|
|
Горшковые печи. На протяжении всей
истории стеклоделия для варки стекла художественного назначения издавна
применялись горшковые печи, в которых одновременно можно было варить в
огнеупорных тиглях (горшках) стекломассу нескольких составов (цветов). Именно
это объясняет, почему, несмотря на крайне низкий тепловой КПД горшковых
печей, сложность их обслуживания (например, ручная засыпка шихты,
необходимость замены лопнувших горшков на ходу печи и т. п.), горшковые печи
все еще могут находить применение в художественном стеклоделии. Разумеется,
большие печи с числом горшков до 16 (вместимостью до 200 л стекломассы каждый) постепенно уходят в прошлое.
Основной частью горшковой печи является камера, в которой
в один-два ряда или по кругу установлены горшки. Камера перекрыта сводом.
Напротив каждого горшка имеется рабочее окно. Камера отапливается одним или
несколькими факелами пламени, образующимися при смешивании топлива, как
правило, горючего газа с воздухом в специальных горелках. Принципиальное
устройство горшковой печи показано на 4.
Горшковая печь работает периодически: в горшки загружают
шихту и стеклобой, затем последовательно проводят стадии варки и вырабатывают
из стекломассы изделия преимущественно выдуванием вручную. Цикл работы печи
длится ровно одни сутки, ежедневно повторяясь в течение года и более — до
остановки печи на ремонт. Температурный график работы печи показан на 5.
Секционные печи. В настоящее время в отечественном
художественном стеклоделии применяют секционные печи периодического действия.
В этих печах так же, как и в горшковых, можно варить стекломассу нескольких
составов цветов — по числу секций, представляющих собой примыкающие один к
другому «карманы», выполненные из огнеупорного кирпича и имеющие общее
пламенное пространство. Ванные печи. Современное производство стекла
характеризуется высокой производительностью: одна крупная печь вырабатывает
около 300 т стекломассы в сутки. Главной частью печи является бассейн
(ванна), выложенный из огнеупорных брусьев, поэтому стекловаренные агрегаты
данного типа называются ванными печами. Площадь варочной части ванной печи
достигает 150 м2, а общая площадь зеркала (т. е. свободной поверхности)
стекломассы — 200 м2 при глубине стекломассы 1,2—1,5 м.
Ванные печи широко используют в производстве
строительного, технического,, бутылочного стекла, а также в производстве
столовой посуды ( 6). В ванных печах воздух, при смешивании которого с
горячим газом образуется факел пламени, предварительно подогревается в
камерах подогревательных устройств: регенераторов и рекуператоров, отбирающих
тепло у отходящих дымовых газов. Наличие подогревательных устройств, например
регенераторов, усложняет конструкцию печи, удорожает ее сооружение и ремонт.
Поэтому при наличии дешевого топлива иногда строят простые и компактные печи
прямого нагрева без регенераторов. Однако и в этом случае необходимы
какие-либо устройства для использования теплоты отходящих газов: котлы для
получения пара, подогрева воды и т. п. Будущее стекловарения принадлежит
высокотемпературным ванным печам с максимальной температурой до 1650°С.
Вместе с подачей воздуха, пагретого до 1450°С, может применяться кислородное
дутье, что позволит повысить удельный съем стекломассы в такой печи до 4 000 кг с 1 м2 в сутки. Варочная часть бассейна пламенной печи обычно имеет прямоугольную
конфигурацию в плане. С одного торца этого бассейна осуществляется
непрерывная автоматическая загрузка шихты. Система загрузки шихты включает в
себя уровнемеры, т. е. устройства, регистрирующие уровень зеркала
стекломассы. Если этот уровень поднимается выше установленного предела, то
загрузчик птихты автоматически отключается. По мере выработки стекломассы, выходящей
непрерывным потоком из варочной части бассейна с противоположного его торца,
уровень зеркала понижается, и загрузчик вновь автоматически включается ( 7).
Для расширения фронта ручной и механизированной выработки на вырабо- точной
стороне ванной печи устраива- JOT два-три выработочных круглых бассейна с
мешалками, соединенных с печью узкими каналами. В настоящее время все более
широкое применение находят ванные электропечи. Коэффициент полезного действия
этих печей может составлять более 60%: например, полностью отсутствуют потери
тепла с отходящими дымовыми газами; стекломасса проваривается под слоем
шихты, обладающим хорошими теплоизолирующими свойствами, и т. п. Удельные
затраты энергии для получения 1 кг стекла составляют более 7 МДж, что гораздо
меньше удельных затрат в пламенных ванных печах (33 МДж), не говоря уже о
горшковых печах (84 МДж).
Электропечи, снабженные электродами на основе
диоксида олова SnCh, совершенно не закрашивающими стекломассу, успешно
применяются и для варки хрустального стекла. Кроме того, нередко при
очередной реконструкции пламенной печи в нее дополнительно встраивают
подогревающие стекломассу электроды, что позволяет повысить удельный съем
стекломассы до 5 ООО кг/'м2 в сутки. Для современного производства хрусталя
применяют разработанные в СССР ванные печи, работающие на природном газе или
керосине, производительностью 12 т/сут. Удельный съем стекломассы (при двух
выработочных бассейнах) 900 кг/м2 в сутки; глубипа бассейна 0.9 м; стеновые огнеупоры в местах, наиболее интенсивно разъедаемых сви- нецсодерясащей стекломассой,
— корви- шит или бакор; оптимальные температуры: в зоне варки 1420°С, в зоне
осветления 1430°С, в зоне выработки 1260°С.
В ванных печах готовая бесцветная стекломасса нередко
подается в два-три выработочных бассейна по узким каналам, поэтому для
обеспечения цветового разнообразия изделий в каждом из этих каналов
стекломассу можно окрашивать в свой цвет введением красителя в виде фритты
или гранул с последующим размешиванием этого красителя мешалками.
|