Вращающаяся печь для плавки стекла. Спекание стекла в печи. Ликбез в стиле заметок на полях. Стекловаренная печь периодического действия для ручной выработки стекломассы

Отличительная особенность изготовления кварцевого

Стекла - высокая температура плавления кварца. С дру­гой стороны, необходимость достижения высоких физико - химических свойств кварцевого стекла выдвигает весь­ма высокие требования к чистоте сырьевых материалов. В силу этого при производстве кварцевого стекла ис­пользуется обогащенное сырье.

Для непрозрачного кварцевого стекла используют обогащенные кварцевые пески с содержа­нием, % по массе: Si02-99,6-99,7, Fe203 - не более 0,02. Обогащение кварцевого песка заключается в об­работке на сотрясательных столах, последующей про­мывке в гидравлическом классификаторе и вакуумном обезвоживании.

Получают кварцевое стекло методом наплавлення из кварцевых песков, которое осуществляют в электричес­ких печах сопротивления с графитовыми или угольными нагревателями. Температура в этих печах может дости­гать 1900-2000 °С, продолжительность плавки состав­ляет 1-4,5 ч.

Изделия формуют при температуре 1550-1650 °С. В зависимости от конфигурации изделий их выработка может производиться как в печи, так и вне ее. Так, при изготовлении изделий простой конфигурации, например сосудов и горшков, их вырабатывают методом раздува непосредственно в печи. Изделия, изготовляемые методом прессования (огнеупорные брусья, изделия малых форм), вырабатывают вне печи.

После выработки изделия подвергаются отжигу, за­тем очистке от приварившихся зерен кварца, после чего они подвергаются механической обработке - резке, шли­фовке, полировке. Механическую обработку осуществля­ют абразивным инструментом на металлообрабатываю­щих или специальных станках. Используются алмазные пилы, абразивные круги и пескоструйные аппараты.

Производство прозрачного кварцевого стекла. Для производства такого стекла используют особо чистое сырье - горный хрусталь, гранулированный и молочно - белый кварц, которые с целью удаления из них мине­ральных и газожидких включений подвергают специаль­ной обработке. В сырье, используемом для производст­ва особо чистого прозрачного кварцевого стекла, содержание посторонних примесей не должно быть более 0,0001-0,00001 %. Получать его можно плавкой: в ва­куумной индукционной печи, в электрических вакуум - компрессионных и в газовых печах.

Рис. 20.2. Индукционная вакуум-ат - мосфериая тигельная печь для плавки стекла и вытягивания квар­цевых труб 1 - индуктор; 2 - кварцевый кор­пус; 3 - графитовый тигель; 4 - нижний диск; 5 - заглушка; 6- изоляционное кольцо; 7 - тепловая изоляция; 8 - графитовая втулка; 9 - вакуумная прокладка; 10 - сильфои

Вакуум-компрессионный способ. Сущность этого ме­тода заключается в том, что вначале плавку осуществля­ют под вакуумом, что способствует резкому сокращению числа газовых включений в расплаве, а перед концом плавки вакуум заменяют давлением с целью сжимания и растворения в расплаве оставшихся пузырей. В про­мышленных масштабах нашел применение вакуум-ат­мосферный вариант этого способа производства про­зрачного кварцевого стекла. Отличительная особенность этого варианта состоит в том, что расплав стекломассы после вакуумной плавки выдерживается некоторое вре­мя под атмосферным давлением.

Для получения кварцевого стекла по этому вариан­ту применяют электрические индукционные печи с графитовыми тиглями. В этих же печах получают трубы из кварцевого стекла диаметром 3-150 мм, для чего печь снабжают вытяжной машиной (рис. 20.2). Пита­ние индукционных печей электроэнергией осуществляют с помощью ламповых или машинных генераторов мощ­ностью 30-250 кВт. Режим вакуума создают масляным насосом до остаточного давления 10-3--10-4 мм рт. ст. (0,01-0,001 Па), а давление создается инертным газом, его величина может составлять (15-25) 105 Па. Про-
должителыюсть плавки при этих режимах составляет 1-5 ч. В этих печах наряду с трубами получают блоки из кварцевого стекла массой 15-25 кг.

Газовый способ. Применяется для получения осо­бо чистого кварцевого стекла, пригодного для оптичес­ких целей. Сущность способа заключается в том, что мелкую крупку из горного хрусталя размером 0,1- 0,3 мм специальным дозатором подают в пламя горелок, которые работают на во дородно-кислородной смеси. Под воздействием пламени горелок зерна кварца нагревают­ся и падают на раскаленную до 2100-2150°С поверх­ность кварцевого стекла, находящегося в печи. Зерна при этом расплавляются и, сливаясь друг с другом, об­разуют прозрачную массу. Схема получения прозрачного кварцевого стекла способом газовой плавки дана на рис. 20.3. Этим способом получают блоки до 20-25 кг. Расход газа при этом составляет 120-150 м3 на 1 кг стекла.

Блоки из кварцевого стекла, получаемые различными способами для получения изделий, подвергаются даль­нейшей обработке. Это достигается прессованием, мол- лированием или механической обработкой. Изделия химико-лабораторной посуды получают кварцедувным способом с применением водородно-кислородных горе­лок.

В настоящее время разработаны и промышленно ос­воены новые способы получения особо чистых кварце­вых стекол. К их числу относятся получение стекла из синтетической двуокиси кремния с применением источ­ников тепловой энергии, а также путем высокотемпера­турного гидролиза летучих соединений кремния (тетра - хлорида кремния) в факеле водородно-кислородного пламени.

Наша фирма разрабатывает проекты электрических плавильных печей для варки стекла различных марок, базальта, фритт, ... Изготавливаем все нестандартное оборудование для них (электроды, холодильники, загрузчики шихты и боя). Производим пуск печей, наладку и вывод на рабочие режимы. Представляем Вам некоторые варинты электрических печей:

Печь электрическая производительностью 24 т/сутки для варки тарного стекла

В августе 2012 г. в г. Токмок (Кыргызская Республика) на предприятии «Чуй-Гласс» по проекту ЗАО НПЦ «Стекло-Газ» пущена в эксплуатацию электрическая печь производительностью 24 т/ сутки для стеклотары

Варочный бассейн печи квадратной формы обогревается 12-ю молибденовыми донными электродами, расположенными в углах.

Электрическая стекловаренная печь выполнена со съемным сводом. Загрузка шихты и боя осуществляется специальным загрузчиком по всей поверхности варочной части. Печь имеет два питателя стекломассы, для косвенного обогрева которых используются карбидкремниевые нагреватели.

Расчетная мощность электрообогрева 1000 кВА, фактическая мощность 850-900 кВА..

Удельный съем с 1 м2 варочной площади 2500 кг.

Пуск печи осуществлялся специалистами ЗАО НПЦ «Стекло-Газ». Как показали пуско-наладочные работы производительность печи может варьироваться от 15 до 30 т/сутки без изменения качества стекла.

Печь электрическая для варки эмали производительностью 1,0 т/сутки

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА:

Производительность - 1 т/сутки;

Габаритные размеры:

длина - 2,8 м

ширина - 1 м

высота - 2,1 м

Удельный съем расплава - 1000 кг/кв.м в сутки;

Расход электроэнергии - 160 кВт;

Тип электродов - молибденовые;

Верхний обогрев - силитовые нагреватели

Печь для варки сортового бесцветного стекла

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА:

Производительность печи - 1,5 т/сутки;

Удельный съем стекломассы - 2143 кг/кв.м в сутки;

Площадь варочного бассейна - 0,7 кв.м;

Глубина варочного бассейна - 1 м;

Площадь выработочного бассейна - 0,72 кв.м;

Глубина выработочного бассейна - 0,4 м;

Способ выработки - ручной;

Расход жидкого топлива на отопление выработочного бассейна - 15 кг/час;

Расход на отопление варочного бассейна на период выводки - 80 кг/час;

Электроэнергия - 1ф, 380 В, 50 Гц;

Мощность системы электроподогрева варочного бассейна - 100 кВт;

Удельный расход жидкого топлива на 1кг стекломассы - 0,24 кг/кг;

Удельный расход электроэнергии на 1кг стекломассы - 1,6 кВт/кг;

КПД печи (общий) - 16%;

КПД варочного бассейна - 43,6%

Печь электрическая для варки хрусталя производительностью 3 т/сутки

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА:

Производительность печи - 3 т/сутки;

Габаритные размеры:

Длина - 5 м

Ширина - 3,4 м

Высота - 4,2 м

Удельный съем стекломассы - 2220 кг/кв.м в сутки;

Энергопотребление - электроэнергия, 1ф, 380 В, 50 Гц;

Расход электроэнергии - 150 кВт;

Количество оксидно-оловянных электродов - 28;

Расход газа на отпление выработочного бассейна - 14,5 куб.м/час

Печь электрическая для варки боросиликатного стекла

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА:

Габаритные размеры:

Длина - 4,25 м

Ширина - 2,7 м

Высота - 3 м

Удельный съем стекломассы - 1500 кг/кв.м в сутки;

Энергопотребление - электроэнергия, 1ф, 380 В. 50 Гц;

Расход электроэнергии - 540 кВт;

Количество молибденовых электродов

пластины - 12

стержни - 6

Максимальная температура варки - 1600 град.С;

Температура выработки - 1400 град.С;

Расход охлаждающей воды - 7 куб.м/час;

Жесткость охлаждающей воды - до 2,5 мг-экв/л

Печь электрическая для варки хрусталя производительностью 6 т/сутки

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА:

Производительность печи - 6 т/сутки;

Габаритные размеры:

Длина - 6 м

Ширина - 4,2 м

Высота - 5,3 м

Удельный съем стекломассы - 2560 кг/кв.м в сутки;

Энергопотребление - электроэнергия, 1ф, 380 В, 50 Гц;

Расход электроэнергии - 326 кВт;

Количество оксидно-оловянных электродов - 44 шт.;

Расход газа на отопление выработочного бассейна - 54 куб.м/час

Печь электрическая для варки тарного стекла производительностью 25 т/сутки

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА:

Производительность печи - 25 т/сутки;

Габаритные размеры:

Длина - 9,3 м

Ширина - 4 м

Высота - 4,5 м

Удельный съем стекломассы - 2500 кг/кв.м в сутки;

Энергопотребление - электроэнергия, 1ф, 380 В, 50 Гц;

Расход электроэнергии - 1200 кВт;

Тип электродов - молибденовые

Стекловаренная печь периодического действия для ручной выработки стекломассы

Печь предназначена для варки боросиликатных, свинецсодержащих, цветных и бесцветных натрий-кальций-силикатных стекол. С целью получения однородной стекломассы в конструкции печи предусмотрены электроды. Кроме того, печь оснащена регулируемым сливом расплава, что позволяет менять состав стекол без замены или промывки горшка. При варке боросиликатного расплава слив используется в качестве дренажа для удаления вязких придонных слоев, снижающих качество вырабатываемых изделий.

Конструктивно печь состоит из бассейна, выполненного из бакорового огнеупора в форме многогранника, систем отопления, автоматизации и контроля, электрообогрева, воздухоподачи на горение топлива, регулируемого слива расплава.

Производительность печи - 500 - 1500 кг/сутки;

Габаритные размеры:

Диаметр - 2120 мм;

Высота - 2800 мм

Печь электрическая для варки базальта производительностью 70 кг/час

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА:

Производительность печи - 70 кг/час;

Габаритные размеры:

Длина - 2,75 м

Ширина - 1,3 м

Высота - 1,25 м

Удельный съем стекломассы - 2240 кг/кв.м в сутки;

Энергопотребление - электроэнергия, 1ф, 380 В, 50 Гц;

Расход элетроэнергии - 150 кВт;

Количество молибденовых электродов - 6 шт.;

Количество ланатермовых нагревателей - 30 шт.

Печь рекуперативная с дополнительным электроподогревом для плавки базальта производительностью 650 кг/час

Данная печь была спроектирована нами и пущена в Казани в 2007 году. Былb установлены четыре донных электрода в варочном бассейне для ускорения плавки базальта. Способ подвода топлива выбран верхний с использованием уникальных в своем роде плоскопламенных горелочных устройств ГПП-5. Загрузчики сырья в печь - вибрационные для точного поддержания уровня расплава в печи. Для подогрева до 300 град.С воздуха, идущего на горение используется воздухоподогреватель. Расплав из данной печи использовался для получения базальтовой изоляции в виде матов.

Габариты печи:

Длина вместе с фидером - 8 м;

Ширина - 3 м;

Высота печи - 2,5 м.

Удельный съем расплава - 1500 кг/кв.м в сутки;

Расход электроэнергии - 250 кВт.

Декоративные вазы, подносы, тарелки и другие украшения из стекла придадут вашему дому оригинальный стиль и очарование. Вы можете создать их своими руками, переплавив скопившиеся стеклянные бутылки. Это прекрасный способ превратить старые ненужные бутылки в нечто новое и изящное. Для этого потребуется время и определенная практика. В совершенстве освоив технику плавки стекла, вы найдете великолепное применение ненужным стеклянным бутылкам.

Шаги

Часть 1

Соберите и почистите старые бутылки. Подойдут любые стеклянные бутылки. Можно использовать бутылки из-под минеральной воды, лимонада, пива, вина, приправ, косметики и так далее. Перед плавкой их необходимо как следует очистить и высушить. Удалите с бутылок все этикетки и пятна от пальцев.

Очистите печь. Со временем печь могла загрязниться, и в ней, возможно, скопились пыль и мусор. Грязь отрицательно влияет на работу нагревательных элементов и уменьшает срок службы печи. Поэтому, прежде чем использовать печь, тщательно очистите ее, следуя руководству по эксплуатации, что позволит избежать лишних затрат.

• Чистка печи является прекрасным поводом еще раз осмотреть ее и проверить, все ли исправно. Закрутите ослабленные винты, удалите из печи горючие материалы и проверьте, чтобы все было в порядке.

1. Испытайте печь. Проверьте работу печи – запустите ее в планируемом режиме. Хотя всегда следует использовать тестовые материалы и режимы, рекомендуемые руководством по эксплуатации, обычно можно проверить работу печи с помощью самонесущего пирометрического конуса 04. Поставьте по одному конусу на каждую полку на расстоянии примерно 5 сантиметров от стенки печи. После этого сделайте следующее:

   Подготовьте форму для литья и полку. Если вы не защитите внутренние поверхности печи, к ним может пристать расплавленное стекло. Нанесите на полку и форму для литья средство для чистки печи или сепаратор для отделения стекла, чтобы предотвратить его налипание.

   Часть 2

   Плавка бутылок

   1. Выберите между литьем и моллированием. Это два основных метода плавки стекла. Как правило, литье заключается в расплавлении стекла с последующим заполнением жидким стеклом формы для отливки, в которой стекло застывает, приобретая ее очертания. При моллировании стекло нагревается до текучего состояния и принимает свободную форму, обтекая опорную поверхность (например, декоративную подставку или пресс-папье).

      Установите температурный режим. Этот режим состоит из нескольких интервалов с различной скоростью нагрева и охлаждения. В каждом интервале температура меняется в определенных пределах и с определенной скоростью. Температурный режим влияет на вид конечного изделия, и его следует выбирать, исходя из типа используемого стекла.

      Поместите стекло в печь. После того как вы очистите бутылки и печь, испытаете печь и защитите ее внутренние поверхности от налипания стекла, почти все будет готово к плавлению стекла. Однако сначала следует надежно разместить бутылку посередине печи.

      Разогрейте печь. Первый этап заключается в разогреве бутылки, и на этом этапе температуру следует повышать не более чем на 260°C. Для более медленного нагрева можно выбрать меньший шаг. Это немного замедлит процесс, но предохранит форму для литья от растрескивания, которое может быть вызвано термическим ударом.

      • По достижении температуры, предусмотренной на каждом шаге, следует выдерживать стекло при данной температуре в течение определенного времени. Во многих случаях достаточно кратковременной выдержки в течение 10-12 минут.
      • При работе с печью необходимо использовать средства защиты, указанные в руководстве по эксплуатации печи. Как правило, это термостойкие перчатки и защитные очки.

   2. Снизьте скорость и продолжайте нагрев. По достижении 560°C стекло начнет размягчаться. Более тонкие стенки посредине бутылки начнут течь. На данном этапе для получения лучшего результата желательно выровнять температуру по всей бутылке. Для этой цели рекомендуется увеличивать температуру с меньшим шагом, примерно по 120°C.

      Расплавьте бутылку. На данном этапе вы достигнете температуры, при которой стекло течет. Начиная с 704°C следует повышать температуру со скоростью 148°C в час, пока вы не достигнете температуры 776°C.

      Отожгите расплавленное стекло. Отжиг производится ниже температуры затвердевания стекла, которая для большинства видов стекла составляет немного менее 537°C. Чтобы снять напряжение в стекле и снизить вероятность его растрескивания, выдержите его при этой температуре из расчета один час на каждые 0,64 сантиметра толщины стекла.

Для любых подобных работ со стеклом нужна спец. печь - "печь для фьюзинга" или "печь для спекания и моллирования стекла". Они бывают чемоданными (как у меня) или муфельными.
Свою печь, как уже упминалось, я заказывала у преподавателя в собственном ВУЗе. Если интересно - http://www.feryaev.ru/

Вот моя печь:

На первом фото на ней стоит емкость с умершими во время спекания гипсами. И пусть вас не смущает близость занавески т кровати - это все результат ремонта в квартире! На самом деле так работать нельзя, ессно. А вот близость балкона сказывается положительно.

Прибор, контролирующий программу - "Поликон 814"

Максимальный нагрев до 900град, мощность - 2,5кВт, подведен дополнительный кабель, как для стиральной машины или электроплиты.
Греется, воняет, но все в пределах разумного. Размещать ли такое в квартире - дело ваше, советовать тут ничего не буду. Ессно, что все это на грани фантастики - такую печь лучше заводить в мастерской или на даче.

О стекле.
Стекло бывает разное (жидкое и газообразное))))), температура плавления различно. Есть один момент: не все декоративные стекла применмы для спекания (вспомним опыт с американкой).
Опясывать все здесь тоже бессмысленно, поройтесь по сайтам торговых компаний - они сами по себе кладезь информации. Например: http://www.stekloimir.ru/browse.php

Технологические моменты.
Дно печи слегка присыпают гипсом при помощи ситечка (как муку) - это предотвращает прилипание стекла ко дну печи, а так же придает стеклу фактуру.
Стекляшки для спекания просто кладут на дно печи - они не прилипнут и не растекутся, если температура подобрана верно.
Формы для моллирования располагают рядом или вплотную. Вплотную - удержат друг друга, если начныт трещать, но могут препятствовать прогреванию, отчего стекло может хуже расплавиться.
Форма может быть выпуклой или вогнутой (в предыдущем посте как раз показывала формы и то, что из них получается).

Температура.
Балансировка температуры относится к тайнам мастерства. Не только потому, что никто не расскажет вам об этом из-за соображений конкуренции, но и потому, что график зависит от массы причин:
- вид стекла
- размер форм
- толщина стеклянного слоя
- загруженность печи
-...
Т.е. предугадать результыт сложно, все это постигается методом проб и ошибок - и это непреложная истина. Один раз стекло расплавится так, другой раз - иначе.
Вот, например, результаты спекания одного и того же кусочка брянского красного при разных условиях: красное, красное непрозрачное, оранжевое,...

Подобное соединяется с подобным. Нельзя смешивать много разноцветных стекол сразу на готовом изделии - сначала надо это проверить. Вот, например, результат сплавления камешков для аквариума: зеленые и голубые равномерно растеклись, прозрачное с синими нитями только склеилось, не так сильно потеряв форму, а ряд с голубыми нитями внутри, потрещал, а затем и отделился, сматировался, да к тому же приобрел какие-то тканеподобные складки на поверхности.

Пример температурного графика:
- плавный нагрев от комнатной температуры до 850 град за 4-5 часов
- выдержка на 850 в течение 15 мин - 1,5 часа
- отключение печи для естесственного остывания
Такой температурный график подойдет, например, для моей маленькой печки, полностью загруженной тонкими гипсовыми формами, набитыми брянским стеклом. Весь цикл занимает около суток (4-6 часов подключена, 18-20 отключена, охлаждается)

Чего делать нельзя:
- ставить в печь недосушенные гипсы
- класть мокрое стекло
- открывать при температуре выше 100 град. (максимум - 180 град)

Стекло боится охлаждения больше, чем нагрева! Оно трещит при понижении температуры на 35 град.!

Ну вот, вобщем, и все, что можно об этом сказать...
Если возникнут "странные" вопросы - сначала погуглите и посмотрите ссылу на тот магазин, что указана в начале поста - там и стеклорезы есть, и разное стекло, и печи, и вообще все.
Все, что не описано в данном посте - стра-а-ааашшшшный секрет:-D