Лекция 7. Способы и оборудование для варки оптического стекла

Горшковые печи.

Горшковые печи для варки оптических стёкол должны выдерживать длительный срок нагрева до 1000°С, обеспечивать возможность оперативного регулирования температуры в печи с точностью , иметь окислительный или восстановительный характер атмосферы в печи. Для реализации технологического процесса варки оптических стёкол высокого качества и широкой номенклатуры марок требуются печи с манёвренным тепловым режимом в пределах температур 700 -900°С и 1500 - 1600°С. В одной печи нельзя варить одновременно стёкла двух марок, т. к. они имеют различные тепловые режимы варки. Тепловая горшковая стекловарная печь показана на Рис. 7.1 состоит из верхней рабочей части размерами 3500´3000´3000 мм, находящейся над уровнем цеха, и нижней, размерами 7000´3000´3000 мм, состоящей из регенераторов, расположенных над полом цеха.

Печь имеет четыре симметрично расположенных шахты 2 и 3 регенератора, заполненные кирпичной кладкой и периодически переключающиеся две шахты 2работают для подогрева воздуха и две шахты 3 – для подогрева горючего газа горячими газами из отходящей камеры печи. Шахты регенератора через насадные шахты 1 связаны с дымоходом 10. Карманы 4 служат для очистки печи от расплавленной шихты, не попавшей в горшок, или выплеснувшейся из него при спенивании, и снятия пенки.

Смесь воздуха и газа образуется угарелок. Далее пламя попадает в рабочую камеру 6, в которой установлен стекловаренный горшок. В передней стенке печи имеется проем, через который вставляется и вынимается горшок, закрываемая заслонкой 9. В задней стенке печи есть окно 7 для засыпки шихты, через которое также ведут наблюдение за варкой и осветлением при перемешивании стекломассы. В центре свода по оси печи расположено отверстие для ввода и вывода пропеллерной мешалки. Через это отверстие по трубам8 подают и отводят воду для охлаждения мешалки. Вся внутренняя поверхность рабочей камеры футеруется огнеупорной керамической массой выдерживающей длительное время при 1600¸1700°С.

Ванные печи.

Ванные печи применяют для варки стёкол одной марки в больших количествах. В ванных печах всегда есть два бассейна: варочный и выработочный, которые разделены брусом и протоком под ним. Схема типовой ванной печи показана ниже на рисунке 7.2.

Стекломасса перемещается вдоль печи под действием веса загружаемой шихты и понижения уровня расплава из-за выработки стекломассы с противоположной стороны. Ванные печи действуют непрерывно. Стекломасса перемешивается в них только за счёт конвекционных потоков. Для варки небольших порций стекла применяют малые ванные печи, которые действуют периодически, и стекломасса перемешивается в них принудительно. Верхняя часть печи находится над полом 10 стекловаренного цеха. Шихта поднимается через загрузочный карман1 в варочный бассейн, в котором температура примерно 1450°С поддерживается из регенератора подогретого воздуха.

Температура регулируется термопарами 3. Брусья 5 служат для направления конвекционных потоков стекломассы. Через трубы 15 при необходимости бурлят стекломассу. Через проток 14 стекломасса попадает в выборочный бассейн, находясь на общем уровне 12. Стекломассу перемешивают с частотой 40 об/мин двумя мешалками 6, которые можно переставлять по высоте. Наблюдение за работой печи и состоянием стекломассы ведут через люк 7. Вдоль направления движения стекломассы можно условно выделить следующие участки:

А – засыпка;

Б – варка;

В – осветление;

Г – проток;

Д – перемешивание и гомогенизация;

Е – выработка.