Γυάλινος Φούρνος

Φούρνοι κατσαρόλας
Οι φούρνοι κατσαρόλας είναι κατασκευές κατασκευασμένες από πυρίμαχα υλικά στα οποία δεν υπάρχει επαφή μεταξύ του φούρνου και του γυαλιού. Το γυαλί λιώνει σε πολλά δοχεία κατασκευασμένα από πυρίμαχα υλικά που είναι ανθεκτικά στην προσβολή γυαλιού σε υψηλές θερμοκρασίες. Οι γλάστρες φορτίζονται με μια παρτίδα, η οποία λιώνεται σε αρκετές ώρες και δουλεύεται σε κύκλο 24 ή 18-ωρών. Ένα μέσο δοχείο μπορεί να χωρέσει 600-700 κιλά γυαλιού. Οι φούρνοι κατσαρόλας χρησιμοποιούνται όπου το γυαλί σχηματίζεται με το φύσημα με το χέρι και το στόμα. Ένα από τα κύρια πλεονεκτήματα αυτού του συστήματος είναι ότι πολλά είδη γυαλιών μπορούν να λιώσουν ταυτόχρονα. Ένα δοχείο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περίπου 30 κύκλους τήξης και έτσι να παράγει από 18 έως 21 τόνους γυαλιού.

Φούρνοι Δεξαμενών
Οι Φούρνοι Δεξαμενών χρησιμοποιούνται όπου απαιτείται συνεχής ροή γυαλιού για την τροφοδοσία αυτόματων μηχανών διαμόρφωσης γυαλιού. Είναι πιο οικονομικά στη χρήση καυσίμων και χρησιμοποιούνται κυρίως για την παραγωγή δοχείων, επίπεδου γυαλιού, ηλεκτρικών λαμπτήρων, σωλήνων και οικιακών μηχανημάτων επιτραπέζιων σκευών. Ένας μεγάλος φούρνος από γυαλί επίπλευσης μπορεί να έχει χωρητικότητα 2,000 τόνων. Ένας κλίβανος δεξαμενής αποτελείται από ένα λουτρό, κατασκευασμένο από ένα πολύ ειδικό υψηλής πυρίμαχο υλικό, το οποίο μπορεί να αντισταθεί στη χημική επίθεση του λιωμένου γυαλιού σε θερμοκρασίες άνω των 1500 βαθμών, και μια υπερκατασκευή όπου λαμβάνει χώρα η καύση. Η ποιότητα των πυρίμαχων υλικών, που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του λουτρού, έχει βελτιωθεί σε τέτοιο βαθμό που ενώ πριν από περίπου 30 χρόνια, η διάρκεια ζωής ενός κλιβάνου ήταν πολύ κάτω από 2 χρόνια, τώρα είναι πάνω από 9 χρόνια.

Αναγεννητικοί Φούρνοι Καύσης
Regenerative combustion furnaces recover heat from the exhaust stream to preheat the incoming combustion air by alternatively passing the exhaust and combustion air through large stacks of latticework refractory brick (regenerators or checkers). There are two sets of regenerators, so that as one is being preheated by the exhaust gases the other is transferring heat to the incoming combustion air. The cycle is reversed approximately every 20 min. Most glass-container plants have either end-fired (burners at each end) or cross-fired (burners on each side) regenerative furnaces, and all flat glass furnaces are cross-fired with five or six ports on each side with two burners for each port. Combustion air preheat temperatures of up to 1400°C may be attained, leading to very high thermal efficiencies. A variant of the regenerative furnace is the recuperator, in which incoming combustion air is preheated continuously by the exhaust gas through a heat exchanger. Recuperative furnaces can achieve 800°C preheated air temperatures. This system is more commonly used in smaller furnaces (25–100 tons per day). For large-capacity installations (>500 τόνοι την ημέρα), χρησιμοποιούνται σχεδόν πάντα αναγεννητικές κάμινοι διασταυρούμενης καύσης. Για εγκαταστάσεις μέσης χωρητικότητας (100–500 τόνοι ημερησίως), οι αναγεννητικές κάμινοι τελικού λιμένα είναι πιο συνηθισμένοι.

Φούρνος απευθείας καύσης
Ένας κλίβανος απευθείας καύσης δεν χρησιμοποιεί κανένα τύπο εναλλάκτη θερμότητας. Οι περισσότεροι φούρνοι καύσης απευθείας καύσης χρησιμοποιούν οξυγόνο αντί για αέρα ως οξειδωτικό. Αυτό ονομάζεται συνήθως τήξη οξυ-καυσίμου. Τα κύρια πλεονεκτήματα της τήξης οξυ-καυσίμου είναι η αυξημένη ενεργειακή απόδοση και η μειωμένη εκπομπή οξειδίων του αζώτου (NOx). Με την αφαίρεση του αέρα, αφαιρείται το άζωτο, το οποίο μειώνει τον όγκο των καυσαερίων κατά περίπου τα δύο τρίτα και επομένως μειώνει την ενέργεια που απαιτείται για τη θέρμανση ενός αερίου που δεν χρησιμοποιείται στην καύση. Αυτό έχει επίσης ως αποτέλεσμα μια δραματική μείωση του σχηματισμού θερμικών NOx. Ωστόσο, οι φούρνοι που έχουν σχεδιαστεί για καύση οξυγόνου δεν μπορούν να χρησιμοποιούν συστήματα ανάκτησης θερμότητας για την προθέρμανση του οξυγόνου. Αρχικά, οι κλίβανοι που χρησιμοποιούν 100% οξυ-καύσιμο χρησιμοποιούνταν κυρίως σε μικρότερα λιωτήρια (<100 tons per day), but there is a movement toward using oxy-fuel in larger, float glass plants.

Ηλεκτρικός Φούρνος
Ένας ηλεκτρικός κλίβανος χρησιμοποιεί ηλεκτρόδια που εισάγονται στον κλίβανο για να λιώσει το γυαλί με θέρμανση με αντίσταση καθώς το ρεύμα περνά μέσα από το λιωμένο γυαλί. Αυτοί οι φούρνοι είναι πιο αποδοτικοί, είναι σχετικά εύκολοι στη λειτουργία, έχουν καλύτερες επιτόπιες περιβαλλοντικές επιδόσεις και έχουν χαμηλότερο κόστος ανακατασκευής σε σύγκριση με τους φούρνους με ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, τα ορυκτά καύσιμα μπορεί να χρειαστούν κατά την εκκίνηση του κλίβανου και χρησιμοποιούνται για την παροχή θερμότητας στο άκρο εργασίας ή στην πρόσοψη. Αυτοί οι φούρνοι είναι πιο συνηθισμένοι σε μικρότερες εφαρμογές, επειδή σε ένα συγκεκριμένο μέγεθος, το υψηλό κόστος ηλεκτρικής ενέργειας αναιρεί τη βελτιωμένη απόδοση.

Τήξη
Το μίγμα παρτίδας παραδίδεται στον κλίβανο τήξης όπου η παρτίδα θερμαίνεται στους περίπου 1580 βαθμούς (2875 βαθμούς F). Η μόνωση, τα ειδικά χαρακτηριστικά ροής αέρα και η θέρμανση του αέρα καύσης επιτρέπουν στον κλίβανο να λειτουργεί με μέγιστη απόδοση καυσίμου με αμελητέες εκπομπές ρύπων. Η παρτίδα τήκεται από ορυκτά καύσιμα, φυσικό αέριο ή μαζούτ.
Ο κλίβανος τήξης αποτελείται από πυρίμαχα τούβλα, σε τυπικά και ειδικά σχήματα, χάλυβα στήριξης και σύνδεσης, μόνωση, σύστημα καύσης καυσίμου, αισθητήρες θερμοκρασίας και τους απαραίτητους ελέγχους. Ο σχεδιασμός του κλιβάνου είναι προσαρμοσμένος για να ανταποκρίνεται στους συγκεκριμένους στόχους χωρητικότητας του εργοστασίου.
Από τη συσκευή τήξης το γυαλί ρέει μέσα από την περιοχή της μέσης, όπου οι αναδευτήρες ομογενοποιούν το γυαλί στο άκρο εργασίας. Η μέση είναι ένα πυρίμαχο κανάλι με επένδυση που συνδέει τη συσκευή τήξης με το άκρο εργασίας.

Καύση τήξης
Ένας κλίβανος χρησιμοποιεί αναγεννητές για την αποθήκευση της απορριπτόμενης θερμότητας που περιέχεται στα καυσαέρια που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια ενός κύκλου καύσης του κλιβάνου. Η απορριπτόμενη θερμότητα χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την προθέρμανση του αέρα καύσης κατά τον επόμενο κύκλο καύσης, με αποτέλεσμα σημαντική βελτίωση στην οικονομία καυσίμου.
Ο πρώτος κύκλος θα ξεκινήσει με το ψήσιμο από τη βόρεια πλευρά του κλιβάνου. Το καύσιμο, είτε φυσικό αέριο είτε μαζούτ εισάγεται στον κλίβανο μέσω πολλών καυστήρων που βρίσκονται κάτω από τα λιμάνια. Καθώς το καύσιμο εισέρχεται στη μονάδα τήξης αναμειγνύεται με τον αέρα καύσης που έχει περάσει και έχει προθερμανθεί από τον αναγεννητή. Η αναλογία καυσίμου προς αέρα και η συνολική ποσότητα καυσίμου σε κάθε καυστήρα και θύρα ελέγχονται πολύ στενά. Καθώς το μείγμα αέρα καυσίμου εισέρχεται στο τήγμα, το καύσιμο αναφλέγεται από την έντονη θερμότητα του τήγματος και αναπτύσσεται μια συνεχής φλόγα που θα εκτείνεται σχεδόν σε όλο το πλάτος του τήξης. Τα καυσαέρια της καύσης εγκαταλείπουν τη μονάδα τήξης μέσω των θυρών στη νότια πλευρά της μονάδας τήξης, κάνουν μια στροφή 90 μοιρών και ρέουν προς τα κάτω μέσω του Νότιου αναγεννητή. Οι αναγεννητές είναι πυρίμαχες κατασκευές με εμβαδόν 11m x 3m και ύψος 10m. Μέσα στους αναγεννητές, μια μήτρα από πυρίμαχα τούβλα στοιβάζεται από κάτω προς τα πάνω μέχρι το επίπεδο της θύρας. Τα τούβλα παίρνουν θερμότητα καθώς τα απόβλητα αέρια περνούν μέσα από τα ανοίγματα στη μήτρα από τούβλα. Στο κάτω μέρος του αναγεννητή υπάρχει μια πυρίμαχη επένδυση καυσαερίων που διοχετεύει τα καυσαέρια μέσω μιας βαλβίδας αναστροφής στην καμινάδα για εκκένωση. Το απόβλητο αέριο που διέρχεται από τον αναγεννητή θερμαίνει το τούβλο (πουλί) στις 650 μοίρες στο κάτω μέρος της μήτρας ελέγχου και στις 1320 μοίρες στην κορυφή της μήτρας.
Όταν τα πούλια του αναγεννητή Νότιας έχουν φτάσει στην επιθυμητή μέγιστη θερμοκρασία, ο κλίβανος αντιστρέφεται. Αυτό σημαίνει ότι η τροφοδοσία καυσίμου σταματά στη βόρεια πλευρά και ξεκινά στη νότια πλευρά μαζί με τη θέση αλλαγής της βαλβίδας αναστροφής, έτσι ώστε ο βόρειος καπνός εξαγωγής να είναι ανοιχτός στην καμινάδα και ο νότιος καπνός καυσαερίων να είναι κλειστός στην καμινάδα και να ανοίγει προς παροχή αέρα καύσης που μπορεί να ρέει προς τα πάνω μέσω του αναγεννητή Νότου, αναλαμβάνοντας θερμότητα και να συνδυάζεται με καύσιμο από τους καυστήρες του νότιου λιμένα για να παρέχει καύση στη μονάδα τήξης.
Ένας αναγεννητικός κλίβανος αλλάζει την κατεύθυνση της καύσης του σε περιοδική βάση, συνήθως κάθε 15 έως 20 λεπτά, για να του επιτρέψει να ανακτήσει μέρος της θερμότητας που χάνεται στα απόβλητα καυσαέρια και επομένως να λειτουργήσει με πιο αποτελεσματικό τρόπο.

Διύλιση
Το διυλιστήριο είναι προέκταση του λιωτηρίου με εμβαδόν 13m x 9,5m (123,5m2). Όταν όλες οι πρώτες ύλες έχουν λιώσει πλήρως, μεγάλες ποσότητες αερίων που παραμένουν στο ποτήρι μπορεί να σχηματίσουν φυσαλίδες, σπόρους ή φουσκάλες. Ο σκοπός του διυλιστή είναι να αφαιρέσει αυτά τα αέρια εγκλείσματα.

Διαμόρφωση
Μόλις το γυαλί έχει καθαριστεί, το λιωμένο γυαλί είναι έτοιμο να διαμορφωθεί στο επιθυμητό σχήμα. Αυτό γίνεται βυθίζοντας μια μεταλλική ράβδο, που ονομάζεται συλλογή, στον κλίβανο και συλλέγοντας μια σταγόνα λιωμένου γυαλιού στην άκρη. Ο εργάτης γυαλιού στη συνέχεια διαμορφώνει το γυαλί φυσώντας μέσα στη συλλογή, χρησιμοποιώντας πίεση αέρα για να δημιουργήσει την επιθυμητή μορφή.

Ψύξη
Μόλις σχηματιστεί το γυαλί, ψύχεται αργά σε θερμοκρασία δωματίου για αρκετές ώρες ή και ημέρες. Αυτό γίνεται με μια διαδικασία που ονομάζεται ανόπτηση, η οποία βοηθά στην αποφυγή οποιασδήποτε πίεσης στο ποτήρι, αφήνοντάς το να κρυώσει σταδιακά και ομοιόμορφα. Το έτοιμο γυαλί είναι στη συνέχεια έτοιμο για γυάλισμα, κοπή ή με άλλο τρόπο φινίρισμα όπως απαιτείται.