Klaasiahjud ja klaasitöötlus

Materjalid tööstuslikele ja stuudioklaasi seadmetele

Klaasitöötlusseadmete hulka kuuluvad nii väikesed elektrilised sulatusahjud kui ka pideva töörežiimiga klaasisulatusahjud. Stuudioahi võib koosneda isoleeritud kambrist, tiiglist või sulatuspotist ja järelkuumutusahjust, tööstuslik süsteem aga sulatusvannist, tööosast, eelkoldekanalist, põletipordidest, võlvist, regeneraatoritest või rekuperaatoritest ning lõõmutustunnelist. Neid süsteeme ei saa dimensioneerida üksnes kambri temperatuuri alusel.

Vooderdises kombineeritakse tavaliselt keemiliselt ja mehaaniliselt sobivaid kuumapoolseid tulekindlaid materjale väiksema tihedusega soojusisolatsiooniga. Kokkupuude sulaklaasi, klaasisegu lendosakeste ja kondensaatidega võib olla märksa raskem koormus kui kuumade põlemisgaaside toime. Terviklahendus peab piirama ka soojuskadu ja korpuse temperatuuri ning arvestama paisumise, gaasivoolu, elektriliste vahekauguste ja valmisklaasi saastumisega.

Klaasiahju voodri funktsioonid

Tsirkoonipõhised tulekindlad materjalid pinna kaitsmiseks ja parandamiseks

Tsirkooniumsilikaadil põhinevaid materjale kasutatakse siis, kui sobiva tulekindla pinna vastupidavust tuleb suurendada teatud klaaside, leeliste või sulamaterjalide toimele. Oluline on toote vorm: pinnakate ei ole kandev vooder, parandusmass ei ole üldotstarbeline valamass ja tampimismass vajab piisavat toestust ning tihendamist. Enne kasutamist kontrollige sobivust konkreetse klaasisegu ja ahjutsooni jaoks.

Toote vormi ja paigaldusmeetodi võrdlemiseks tutvuge ka tsirkoonipõhiste tulekindlate materjalide, tulekindlate pinnakatete ja tulekindlate remondimasside laiema valikuga. Väiteid mittemärguva toime või sulaklaasikindluse kohta tuleb kontrollida tegeliku klaasi keemilise koostise, temperatuuri, kokkupuuteaja ja aluspinna alusel.

Tihedad ja isoleerivad tulekindlad ehitusmaterjalid

Tihedal valamassil ja tulekindlal isolatsioontellisel on erinevad funktsioonid. Grade 1600 valamassist saab valmistada mehaaniliselt tugevaid monoliitseid detaile, kuid materjal vajab kontrollitud segamist, paigaldamist, järelhooldust ja kuivkuumutust. Grade 26 tellis on väiksema tiheduse ja soojusjuhtivusega, kuid seda ei tohi ilma kontrollimiseta pidada sobivaks otseseks kokkupuuteks sulaklaasi või suure mehaanilise kulumisega. Mört tuleb valida tellissüsteemi osana ning vuugid peavad vastama ettenähtud geomeetriale.

Väikese soojusmahtuvusega kiudisolatsioon ja eraldusmaterjalid

Kiudmaterjalid vähendavad soojuse salvestumist ning võimaldavad isoleerida vorme, mida on tellistega keeruline katta. Paber on õhuke ja kokkusurutav, matt painduv, plaat jäik ning moodulitest moodustatakse kokkusurutud voodrisüsteem. Need vormid ei ole omavahel asendatavad ja ühtki neist ei tohi käsitleda kandva tulekindla müüritisena.

Arvutage isolatsiooni paksus kogu konstruktsiooni põhjal, kasutades asjakohaste keskmiste temperatuuride soojusjuhtivusandmeid. Arvestage kuumapoolse kihi paksust, vuuke, ankruid, elementide läbiviike, korpust, keskkonnatingimusi ja lubatud välispinna temperatuuri. Kiudtoote maksimaalne klassifikatsioonitemperatuur ei näita ahju soojuskadu ega külmapoolse pinna temperatuuri.

Materjalide valimine klaasitöötlustsooni järgi

Sulatusvanni, sulatuspoti või tiigli tsoon

Sulaklaasiga kokkupuutuvad tulekindlad materjalid vajavad kõige põhjalikumat sobivuse hindamist. Korrosioon võib lahustada voodri koostisosi sulamassi, samal ajal kui erosioon, vuukide väljauhtumine või killunemine võivad tekitada tahkeid defekte. Materjal tuleb valida täpse soodaklaasi, borosilikaatklaasi, pliiklaasi, leelisevaba, värvilise, frittklaasi või muu klaasisegu ning temperatuuri, konvektsiooni, viibeaja ja lubatud saastetaseme järgi.

Sellel lehel esitatud tooted ei moodusta terviklikku tööstusliku klaasisulatusvanni tulekindlat voodrisüsteemi. Kasutage tsirkoonipõhist pinnakatet, krohvimassi või tampimismassi klaasiga kokkupuute tsoonis ainult siis, kui kehtivad tehnilised andmed, representatiivsed korrosioonikatsed ja ahju projekteerija kinnitavad kogu aluspinna ning paigalduse sobivust. Ärge kasutage kiudisolatsiooni, tulekindlat isolatsioontellist ega üldotstarbelist mörti kontrollimata asendusena spetsiaalsetele vanniplokkidele või sulatuspottidele.

Võlv ja pealisehitis

Võlve ja pealisehitisi mõjutavad pideva vedelklaasikontakti asemel peamiselt leek, kuumad gaasid, klaasisegu lendosakesed ja lenduvate ainete kondensaadid. Tiheda tulekindla materjali ja parandusmassi valikut mõjutavad temperatuurigradiendid, leeliseaur, ränidioksiidi- või boraadiühendid, konstruktsioonikoormus ja paisumine. Tsirkoonipõhine parandusmass sobib valitud võlvi- ja pealisehitise parandusteks, kuid parandus peab ühilduma säilitatava ränidioksiid-, alumiiniumoksiid- või tsirkoonipõhise tulekindla materjali ja selle liikumisega.

Põletipordid, järelkuumutusahjud ja tööavad

Pordid ja avad puutuvad kokku suure gaasikiiruse, lokaalse leegilöögi, uste korduva liikumise ja kiirete termotsüklitega. Täpselt määratletud ploki või paranduse jaoks võib sobida tihe valamass või peeneteraline tsirkoonipõhine materjal, mille taga paikneb isolatsioon. Säilitage põleti geomeetria, põlemisõhu liikumisteed ja nõutavad vahekaugused. Sobimatule leegikiirusele või mehaanilisele kontaktile vahetult avatud kiudmatt või -plaat võib erodeeruda ja eraldada prahti.

Lõõmutusahjud ja -tunnelid

Lõõmutusseadmed peavad tagama ühtlase ja juhitava jahutuse ettenähtud lõõmutusvahemikus. Väikese soojusmahtuvusega plaadid, matid, moodulid või tulekindlad isolatsioontellised võivad vähendada salvestunud soojuse hulka, kuid olulised on ka voodri vuugid, uksetihendid, elementide paigutus, õhuringlus ja reguleerimistsoonide ühtlus. Isolatsiooni täiustamine võib muuta kuumenemis- ja jahtumiskiirust ning regulaatori reageerimist, mistõttu võib põletus- või lõõmutusgraafik vajada uuesti seadistamist.

Sulatamis-, koolutamis- ja emailimisahjud

Stuudio- ja tootmisahjud, mida kasutatakse klaasi sulatamiseks, valamiseks, koolutamiseks või emailimiseks, vajavad puhast ja stabiilset sisekeskkonda ning kontrollitud temperatuurigradiente. Valige paber, plaat või tellis toestuse, kokkupuute ja põletustemperatuuri järgi. Kui kiudpaberit soovitakse kasutada ahjuriiuli eralduskihina, kontrollige konkreetse toote, klaasi ja põletusgraafiku ühilduvust ning veenduge, et lahtised kiud või sideainejäägid ei jätaks tootele jälgi. Ärge eeldage, et iga isolatsioonipaber sobib korduskasutatava ahjuriiuli kaitsekihi asenduseks.

Elektrilised kütteelemendid ja läbiviigud

Elementide sooned, klemmide läbiviigud ja termopaariavad vajavad lisaks kuumakindlusele ka nõuetekohaseid elektrilisi vahekaugusi. Zircon Rapid on ette nähtud kütteelementide kinnitamiseks keraamilistesse plokkidesse, kuid seadme tootja peab heaks kiitma materjali, paigaldussügavuse ja mõju elemendi temperatuurile. Ärge fikseerige elemente jäigalt kohtades, kus soojuspaisumine nõuab liikumisruumi, ning hoidke elektrit juhtivad saasteained klemmidest eemal.

Tagumine isolatsioon ja teraskorpus

Matid, plaadid, moodulid ja tulekindlad isolatsioontellised võivad vähendada korpuse temperatuuri, kui neid kaitseb sobiv kuumapoolne kiht. Projekteerige vuugid ja läbiviigud nii, et ei tekiks otseseid soojussildu. Kiudmaterjali kokkutõmbumine, kokkusurutud vuugid, valesti paigutatud kihid või purunenud ankrud võivad põhjustada lokaalseid kuumkohti ka siis, kui isolatsiooni nimipaksus ei ole muutunud.

Klaasi keemiline koostis, tulekindla materjali korrosioon ja tootekvaliteet

Kõik klaasid ei tekita ühesugust keemilist koormust. Sooda ja muud leelised, booriühendid, pliioksiidid, värvained, selitusained, ringlusse võetud klaasimurd ja saasteained võivad muuta tulekindla materjali korrosiooni, märgumist ja lendumist. Ahju atmosfäär ja redokstingimused võivad mõjutada nii sulamassi kui ka voodrit. Ühe klaasikoostisega hästi toimiv materjal võib teise koostise korral klaasi saastada või kiiresti korrodeeruda.

Tulekindla voodri kulumine võib põhjustada valmisklaasis kivikesi, vööte, mulle, värvimuutusi või muid defekte. Kui kvaliteet on kriitilise tähtsusega, võrrelge keemilist analüüsi, mineraloogiat, näivpoorsust, mahumassi, korrosioonikatsete tulemusi ja lisandite piirväärtusi, sealhulgas raua ning teiste värvust mõjutavate ainete sisaldust. Hinnake peale põhilise tulekindla materjali ka vuuke, pinnakatteid ja parandusmasside sideaineid.

Temperatuuriklassid ja kasutustingimused

Tähistus 1200 °C, 1260 °C, 1430 °C, 1600 °C või 1750 °C ei tähenda automaatselt, et toode sobib pidevaks kasutamiseks sellel temperatuuril. Avaldatud väärtust tuleb tõlgendada koos kehtivate tehniliste andmete, püsiva joonmuutuse või kokkutõmbumise, koormuse, atmosfääri, kokkupuuteaja ja paigaldusmeetodiga. Kuumapoolse pinna temperatuur võib termopaari näidust oluliselt erineda, eriti põletite või elektriliste kütteelementide läheduses.

Kiudsüsteemide puhul eristage klassifikatsioonitemperatuuri soovituslikust pideva kasutuse temperatuurist. Tihedate tulekindlate materjalide puhul arvestage koormustulekindlust, roomet, korrosiooni ja termotsükleid. Pinnakatete ja paranduste aluspind või nakkeühendus võib puruneda tsirkoontäitematerjali nimitemperatuurist madalamal temperatuuril.

Paigaldamine, järelhooldus ja kontrollitud kuumutamine

Enne lammutamist dokumenteerige algse voodri kihid, mõõtmed, elementide asukohad, põletiavad, paisumisvuugid ja juhtimisandurite asukohad. Eemaldage lahtine või saastunud materjal kuni tugeva piirpinnani ning uurige enne lokaalset parandust korrosiooni, klaasi sissetungimist ja ankrute purunemist.

Valmistage iga aluspind ette täpselt nõuete kohaselt. Pinnakatted vajavad puhast ja sobivat pinda ning kontrollitud märgkihi paksust; tampimismassid vajavad toestust ja tihendamist; valamassid täpset veekogust, paigaldamist ja vibratsiooniga tihendamist; tellismüüritis kontrollitud vuuke. Toodete omavaheline segamine, liigse vee lisamine või õhukese pinnakatte kandmine liikuvatele pragudele võib kasutusiga lühendada.

Vett sisaldavad valamassid, mördid ja parandusmaterjalid vajavad järelhooldust ning kontrollitud kuivatus- või põletusgraafikut. Liiga kiire kuumutamine võib tekitada aururõhu ja purustava killunemise. Kiudtooted, eriti paberid ja plaadid, võivad sisaldada orgaanilisi sideaineid, millest eraldub esmakordsel kuumutamisel aure. Tagage ventilatsioon ning järgige kehtivaid toote- ja seadmejuhiseid; ärge käsitage toatemperatuuril kivistumise aega loana alustada kohe täistemperatuuril kasutamist.

Kontroll ja hooldus

• Kontrollige klaasiga kokkupuutuvaid alasid: otsige väljauhtumist, lohkkorrosiooni, sügavaid uurdeid, avatud vuuke, klaasi sissetungimist ning sulamassi värvuse või defektide sageduse muutusi.
• Kontrollige võlve ja porte: tuvastage killunemine, nihkunud plokid, sadestiste põhjustatud kahjustused, leegierosioon ja liikumine paisumisvuukide ümber.
• Jälgige korpuse temperatuuri muutust: võrrelge mõõtmisi samaväärsetes töötingimustes ning uurige uusi või suurenevaid kuumkohti.
• Kontrollige pinnakatteid: dokumenteerige koorumine, õhenemine, pragunemine, mullitamine ning kadu vuukides või suure voolukiirusega aladel.
• Hinnake kiudvoodreid: tuvastage kokkutõmbumispraod, erosioon, lahtised kinnitused, kahjustatud plaadid ja paljastunud teraskonstruktsioonid.
• Kontrollige elemente ja juhtseadmeid: vaadake üle elementide toestus, klemmide seisukord, termopaari asend ning kuumutusjaotuse muutused.
• Dokumenteerige iga parandus: säilitage andmed tootepartii, asukoha, ettevalmistuse, paksuse, järelhoolduse, kuumutusgraafiku ja hilisemate kontrollide kohta.

Lokaalne parandus sobib ainult siis, kui säilitatav vooder on heas seisukorras ja kahjustuse põhjus on teada. Korduvad rikked, klaasi sügav sissetungimine, ulatuslik korrosioon, konstruktsiooni liikumine või protsessi kvaliteedi muutumine võivad nõuda projekteeritud osalist asendamist või ahju täielikku ümberehitamist.

Ohutu töö klaasiahjude ja kiudvoodrite juures

Enne ahju hooldamist eraldage kütuse-, elektri-, pneumaatiline, hüdrauliline ja mehaaniline energia. Laske seadmel piisavalt jahtuda ning hinnake suletud ruumide, hapnikupuuduse, klaasijääkide, ebastabiilse tulekindla materjali ja salvestunud soojusenergia ohtu. Kuum klaas ja pealtnäha jahtunud tulekindel materjal võivad säilitada ohtlikku kuumust pikka aega.

Hinnake kokkupuudet klaasisegu tolmu, sissehingatava kristallilise ränidioksiidi, tulekindla materjali tolmu, kiudude, sideainete ning protsessis kasutatavate plii-, boori-, arseeni-, seleeni-, metallioksiidi- ja muude ohtlike koostisosadega. Vaadake läbi kehtivad ohutuskaardid ning rakendage asjakohaseid COSHH või ainepõhiseid ohjemeetmeid. Kasutage sobivat kohtäratõmmet, kontrollitud lõikamis- ja puhastusmeetodeid ning tööülesande järgi valitud hingamis-, silma- ja nahakaitsevahendeid. Ärge pühkige kiude või ränidioksiidi sisaldavat prahti kuivalt, kui on võimalik kasutada vähem tolmu tekitavat meetodit.

Korduma kippuvad küsimused

Kas klaasiahjudes ja keraamikapõletusahjudes võib kasutada sama tulekindlat materjali?

Mõnikord, kuid kokkupuude klaasiga põhjustab teistsugust korrosiooni- ja saastumiskoormust. Keraamikapõletusahju kuumade gaaside jaoks sobiv toode võib sulaklaasis lahustuda, tekitada defekte või põhjustada klaasiahju vuukide lagunemist. Kontrollige klaasi koostist ja täpset kasutustsooni.

Milline tulekindel materjal sobib klaasiahju kõige paremini?

Universaalselt parimat materjali ei ole. Sulatusvannil, võlvil, portidel, tööosal, eelkoldekanalil ja tagumistel kihtidel on erinevad ülesanded. Valige terviksüsteem klaasi keemilise koostise, temperatuuri, korrosiooni, koormuse, gaasivoolu, paisumise ja toote lubatud saastetaseme järgi.

Miks kasutatakse klaasitöötluses tsirkoonipõhiseid tulekindlaid materjale?

Tsirkoonipõhised materjalid võivad tagada hea vastupidavuse teatud sulaklaaside ja leeliste toimele. Toimivus sõltub siiski tsirkoonisisaldusest, sideainest, poorsusest, aluspinnast, temperatuurist ja klaasi koostisest, mistõttu üldnimetus üksi ei tõenda sobivust.

Kas tsirkoonipõhist pinnakatet võib kasutada vahetus kokkupuutes sulaklaasiga?

Tootevalikus on sulaklaasiga kokkupuuteks mõeldud pinnakatteid, kuid heakskiit peab põhinema kehtivatel tehnilistel andmetel ja representatiivsetel sobivuskatsetel. Õhuke pinnakate ei kompenseeri sobimatut, pragunenud või liikuvat aluspinda.

Mille poolest erinevad tsirkoonipõhine pinnakate, parandusmass, tampimismass ja Coil-krohvimass?

Pinnakate moodustab õhukese pinnakihi. Parandusmass on poolkuiv materjal lokaalseteks parandusteks. Tampimismass paigaldatakse ja tihendatakse tampimise teel. Coil-krohvimass on peeneteraline veega segatav tulekindel materjal täpsete detailide jaoks. Valige toode geomeetria, kihi paksuse, toestuse ja paigaldusmeetodi järgi.

Kas Zircon Rapid sobib klaasiahju üldiseks parandamiseks?

See on kiiresti kivistuv kahekomponentne toode, mis on ette nähtud täppisvalu vormkestade parandamiseks ja kütteelementide kinnitamiseks. Kasutage seda klaasiseadmetes ainult täpselt määratletud ja tootja heakskiidetud detaili jaoks; seda ei tohi käsitada sulatusvanni, võlvi ega suure pinna üldise parandusmaterjalina.

Kas temperatuuriklass 1750 °C tähendab, et ahju võib käitada temperatuuril 1750 °C?

Ei. Klassifikatsioon näitab materjali piirväärtust ettenähtud tingimustes, mitte heakskiitu ahju töötemperatuurile. Klaasikorrosioon, koormus, aluspinna liikumine, lokaalne soojusvoog ja termotsüklid võivad piirata ohutu kasutustemperatuuri märksa madalamale tasemele.

Kas tulekindel isolatsioontellis võib sulaklaasiga kokku puutuda?

Seda ei tohi eeldada. Kontrollitud poorsus tagab isolatsiooni, kuid võib soodustada ka klaasi sissetungimist ja kiiret kahjustumist. Kasutage seda klaasiga kokkupuutuva kuumapoolse kihina ainult siis, kui tootja ja ahju projekteerija esitavad konkreetsed sobivusandmed.

Kas valatavat tulekindlat massi Grade 1600 võib kasutada klaasisulatusvannis?

Selle temperatuuriklass ja väikese rauasisalduse kirjeldus ei tõenda pikaajalist sobivust sulatusvannis. Hankige asjaomase klaasi kohta koostise, poorsuse ja korrosiooni andmed. Materjal võib paremini sobida valitud põletiplokkide, vormdetailide või klaasiga mittekokkupuutuvate paranduste jaoks.

Kas keraamilisest kiust isolatsioonimati võib jätta järelkuumutusahju sees katmata?

Ainult siis, kui materjaliklassi, kinnitussüsteemi, pinnatöötluse ja konstruktsiooni sobivus leegilöögi, gaasi kiiruse, temperatuuri ning mehaanilise kontakti jaoks on tõendatud. Muul juhul kasutage sobivat kaitsvat kuumapoolset kihti või jäigastatud süsteemi.

Kas valida 1260 °C või 1430 °C kiudisolatsioon?

Kasutage arvutatud kihtidevahelisi temperatuure ja tootja soovitatud pideva kasutuse andmeid, arvestades kokkutõmbumist, kuumkohti, atmosfääri ja vananemist. Üksnes kõrgema klassifikatsioonitemperatuuri valimine ei lahenda kinnituste ega erosiooniga seotud piiranguid.

Milleks kasutatakse klaasiahjus kiudpaberit?

Seda võib kasutada õhukese termilise eralduskihi, tihendi, paisumisvaru või heakskiidetud ahjuriiuli eralduskihina. Kontrollige, kas tegemist on biolahustuva või tavapärase keraamilise kiuga, samuti materjali paksust, sideaine käitumist ja seda, kas materjal võib klaasiga jälgi jätmata kokku puutuda.

Kas kiudisolatsioon võib parandada lõõmutusahju energiatõhusust?

Õigesti projekteeritud süsteem võib vähendada soojuse salvestumist ja ülekannet. Samas võib see muuta kuumenemis- ja jahtumisreaktsiooni, mistõttu tuleb pärast voodri muutmist kontrollida temperatuuri ühtlust, regulaatori seadistust ja kehtivat lõõmutusgraafikut.

Millist mörti tuleks kasutada Grade 26 tulekindlate isolatsioontellistega?

Vitset 45 on nimetatud sobiva kõrgtemperatuurse mördina, kuid kontrollige ettenähtud vuugi paksust, kokkupuutetingimusi ja klaasikontakti. Mördivuuke ei tohi kasutada telliste ebatäpse sobivuse või liigse liikumise parandamiseks.

Miks on kontrollitud kuivkuumutus vajalik?

Valamassid, mördid ja märjad parandusmaterjalid sisaldavad vett. Kiire kuumutamine võib muuta selle voodri sees rõhu all olevaks auruks ning põhjustada pragunemist või plahvatuslikku killunemist. Kasutage tootele ja kihi paksusele vastavat järelhooldus- ja kuumutusgraafikut.

Kas klaasiahju saab parandada kuumalt?

Ainult pädevalt koostatud ja projekteeritud kuumparanduse protseduuri järgi, kasutades temperatuuri, juurdepääsu ja tsooni jaoks heakskiidetud materjali. Toote kirjelduses esitatud kuumparanduse võimalus ei asenda energiaallikate eraldamise kavandamist, kuumakaitset, konstruktsiooni hindamist ega objekti ohutusmeetmeid.

Kuidas võib tulekindla voodri kulumine mõjutada klaasi kvaliteeti?

Lahustunud tulekindel materjal võib muuta klaasi värvust või keemilist koostist, samal ajal kui tükid ja reaktsioonisaadused võivad moodustada kivikesi, vööte, mulle või inklusioone. Jälgige voodri seisukorda koos defektide asukoha ja sageduse, klaasi koostise ning töörežiimi muutustega.

Millal tuleks klaasiahju vooder parandamise asemel uuesti ehitada?

Kaaluge osalist või täielikku ümberehitamist, kui korrosioon on ulatuslik, klaas on tunginud sügavale, konstruktsiooni geomeetria on muutunud, võlvid või ankrud on ohtlikud, kuumkohad suurenevad või korduvad parandused ei taga enam stabiilset tööd ega tootekvaliteeti.