Le processus thermique, à la suite duquel une masse fondue homogène est formée à partir d'un mélange (un mélange de matières premières) - masse fondue de verre, est appelé verrerie. La fusion est effectuée dans des fours verriers à une température de 1350 à 1500 ° C. Il y a cinq étapes de cuisson.
1. Formation de silicate - l'étape des réactions chimiques en phase solide. Les composants de la charge sous l'influence de T = 900-950°C subissent des épreuves physiques et des modifications chimiques, des réactions se produisent en phase solide avec formation de carbonates doubles et de silicates, une phase liquide apparaît du fait de la fusion des mélanges eutectiques. En conséquence, une masse frittée dense est formée.
2. La formation du verre - l'étape d'obtention d'une masse fondue - du verre fondu sans inclusions solides. À ce stade, avec une augmentation de la température jusqu'à 1200-1250 ° C, les processus de formation de silicate sont terminés, la masse frittée fond et l'excès de silice (SiO 2) se dissout progressivement dans la masse fondue de silicate. A la fin de cette étape, une non-uniforme composition chimique fondre contenant de nombreuses bulles.
3. Clarification (dégazage) - étape de libération de la masse de verre des inclusions de gaz visibles. À ce stade, avec une augmentation de la température jusqu'à T max = 1400–1500 ° C, la viscosité de la fonte diminue (η = 100 poz) et les petites et grandes bulles de gaz visibles sont éliminées de la fonte. En conséquence, nous obtenons une fonte transparente sans inclusions de gaz.
4. Homogénéisation - l'étape d'obtention de l'homogénéité chimique, physique et thermique de la masse de verre. Cette étape se déroule simultanément avec une clarification aux mêmes températures. Au cours des processus de convection et de diffusion, la composition chimique de la masse fondue et ses propriétés sont nivelées. En conséquence, nous obtenons une masse fondue-verre homogène.
5. Studka - l'étape de refroidissement du verre fondu. A ce stade, le verre fondu est préparé pour le moulage. La température du verre fondu diminue jusqu'à 1000–1100 ° C, ce qui entraîne une augmentation de la viscosité de la masse fondue (η = 104–108 poz).
En fait, la division du processus de fusion en cinq étapes est arbitraire. Les quatre premières étapes se superposent et se déroulent presque simultanément ; elles sont séparées de la cinquième étape (élève) dans le temps et dans l'espace. Les première, deuxième, troisième et quatrième étapes ont lieu dans le digesteur et la cinquième dans la zone de travail du four.
Ainsi, la fusion du verre fondu est un processus physico-chimique complexe. Les processus physiques comprennent le chauffage de la charge, l'évaporation de l'humidité, la fusion des composants de la charge, la dissolution des composants de la charge dans la masse fondue, les transformations polymorphes, la volatilisation des composants ; processus chimiques - formation de silicates, dissociation de carbonates, sulfates, nitrates, élimination de l'eau chimiquement liée.
Arrêtons-nous sur chaque étape de la cuisson en détail.
La formation de silicate prend 10 % du temps de fusion. La montée en température à l'intérieur de la couche de la charge est très lente, il y a donc suffisamment de temps pour que se produisent des réactions en phase solide.
Les principales matières premières des verres sodo-calcique-silicatés sont la soude, la dolomie, le calcaire, le sable de quartz, qui interagissent entre eux en phase solide et forment par réactions (3) des carbonates doubles et des silicates :
Na 2 CO 3 + MgCO 3 = Na2Mg (CO 3) 2 T > 300°C
Na 2 CO 3 + CaCO 3 = Na 2 Ca (CO 3) 2 T> 550°C
Na 2 Ca (CO 3) 2 + 2SiO 2 =
Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + CO 2 = 600–800 ° C
Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + 2CO 2 T> 700–850 °C
2CaCO 3 + SiO 2 = Ca 2 SiO 3 + 2CO 2 T > 600°C
L'eutectique CaNa 2 (CO 3) 2 –Na 2 CO 3 fond à Т = 740–800°C et les composés fondent : CaNa 2 (CO 3) 2 à Т = 813°C et Na 2 CO 3 à Т = 850 °C La masse fondue qui en résulte enveloppe les grains de SiO 2 .
Les processus de dissociation des carbonates sont en cours (4) :
MgCO 3 = MgO + CO 2 (P = 1 bar) T = 540°C
CaCO 3 = CaO + CO 2 (P = 1 bar) T = 910 °C
Na 2 Ca (CO 3) 2 = CaO + Na 2 O + 2CO 2 (P = 1 bar) T = 960°C
Les gaz de CO 2 dégagés rendent le gâteau poreux. Des transformations de modification des grains de quartz sont en cours.
La transformation α quartz ® β quartz est d'une importance fondamentale, car cela entraîne une diminution de la résistance des grains, des microfissures y apparaissent, ce qui augmente leur réactivité.
Les réactions dans la charge plomb-potasse sont quelque peu différentes de la charge soude. Les principales matières premières du cristal sont le sable de quartz, la potasse et le plomb rouge. Les réactions de formation de silicate sont effectuées dans prochaine commande (6):
K 2 CO 3 + SiO 2 = K 2 SiO 3 + CO 2 T = 300°C
2Pb 3 O 4 = 6PbO 2 + 2O 2 = 445–597 ° C
PbO = SiO 2 = PbSiO 3 = 480-580°C
2K 2 CO 3 + 3SiO 2 = K 2 SiO 3 + K 2 Si 2 O 5 + 2CO 2 = 600–800 ° C
fusion Pb 3 O 4 Т = 830°C
fusion PbO = 886°C
silicate de plomb double PbO + SiO 2 = PbSi 2 O 5
Les processus de formation des silicates sont étudiés à l'aide des méthodes de DTA - analyse thermique différentielle, DTG - thermogravimétrie ; à l'aide d'un analyseur de gaz, la composition qualitative et quantitative des gaz formés est établie ; en utilisant XRF - analyse de phase aux rayons X - la composition qualitative et quantitative du gâteau solide.
Les méthodes pour accélérer l'étape de formation de silicate comprennent :
a) augmenter la teneur en composants à bas point de fusion dans la charge (oxydes alcalins et alcalino-terreux, borates) ;
b) introduction d'accélérateurs de cuisson à 1 % (fluorures, chlorures, sels d'ammonium) dans la charge, qui réduisent la température des réactions de formation de silicate de 80 à 100 ° C;
c) humidifier la charge jusqu'à 3-5% ;
d) formation de silicate - un processus endothermique qui se déroule avec absorption de chaleur et nécessite beaucoup de chaleur. Lorsque la température augmente de 100 à 150 ° C, la formation de silicate est accélérée de 2 fois.
La formation du verre prend 80% du temps de fusion. Après l'achèvement de l'étape de formation des silicates, environ 30 % de l'excès de grains de quartz sont présents dans le gâteau sous forme solide. Au stade de la formation du verre, le quartz se dissout dans la masse fondue de silicate. Ce processus est très lent, il passe en mode diffusion (avec une énergie d'activation E a = 43,7 kcal/mol).
Le processus de dissolution du SiO 2 solide dans les masses fondues est réduit à deux étapes : destruction du réseau cristallin solide et la transition des particules à la masse fondue ; diffusion des particules de SiO 2 qui sont passées dans le bain.
La vitesse de formation du verre est influencée par les conditions suivantes :
a) la taille et la forme des grains de quartz : les grains angulaires et petits se dissolvent plus rapidement que les grains arrondis et gros ( taille optimale particules r = 0,1-0,7 mm);
b) plus la concentration d'oxydes alcalins dans la masse fondue est élevée, plus le temps de dissolution de SiO 2 est court ;
c) plus la température de cuisson est élevée, plus la dissolution du SiO 2 est rapide : avec une augmentation de température tous les 10°C, le taux de formation du verre augmente de 10 % ;
d) l'introduction supplémentaire de tensioactifs qui réduisent la tension superficielle de la masse fondue augmente la vitesse de dissolution (par exemple, l'introduction de sulfures en quantités de 0,1 à 0,3 % augmente la vitesse de formation de verre de 30 %) ;
e) une viscosité élevée rend la diffusion difficile, une augmentation de la température est nécessaire pour réduire la viscosité du verre fondu. La température optimale est T = 1550-1600 ° C, de plus, tout le SiO2 se transforme en modification amorphe;
f) les flux convectifs de verre fondu accélèrent les processus de diffusion, par conséquent, l'agitation mécanique à l'aide d'agitateurs en céramique à hélice dans la zone de cuisson augmente la vitesse d'élimination des produits de dissolution des grains de SiO 2 de la zone de diffusion et réduit le temps de dissolution.
Clarification - la libération de verre fondu à partir d'inclusions de gaz visibles. Les sources de gaz dans le verre fondu sont :
a) l'air adsorbé par les particules de la charge ;
b) la teneur en humidité de la charge - 3 à 7 % de H 2 O ;
c) sublimation des composants volatils de la charge As 2 O 3 , NH 4 Cl, CaF 2 , etc .;
d) décomposition des composants de la charge : H 3 VO 3 = 3H 2 O + B 2 O 3 ; Me 2 CO 3 = Me 2 O + CO 2; MeSO 4 = MeO + SO 3;
e) l'interaction du verre fondu avec l'atmosphère du four, qui contient 88 % de N 2, 12 % de CO 2, à la suite de quoi les déchets de la charge sont de 17 à 20 %.
La libération du verre fondu des inclusions de gaz est d'une grande importance pratique pour la lutte contre les défauts du verre - les bulles. Entre les gaz libérés lors de la décomposition des composants de la charge, les gaz de l'atmosphère du four et le verre fondu, une interaction se produit, à la suite de laquelle les gaz se dissolvent dans le verre fondu.
Une distinction doit être faite entre la dissolution physique et chimique des gaz. Lors de la dissolution physique, le gaz passe dans un bain sans changer de forme chimique :
Environ 2 atm. ® О 2 fois.
En l'absence d'ions polyvalents, l'oxygène O 2 et les gaz inertes se dissolvent principalement physiquement. Lors de la dissolution chimique, le gaz passe dans un bain de fusion, changeant sa forme chimique :
CO 2 atm. ® (СО 3) 2 fois.
L'eau H 2 O, l'azote N 2, le dioxyde de soufre SO 2 , le dioxyde de carbone CO 2 , l'oxygène O 2 (en présence d'ions polyvalents) se dissolvent principalement chimiquement. Le rapport entre la quantité de gaz physiquement solubles et les gaz chimiquement solubles est de 1/1000 ... 10000.
La solubilité des gaz dépend de la composition du verre fondu. Dans les masses fondues de borate, la solubilité de Н 2 est plus élevée que dans celles de silicate. Ceci s'explique par la plus grande stabilité des groupes = B – OH par rapport à ≡Si – OH. Avec une augmentation de l'acidité de la masse fondue, la solubilité du SO 3 diminue.
La solubilité des gaz dépend de la température. Au fur et à mesure que la température augmente, la solubilité de tous les gaz augmente à l'exception des sulfurés. Avec l'augmentation de T, les bulles de SO 3 sont comprimées, donc la clarification du sulfate est effectuée à une température plus basse.
Les gaz dissous affectent les propriétés de la masse fondue formatrice de verre. Une diminution de la viscosité du verre fondu est associée à la destruction de l'oxygène de pontage, à une diminution du degré de cohésion de la charpente et à une augmentation de la mobilité des particules. Par exemple, la tension superficielle du verre fondu diminue, puisque SO 4 2–, CO 3 2–, OH - se déplacent dans la couche superficielle et jouent le rôle de tensioactifs.
Les processus d'égalisation de la concentration de gaz dans la masse fondue ou entre la masse fondue et l'atmosphère du four sont déterminés par la diffusion du gaz dissous. Le coefficient de diffusion de tous les gaz augmente avec la température.
La clarification du verre fondu se déroule comme suit. Une bulle de gaz se forme au fond de la piscine et est maintenue sur une surface solide par les forces de tension superficielle. La bulle de gaz dans la masse fondue est sollicitée par la force de poussée d'Archimède et la force de Stokes, qui empêchent la bulle de se déplacer vers le haut. Sous la condition d'équilibre, les forces d'Archimède et de Stokes sont égales, vous pouvez calculer le taux de montée de la bulle :
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où V est le taux de montée de la bulle ; r est le rayon de la bulle de gaz ; ρ c, ρ g - densité du verre et du gaz; est la viscosité du verre fondu.
L'équation est valable pour des bulles d'un rayon supérieur à 0,4 mm. Des études de la cinétique de dégagement gazeux montrent qu'à 175°C l'humidité et l'eau d'hydratation sont éliminées, à 525°C - l'élimination de l'eau chimiquement liée, à 300°C - CO 2 de MgCO 3, à 700°C - CO 2 à partir de BaCO 3, K 2 CO 3, Na 2 CO 3, à 675°C - la décomposition des nitrates et le dégagement d'O 2, NO 2, NO, à 1050°C - le dégagement d'O 2 du clarificateur : Sb 2 O 5 = Sb 2 O 3 + O 2.
Le taux de clarification du verre fondu est influencé par :
a) agitation mécanique (la masse de verre est mélangée à l'aide d'agitateurs mécaniques ou à ultrasons, ce qui permet d'augmenter le taux de clarification de 30 à 60 %) ;
b) percer le verre fondu à l'air comprimé par le bas du four, ce qui est particulièrement efficace pour éliminer le CO 2 ;
c) une augmentation de la température dans la zone de clarification de 10°C, conduisant à une augmentation du taux de clarification de 5%. Dans ce cas, la viscosité de la masse fondue diminue et la vitesse de montée des bulles de gaz augmente ;
d) chauffage électrique supplémentaire du verre fondu dans la zone de clarification, ce qui permet d'accélérer le processus de 3 fois, car le chauffage induit la convection ;
e) introduction supplémentaire de clarificateurs à 1% dans la charge - substances qui se décomposent à des températures élevées (plus de 1200 ° C) et libèrent de grosses bulles de gaz. En raison de la différence des pressions partielles des gaz du clarificateur et des gaz associés, ainsi que de la diffusion des gaz d'une zone à haute pression partielle vers une zone à faible pression partielle, les petites bulles de gaz associés disparaissent et les bulles des gaz du clarificateur se développent, capturant d'autres inclusions gazeuses, et remontent à la surface ... Ainsi, le processus de dégazage du verre fondu est effectué.
L'homogénéisation est le processus d'augmentation de l'homogénéité du verre en fusion. Les raisons de l'hétérogénéité du verre fondu sont : l'hétérogénéité de la composition du verre (puisque la teneur en oxydes individuels est différente : SiO 2 - 50-70%, Me 2 O - 15%, MeO - 10%, silicates de composition différente se forment dans le verre en fusion); hétérogénéité des matières premières d'un lot à l'autre ; composition granulométrique différente des matières premières; hétérogénéité ou stratification de la charge.
Après l'étape de clarification, le verre fondu, de composition chimique hétérogène, présente une structure alvéolaire. La tâche de l'étape d'homogénéisation est la destruction de la structure cellulaire, en faisant la moyenne de la composition chimique et en augmentant son homogénéité.
Les courants de convection ont un effet significatif sur le taux de clarification. Sous l'influence des flux convectifs de verre fondu dans le four, du fait de la distribution de gradient de température, les alvéoles s'étirent en chapelets, fines inclusions filamenteuses de composition chimique différente. Les bandes riches en SiO 2 ont une tension superficielle inférieure à celle du verre fondu et s'y dissolvent donc facilement. Les bandes enrichies en Al 2 O 3 ont une tension superficielle plus élevée par rapport au verre fondu et donc se dissolvent mal. La présence de stries indique la mauvaise qualité du verre fondu.
La force motrice de la convection est le gradient de température et de densité du verre fondu. Le mouvement du verre fondu dans le four est mixte, le nombre de Reynolds (Re) varie de 1–2 à 20–30. La vitesse du verre fondu dans le flux de production est de 2 à 30 m / h. Il existe également des écoulements convectifs transversaux (V = 1,5 m/h). En raison de l'apparition d'écoulements convectifs longitudinaux et transversaux, le verre fondu effectue un mouvement hélicoïdal complexe.
Aussi rôle important la diffusion joue un rôle dans les processus d'homogénéisation. La force motrice de la diffusion est le gradient du potentiel chimique (le gradient de concentration du composant), dirigé vers sa diminution. Le coefficient de diffusion (D) dépend de la nature du cation : le coefficient de diffusion des cations modificateurs (Na, Li, K) est d'un ordre de grandeur supérieur à celui des cations verriers Si, B, P ; de plus, D diminue avec l'augmentation du rayon cationique et l'augmentation de la température - augmente.
Le taux d'homogénéisation est influencé par :
a) faire barboter le verre fondu avec de l'air comprimé, ce qui crée des flux convectifs supplémentaires et augmente de 2 fois la vitesse d'homogénéisation ;
b) l'agitation mécanique, qui augmente le taux de convection et de diffusion et augmente le taux d'homogénéisation de 12 à 15 % ;
c) chauffage électrique d'appoint, qui augmente la vitesse de convection et de diffusion de 20%.
Le degré d'homogénéité du verre fondu affecte le rendement selon l'équation
y = ax 2 + bx + c,
où y est le rendement en produits appropriés ; x est le degré d'homogénéité ; a, b, c - constantes, en fonction de la composition du verre fondu.
L'homogénéité du verre fondu détermine directement la durabilité des produits verriers et affecte leur mécanique, Propriétés chimiques et résistance à la chaleur. Elle est déterminée par la méthode électrochimique par la chute de potentiel aux extrémités des électrodes de platine. Pour verre fondu chimiquement homogène EMF< 3 мВ. Однородность стекла определяют по разбросу значений показателя преломления и плотности стекла, допускаются отклонения Δn и Δd соответственно 0,005 и 0,01 г/см 3 .
Studka est la préparation du verre en fusion pour le moulage. À la suite de la liquéfaction, le verre fondu doit avoir une viscosité : 4,8 · 10 8 dPa · s - pour le moulage manuel des produits ; 10 9 –10 8 dPa · s - pour le formage mécanique ; 10 9 –10 8 dPa · s - pour le soufflage mécanique du verre des lampes électriques.
La condition principale du refroidissement est une diminution progressive, continue et lente de la température du verre fondu sans modifier la composition et la pression de l'atmosphère gazeuse du four, afin de ne pas provoquer la formation d'inclusions de gaz secondaires - "moucherons", comme ainsi que sans perturber l'homogénéité thermique du verre en fusion, ce qui peut provoquer une différence d'épaisseur de verre à vitre et des fluctuations dans le poids des gouttes pour les marchandises à la pièce.
Les méthodes de refroidissement du verre fondu comprennent :
a) des barrières dans l'espace gaz sous la forme d'un écran, d'un pont, d'un rétrécissement de la voûte pour affaiblir l'apport de chaleur par rayonnement de la zone de cuisson vers la zone de travail du four ;
b) barrières au verre fondu sous forme de nacelles en céramique, étranglement, conduit, qui contribuent aux déperditions thermiques par le verre fondu.
Le contrôle qualité du verre en fusion est effectué tout au long du temps de brassage. La position de la limite de mousse et le miroir de fusion de verre sont surveillés par des caméras de télévision. Le verrier prélève toutes les heures des échantillons de verre en fusion sur toutes les zones de cuisson, contrôle la couleur, la présence d'inclusions solides et gazeuses. Le contrôle de la constance du niveau de verre en fusion est effectué automatiquement par une jauge de niveau, qui est verrouillée avec un chargeur de lots. Le contrôle de l'état de la maçonnerie du four s'effectue à partir des fenêtres de visualisation situées aux extrémités des parois du four. Le contrôle de la constance de la composition chimique du verre et de ses propriétés est effectué méthodes chimiques dans le laboratoire de l'usine.
La fusion est réalisée dans des fours verriers. Selon le principe de fonctionnement, ils sont divisés en fours discontinus et continus. Les fours à casseroles sont des fours action périodique, dans le même volume, les cinq étapes de cuisson se déroulent séquentiellement dans le temps. Ils sont utilisés pour la fusion des verres optiques, colorés et du cristal. La productivité des fours à pots est de 0,6 à 4 t / jour, le rendement est de 6 à 8 %.
Les fours à baignoire sont des fours continus avec pièces individuelles les fours ont cinq étapes de cuisson en même temps. La productivité est de 4 à 400 t / jour, l'efficacité est de 17 à 28 %. Ils sont utilisés pour la fusion de tôles, de récipients et de verre de haute qualité. Ils sont classés :
a) par type de combustible - combustible gazeux, électrique et liquide ;
b) selon le type d'échangeur de chaleur - récupérateur et régénératif ;
c) par caractéristiques de conception- avec un conduit, avec étranglement ;
d) gaz dans le sens de la flamme - avec transversal, longitudinal et en forme de fer à cheval;
e) fours électriques basés sur le principe du transfert de chaleur - chauffage direct, chauffage indirect et haute fréquence.
Le contrôle du fonctionnement d'un four de fusion de verre est obtenu en observant les modes de fonctionnement thermique et technologique établis du four, en fonction du type de four, de sa taille, de sa productivité, de la composition du verre et de la charge, du type de combustible, automatisation et mécanisation.
Les conditions thermiques dépendent de la consommation de carburant, de la pression et de la composition du gaz naturel. La pression et la composition des gaz dans le four sont déterminées par le rapport gaz/air, l'intensité du tirage (vide dans la cheminée). La composition des gaz dans le four peut varier en fonction des conditions de combustion.
La nature de l'atmosphère gazeuse dans le four est déterminée par la concentration en CO et O 2 : oxydant - O 2 > 2 %, réducteur - CO = 0,3-0,4 %, neutre - CO = 0 %.
Échangeurs de chaleur - régénérateurs et récupérateurs - utilisent la chaleur perdue gaz de combustion pour le chauffage des gaz de travail (gaz naturel et air). Dans les récupérateurs en céramique (tube dans tube), la température du gaz atteint 1000°C. L'avantage du récupérateur est à bas prix et la constance de la température de chauffage de l'air froid (600–700 ° ). Les inconvénients incluent une faible efficacité.
Le régénérateur se compose généralement d'une grande chambre. Les régénérateurs sont situés par paires de part et d'autre du four à bain, la chambre du régénérateur est remplie de matériau réfractaire, la grille du régénérateur est disposée en tenant compte de la plus grande surface de contact des gaz. Les fumées chaudes passant dans les canaux libres chauffent la maçonnerie du régénérateur. Lorsque les réfractaires sont chauffés à une certaine température (1100°C), le sens de la flamme est automatiquement inversé. De l'air froid est fourni à la chambre chauffée, qui chauffe jusqu'à 300-500 ° C. L'avantage du régénérateur est plus pleine utilisation chaleur des fumées, rendement supérieur par rapport à un récupérateur.
Des matériaux réfractaires sont nécessaires pour la construction des fours verriers. Les exigences suivantes leur sont imposées :
a) haute réfractarité (résistance à la chaleur). Les réfractaires doivent résister à des températures supérieures à 1500°C ;
b) haute résistance à la corrosion. Faible solubilité des réfractaires dans le verre fondu. Il y a une règle : réfractaires acides - pour les fontes de verre fondu acides, réfractaires basiques - pour les fontes basiques ;
c) résistance à la chaleur - résistance des réfractaires aux fluctuations de température. Les réfractaires à porosité élevée ont une résistance thermique élevée, mais une faible résistance;
d) résistance mécanique suffisante ;
e) la faible conductivité thermique des réfractaires, qui joue un rôle important dans la répartition de la température et les pertes de chaleur dans les fours ;
f) la résistance électrique des réfractaires doit être supérieure à celle du verre fondu, de sorte que lors de la fusion dans fours électriques les réfractaires n'ont pas fondu.
Sur la base des exigences énumérées, différents réfractaires sont utilisés pour le four de fusion du verre, différant par leur composition et leurs propriétés.
Selon le mode de fabrication, les réfractaires sont divisés en céramiques, obtenues par frittage, et fondues, formées par coulée.
Les réfractaires en céramique sont utilisés pour les murs de maçonnerie et le toit du four. Il s'agit de chamotte (Al 2 O 3 30-43%, SiO 2 51-66%), dinas (SiO 2 94-98%), mullite (Al 2 O 3 60-75%, SiO 2 21-40%). Avantages des réfractaires céramiques : résistance à haute température, haute porosité, haute réfractarité.
Les réfractaires fondus sont utilisés pour les murs de maçonnerie et le fond du bain de la piscine. Il s'agit de bacor 33 (Al 2 O 3 49-50%, ZrO 2 32-34%, SiO 2 12-13%), quartz fondu (SiO 2 99%). Avantages des réfractaires fondus : faible porosité, haute résistance mécanique, haute résistance à la corrosion, haute réfractarité. Inconvénients : résistance aux basses températures et risque de rayonnement.
Les critères les plus importants pour le choix des réfractaires sont la durabilité, la sécurité et la fiabilité, la résistance à la corrosion ; le prix des réfractaires est pris en compte en dernier.
Des fours de fusion de verre de différents types, de conception, de productivité et de mode de fonctionnement différents, sont utilisés pour produire des produits verriers présentant diverses propriétés souhaitées.
Le four à verre est la principale unité de production de verre. Dans ce document, les processus de traitement thermique des matières premières, la production de verre fondu et la production de produits à partir de celui-ci ont lieu.
Pour la fusion du verre, des fours de fusion de verre à action périodique et continue sont utilisés.
Par le dispositif de la chambre de travail les fours de verrerie sont divisés en fours à pot et à bain.
Les fours à pot sont à action périodique, ils sont utilisés pour la fusion de verres optiques, d'éclairage, artistiques et spéciaux de haute qualité.
Les fours à bain fonctionnent en continu et par intermittence. Les fours à bain continu présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux fours à cuve et à bain : ils sont plus économiques, efficaces et faciles à entretenir.
Par méthode de chauffage les fours de fusion de verre sont subdivisés en flamme, électrique et gaz-électrique (chauffage combiné gaz et électrique).
Le combustible brûlé sert de source d'énergie thermique dans les fours à combustion. La charge et le verre fondu dans ces fours reçoivent de la chaleur provenant de la combustion de combustible liquide ou gazeux. L'efficacité des fours à combustion est de 18 à 26 %. car le combustible y est consommé principalement pour chauffer la maçonnerie réfractaire du four et compenser les pertes de chaleur. Les fours électriques présentent de nombreux avantages par rapport aux fours à combustion : dimensions réduites, productivité plus élevée. Ils sont économiques et faciles à régler. Pendant leur fonctionnement, il n'y a pas de déperdition de chaleur avec les gaz d'échappement et de meilleures conditions la main d'oeuvre. L'efficacité des fours électriques atteint 50-60%.
Selon le mode de transfert de chaleur au verre fondu, les fours électriques sont subdivisés en fours à arc ; fours à résistance (direct et indirect) et induction. Dans les fours à arc, la chaleur est transférée au matériau par rayonnement d'un arc volt. Les plus répandus sont les fours à résistance directe, dans lesquels élément chauffant sert directement de verre fondu. Dans ces fours, la chaleur est générée dans le matériau lui-même, qui sert de résistance dans le circuit.
L'utilisation du verre fondu comme résistance chauffante est basée sur le fait que le verre est conducteur à des températures élevées électricité, et sa conductivité électrique augmente avec l'augmentation de la température. En passant à travers le verre fondu, Énergie électrique se transforme en chaleur, le verre est chauffé et fondu. Pour alimenter les fours électriques directs, un courant monophasé ou triphasé est utilisé, qui est fourni au verre fondu par des électrodes en molybdène ou en graphite.
Les fours électriques à résistance directe ont divers modèles, cependant, la plupart d'entre eux sont des baignoires rectangulaires horizontales. Ces fours sont utilisés pour la fusion de verres techniques, et en présence d'électricité bon marché et dans la production de produits de masse.
Dans les fours à résistance indirecte, la chaleur est transférée au matériau par rayonnement ou conductivité thermique à partir de la résistance introduite dans le four.
V fours à induction un courant est induit dans le matériau inclus dans le circuit secondaire.
Les fours gaz-électriques ont un chauffage combiné : la piscine de fusion de la charge est chauffée avec du combustible gazeux, et la piscine de clarification de la fonte de verre est chauffée par le courant électrique. Les gaz sortant des fours ont une température de 1350-1450 °C. Leur chaleur est utilisée pour chauffer l'air et les gaz fournis pour la combustion.
En utilisant la chaleur des gaz résiduaires les fours de verrerie sont divisés en régénératifs et récupérateurs.
Les fours régénératifs sont devenus plus répandus en raison de leur conception simple et de leur facilité d'utilisation.
Le fonctionnement des fours de fusion de verre est évalué par la productivité, la consommation de chaleur pour la fusion du verre et le rendement (efficacité) du four, qui est le rapport entre la quantité de chaleur utile pour la fusion du verre et la consommation totale de chaleur du four.
La productivité du four est caractérisée par deux indicateurs : la productivité totale (journalière) et spécifique. La productivité totale est égale au nombre de tonnes de verre fondu (ou bon produit) sorti du four par jour. La productivité spécifique est mesurée par le rapport de la productivité journalière à la surface du bassin du four et s'exprime en kg/m2/jour.
Dans un four de fusion de verre à haute température, divers processus et diverses transformations ont lieu dans la charge. Avec comparativement basses températures(environ 400˚ C) entre les matériaux de la charge, le début du produit chimique. réactions conduisant à la formation de silicates. Au fur et à mesure que le mélange est chauffé, il se transforme en une masse fondue de divers sels. Les silicates formés et les restes des composants n'ayant pas réagi sont frittés en une masse dense. C'est la première étape de la fusion du verre - formation de silicate(régime de température - 800-900 ° C).
Avec une augmentation ultérieure de la température, les silicates fondent et se dissolvent les uns dans les autres. Une masse fondue mousseuse et opaque est formée, imprégnée de particules des matériaux de charge et de bulles de gaz libérées au cours des réactions.
Progressivement, des résidus solides de la charge se dissolvent dans la masse fondue, la mousse disparaît et une masse fondue de verre transparente se forme. C'est la deuxième étape de la fabrication du verre - formation de verre(1150-1200°C).
Le verre fondu obtenu contient des inclusions gazeuses de différentes tailles et est hétérogène sur le plan chimique. composition. Par conséquent, il est encore inadapté au développement de produits.
Le processus d'élimination des bulles du verre fondu (dégazage) est appelé clarification (1400-1500 ° C). Elle consiste en la libération d'inclusions gazeuses du verre en fusion lors de son échauffement supplémentaire du fait d'une diminution de la viscosité de ce dernier. Pour accélérer le processus, ils peuvent passer à travers le verre fondu air comprimé ou vapeur d'eau (bullage), ajouter des clarificateurs. Le principe de l'accélération du processus est de saturer la masse de verre avec de grosses inclusions gazeuses. De telles bulles montent relativement facilement à la surface. En même temps, ils capturent de petites bulles en cours de route, qui montent indépendamment très lentement ou ne montent pas du tout en raison de la viscosité plutôt élevée du verre fondu.
Processus d'alignement chimique la composition du verre en fusion est appelée homogénéisation... C'est une longue exposition du verre fondu à hautes températures ah (environ 1500°C). Dans ce cas, du fait de la diffusion de la masse fondue, le verre fondu devient chimiquement homogène.
Le verre fondu homogène obtenu est refroidi jusqu'à une viscosité nécessaire au moulage des produits à partir de celui-ci (environ 1200°C). Le processus s'appelle un étudiant.
Ainsi, dans le processus de fusion du verre, on peut conditionnellement distinguer cinq étapes principales : formation de silicate, formation de verre, clarification, homogénéisation et refroidissement. En pratique, seules les première et dernière étapes ont lieu dans temps différent et à différents endroits du poêle de la salle de bain. Les deuxième, troisième et quatrième étapes commencent presque simultanément. Les fours à casseroles et à bain sont utilisés pour la fusion du verre. Ce dernier peut être d'un principe d'action périodique et continu.
6. Coloration du verre, décoloration du verre, transparence du verre
La coloration du verre est réalisée en y introduisant des oxydes de certains métaux ou par la formation de particules colloïdales de certains éléments. Ainsi, l'or et le cuivre à distribution colloïdale colorent le verre rouge. Ces verres sont respectivement appelés rubis d'or et de cuivre. L'argent à l'état colloïdal colore le verre en jaune. Le sélénium est un bon colorant. A l'état colloïdal, il colore le verre en rose, et sous la forme du composé CdS · 3CdSe, en rouge. Ce verre est appelé rubis au sélénium. Lorsqu'il est peint avec des oxydes métalliques, la couleur du verre dépend de sa composition et de la quantité de colorant d'oxyde. Par exemple, l'oxyde de cobalt (II) en petites quantités donne du verre bleu et en grande quantité - bleu-violet avec une teinte rougeâtre. L'oxyde de cuivre (II) dans le verre sodium-calcium donne une couleur bleue et dans le verre potassium-zinc - vert. L'oxyde de manganèse (II) dans le verre sodium-calcium donne une couleur rouge-violet, et dans le verre potassium-zinc - bleu-violet. L'oxyde de plomb (II) rehausse la couleur du verre et donne à la couleur des nuances éclatantes. En règle générale, le verre des bouteilles de qualité inférieure a une couleur qui dépend de la présence d'ions Fe 2+ et Fe 3+. Les matières premières en verre sont difficiles à extraire du fer et sont donc toujours présentes dans des variétés bon marché. Étant donné que le verre contient simultanément des ions Fe 2+ et Fe 3+, ils donnent au verre une couleur verdâtre (couleur de la bouteille). et les méthodes physiques de décoloration du verre. V méthode chimique s'efforcer de convertir tout le fer contenu en Fe 3+. Pour cela, des agents oxydants sont introduits dans la charge - nitrates de métaux alcalins, dioxyde de cérium CeO 2, ainsi que l'oxyde d'arsenic (III) As 2 O 3 et l'oxyde d'antimoine (III) Sb 2 O 3. Chem. le verre décoloré n'est que légèrement coloré (en raison des ions Fe 3+) dans une couleur jaunâtre-verdâtre, mais a une bonne transmission de la lumière. Avec physique. décoloration, des "colorants" sont introduits dans la composition de verre, c'est-à-dire les ions qui le colorent dans des tons supplémentaires à la couleur créée par les ions fer sont des oxydes de nickel, de cobalt, des éléments des terres rares, ainsi que du sélénium. Le dioxyde de manganèse MnO 2 a des propriétés de décoloration à la fois chimique et physique. En raison de la double absorption de la lumière, le verre devient incolore, mais sa transmission lumineuse diminue. Ainsi, une distinction doit être faite entre verres translucides et décolorés, car ces notions sont différentes.Il faut également noter que le verre teinté protège parfois le contenu des bouteilles d'une exposition photochimique indésirable. Par conséquent, la couleur du verre des bouteilles est parfois spécialement rehaussée. transparence... Cependant, dans certains cas, le verre est délibérément rendu opaque en l'amortissant. Les substances qui contribuent au trouble du verre sont appelées silencieux. Le bourrage se produit en raison de la répartition des plus petites particules cristallines dans le verre. Ils représentent des particules non dissoutes du silencieux ou des particules libérées de la masse liquide lors du refroidissement du verre. Actuellement, la cryolite Na 3, le spath fluor CaF 2 et d'autres composés fluorés sont utilisés à cette fin. Verre fortement tamisé ( blanc) est appelé laitier. La cryolite est le plus souvent utilisée pour sa fabrication. Le verre de lait est principalement utilisé pour les appareils d'éclairage.
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Meulage et polissage du verre
La fusion du verre et les fours de fusion du verre
Étapes de cuisson. La fusion du verre est un processus à haute température qui transforme une charge en vrac en un verre fondu qui, une fois refroidi, devient un verre fini ; le processus se déroule dans des fours verriers. Classiquement, le processus de cuisson est divisé en cinq étapes : formation de silicate, formation de verre, clarification, moyennage ou homogénéisation de la composition et refroidissement.
Formation de silicate - stade initial cuisson, au cours de laquelle, à la suite de processus physiques et chimiques, des composés silicatés complexes se forment à l'état solide. Cette étape se déroule à des températures de 800 ... 1000 ° C.
Les matières premières (composants de charge) subissent au cours de cette étape un certain nombre de transformations : l'humidité s'évapore ; les hydrates, les sels, les oxydes inférieurs se décomposent et perdent des composés volatils ; la silice modifie sa structure cristalline. De plus, à ce stade, une grande quantité de dioxyde de carbone CO2 est libérée. Ce gaz sous forme de bulles monte à la surface d'une masse fondue visqueuse, où les bulles éclatent, de sorte que la surface d'une telle masse fondue ressemble à de l'ébullition (d'où l'origine du terme - fusion du verre). A ce stade, il se forme une masse inhomogène, partiellement vitrifiée, pénétrée d'un grand nombre de bulles et contenant de nombreux grains de sable non cuits.
La formation du verre est la deuxième étape de la cuisson, au cours de laquelle il y a un processus physique de dissolution des grains de sable en excès dans une fonte de silicates et de calcin. A ce stade, tout se termine réactions chimiques... À la suite de l'interaction entre les hydrates, des carbonates, des sulfates, des silicates complexes sont finalement formés; les grains de quartz se dissolvent complètement et passent dans la masse fondue. La température 500 ... 1400 ° à ce stade est insuffisante pour la fusion Le sable de quartz, donc, il ne fond pas, mais se dissout; le verre fondu devient relativement homogène et transparent sans particules de charge non cuites.
Sous l'effet d'une élévation de température, la mobilité des atomes et des molécules qui composent la masse de verre augmente, ce qui conduit à une accélération de la dissolution mutuelle de la silice et des silicates. Cela égalise la concentration des solutions de silicate dans différentes zones. Toutes ces transformations s'accompagnent du dégagement d'une grande quantité de produits gazeux. La viscosité de la masse fondue est encore assez élevée, de sorte que les produits gazeux n'ont pas le temps de s'évaporer et que le verre en fusion est saturé grande quantité bulles.
En conséquence, à la deuxième étape, une masse vitreuse inhomogène se forme, imprégnée d'un grand nombre de petites bulles de gaz, mais ne contenant plus d'inclusions de grains de sable non cuits.
La clarification est la troisième étape de la fusion du verre. Il se caractérise par le fait que les inclusions de gaz sont éliminées sous forme de bulles visibles et, par conséquent, un équilibre s'établit entre la masse de verre (phase liquide) et les gaz qui y sont dissous (phase gazeuse). De toutes les étapes du processus de cuisson, la clarification et la prochaine étape d'homogénéisation (homogénéisation) sont les plus responsables et les plus complexes. La qualité du verre fondu dépend du degré de complétude et d'intensité de ces étapes.
Dans la masse fondue de verre, des gaz se forment à la suite de la décomposition et de l'interaction des composants de la charge ; des gaz introduits mécaniquement avec la charge ; substances volatiles spécialement introduites dans la charge; gaz entrant dans la fonte de l'atmosphère. La plus grande quantité de gaz est introduite dans les déchets de verre avec les matières premières. L'éclaircissement n'élimine que les bulles visibles. Une partie des gaz reste dans le verre fondu et s'y dissout. Ils sont invisibles à l'œil et ne déforment donc pas caractéristiques optiques verre. Pour éviter que ces inclusions gazeuses invisibles ne passent dans des bulles visibles et ainsi abîment le verre, lors du processus de clarification, un équilibre s'établit entre les gaz dissous dans le verre fondu et enfermés dans des bulles, créant certaines conditions dans le four.
La clarification se produit comme suit : de grosses bulles remontent à la surface et éclatent. Selon les lois de la physique, la pression à l'intérieur des grosses bulles est plus faible qu'à l'intérieur des plus petites. En remontant plus facilement à la surface, les grosses bulles en chemin aspirent le contenu des bulles plus petites, ce qui permet de clarifier le verre en fusion. De très petites bulles se dissolvent dans la masse fondue.
Le dioxyde de carbone, dont la pression partielle n'est pas élevée, essayant d'égaliser sa pression, passe dans les bulles formées à partir de la décomposition du clarificateur. Ils grossissent, leur force de levage augmente, ce qui fait qu'ils remontent à la surface et éclatent. Le gaz qu'ils contiennent passe dans l'atmosphère du four. A leur tour, les gaz formés lors de la décomposition du clarificateur passent dans de petites bulles de dioxyde de carbone, les grossissent, contribuant ainsi à leur remontée et ainsi à la clarification du verre fondu.
Le moyennage (homogénéisation) de la composition - la quatrième étape du processus de fabrication du verre - est caractérisé par le fait qu'à la fin de la fusion du verre est libéré des bulles, des stries et devient homogène. Malgré le fait qu'une charge homogène et bien mélangée pénètre dans le four, les processus physiques et chimiques de la charge entre ses composants ne sont pas uniformes. Par conséquent, la composition du verre fondu dans les différentes parties du four s'avère non conforme. uniforme. À des températures élevées, les parties constitutives du verre fondu sont en mouvement naturel continu. Par conséquent, des portions locales de verre fondu de différentes compositions sont tirées dans le sens du mouvement, formant des cordes entrelacées, des fils, appelés stries. Si un tel verre est fortement refroidi, en raison de la différence d'indices de réfraction, l'interface entre les zones de composition chimique différente devient visible à l'œil nu. Ainsi, Swile est un défaut du verre qui altère l'aspect esthétique du produit.
L'homogénéisation s'effectue principalement en raison du mouvement intense (diffusion) des substances qui composent la masse de verre. Plus la température de fusion est élevée et, par conséquent, plus la viscosité du verre fondu est faible, meilleures sont les conditions de diffusion et, inversement, la diffusion en milieu visqueux, à basse température, se déroule lentement et ne s'arrête qu'à la fin de fusion. Ainsi, lors de l'homogénéisation, la température du verre fondu joue un rôle déterminant.
Accélère considérablement l'homogénéisation de la libération des bulles. S'élevant à la surface, ils étirent les films frontières de verre de composition différente en les filaments les plus fins avec une surface spécifique très développée et facilitent la diffusion mutuelle du verre fondu des zones voisines. Ainsi, le processus de moyennage du verre est étroitement lié à la clarification. Lorsque le verre est fondu dans des fours industriels, les étapes de clarification et d'homogénéisation se déroulent simultanément dans les mêmes conditions, donc la zone des guêpes. la ramification ne peut pas être séparée de la zone d'homogénéisation.
Le mélange artificiel est d'une grande importance pour obtenir une masse de verre homogène. Lors de la fusion des verres en cristal, des agitateurs en céramique sont utilisés.
Pour obtenir une masse homogène lors de l'homogénéisation grande importance a l'homogénéité et la finesse de broyage de charge. Influence l'homogénéité du verre en fusion et la casse du verre chargé de la charge dans le four. Le verre brisé a généralement une composition chimique quelque peu différente du verre principal, car lors de la fusion précédente, il perd certains de ses composants volatils, s'enrichit de gaz dissous, etc. Par conséquent, le verre brisé est broyé et réparti uniformément dans le lot.
Après clarification et homogénéisation du verre fondu, sa qualité répond pleinement aux exigences, cependant, en raison de la température élevée de la masse fondue et de la faible viscosité, il est impossible de le former. Par conséquent, la tâche de l'étape finale de la fabrication du verre est de préparer le verre fondu pour la formation.
Le refroidissement est la cinquième et dernière étape du processus de fabrication du verre. Il se caractérise par le fait que la température du verre fondu est abaissée pour créer une viscosité qui lui permet d'être moulé en articles. La température du verre fondu à ce stade est maintenue à environ 1200°C.
La masse de verre est refroidie en douceur et progressivement - avec un refroidissement brutal, l'équilibre entre les phases liquide et gazeuse peut être perturbé, ce qui conduira à une nouvelle formation d'inclusions de gaz sous la forme de minuscules bulles (moucherons secondaires). Il est difficile de libérer le verre fondu de telles inclusions de gaz en raison de sa viscosité élevée. Pour éviter l'apparition de défauts de verre au stade final, il est nécessaire de respecter strictement le régime de pression établi de l'atmosphère gazeuse du four et d'abaisser la température.
Fours verriers... Un four de fusion de verre est une unité de génie thermique à fonctionnement périodique ou continu, dans laquelle le verre est fondu et préparé pour le moulage. Les fours sont chauffés au gaz ou à l'électricité. Selon le mode de fonctionnement, les fours sont à fonctionnement périodique (pot) ou continu (bain). Dans certains cas, des fours discontinus sont utilisés.
Le fonctionnement du four est caractérisé par des indicateurs tels que la productivité (élimination du verre fondu par unité de temps, t / jour; élimination spécifique, kg / m2 par jour), l'efficacité et la consommation de chaleur par brassage ou unité de quantité de verre. Le facteur d'efficacité (efficacité) des fours discontinus est faible ( ): fours à pot - 6 ... 8, bains - 10 ... 15, fours à bain continu - 17 ... 28. Les fours électriques les plus efficaces - efficacité 50-70, cependant, plus élevé
i le coût de l'électricité par rapport au coût du gaz fourni, ou carburant liquide retient large application fours électriques.
Pour fondre le verre à des fins artistiques, développer de nouveaux types de verre, conduire travail expérimental et la production de produits hautement artistiques utilise des hauts fourneaux à pots, dans lesquels du verre fondu de différentes compositions ou couleurs est brassé simultanément dans des creusets réfractaires (pots). Les inconvénients de ces fours sont le faible rendement, le remplissage manuel des marmites, la nécessité de remplacer les creusets à la volée, l'augmentation de la consommation de carburant, etc. Haute qualitéà partir de verre (cristal) coloré et contenant du plomb, des fours régénératifs à plusieurs cuves avec un apport de chaleur inférieur sont utilisés. Ces fours ont jusqu'à 16 pots avec une capacité utile de 300 ... 500 kg et une efficacité allant jusqu'à 8%.
Les pots sont généralement ronds, moins souvent ovales ; dans une section verticale transversale en forme de cône tronqué, moins souvent un cylindre. La taille du pot est choisie en fonction de la taille du produit à fabriquer.
La charge dans un pot en verre reçoit de la chaleur principalement due au rayonnement du toit du four et en partie à la conduction thermique à travers les parois du pot. Par conséquent, pour les fours à pots, la hauteur de la voûte du four est particulièrement importante : plus la voûte est basse, plus les pots et la charge qu'elle contient s'échauffent intensément.
Caractéristique distinctive fusion du verre dans les fours à pot - la fréquence de tous les processus technologiques, qui alternent dans une séquence stricte: chauffage du four après la production de produits, remplissage de la charge et du calcin, fusion du verre, fusion du verre et production de produits en verre.
Avant d'utiliser les casseroles pour la cuisson, elles sont cuites et progressivement bouillies à une température de 1500 ... 1540 ° C.
La charge et le bris de verre dans un rapport de 50:50 sont chargés dans des pots chauffés en plusieurs étapes : d'abord, le bris, puis la charge, et les portions suivantes sont servies après que les portions chargées précédemment aient fondu. Après pénétration de la dernière portion, la température dans le four est portée au maximum et une clarification et une homogénéisation sont effectuées, qui peuvent durer jusqu'à 6 heures.Pour intensifier ces procédés, on utilise le bullage du verre en fusion, pour lequel un morceau de bois trempé est introduit dans le verre en fusion à l'aide d'une tige métallique. Sous l'influence des températures élevées, l'humidité et les produits de combustion sont vigoureusement libérés du bois, ce qui amène la masse de verre en mouvement intensif, contribuant à son mélange et à la clarification des bulles de gaz. Le même effet est obtenu lors du perçage avec de l'air comprimé, qui est introduit dans le verre en fusion sous pression. Une fois la fusion terminée, le verre fondu est refroidi à des températures de viscosité de travail, puis la production de produits en verre commence.
En règle générale, le cycle du four à pot dure un jour, se répétant tous les jours pendant un an, parfois plus - jusqu'à ce que le four soit arrêté pour réparation.
Riz. 1. Four à pot avec alimentation flamme par le bas : 1 - Partie inférieure murs (cercle), 2 - fenêtres de travail, 3 - voûte, 4 - chambre de travail, 5 - pour le régénérateur, 7 - ouvertures pour l'entretien des casseroles, 8 - pots en verre, 9 - trous de brûleur (cadi), 10 - ouvertures pour le chargement casseroles
Considérez l'appareil d'un four à casseroles. L'élément principal du four est la chambre de travail, dans laquelle est installé le nombre de pots nécessaires au travail. Les fenêtres de travail sont situées dans la partie supérieure des parois latérales. Dans le cercle en face de chaque pot, il y a un trou à travers lequel les pots sont servis. Pour le chargement à partir du retrait des pots dans le cercle et au-dessus, un trou a été fait, qui est fermé avec des plaques pendant le fonctionnement. K La position intermédiaire entre la marmite et les baignoires est occupée par des fours sectionnels. Ils sont principalement utilisés dans la production de produits d'art. Tout comme dans les fours à pot, dans les fours à section, il est possible de cuire du verre fondu de plusieurs compositions ou couleurs - selon le nombre de sections, qui sont adjacentes les unes aux autres "poches" en briques réfractaires et avoir un espace de feu commun.
Les fours à bain continu sont des unités de chauffage plus avancées et plus efficaces, ils sont les plus courants dans l'industrie du verre. Lorsque le verre est fondu dans des fours à bain, toutes les étapes de la fabrication du verre se déroulent simultanément et en continu. Cela permet de mécaniser et d'automatiser au maximum l'ensemble du processus, du remplissage de la charge à la fabrication de la verrerie.
La partie principale du poêle est une piscine (bain), bordée de poutres réfractaires, c'est pourquoi les poêles sont appelés bains. La partie cuisson de la piscine (baignoire) a généralement une configuration rectangulaire en plan. D'une extrémité du bain à travers la poche de chargement, la charge est automatiquement chargée en continu dans le four, livrée dans des conteneurs. Les jauges de niveau enregistrent le niveau du miroir de verre fondu. S'il dépasse une limite prédéterminée, le chargeur de charge est automatiquement désactivé. Au fur et à mesure que le niveau de verre fondu s'épuise, le système de mise en marche automatique du chargeur se déclenche et une nouvelle partie de la charge entre dans le bain. Dans la production d'ustensiles de haute qualité, on utilise principalement des fours à bain avec un conduit, qui sont situés sous le niveau du bas de l'honneur de cuisson. Une fonte de verre mieux cuite et plus refroidie est extraite du conduit.
Les différentes étapes de la fabrication du verre se déroulent simultanément dans différentes zones fours. Températures optimales dans les zones de cuisson 1420 ° C, clarification - 1430, production - 1260 ° C.
Lorsque le verre est fondu dans un four à bain, le caractère oxydant du milieu gazeux est constamment maintenu, une pression atmosphérique neutre est réglée dans la section de fusion au-dessus du miroir de fusion de verre, et une pression faiblement positive dans la section de travail. La productivité du four est de 6 ... 12 tonnes de verre fondu par jour, l'enlèvement de verre spécifique en fonction de l'intensité de production est de 450 kg/m2 par jour. Le poêle peut être alimenté au gaz naturel et au combustible liquide.
L'un des inconvénients des fours à gaz est que la volatilisation des oxydes de plomb entraîne leur appauvrissement des couches superficielles du verre en fusion et une pollution de l'environnement. Dans les fours électriques, des blocs d'électrons d'oxyde d'étain fixés au mur sont installés comme sources de chaleur. accouchement. Le processus de fabrication du verre s'effectue en flux vertical sous une couche de charge froide de haut en bas. La présence d'une couche froide de la charge sur la masse de verre fondu réduit la volatilisation des oxydes de plomb, contribue à l'obtention d'une homogénéité. fonte de verre bruyante.
Lors du fonctionnement d'un tel four, il n'y a pas de déperdition de chaleur avec les fumées. La consommation d'énergie spécifique pour produire 1 kg de verre est inférieure à celle des fours à bain ardent. De plus, les fours électriques à électrodes à base de dioxyde d'étain Sn02 n'ont aucun effet colorant sur le verre fondu.
Les verres colorés peuvent être cuits en même temps que les incolores. Pour cela, un four à bain pour la fusion du verre incolore et des fours satellites pour la fusion du verre coloré sont situés dans une même zone.