M ức độ khuếch tán
3/ Phân chia bể và không gian lò:
-Phân chia bể: + Dùng thuyền ngăn kèm ống kim loại có nước làm lạnh.Thủy tinh được làm lạnh tốt, hệ số dòng lớn, thủy tinh đồng nhất nhưng VLCL bị ăn mòn tương đối mạnh. Thường dùng cho sản xuất kính tấm
+ dùng cống: Hạn chếdược hệ số dòng. Dùng khi sản suất bao bì. Cống thường có kích thước: rộng cao dài [mm]
400 300 1000 500 300 1000 500 300 1000 600 300 1000
+Không phân chia: Nhiệt truyền từ bể nấu sang bể sản xuất nên khó khống chế nhiệt độ và bụi phối liệu gây bẩn thủy tinh.
+Tường treo di động: Điều chỉnh nhiệt độ thuận lợi Loại này thường dùng cho loại lò lớn, phải dùng VLCL tốt và cơ cấu vận chuyển phải bền.
+ Phân chia hẳn giữa 2 bể: Dùng khi chế độ nhiệt và môi trường bên bể sản xuất yêu cầu nghiêm ngặt. Cách này hay dùng nhất và phải đốt phụở bể sản xuất.
9.4 Thiết bị tận dụng nhiệt khí thải
1/Buồng hồi nhiệt liên tục : Làm bằng gốm hoăc kim loại.
Nguyên tắc: Khí thải đi trong đường ống theo chiều thẳng đứng và truyền nhiệt cho không khí qua thành ống. Chếđộ trao đổi nhiệt trong buồng tương đối ổn định và liên tục.
-Buồng hồi nhiệt liên tục phi kim loại: Dùng sămôt, SiC, cao alumin. Nhiệt độ cho phép ở tường gạch sămôt 14000C, ở gạch cao alumin và SiC là 15000C. Không khí được đốt nóng có thểđến 800 – 10000C. Ở khu vực nhiệt độ không khí >9000C và khí thải 13000C phải xây bằng cao alumin hoặc SiC. Buồng gốm được xây bằng gạch dị hình có tiết diện ngang là vuông, lục giác hay bát giác. Nhược điểm: Không kín, không khí lọt sang phía khói lò với lượng ~ 20-40% lượng khí thải ban đầu.Vách ống dễ vỡ. Khắc phục: Giảm áp suất không khí.
-Buồng hồi nhiệt bằng kim loại: Thường dùng thép hoặc gang. Để tăng cao độ chịu đựng nhiệt của chúng người ta sử dụng những hợp kim đặc biệt như thép crôm, thép crôm-niken. Dùng gang nhiệt độ đốt nóng không khí thấp khoảng 4000C. Hợp kim đặc biệt cho nhiệt độ cao hơn. Có thể chịu được đến 600-8000C. Loại này kín nhưng nhiệt độ sưởi nóng thấp.
2/Buồng hồi nhiệt gián đoạn: Làm việc gián đoạn, tuần hoàn, chếđộ nhiệt trong buồng không ổn định thay đổi theo thời gian và chu trình. Khác với buồng hồi nhiệt liên tục, ở đây trao đổi nhiệt bằng đệm. Khí thải cấp nhiệt cho đệm và đệm truyền cho không khí.Có hai kiểu. Ngang và đứng. Kiểu đứng phổ biến hơn.
9.5 Chuyển động của thủy tinh lỏng trong lò
Do nhiệt độ trong bể nấu không hoàn toàn như nhau, do nạp liệu, do mất mát, do lấy thủy tinh đi sản xuất nên trong lò có những dòng thủy tinh theo các hướng từ nhiệt độ cao đến nhiệt độ thấp, từ bể nấu sang bể sản xuất. Còn bên dưới thì ngược lại đặc biệt là dòng thủy tinh từ bể sản xuất sang bể nấu.
Tỉ lệ giữa lượng thủy tinh từ bể nấu sang bể sản xuất với lượng thuỷ tinh từ bể sản xuất sang bể nấu gọi là hệ số dòng (n). Hệ số dòng thay đổi tùy cơ cấu lò, cũng như tùy phương pháp sản xuất.Với lò không cống và sản xuất kính tấm hệ số dòng 5 – 10 (1 – 4 ). Lò có cống hệ số dòng 1 – 2.
Ảnh hưởng của hệ số dòng: Làm thủy tinh đồng nhất, ăn mòn VLCL, mang phần phối liệu chưa tan vào bể sản xuất. Để giảm hệ số dòng dùng các biện pháp như nâng đáy bể sản xuất lên hay dùng cống.
(Do hiện tượng dòng chảy đối lưu, thủy tinh lỏng trong lò được khuấy trộn, đảo lên đảo xuống liên tục làm tăng nhanh quá trình khuếch tán trong thủy tinh. Vì thế nó có tác dụng đặc biệt lên quá trình tinh luyện trong lò. Tuy vậy, ta nhớ rằng thủy tinh có độ nhớt khá cao, dòng chảy đối lưu này mang tính chất chảy tầng, nghĩa là thủy tinh dịch chuyển với khối lượng lớn, do đó hiệu quả khuấy trộn để làm dồng nhất thành phần thủy tinh ở phạm vi thể tích nhỏ là không cao. Cường độ dòng chảy đối lưu lớn quá mức sẽ gây hại )
9.6 Sự chuyển động của không khí và khí trong lò
Lò bể: Áp lực trên bề mặt thủy tinh hơi dương ở bể nấu và hơi âm ở bể sản xuất. Lò nồi: Bằng không.
Không khí, khí vào buồng hồi nhiệt vào lò nhờ: Áp suất hình học tạo ra bởi lò và quạt đẩy. Khí thải thoát ra khỏi lò nhờ sức hút ống khói hay quạt hút ở chân ống khói.
Tốc độ khí thải vào miệng lửa: Lửa ngang v=4+l [m/s]; (l là khoảng cách giữa 2 miệng lửa đối diện nhau ). Lửa chữ U v=7+l [m/s] ( l là khoảng cách từ miệng lửa đến cống ). Lò nồi khống chế tốc độ ngọn lửa 12-15m/s.
Tốc độ của khí đi trên đệm: Lửa ngang 0,2-0,3m/s, lửa chữ U 0,3-0,5m/s.
9.7 Xác định kích thước lò
Phụ thuộc vào năng suất yêu cầu, năng suất riêng.
1/ Bể nấu: - Diện tích F=
KG G
[m2] ; G là lượng thủy tinh tính bằng kg trong 24h K là năng suất riêng [kg/m2] trong 24h K thay đổi theo loại thủy tinh: Kính tấm K=700-1500
Chai lọ bao bì K=1200-2000 Bát đĩa mỹ nghệ K=800-1000 Bóng đèn K = 500-1200
-Tỉ lệ kích thước:Lửa ngang: rộng 4-10m. Chữ U rộng 2-6m, dài 8-10m. Chiều rộng của vòm không quá 10m, thường 8m. Rộng quá chịu lực yếu.Cần chiều rộng lớn phải dùng vòm phẳng treo.
-Chiều sâu bể: Tùy tính chất của thủy tinh của VLCL và cấu tạo lò. Bể cạn nấu thủy tinh tốt hơn nhưng VLCL ở đáy lò dễ bị ăn mòn. Thủy tinh màu phải cạn hơn thủy tinh không màu. Độ sâu mức thủy tinh lớn thì nhiệt độ giữa đáy và bề mặt chênh lệch lớn dẫn đến dòng thủy tinh mạnh làm ăn mòn tường lò, gây bẩn thủy tinh,giảm tuổi thọ lò.
Kính tấm h=1,2-1,6m. Bao bì không màu h =0,7-1m. Thủy tinh màu h=0.6-0,8m
2/ Bể sản xuất: Diện tích bể sản xuất phụ thuộc vào loại thủy tinh cũng như cơ cấu lò. Chiều sâu bể sản xuất thường bằng chiều sâu bể nấu hoặc nhỏhơn 200-300mm.