Скловарна піч

Горщикові печі
Горщикові печі - це споруди з вогнетривких матеріалів, в яких немає контакту між топкою і склом. Скло плавлять у кількох ємностях, виготовлених із вогнетривких матеріалів, стійких до дії скла при високих температурах. Горщики заповнюють партією, яка розплавляється протягом кількох годин і обробляється за 24 або 18-годинним циклом. Середня каструля вміщує 600-700 кг скла. Горщикові печі використовуються там, де скло формують вручну та ротовим видуванням. Однією з головних переваг цієї системи є можливість плавлення кількох видів скла одночасно. Котел може використовуватися протягом приблизно 30 циклів плавлення і таким чином виробляти від 18 до 21 тонни скла.

Резервуарні печі
Резервуарні печі використовуються там, де необхідний безперервний потік скла для подачі в автоматичні склоформувальні машини. Вони більш економічні у споживанні палива і використовуються в основному для великомасштабного виробництва тари, листового скла, електричних лампочок, трубок і побутового машинного посуду. Велика піч для флоат-скла може мати потужність 2000 тонн. Резервуарна піч складається з ванни, виготовленої зі спеціального вогнетривкого матеріалу, який може протистояти хімічному впливу розплавленого скла при температурах вище 1500 градусів, і надбудови, де відбувається горіння. Якість вогнетривких матеріалів, які використовуються для будівництва лазні, покращилася настільки, що якщо ще 30 років тому термін служби печі був значно менше 2 років, то зараз він перевищує 9 років.

Печі регенеративного спалювання
Regenerative combustion furnaces recover heat from the exhaust stream to preheat the incoming combustion air by alternatively passing the exhaust and combustion air through large stacks of latticework refractory brick (regenerators or checkers). There are two sets of regenerators, so that as one is being preheated by the exhaust gases the other is transferring heat to the incoming combustion air. The cycle is reversed approximately every 20 min. Most glass-container plants have either end-fired (burners at each end) or cross-fired (burners on each side) regenerative furnaces, and all flat glass furnaces are cross-fired with five or six ports on each side with two burners for each port. Combustion air preheat temperatures of up to 1400°C may be attained, leading to very high thermal efficiencies. A variant of the regenerative furnace is the recuperator, in which incoming combustion air is preheated continuously by the exhaust gas through a heat exchanger. Recuperative furnaces can achieve 800°C preheated air temperatures. This system is more commonly used in smaller furnaces (25–100 tons per day). For large-capacity installations (>500 тонн на добу), майже завжди використовуються регенеративні печі з перехресним вогнем. Для установок середньої потужності (100-500 т на добу) найбільш поширені регенеративні торцеві печі.

Піч прямого вогню
У печі прямого вогню не використовується жодного типу теплообмінника. У більшості печей прямого спалювання в якості окислювача використовується кисень, а не повітря. Це зазвичай називають киснево-паливним плавленням. Основними перевагами киснево-паливної плавки є підвищення енергоефективності та зниження викидів оксидів азоту (NOx). Видаляючи повітря, видаляється азот, що зменшує об’єм вихлопних газів приблизно на дві третини, а отже, зменшує енергію, необхідну для нагрівання газу, який не використовується для спалювання. Це також призводить до різкого зниження термічного утворення NOx. Однак печі, призначені для спалювання кисню, не можуть використовувати системи рекуперації тепла для попереднього нагріву кисню. Спочатку печі, які використовують 100% кисневе паливо, використовувалися переважно в невеликих плавильних установках (<100 tons per day), but there is a movement toward using oxy-fuel in larger, float glass plants.

Електрична піч
Електрична піч використовує електроди, вставлені в піч, щоб розплавити скло шляхом резистивного нагрівання, коли струм проходить через розплавлене скло. Ці печі є більш ефективними, відносно простими в експлуатації, мають кращі екологічні показники на місці та мають нижчі витрати на реконструкцію порівняно з печами, що працюють на викопному паливі. Однак викопне паливо може знадобитися під час запуску печі та використовуватися для забезпечення тепла в робочій частині або передній частині печі. Ці печі найбільш поширені в невеликих установках, оскільки при певному розмірі висока вартість електроенергії зводить нанівець покращену ефективність.

плавлення
Суміш партії доставляється в плавильну піч, де партія нагрівається приблизно до 1580 градусів (2875 градусів F). Ізоляція, спеціальні функції повітряного потоку та нагрівання повітря для горіння дозволяють печі працювати з максимальною ефективністю палива з незначними викидами забруднюючих речовин. Партію розплавляють викопним паливом, природним газом або мазутом.
Плавильна піч складається з вогнетривкої цегли як стандартної, так і спеціальної форми, опорної та зв’язувальної сталі, ізоляції, системи спалювання палива, датчиків температури та необхідних засобів керування. Конструкція печі адаптована до конкретних тоннажних цілей заводу.
З плавильника скло протікає через зону талії, де мішалки гомогенізують скло до робочого кінця. Перетяжка являє собою канал, футерований вогнетривом, який з'єднує плавильник з робочим кінцем.

Горіння в плавильнику
У печі використовуються регенератори для накопичення відпрацьованого тепла, яке міститься у вихлопних газах, які утворюються під час циклу розпалу в печі. Відпрацьоване тепло потім використовується для попереднього підігріву повітря для горіння під час наступного циклу спалювання, що призводить до значного покращення економії палива.
Перший цикл починається з розпалювання з північного боку печі. Паливо, природний газ або мазут, подається в піч через кілька пальників, розташованих під отворами. Коли паливо надходить у плавильник, воно змішується з повітрям для горіння, яке пройшло через регенератор і було попередньо нагріте. Співвідношення палива до повітря та загальна кількість палива для кожного пальника та порту дуже ретельно контролюються. Коли паливно-повітряна суміш потрапляє в плавильник, паливо запалюється від сильного тепла плавильника, і розвивається безперервне полум’я, яке поширюється майже на всю ширину плавильника. Відпрацьовані гази згоряння виходять із плавильника через отвори на південній стороні плавильника, повертаються на 90 градусів і течуть вниз через південний регенератор. Регенератори являють собою вогнетривку конструкцію площею 11м х 3м і висотою 10м. Всередині регенераторів матриця вогнетривкої цегли укладається знизу вгору до рівня порту. Цегла отримує тепло, коли відпрацьовані гази проходять через отвори в цегляній матриці. У нижній частині регенератора знаходиться витяжна труба з вогнетривким покриттям, яка спрямовує вихлопні гази через реверсивний клапан до димоходу для скидання. Відпрацьований газ, що проходить через регенератор, нагріває цеглу (шашки) до 650 градусів у нижній частині шашки матриці та до 1320 градусів у верхній частині матриці.
Коли шашки південного регенератора досягають бажаної максимальної температури, піч повертає назад. Це означає, що подача палива припиняється з північної сторони та починається з південної сторони разом зі зміною положення реверсивного клапана таким чином, що північна витяжна труба відкривається до димоходу, а південна витяжна труба закрита до димоходу та відкрита до димоходу. подача повітря для згоряння, яке може текти вгору через південний регенератор, забираючи тепло, і поєднуватися з паливом від пальників південного порту для забезпечення горіння в плавильнику.
Регенеративна піч періодично змінює напрямок розпалу, як правило, кожні 15-20 хвилин, щоб дати їй можливість повернути частину тепла, яке втрачається у відпрацьованих вихлопних газах, і, таким чином, зробити її ефективнішою роботою.

Рафінування
Рафінер є розширенням плавильного заводу площею 13 м х 9,5 м (123,5 м2). Коли вся сировина повністю розплавиться, велика кількість газів, які залишаються в склі, можуть утворювати бульбашки, насіння або пухирі. Призначення рафінера - видалити ці газоподібні включення.

Формування
Після того, як скло було очищено, розплавлене скло готове до формування потрібної форми. Це робиться шляхом занурення металевого стрижня, який називається збіркою, у піч і збору краплі розплавленого скла на кінці. Потім склороб надає форму склу, видуваючи в складку, використовуючи тиск повітря для створення потрібної форми.

Охолодження
Після формування скла його повільно охолоджують до кімнатної температури протягом кількох годин або навіть днів. Це робиться в процесі, що називається відпалом, який допомагає запобігти будь-якому стресу в склі, дозволяючи йому поступово та рівномірно охолоджуватися. Після цього готове скло готове до полірування, різання або іншої обробки за потреби.