Варка стекол в горшковых печах

Горшковые печи применяют для производства стекол с высоким светопропусканием, оптических, некоторых технических, а также цветных стекол для художественных изделий. В последнее время их стали заменять малыми ванными печами периодического действия. В обоих этих видах печей процесс стекловарения практически идентичен.

В полости горшковой печи устанавливают от одного до 16 горшков. Горшки представляют собой сосуды из огнеупорной массы вместимостью 100 – 1000 кг. Горшки обжигают в специальных печах до температуры 1000 -1200 ºС и в разогретом состоянии перемещают в горшковую печь, где производится окончательный обжиг до температуры, превышающей температуру варки стекла на 30 – 50 ºС. Затем стенки горшков покрывают слоем расплавленного стекла, полученного из стеклобоя.

Варка стекла в горшковых печах состоит из последовательных операций: загрузка и провар шихты; осветление и перемешивание; студка, выработка. Таким образом, процессы стекловарения разделены во времени.

Шихту в горшки загружают порциями 2 – 3 раза в виде конуса. После варки стекломассы температуру повышают на 30 – 40 ºС для осветления. Осветление и гомогенизацию ускоряют бурлением сжатым воздухом. При бурлении в стекломассе образуются крупные пузыри, которые по пути к поверхности захватывают мелкие и способствуют осветлению. Бурление повторяют несколько раз. Осветленная стекломасса медленно охлаждается до выработанной вязкости. Расплавы технических и оптических стекол во время осветления и студки перемешивают механически огнеупорными мешалками. Режим перемешивания подбирают индивидуально для каждой стекломассы. Выработка стекла производится наборкой стекломассы на трубку или путем отливок.

Охлаждение горшковых печей перед выработкой стекла и последующий разогрев их для варки связаны с затратами большого количества теплоты. КПД горшковых печей очень низок – до 8%. На 1 кг стекломассы затрачивается до 83 000 кДж теплоты. Отапливаются горшковые печи газообразным или жидким топливом.

Варка стекла в периодических ванных печах производится аналогично варке в горшковых печах. Периодические ванные печи используют при варке тугоплавких, цветных и глушенных стекол. В этих печах площадь стекломассы равна площади пода печи, в связи, с чем они экономичнее горшковых.