Cuptor pentru Topirea Sticlei

Introducere. Sticla este una dintre cele mai vechi substanţe cunoscute de om. Deşi veche de aproape 9000 ani, sticla a început să fie studiată systematic, ştiinţific, abia de vreo 250 de ani, prin lucrările începute de savantul rus M.V.Lomonosov în 1748. de atunci au apărut numeroase lucrări ştiinţifice în domeniul sticlei.

Sticla naturală, creată de lovitura trăznetului, este prima formă de sticlă cunoscută de catre om.Prima industrie a sticlei s-a dezvoltat însă în Egiptul antic. Se apreciază că cele mai vechi mărgele din sticlă au cca. 5000-6000 ani vechime.

Introducerea cărbunelui în producerea sticlei s-a făcut de către englezi din necesitate: lipsea lemnul folosit în alte fabrici de sticlă din lume. Procedeul Talwell de ardere a cărbunelui (1618) a făcut ca sticla să fie obţinută dintr-o singură ardere, nu din două, ca mai înainte. Totuşi temperatura maximă a cuptorului era sub 1300 grade Celsius, iar eficienţa scăzută.

După cca. 200 de ani un german, Friederic Siemens, a realizat ceea ce a fost ulterior cunoscut drept Cuptorul Siemens: un cuptor cu recuperator de căldură. Bazat nu pe cărbune, ci pe gaz, acesta folosea aerul fierbinte eliminat de cuptor pentru a preîncălzi aerul şi gazul înainte de ardere.

A fost de ajuns să apară şi cuptorul cu vană, pentru a se deschide calea industriei moderne a sticlăriei, iar sticla să devină, cu toată nobleţea sa, din obiect de lux, obiect practic, de largă întrebuinţare. In zilele noastre acest tip de sticla este ales mai cu seama de cei bogati.

Cuptoare pentru topirea sticlei. Pentru producerea sticlei se utilizează cuptoare pentru topire şi pentru prelucrarea termică a produselor din sticlă: arderea, călirea, schimbarea culorii, modelarea. În dependenţă de aceasta, se cunosc cuptoare pentru topit şi cuptoare pentru recoacere. În primul tip de cuptor toate etapele procesului de topire au loc în aceiaşi cameră de lucru, într-o ordine succesivă, iar în al doilea tip de cuptor, etapele au loc concomitent în diferite zone ale acestuia.

Cuptoarele pentru topirea sticlei se împart, după forma constructivă a spaţiului de topire în:

- cuptoare cu oale şi

- cuptoare cu vană.

La cuptoarele cu oale, denumite şi cuptoare cu creuzete, amestecul este topit în nişte suporţi mobili (oale sau creuzete) aşezaţi pe vatra unui cuptor cu cameră.

La cuptoarele cu vană, denumite uneori şi cuptoare cu bazin, topirea amestecului are loc într-un singur spaţiu. Cuptoarele cu oale au funcţionare intermitentă, pe cînd cuptoarele cu vană pot fi atît cu funcţionare intermitentă (în cazuri speciale şi pentru vane mici), cît şi cu funcţionare continuă.

Cele mai răspîndite sunt cuptoarele cu vană cu funcţionare continuă.

Cuptoarele cu oale se utilizează numai la topirea unor cantităţi mici de sticle speciale, de caliate superioară. Utilizarea cuptoarelor cu oale nu este indicată pentru topirea sticlelor cu temperaturi înalte de topire, din cauza deteriorării rapide a oalelor. În asemenea cazuri se recurge, uneori, la folosirea cuptoarelor cu vană, cu funcţionare intermitentă. La aceste cuptoare pereţii, nefiind expuşi încălzirii directe prin flacără, nu ating temperaturi aşa de ridicate ca pereţii cu oale.

În prezent marea parte a producţiei (circa 90%) se obţine în cuptoarele, care convenţional pot fi separate în 5 grupe:

Grupa I: Cuptoare cu oale.Productivitatea de la 1 pînă 20t/24h ; (cu regeneratoare şi recuperatoare)

Grupa II: Cuptoare – vană mici. Productivitatea de la 2 pînă la 15 t/24h; (cu regeneratoare şi recuperatoare)

Grupa III: Cuptoare – vană medii. Productivitatea 15-60 t/24h. (cu un bazin au două);

Grupa IV: Cuptoare – vană mari. Productivitatea 60-300 t/24h. (cu un bazin au două);

Grupa V: Cuptoare pentru topit cu încălzire electrică sau combinată (energie electrică + combustibil gazos).

Combustibilul utilizat. Pentru încălzirea cuptoarelor de topit sticlă, se foloseşte de cele mai multe ori combustibilul gazos, dar şi combustibil lichid. Se poate observa, de asemenea, o intensificare a utilizării energiei electrice, atît pentru încălzirea completă a cuptoarelor, cît şi pentru completarea încălzirii cu combustibil. Temperatura de topire a amestecurilor pentru diferite calităţi de sticlă, este cuprinsă în următoarele limite:

1270 1470OK pentru glazuri şi emailuri;

1570 1720 OK pentru sticle de menaj şi sticle tehnice;

1770 1870 OK pentru sticlă tehnică greu fuzibilă;

2070 2170 OK pentru sticlă de cuarţ.