Üveg kemence

Fazékkemencék
Az edénykemencék olyan tűzálló anyagokból épített szerkezetek, amelyekben nincs érintkezés a kemence és az üveg között. Az üveget több edényben olvasztják, amelyek olyan tűzálló anyagokból készültek, amelyek ellenállnak a magas hőmérsékleten történő üvegütésnek. Az edényeket egy adaggal töltik fel, amelyet több órán keresztül megolvasztanak, és 24 vagy 18-órás ciklusban dolgoznak. Egy átlagos edényben 600-700 kg pohár fér el. Az edénykemencéket ott használják, ahol az üveget kézzel és szájjal fújják. Ennek a rendszernek az egyik fő előnye, hogy többféle pohár egyidejűleg megolvasztható. Egy edény körülbelül 30 olvasztási ciklushoz használható, és így 18-21 tonna üveget állíthat elő.

Tartálykemencék
A tartálykemencéket ott használják, ahol folyamatos üvegáramra van szükség az automatikus üvegformázó gépek betáplálásához. Üzemanyag-felhasználásukban gazdaságosabbak, főként konténerek, síküvegek, villanykörték, csövek, háztartási gépi étkészletek nagyüzemi gyártására használják. Egy nagy floatüveg kemence kapacitása 2,000 tonna lehet. A tartályos kemence egy nagyon különleges tűzálló anyagból készült fürdőből áll, amely 1500 fok feletti hőmérsékleten ellenáll az olvadt üveg vegyi hatásának, valamint egy felépítményből, ahol az égés megtörténik. A fürdő építéséhez használt tűzálló anyagok minősége olyan mértékben javult, hogy míg mintegy 30 évvel ezelőtt a kemence élettartama jóval 2 év alatt volt, addig ma már több mint 9 év.

Regeneratív égetésű kemencék
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 tonna/nap), szinte mindig kereszttüzelésű regeneratív kemencéket használnak. Közepes teljesítményű (napi 100-500 tonna) telepítéseknél a regeneratív végnyílásos kemencék a leggyakoribbak.

Közvetlen tüzelésű kemence
A közvetlen tüzelésű kemence semmilyen típusú hőcserélőt nem használ. A legtöbb közvetlen tüzelésű kemencében levegő helyett oxigént használnak oxidálószerként. Ezt általában oxigén-üzemanyag olvasztásnak nevezik. Az oxi-üzemanyag olvasztás fő előnyei a megnövekedett energiahatékonyság és a csökkent nitrogén-oxid-kibocsátás (NOx). A levegő eltávolításával a nitrogén távozik, ami megközelítőleg kétharmadára csökkenti a kipufogógázok térfogatát, és ezáltal csökkenti az égés során nem használt gáz felmelegítéséhez szükséges energiát. Ez a termikus NOx képződés drámai csökkenését is eredményezi. Az oxigén égetésére tervezett kemencék azonban nem használhatnak hővisszanyerő rendszereket az oxigén előmelegítésére. Kezdetben a 100% oxi-üzemanyagot használó kemencéket elsősorban kisebb olvasztóberendezésekben használták (<100 tons per day), but there is a movement toward using oxy-fuel in larger, float glass plants.

Elektromos kemence
Az elektromos kemence a kemencébe helyezett elektródák segítségével ellenállásos melegítéssel megolvasztja az üveget, miközben az áram áthalad az olvadt üvegen. Ezek a kemencék hatékonyabbak, viszonylag könnyen kezelhetők, jobbak a helyszíni környezeti teljesítményük, és alacsonyabbak az újjáépítési költségek a fosszilis tüzelésű kemencékhez képest. Fosszilis tüzelőanyagokra azonban szükség lehet a kemence beindításakor, és azokat a munkavégben vagy az előtérben történő hő biztosítására használják. Ezek a kemencék a legelterjedtebbek a kisebb alkalmazásokban, mivel egy bizonyos méretnél a magas villamosenergia-költség tagadja a jobb hatásfokot.

Olvasztó
A szakaszos keveréket az olvasztókemencébe szállítják, ahol a sarzsot körülbelül 1580 °C-ra (2875 °F) melegítik. A szigetelés, a speciális légáramlási jellemzők és az égési levegő fűtése lehetővé teszi, hogy a kemence maximális üzemanyag-hatékonysággal működjön, elhanyagolható szennyezőanyag-kibocsátás mellett. A tételt fosszilis tüzelőanyagokkal, földgázzal vagy fűtőolajjal olvasztják meg.
Az olvasztó kemence tűzálló téglákból áll, szabványos és speciális formákban, tartó- és kötőacélból, szigetelésből, tüzelőanyag-égető rendszerből, hőmérséklet-érzékelőkből és a szükséges vezérlésekből. A kemence kialakítását úgy alakították ki, hogy megfeleljen az üzem fajlagos mennyiségi céljainak.
Az olvasztóból az üveg átfolyik a derékrészen, ahol keverők homogenizálják az üveget a munkavégbe. A derékrész egy tűzálló bélésű csatorna, amely összeköti az olvasztó készüléket a munkavégével.

Olvadó égés
A kemence regenerátorokat használ a hulladékhő tárolására, amely a kemence égetési ciklusa során keletkező kipufogógázokban található. A hulladékhőt ezután az égési levegő előmelegítésére használják fel a következő égetési ciklus során, ami jelentős javulást eredményez az üzemanyag-fogyasztásban.
Az első ciklus a kemence északi oldaláról történő tüzeléssel kezdődik. A tüzelőanyagot, akár földgázt, akár fűtőolajat, több égőn keresztül vezetik be a kemencébe, amelyek a nyílások alatt helyezkednek el. Amint az üzemanyag belép az olvasztó készülékbe, összekeveredik az égési levegővel, amely áthaladt, és amelyet a regenerátor előmelegített. A tüzelőanyag-levegő arányt és az egyes égőkhöz és csatlakozókhoz jutó üzemanyag teljes mennyiségét nagyon szigorúan szabályozzák. Amikor a tüzelőanyag-levegő keverék belép az olvasztó készülékbe, az olvasztó készülék intenzív hő hatására az üzemanyag meggyullad, és folyamatos láng keletkezik, amely szinte az olvasztó készülék teljes szélességében kiterjed. Az égési kipufogógázok az olvasztó készülék déli oldalán lévő nyílásokon keresztül hagyják el az olvasztó készüléket, 90 fokos fordulatot hajtanak végre, és lefelé áramlanak a déli regenerátoron keresztül. A regenerátorok 11 m x 3 m területű és 10 m magas tűzálló szerkezetek. A regenerátorok belsejében egy tűzálló tégla mátrix van egymásra rakva alulról felfelé a port szintjéig. A téglák hőt vesznek fel, amikor a füstgázok áthaladnak a téglamátrix nyílásain. A regenerátor alján egy tűzálló bélésű kipufogócső található, amely a kipufogógázokat egy irányváltó szelepen keresztül a kéménybe vezeti kiürítés céljából. A regenerátoron áthaladó füstgáz felmelegíti a téglát (dámát) az ellenőrző mátrix alján 650 fokra, a mátrix tetején pedig 1320 fokra.
Amikor a déli regenerátor ellenőrzői elérik a kívánt maximális hőmérsékletet, a kemence megfordul. Ez azt jelenti, hogy a tüzelőanyag betáplálást az északi oldalon leállítják és a déli oldalon elindítják a visszaváltó szelep helyzetének megváltoztatásával úgy, hogy az északi kipufogócső nyitva legyen a kémény felé, a déli füstcső pedig a kémény felé zárva és a kémény felé nyitva legyen. égési levegő ellátása, amely felfelé áramolhat a déli regenerátoron, hőt vesz fel, és a déli nyílás égőiből származó tüzelőanyaggal kombinálva biztosítja az égést az olvasztó készülékhez.
A regeneratív kemence időszakosan, általában 15-20 percenként változtatja az égetési irányát, hogy visszanyerje a füstgázokban elveszett hő egy részét, és ezáltal hatékonyabban működjön.

Finomítás
A finomító az olvasztó készülék meghosszabbítása, 13 m x 9,5 m (123,5 m2) területtel. Amikor az összes nyersanyag teljesen megolvadt, az üvegben maradó nagy mennyiségű gáz buborékokat, magvakat vagy hólyagokat képezhet. A finomító célja ezeknek a gáznemű zárványoknak az eltávolítása.

Alakítás
Az üveg finomítása után az olvadt üveg készen áll a kívánt formára alakításra. Ez úgy történik, hogy egy fémrudat, az úgynevezett gyűjtőt, a kemencébe mártják, és a végén összegyűjtenek egy olvadt üvegfoltot. Az üvegmunkás ezután úgy formálja meg az üveget, hogy belefújja a ráncba, és légnyomás segítségével hozza létre a kívánt formát.

Hűtés
Az üveg kialakítása után lassan, néhány óra vagy akár nap alatt szobahőmérsékletre hűtjük. Ezt az izzításnak nevezett folyamatban végzik, amely segít megelőzni az üveg feszültségét azáltal, hogy fokozatosan és egyenletesen hűl le. A kész üveg ezután készen áll a polírozásra, vágásra vagy más igény szerinti befejezésre.