Стекловарение

Стекловарение — сложный процесс, сопровождающийся физическими, химическими и физико-химическими явлениями.

К физическим явлениям относятся нагревание шихты, испарение влаги, плавление и растворение отдельных компонентов, изменение кристаллической формы и улетучивание некоторых составных частей. Одновременно происходят химические реакции: расщепление гидратов, удаление химически связанной воды, разложение карбонатов, сульфатов, перекисей и нитратов и взаимодействие компонентов с образованием силикатов. Существенное значение при стекловарении имеют физико-химические процессы: взаимодействие жидкой стекломассы с атмосферой печи и включенными в стекломассу газами, взаимодействие стекломассы и огнеупора.

Основные стадии стекловарения — силикатообразование, стеклообразование, дегазация, гомогенизация и студка.

Силикатообразование завершается обычно при температурах: 300-900° С, когда в шихте не остается отдельных составляющих компонентов, когда реакции между компонентами шихты в твердом состоянии закончились и большинство газообразных соединений улетучилось. На этой стадии образуется непрозрачный расплав, который пронизан большим количеством газовых пузырей. Скорость силикатообразования зависит от состава шихты.

Образование прозрачной стекломассы происходит на второй стадии процесса стекловарения — стеклообразовании, которое заканчивается при температуре 1200° С.

Стеклообразование характеризуется завершением основных химических реакций в шихте, образованием силикатов натрия, кальция и сложных силикатов и резким возрастанием скорости диффузионных процессов и скорости растворения кремнезема и силикатов в результате дальнейшего повышения температуры. Благодаря диффузионным процессам выравниваются концентрации растворов силикатов в различных участках и образуется относительно однородная стекломасса. Однако в расплаве остается большое число пузырей и свилей. Скорость стеклообразования увеличивается с повышением содержания в шихте щелочных окислов и при повышении температуры.

Осветление — процесс удаления из расплава газовых пузырей при температуре 1400-1450° С. Причиной возникновения газовых пузырей являются летучие вещества, образующиеся при разложении компонентов шихты, механически занесенные с шихтой, специально введенные в шихту, а также газы, попавшие в расплав из атмосферы печи. Интенсивность осветления зависит от вязкости, поверхностного натяжения и насыщенности газами расплава.

Улучшить осветление стекломассы можно удлинением продолжительности варки, повышением температуры, бурлением, Добавлением осветлителей и применением ультразвуковых колебаний.

Одновременно с осветлением протекает гомогенизация стекломассы, т. е. выравнивание, усреднение ее химического состава по всему объему. Процесс гомогенизации интенсифицируется при повышении температуры, перемешивании стекломассы различными методами, в том числе активным осветлением, бурлением, с применением ультразвуковых колебаний и механических мешалок.

Химическая однородность стекломассы достигается тщательным соблюдением технологического режима подготовки шихты и ее загрузки в стекловаренную печь, а также последующих стадии стекловарения.

Студка стекломассы проводится с целью увеличения ее вязкости до рабочего состояния, при котором можно вырабатывать изделия тем или иным способом. Температура студки на 200-300° С ниже температуры осветления стекломассы.

При студке важно соблюдать постоянство давления газовой сpеды печи, понижать температуру следует плавно. Нарушение этиx правил может привести к образованию в стекломассе мельчайших пузырей (мошки), которые практически невозможно удалить.

В целом, качество стекла определяется всеми технологическими стадиями его изготовления. Стекло помнит свою «биографию» и хранит в себе отпечатки своего «прошлого», когда оно еще было шихтой, когда оно проходило все процессы стекловарения и находилось в контакте и взаимодействии с газовой средой.

Для варки стекла созданы различные конструкции печей, которые различают по способу нагрева (пламенные, электрические, пламенно-электрические), направлению движения газов (продольное, поперечное, подковообразное), способу использования тепла отходящих газов (регенеративные, рекуперативные, прямого нагрева), режиму работы (периодические и непрерывные) и др.

В производстве стеклянной тары преимущественное применение находят ванные непрерывно действующие стекловаренные печи с пламенным или пламенно-электрическим обогревом. В качестве топлива используют природный или генераторный газ, жидкое топливо. Ванные печи чаще всего имеют поперечное или подковообразное направление движения газов. Утилизация тепла отходящих газов производится, как правило, в регенераторах.

Стекловаренные печи имеют различную конструкцию и непрерывно совершенствуются. Большое значение имеет качество огнеупоров, используемых при сооружении печей, так как оно определяет возможность подъема температуры, длительность эксплуатации печей и качество стекломассы (отсутствие свилей и инородных включений).

Важнейшими показателями эффективности работы стекловаренной печи являются качество (однородность) стекломассы и ее удельный съем.

• Назад

• Вперед

Использование огнеупоров при кладке стекловаренных печей

org/BreadcrumbList»>
1. АО Поликор
2. Огнеупоры для стекловаренных печей

Стекловаренные печи работают при критических температурах, согласно техническим стандартам для их кладки вместо кирпича используются специальные марки огнеупоров. Также специалисты стекольной промышленности используют керамические изделия. Такие материалы выдерживают критический нагрев и сохраняют прочность, обеспечивая каркас должной жесткостью. В качестве облицовки используется футероовка, которая защищает стены от механических и химических повреждений.

Комплектующие для стекловаренных печей

Изделия огнеупорные общего назначения

Преимущества стандартных огнеупоров от производителя АО «Поликор»

• выдерживают высокие температуры в средах, содержащих СО и водород;
• высокая стойкость к коррозии;
• незначительное содержание оксидов железа;
• максимальная точность размеров и формы;

Керамические огнеупоры

Если вы ищите заготовки для стекловаренных печей, мы предлагаем готовые изделия высокого качества. Благодаря собственному производству мы контролируем качество на всех этапах и гарантируем соответствие требованиям ГОСТ. Предлагаем низкие цены и доставку, подробности можно уточнить при оформлении заказа.

Особенности огнеупоров для стекловаренных печей

Для производства качественного стекла требуются надежные печи, в которых можно поддерживать постоянную температуру плавления. При таких условиях масса полностью переплавится и образует однородную субстанцию без включений. Такие печи должны быть герметичными, надежными и изготовленными из термостойких материалов.

Стандартные огнеупоры

Для стекловарения используются следующие виды огнеупоров:

• динасовые – подходят для возведения свода печей и оформления верхних сегментов;
• магнезитовые;
• алюмосиликатные;
• бадделеито-корундовые.

Также применяются цирконийсодержащие изделия, которые используют для разделения разнородных материалов для исключения реакции между ними. Печь, сконструированная по такому принципу, долго проработает без поломок и обеспечит завод продукцией высокого качества.

У нас можно заказать огнеупоры для стекловаренных печей – выпускаем детали для обустройства мелких предприятий и крупных заводов. Оформить заказ можно онлайн, воспользовавшись контактами, которые представлены на сайте.

Поделиться

Применение огнеупорной продукции АО Поликор

Плавка жаростойких и жаропрочных сталей

Комплектующие для заводов по изготовлению турбинных лопаток

Чехлы для термопар

Комплектация электрических муфельных печей

Комплектующие для производственных печей

Огнеупоры для стекловаренных печей

Огнеупоры для туннельных печей

Огнеупор для муфельной печи

Облицовка печей и реакторов синтеза

Фурнитура для печей

Комплектующие для диффузных печей

Комплектующие для вакуумных печей

Машины измельчения руды

Комплектация аппаратов ПШПА

Приготовление шликера

Пары трения керамика-керамика

Измельчение угля

Измельчение цементного клинкера

Огнеупорный бетон

Шлифование металлов

Ремонт паровых турбин

Ремонт промышленных печей

Установки получения серной кислоты

Котёл Клауса

Новые тенденции и стандарты качества в стеклоделии

Эволюция стеклоделия

Стекло — один из древнейших материалов . История стекла восходит к 3500 г. до н.э. Первая полая стеклянная тара была изготовлена ​​египтянами в 1500 году до нашей эры.

Технологическая революция произошла, когда была изобретена духовая трубка , в первом веке до нашей эры. Как бы то ни было, настоящая революция произошла с появлением первой автоматической машины для выдувания бутылок 9.0004, изобретенный в США Майклом Оуэнсом, в начале 20 века . Это позволило производить до 2500 контейнеров в час, что сделало возможным производство стеклянных контейнеров в промышленных масштабах .

Технология была усовершенствована в 1925 году с появлением первой машины IS (отдельных секций) с использованием методов выдува и выдувания или прессования и выдувания, которые применяются до сих пор. Каждая секция производит один или несколько контейнеров независимо. Кусок расплавленного стекла падает в заготовку, где в зависимости от технологии предварительно выдувается или прессуется плунжером. Предварительно сформированная капля (заготовка) доставляется в чистовую форму, где завершается выдувание.

В настоящее время формовочные машины могут иметь до 20 отдельных секций , каждая из которых производит от 1 до 4 контейнеров одновременно . Это означает, что от 1 до 4 капель (SG=одинарная капля, DG=двойная капля, TG тройная капля, GD=четыре капли) расплавленного стекла попадает в 1-4 формы, имеющиеся в каждой секции. И это происходит параллельно в каждом разделе. В зависимости от размера и формы контейнера скорость производства может достигать 700 контейнеров/мин.

Стеклянная тара: свойства и преимущества

Стеклянная тара используется в качестве упаковки для различных отраслей промышленности:

• продукты питания и напитки
• парфюмерия и косметика
• фармацевтика

Стекло инертно : из стекла ничего не проходит в изделие и ничего не проникает извне через стекло в изделие.

Устойчивое стекло (100% перерабатываемый).

Стекло красиво и повышает воспринимаемую ценность и качество продукта по сравнению с другими упаковочными материалами, такими как пластик и алюминий.

В любом случае, по сравнению с другими материалами, стекло намного тяжелее. В последние годы производственный процесс был улучшен для получения легких контейнеров. Стеклянная тара теперь на 40% легче, чем 20 лет назад. Снижение веса необходимо не только для снижения транспортных расходов, но, прежде всего, для экономии сырья и энергии.

Значительные технологические усовершенствования коснулись и плавильных печей, чтобы снизить энергопотребление и выбросы CO2.

Стеклянная тара становилась все более сложной по форме . Уникальные формы повышают ценность продукта ( премиумизация ) и узнаваемость бренда. Давайте подумаем, например, насколько легко узнать бутылку Coca Cola или банку Nutella, даже если контейнер пуст и без этикетки.

Тенденции в производстве стекла: улучшение контроля качества

Производители стеклянной тары все больше и больше концентрируются также на качестве своей продукции с целью сокращения брака деталей и предотвращения проблем, связанных с жалобами клиентов.

Контроль качества следует предвидеть на самой ранней стадии процесса изготовления стекла с целью немедленного принятия необходимых мер.

Контроль на наличие дефектов дна, корпуса, горлышка и крышки контейнеров осуществляется на протяжении всего производства с помощью встроенных в линию инспекционных машин, в основном основанных на бесконтактной технологии (камеры и другие оптические датчики).

Контроль размеров осуществляется на выборочной основе вблизи производственной линии с помощью непроходных измерительных приборов или, в качестве альтернативы, с помощью ручных измерительных приборов или полуавтоматических/автоматических систем измерения в лаборатории контроля качества.

Контроль размеров, требуемый для стеклянных контейнеров, включает:

• общую высоту
• вертикальность
• параллелизм рта
• наружные диаметры или длинные/короткие стороны и диагонали на корпусе
• наружные диаметры по шейке
• множество различных параметров отделки (например, диаметры, высоты, радиусы, углы…) для любого вида отделки

Контроль с непроходными датчиками представляет собой полный набор из 9 шт.0003 выдает : не предоставляет никакой количественной информации и зависит от навыков оператора. Кроме того, это связано с высокими затратами, поскольку для каждого производимого изделия требуется набор специальных измерительных приборов, а эти жесткие измерительные приборы должны управляться и периодически перекалибровываться. Кроме того, с помощью этого метода невозможно собрать какие-либо данные и выполнить статистический анализ для улучшения процесса.

Полуавтоматические измерительные системы могут быть основаны на контактной или оптической технологии . Контейнер, подлежащий измерению, загружается/выгружается вручную, а цикл измерения выполняется автоматически. Системы, основанные на оптических технологиях, гибкие и могут измерять множество различных предметов независимо от их размера, формы и цвета без смены работы.

В автоматических измерительных системах обработка контейнеров, а также измерения осуществляются полностью автоматически, без вмешательства человека . Они в основном основаны на бесконтактной технологии и, в дополнение к внешним размерам, они также могут измерять другие характеристики, такие как внутренний диаметр и профиль горловины, толщину стенки, вес, отжимание, профиль области маркировки.

Преимущество автоматических измерительных систем перед полуавтоматическими заключается в значительном снижении затрат на рабочую силу .

Результаты измерений, выполненных с помощью полуавтоматических и автоматических измерительных систем, отправляются в MES (программное обеспечение для управления производством) и используются лицами, принимающими решения, для точной настройки и мониторинга производственного процесса в режиме реального времени.

Другие виды контроля и испытаний, проводимые на основе выборки стеклянных контейнеров в лаборатории контроля качества, включают:

• испытание на удар
• вертикальная нагрузка
• Испытание на внутреннее давление
• измерение внутреннего объема
• остаточное напряжение

Узнайте больше о Полный спектр решений Marposs для измерения стеклянной тары

Бораты и устойчивое развитие в производстве стекла и перспективные современные технологий на земле. Достижения в методах промышленного производства, в том числе добавление боратов в составы стекла, улучшили такие факторы, как производительность, точность состава и устойчивость к тепловому удару, что открыло невероятно разнообразные и постоянно растущие области применения.

Но производство стекла по своей природе требует больших ресурсов. Поскольку стекло используется во многих областях, от розничной упаковки до лабораторного стекла и печатных плат, производство стекла является значительным источником парниковых газов.

Сегодня лидеры стекольной промышленности во всем мире берут на себя обязательства по сокращению выбросов агрессивного диоксида углерода (CO ₂ ) и применяют многогранный подход для достижения этих целей. И компания U.S. Borax готова их поддержать.

Оксид бора в производстве стекла

Современные производители стекла используют бораты в своих рецептурах для производства продуктов, необходимых для современной жизни, включая изоляционное стекловолокно для энергосбережения в зданиях, текстильное стекловолокно для электроники и дисплейное стекло для ЖК-экранов.

Добавление оксида бора в стекло улучшает как свойства стекла, так и производственный процесс. Присутствие бора в стекле также повышает долговечность и химическую стойкость конечных продуктов.

Добавление бора в производственные процессы значительно снижает температуру плавления, необходимую для производства стекла. Более низкая температура в печи означает, что для плавления материалов требуется меньше топлива, что приводит к повышению энергоэффективности и снижению выбросов углерода.

Бор является летучим элементом, поэтому использование боратов может добавить определенный уровень технической сложности. Таким образом, выбор правильного продукта на основе бора важен, чтобы помочь максимизировать преимущества для окружающей среды и сбалансировать их с затратами и другими соображениями.

Проблемы и возможности для повышения устойчивости производства стекла

Регулирующие органы во всем мире оказывают все большее давление на все предприятия тяжелой промышленности, чтобы они сократили выбросы углерода. Это регулирующее давление сверху вниз, наряду с рядом экономических факторов, побуждает производителей стекла искать способы повышения устойчивости своих процессов.

С точки зрения регулирования многие производители стекла уже обязаны соблюдать существующие ограничения на выбросы в атмосферу NOx, SOx и твердых частиц пыли, и отрасль ожидает дальнейшего ограничения выбросов углерода и некоторых летучих соединений.

С экономической точки зрения отрасль осознает, что в долгосрочной перспективе инициативы, направленные на повышение устойчивости, также повысят рентабельность за счет снижения затрат на энергию и повышения производительности.

Четыре новых подхода к CO

₂ сокращения в стекольной промышленности

Ведущие компании отрасли активно изучают подходы к достижению международных целей устойчивого развития. Усилия опираются на четыре широкие стратегические области:

Повышение эффективности производства в печах за счет оптимизации процесса и сырья

В процессе производства стекла повышение эффективности достигается за счет:

• Оптимизации горелок и геометрии печи
• Перевод печей с воздушным обогревом на кислородно-топливное сжигание
• Повышение производительности и качества продукции для снижения удельного энергопотребления

Все эти изменения стали возможными благодаря передовым разработкам в области измерения и моделирования энергопотребления, что также является важным аспектом устойчивого развития стекла. Повышение эффективности также достигается за счет оптимизации использования сырья. Например:

• Расширение возможностей переработки и поощрение более широкого использования стеклобоя
• Выбор кальцинированного известняка и доломита для CO ₂ переходник
• Выбор правильного размера загрузочных материалов, чтобы обеспечить оптимальную работу новых технологий плавки стекла

Усовершенствование систем рекуперации тепла обеспечивает дальнейшую экономию топлива

Большая часть потерь энергии при производстве стекла происходит, когда отходящие газы выбрасываются через дымоход печи. Системы рекуперации тепла, такие как технология термохимического регенератора (TCR) OPTIMELT ^® , разработанная Linde, улавливают этот горячий газ и перепрофилируют его.

Другие методы также снижают потери тепла:

• Улучшенная теплоизоляция печи
• Установка оборудования, использующего отходящее тепло для предварительного нагрева сырья (например, стеклобоя)

Использование устойчивых источников энергии снижает выбросы

Лидеры стекольной промышленности изучают возможности использования альтернативных и низкоуглеродных видов топлива , таких как водород, биомасса, биогаз, этанол и даже солнечная энергия. Кроме того, тестируется использование электрических печей. Эти инновации являются многообещающими, хотя они также создают различные проблемы в процессе производства стекла.

CO

₂ улавливание – самый сложный подход в игре

В различных отраслях промышленности разрабатываются различные технологии улавливания углерода. В настоящее время большинство из них могут быть непомерно дорогими в контексте производства стекла. Кроме того, улавливание углерода само по себе требует затрат энергии. Однако для улавливания таких выбросов, как SOx и NOx, существуют отработанные технологии, позволяющие эффективно сокращать выбросы с помощью катализаторов и абсорбентов.

U.S. Borax: Инвестиционный партнер в производстве стекла и исследованиях по сокращению выбросов

U.S. Borax, входящая в состав Rio Tinto, стремится поддерживать усилия отрасли по достижению более устойчивого производства стекла. Мы стремимся к исследованиям и инновациям, поддерживая положительную роль бора в снижении выбросов углерода и сокращении выбросов наших собственных предприятий по добыче бора. Наши инвестиции в исследования и разработки с партнерами из стекольной промышленности продолжат расширять наше понимание того, как каждый из наших продуктов ведет себя с новейшими источниками топлива и типами печей.

• Мы сотрудничаем с Linde, чтобы подтвердить, что боросиликатные стекла совместимы с их системой OPTIMELT TCR, которая показывает многообещающие способы повышения эффективности использования топлива и повышения производительности в стекловаренных печах без значительных капитальных затрат.
• U.S. Borax ищет решение, которое сделает безводный борат натрия совместимым с более широким спектром типов печей.
• Мы помогаем клиентам выбрать правильный борат для их применения, количественно определяя влияние их углеродного следа с помощью различного выбора боратных материалов.

U.S. Borax стремится к устойчивому развитию

Сотрудничая с новаторами в отрасли, мы работаем над тем, чтобы любые капитальные вложения, которые делают наши клиенты в области производства стекла, окупались за счет общего повышения эффективности и снижения выбросов.