Технологические операции варки оптического стекла

Построение технологического процесса варки оптического стекла различных марок в общем одинаковы. Различие заключается в графике температурных режимов, и во времени затрачиваемом на различные операции. Регулировка процесса варки преследует цель получения стекла наивысшего качества с минимальными пороками и дефектами. Технологический процесс варки оптического стекла делят на последовательно выполняемые во времени операции:

1) выводка горшка;

2) засыпка и провар шихты;

3) осветление расплава;

4) охлаждение стекла.

Выводка горшка заключается в том, что стекловаренный горшок перемещают из печи обжига (температура 900-1000°C) в стекловарную печь (температура 850-900°C). Горшок центрируют относительно оси вращения мешалки для обеспечения равномерности перемешивания. Потом для повышения сопротивления стенок горшка горячего стекла его нагревают до температуры 1450-1500°C и выдерживают 2-4 часа. Потом охлаждают в печи до уровня необходимого для засыпки шихты. Полное время выводка горшка – 10-15 часов.

Засыпка и провар шихты – на дно горшка засыпают возвратный бой из предыдущего стекла чтобы создать на дне слой стекла толщиной в несколько сантиметров защищающего дно горшка от разъедания расплавляющейся смеси стекла. После бурления разваренного боя засыпку смеси стекломатериала производят так, чтобы вершина образовавшегося конуса была на уровне среза горшка. Сверху этот конус покрывают слоем боя для ускорения образования расплава и уменьшения улетучивания компонентов шихты. Шихту засыпают в 3-5 приемов, последовательно перемешивая шихта и возвратный бой.

Осветление расплава начинается с повышения температуры в печи на 100°C и бурления стекла – берут мокрую осиновую чурку, набивают на конец стержня из жаропрочной стали не образующей оксиды и водят чурку в круговую не касаясь стенок горшка при этом вода из чурки испаряется и образует много крупных пузырей которые вызывают бурление стекла. Потом вводят в стекло разогретую предварительно мешалку, начинают перемешивание при малой частоте вращения, т.к. расплав еще вязок, особенно в нижних, более холодных слоях. В начальный период перемешивания способствуют температуре стекла по вертикали и проваривают шихта. Потом постепенно увеличивают скорость вращения до затвердевания провара шихты, т.е. когда начинается интенсивное удаление пузырей. Продолжительность осветления расплава – 4-5 часов.

Охлаждение стекла начинается после того когда количество пузырей уменьшается до допустимого предела. Сначала охлаждение ведут понижением температуры на 50-60°С/ч, и не уменьшают частоты вращения мешалки т.к. осветление расплава еще продолжается. При достижении расплавом вязкости 10 Па·с с поверхности стекла снимают слой стекла с пеной на глубину до 50 см. Потом скорость мешалки увеличивают, чтобы избавить стекло от оставшихся химических неоднородностей – гомогенизировать. С понижением температуры вязкость стекла повышается, и скорость мешалки уменьшается. При вязкости 500-1000 Па·с мешалку извлекают, открывают печь и вывозят стекловаренный горшок, потом начинается этап разделки стекла. Охлаждение стекла длится до 35-40 часов.