bolle e appare “budellata”. Adiacente alla zona di chiarificazione si trova la zona di raffreddamento, la cui superficie deve essere a specchio, poiché lo sviluppo dei gas deve terminare. Il raffreddamento prosegue nella zona mineraria, dove la massa vetrosa si raffredda, acquisendo la viscosità necessaria per l'estrazione.
Per garantire un funzionamento stabile del forno, la lunghezza di ciascuna zona dovrebbe essere stabile. La modifica dei confini della zona di fusione provoca un'interruzione del regime di riscaldamento degli strati profondi, che può portare al coinvolgimento del vetro fuso, difettoso nell'omogeneità termica e chimica, nel flusso di produzione. La stabilità della lunghezza delle zone lungo la lunghezza del forno si ottiene mantenendo chiaramente la temperatura massima nella massa di vetro al confine tra la zona di fusione e la zona di chiarificazione; costanza della composizione della carica e del rapporto tra carica e rifiuti; stabilizzazione dei tassi specifici di rimozione del vetro; condizioni termiche e di gas stabili.
La massa di vetro nel forno a bagno è in continuo movimento, il motivo principale è la differenza di livello che si verifica nelle condizioni di selezione della massa di vetro all'estremità di produzione del forno. Per questo motivo nel forno a bagno vi è un flusso di produzione costante, che viene alimentato da porzioni fresche della carica, trasformate in vetro fuso. Oltre a questo flusso di lavoro principale, l'intera massa di vetro è coinvolta in movimenti convettivi dovuti alla differenza di temperatura del materiale fuso tra le zone del bacino del forno. Il quel punto gioca un ruolo particolare nell'organizzazione dei flussi convettivi, creando una barriera termica nel percorso dei flussi di lavoro e di calore della massa vetrosa. La barriera termica lungo la linea della temperatura massima costituisce l'interfaccia tra i flussi di vetro fuso nel bagno del forno. Da questo confine, il vetro fuso più caldo scorre verso entrambe le estremità del forno, si raffredda, cade e ritorna nella regione inferiore, creando flussi circolari. Anche in direzione trasversale si verifica un gradiente di temperatura, poiché sulle pareti della vasca e nella parte assiale longitudinale del forno esiste sempre una differenza di temperatura. Pertanto, oltre ai flussi termici longitudinali, esistono anche flussi circolari trasversali.
I flussi di calore longitudinali hanno un ciclo di colata e produzione. Il ciclo bulk è formato da un flusso di massa di vetro in raffreddamento all'estremità di riempimento del forno, che scende, scorre nella regione inferiore fino alla linea del punto quel, dove risale e ritorna alla fine del caricamento della carica.
Fig.8. La traiettoria dei flussi di convezione longitudinale del vetro fuso nel bagno di un forno per lastre di vetro: UN– ciclo polvere; B– ciclo produttivo
Il ciclo produttivo è formato dal flusso lavorativo del vetro fuso, che in parte viene utilizzato per lo stampaggio, e in parte, una volta raffreddato, sprofonda negli strati inferiori e ritorna indietro, chiudendo il cerchio nella zona di quel punto. La potenza dei flussi dipende dalla differenza di temperatura nelle singole aree del forno da bagno, dalla quantità di vetro prodotto, dalla profondità della vasca e da altri motivi. Le velocità di flusso dipendono dalla progettazione del forno e dalla posizione della loro circolazione e sono 8-15 m/h per il ciclo di produzione, 5-7 m/h per il ciclo di massa e circa 1 m/h per il ciclo incrociato ( vicino alle mura).
Flussi di vetro fuso adeguatamente organizzati contribuiscono a un flusso più completo di tutte le fasi della fusione del vetro. I flussi sfusi migliorano le condizioni di penetrazione, chiarificazione e omogeneizzazione del vetro fuso. I flussi del ciclo produttivo contribuiscono al flusso di vetro fuso a temperatura omogenea nella produzione. Allo stesso tempo, i flussi possono influenzare negativamente la qualità del vetro fuso quando cambiano la loro direzione e velocità, pertanto la condizione principale per il normale funzionamento di un forno a bagno è il rigoroso rispetto di un regime termico costante, mentre i flussi di vetro fuso rimangono stabili, la loro intensità e i loro percorsi rimangono invariati.
Per ciascun forno, a seconda del design e del tipo di vetro, viene stabilito un determinato regime tecnologico per la fusione del vetro, che comprende: regime termico lungo la lunghezza del forno e regime di temperatura lungo la lunghezza del forno fino alla zona di stampaggio.
I metodi esistenti per intensificare il processo di fusione del vetro possono essere suddivisi in due gruppi: fisico-chimici e termotecnici. I metodi fisico-chimici comprendono: macinazione fine dei componenti della carica, granulazione della carica, uso di acceleratori di fusione e illuminanti, miscelazione meccanica ed ebollizione del vetro fuso. I metodi termici includono: aumento della temperatura nella zona di cottura, utilizzo del riscaldamento elettrico.
Secondo la fonte di energia termica, si distinguono fiamma, elettrico E fiamma-elettrica forni per vetro.
Nei forni a combustione il riscaldamento viene effettuato bruciando gas naturale nella camera di fiamma del forno. La temperatura massima dello spazio gassoso raggiunge i 1650 0 C. Il consumo di calore specifico è di 10-14 MJ/kg di vetro fuso. La rimozione specifica di vetro fuso dall'area della vasca di fusione, a seconda del tipo di vetro, raggiunge 900 – 3000 kg/(m 2 giorno). L'efficienza termica dei forni a combustione è del 16-25%.
Il riscaldamento dei forni elettrici si basa sulla proprietà del vetro fuso di condurre corrente elettrica a temperature superiori a 1000 0 C e di rilasciare calore secondo la legge Joule-Lenz. I forni elettrici per la fusione del vetro presentano i seguenti vantaggi rispetto ai forni a fiamma: nessuna perdita di calore con i gas di scarico, riduzione delle perdite di composti volatili dalla carica e dal vetro fuso, creazione dell'ambiente gassoso necessario sopra la superficie del vetro fuso. La temperatura del vetro fuso raggiunge valori elevati (fino a 1600 0 C) rispetto ai forni a fiamma (1450-1480 0 C). La produttività dei forni elettrici più comuni è compresa tra 0,4 e 4,0 t/giorno. I forni più grandi e moderni hanno una capacità di 150-200 tonnellate al giorno. I tassi specifici massimi di rimozione sono più elevati rispetto ai forni a combustione e vanno da 6.000 a 10.000 kg/(m 2 giorno). Il consumo di energia elettrica è di 1-2 kW/kg di vetro fuso. L’efficienza termica dei forni elettrici è del 60 – 70%. Gli svantaggi dei forni elettrici includono l'alto costo dell'elettricità e degli elettrodi. L'efficienza dei forni a combustione può essere aumentata al 45-50% utilizzando il riscaldamento elettrico aggiuntivo (ADH). Il ruolo del DEP è quello di rafforzare la barriera termica del forno (linea quelpunkt) e fornire calore alla carica dal basso, accelerando il processo di saldatura. Vantaggi del DEP: riduzione della temperatura nel vano sottovolta e aumento della vita del forno; stabilizzazione delle condizioni termiche e miglioramento della qualità della fusione del vetro. L'introduzione del DEP consente di aumentare i tassi di rimozione specifica a 3.000-4.000 kg/(m 2 giorno) e aumenta la produttività del forno del 10-60%.