Cuptor vană

TEMA DE PROIECT

SA SE PROIECTEZE UN CUPTOR VANA PENTRU OBTINEREA

STICLEI DE GEAM CU PRODUCTIVITATEA P = 60 + 20*n t/ zi CU

COMBUSTIBIL GAZ METAN.

P = 60 + 20*8 = 220 t/zi , n = 8

1.MEMORIU JUSTIFICATIV

Termenul de stare vitroasa se refera la una din starile in care se intalnesc o parte din corpurile solide naturale si din ce in ce mai multe substante artificiale.

Sticla se defineste ca fiind totalitatea solidelor necristaline obtinute prin subracirea topiturilor indiferent de compozitia lor chimica si de domeniul de temperaturi in care are loc rigidizarea. Procesul de trecere de la starea lichida la starea vitroasa este reversibil.Metoda de obtinere a sticl ei este subracirea topiturilor.

La temperatura Tg incep transformarile structurale care altereaza proprietatile si apoi determina transformarea sticlei in topitura. Cu cat Tg este mai mare cu ata domeniul de temperaturi in care sticla este utilizata este mai larg si deci materialul este mai pretios.

La sticle se poate vorbi de un interval de topire in care vascozitatea variaza intre valoarea care poate fi atribuita solidului si cele corespunzatoare lichidului. Dezordinea structurala, defectele si unghiurile variate au drept rezultat faptul ca legaturile dintre aceleasi elemente au un spectru larg de energii, asa incat la incalzire ele cedeaza treptat, incepand cu cele mai slabe, pe masura ce energia termica a sistemului creste.

Topirea sticlei se face prin mai multe procese:

-formarea sticlei prin descompunera materiilor prime cu degajarea celei mai mari parti din gazele ce intra in constituirea lor.Terminarea procesului este determinat de aparitia unei topituri transparente,fara un continut de materiale netopite dar cu un continut ridicat de bule de gaze;

-afanarea sticlei se face prin eliminarea bulelor de gaz ramase in topitura,in urma reactiilor ce au avut loc in aici.Limpezirea se obtine printr-o conlucrare a unor factori chimici si fizici;

-omogenizarea se produce la temperaturi ridicate,datorita agitarii sticlei de catre gazele ce se degaja si datorita difuziei.Prin barbotare de gaze sau agitare mecanica se accelereaza procesul.

Ca materii prime utilizate in industria sticlei sunt impartite in doua mari grupe:materii prime principale si materii prime secundare.

Materiile prime principale pot sa fie simple(continand cate un singur oxid) sau complexe(continand dai sau mai multi oxizi utili)

Oxizii acizi formatori de retea au rolul de a realiza scheletul principal al sticlei, de aceea ei intra in cantitatile cele mai mici. Cei mai frecventi utilizat este dioxidul de siliciu-SiO2, care se gaseste direct in natura cel mai des sub forma de cuart.Cea mai utilizata materie prima este nisipul cuartitos.Din punct de vedere al greutatii specifice, mineralele componente se grupeaza in fractiunea usoara:cuartul si fractiunea grea:hematitul, limonitul, magnetitul, ilmenitul si altele.

Sticlele se pot clasifica in:sticle silicatice, boratice, fosfatice, calcogenice, metalice, halogenidice si salinogenidice, hidrogenidice si organice.Sticlele silicatice au ponderea cea mai mare in cadrul sticlelor produse industrial, continutul de SiO2 este de 70 %.Din categoria sticlelor silicatice fac patre :

-sticla de geam

-sticla pentru ambalaj

-sticla pentru menaj

-sticlele tehnice

Sticla de geam are ca principale calitati tendinta redusa la cristalizare si stabilitatea chimica ridicata.Aceste conditii sunt indeplinite de sticlele silico-calco-sodice obisnuite.Concentratia oxizilor componenti se incadreaza in general intre urmatoarele limite:SiO2 71-74%; Na2O 13,8-15,5%; Cao 6,6-10%; MgO 2,8-4%; Al2O3 0,6-2% si Fe2O3(nedorit) pana la 0,2%Oxidul de calciu este inlocuit partial de MgO si in toate este prezent Al2O3 in cantitati nu prea mari.

Pentru topirea sticlei avem cuptoare speciale care se impart din punc de vedere constructiv astfel:

-cuptoare vana (cu bazin) cu functionare continua sau intermitenta;

-cuptoare cu creuzete (oale) cu functionare intermitenta

Topirea sticlei de geam se face in general in cuptoare vana care pot atinge dimensiuni foarte mari. Productivitatea absoluta ajunge frecvent la 400 t/zi.In general cuptoarele vana sunt cu functionare continua si nu se opresc decat pentru reparatii capitale.

Clasificarea cuptoarelor vana se face dupa directia jetului de flacara in raport cu axa longitudinala:

-cuptoare vana cu flacara longitudinala cu recuperatoare de caldura;

-cuptoare vana cuflacara in forma de potcoava cu regenerator sau recuperator;

-cuptoare vana cu flacara transverasala cu regeneratoare de caldura.

Cuptorul vana se compune din unul sau mai multe bazine(bazin de lucu), legate intre ele printr-un canal, in care au loc simultan, in diferite zone urmatoarele procesele tehnologice:topirea, afanarea, omogenizarea, conditionarea termica.Vana este construita din material refractar ceramic fara mortar.Bolta e construita din caramizi silica.Transmisia caldurii in masa de sticla se face prin convectie si prin radiatie.

2. ALEGEREA RETETEI .CALCULUL COMPOZIŢIEI AMESTECULUI DE MATERII PRIME PENTRU STICLĂ

2.1. Introducere

La amestecul de materii prime este importanta mentinerea constanta a compozitiei cat si a omogenitatii.Acesti doi parametrii influenteaza atat desfasurarea procesului topirii cat si a calitatii topiturii si a sticlei ce se obtine.