Скловаріння - процес плавки шихти в спеціальних печах. Багато в чому від етапу виробництва залежить те, якої якості буде кінцева продукція. В скловарних печах забезпечується рівномірність скломаси, а як наслідок, і кількість дефектів в ній.
Сировина для скловарних печей
Оскільки це один із завершальних етапів виробництва, в скловарні печі надходить уже збагачену сировину - шихта. Вона включає в себе як основні (кварцовий пісок, вапняк, сода), так і додаткові (освітлювачі, барвники, Випалювання) компоненти.
Надходить в піч шихта має необхідну вологість, однорідність і консистенцію.
Особливості скловарної печі
Скловарна піч - спеціальне обладнання, де за допомогою спалювання газу, твердого палива або електричним способом плавлять шихту.
Більшість скловарних печей мають однакову структуру. Вони складаються з:
У басейні, що складається зі стін і дна, відбувається варіння, освітлення, охолоджені і вироблення скломаси. По пристрою ванн бувають печі з загальним басейном, в якому немає поділу, і печі з різко розділеними зонами.
Частина басейну, де розташовані варки і освітлювальна зони, називають опалювальної, а частина з зонами студком і вироблення - виработочной.
Полум'яним простором називають опалювальну частину печі. Воно розташоване між стінами і склепінням, в яких передбачені отвори для подачі палива, повітря, а також для відводу розпечених газів.
Кладка зводу скловарної печі здійснюється з особливого вогнетривкої цегли. Він називається динас.
Цегла для скловарних печей повинен містити не менше 93% кремнезему. Товщина стін цього обладнання становить 500-600 мм, а склепіння - 300-450 мм.
Оскільки варіння скломаси здійснюється при надзвичайно високих температурах, то під час цього виробничого процесу відбувається безліч хімічних реакцій з виділенням шкідливих парів. Це призвело до виникнення такої запобіжні заходи як повна герметизація скловарної печі. Також в цехах встановлюють спеціальне вентиляційне обладнання, яке видаляє з повітря всі домішки і продукти горіння.
Системи димовидалення модульних скловарних печей виконують схожу функцію з тією лише різницею, що вони забезпечують необхідний склад атмосфери всередині самого обладнання, а не поза ним.
Види скловарних печей
Є 2 класифікації скловарних печей.
За першою з них виділять 2 види по влаштуванню робочої камери горшкові і ванні.
Поділ на групи в другій класифікації проводиться за способом нагріву скломаси. За цією ознакою скловарні печі бувають:
Горшкові печі в наш час вважаються нерентабельними, що пов'язано з високою витратою енергоресурсів. Сьогодні їх використовують тільки невеликі підприємства, які виробляють високоякісне художнє, світлотехнічне, спеціальне скло, а також оптику.
Високий витрата енергоресурсів заснований на тому, що горшкові печі - періодичної дії. Тому що, крім як на плавку шихти, багато теплової енергії витрачають на розігрів обладнання.
На відміну від горшкових ванні печі бувають постійної дії. Безперервна робота такого обладнання істотно скорочує ресурси, що витрачаються на створення і підтримання температури, необхідної для плавки скломаси.
Ванна для скловарної печі являє собою великий резервуар, в якому знаходиться розплав олова. Завдяки тому, що щільність скломаси значно нижче щільності цього металу, дані матеріали не змішуються між собою.
Олово дозволяє поступово охолоджувати стекломассу з 1600ºС до 600ºС (температура плавлення цього металу), не створюючи при цьому внутрішніх напружень, які негативно позначаються на міцності готової продукції. Крім того, рівномірний розподіл скломаси дозволяє отримати ідеально рівний лист.
Також олово виробляє термополіровку скла, що позитивно позначається на його міцності, а також прозорості.
Друга класифікація ділить обладнання для плавки скломаси по нагрівального принципом.
Полум'яні скловарні печі
Перший тип - полум'яні печі. Плавка скломаси в подібному оснащенні здійснюється за допомогою спалювання палива. Оскільки при цьому теплова енергія витрачається на нагрівання не тільки шихти, але і котлів для варіння. Цей тип відрізняється дуже низьким коефіцієнтом корисної дії. У полум'яних печей ККД коливається в районі 25-30%.
Електричні печі мають найвищий коефіцієнт корисної дії. У сучасному обладнанні він може досягати 60%. Такий високий показник обумовлений тим, що електрику передається безпосередньо в скломасу, а відповідно енергія витрачається тільки на плавку.
Електричні скловарні печі
Принцип дії електричних печей заснований на здатності скла при високих температурах проводити струм.
Електричні скловарні печі діляться за способом передачі тепла стекломассе на:
- дугові;
- прямого і непрямого опору;
- індукційні.
Головним недоліком таких печей є необхідність наявності надійного джерела дешевої електроенергії.
Електрика в басейн сировинними матеріалами передають по спеціальних електродів. Через різницю опорів відбувається нагрівання скломаси, а в подальшому і її плавка.
Електроди для скловарних печей виготовляють з графіту, який не так схильний до деформацій під впливом високих температур, як інші провідники.
Газоелектричні скловарні печі
Газоелектричні печі поєднують в собі обидва типи створення теплової енергії. Для розігріву камер і первинної плавки шихти використовують природний газ, рідше рідке паливо. Стекломасса ж розігрівається шляхом створення всередині неї електроопору.
Газоелектричні печі використовують тоді, коли хочуть підвищити коефіцієнт корисної дії стекловаренного обладнання, але немає постійного джерела дешевої електроенергії.
Обслуговування та ремонт обладнання
Робота жодного промислового підприємства неможлива без обслуговуючого персоналу, який спеціалізується на підтримці робочого стану обладнання. Скловаріння Герасимчука винятком з даного питання. У цій галузі найбільшому зносу піддаються печі. Це пов'язано з надзвичайно високими температурами, при яких вони працює.
Ремонт скловарних печей буває 3 видів:
Поточним ремонтом називається робота з обслуговування та заміну вузлів (клапани відведення, холодильні установки) і деяких елементів зводу (температурні шви).
Гарячий ремонт скловарних печей проводять без зупинки основного виробничого процесу. Перед початком роботи припиняють подачу полум'я в опалювальну зону. Даний вид дозволяє істотно збільшити терміни роботи подібного обладнання. Це пов'язано з тим, що пошкоджені елементи замінюються при виникненні перших ознак зносу.
Холодний ремонт проводиться в терміни, передбачені виробничим планом. Він отримав свою назву завдяки тому, що його здійснюють після повної зупинки подачі тепла і виведення з печі скломаси.
Капітальний ремонт здійснюється в кілька етапів:
- Припинення подачі шихти. Сировина перестає надходити в скловарної басейн за 8-10 годин до його зупинки.
- Введення скломаси. Її розігрівають до 1500ºС (для збільшення плинності) і видаляють через спеціально передбачені канали. Цю стекломассу гранулюють і надалі використовують як вторсировини.
- Зупинка пальників. Подачу тепла здійснюють поступово, щоб різка зміна температур не привела до руйнування склепіння печі.
- Ремонтні роботи. Безпосередньо до них приступають, коли піч охолоне до 100-150ºС.
При капітальному ремонті видаляють пошкоджені елементи кладки, після чого проводять заміну вогнетривких брусів і цегли. Також на цьому етапі обслуговування замість повністю зношеного або аварійного обладнання (пальники, холодильники) встановлюють нове.
Ремонт зводу регенерату скловарної печі здійснюється під час проведення капітальних робіт.
Скловарні печі на виставці «Світ скла»
У ЦВК «Експоцентр» (м.Москва) пройде тематична виставка «Світ Скла». Організатори заходу запрошують фахівців, що працюють в скляної промисловості, а також всіх зацікавлених. Не пропустіть це найочікуваніша подія в галузі виготовлення скла і скловиробів.
Читайте інші наші статті: