Cam Ocağı

Tencere Fırınları
Pot Fırınlar, fırın ile cam arasında temasın olmadığı, refrakter malzemelerden yapılmış yapılardır. Cam, yüksek sıcaklıklarda cam saldırısına dayanıklı, refrakter malzemelerden yapılmış çeşitli kaplarda eritilir. Kaplar, birkaç saat boyunca eritilen ve 24 veya 18-saatlik bir döngüde çalıştırılan bir parti ile doldurulur. Ortalama bir kap 600-700 kg cam alabilir. Camın elle ve ağızdan üflenerek oluşturulduğu yerlerde pota fırınları kullanılır. Bu sistemin en önemli avantajlarından biri birden fazla cam çeşidinin aynı anda eritilebilmesidir. Bir pot yaklaşık 30 eritme döngüsü için kullanılabilir ve böylece 18 ila 21 ton arasında cam üretilebilir.

Tanklı Fırınlar
Tank Fırınları, otomatik cam şekillendirme makinelerini beslemek için sürekli bir cam akışının gerekli olduğu yerlerde kullanılır. Yakıt kullanımı açısından daha ekonomiktirler ve esas olarak kapların, düz camların, elektrik ampullerinin, boruların ve ev yapımı makine yapımı sofra takımlarının büyük ölçekli üretiminde kullanılırlar. Büyük bir düz cam fırınının kapasitesi 2,000 ton olabilir. Tank fırını, 1500 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda erimiş camın kimyasal atağına dayanabilen çok özel yüksek refrakter malzemeden yapılmış bir banyo ve yanmanın gerçekleştiği bir üst yapıdan oluşur. Hamam yapımında kullanılan refrakter malzemelerin kalitesi o kadar gelişti ki, 30 yıl kadar önce fırının ömrü 2 yılın çok altındayken, şimdi 9 yılın üzerine çıktı.

Rejeneratif Yakma Fırınları
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 ton/gün), çapraz ateşlemeli rejeneratif fırınlar neredeyse her zaman kullanılır. Orta kapasiteli kurulumlar için (günde 100-500 ton), rejeneratif uç portlu fırınlar en yaygın olanıdır.

Doğrudan Ateşlemeli Fırın
Doğrudan ateşlemeli bir fırın herhangi bir ısı eşanjörü kullanmaz. Doğrudan ateşlemeli yanmalı fırınların çoğu, oksitleyici olarak hava yerine oksijen kullanır. Buna genellikle oksi-yakıt eritme denir. Oksi-yakıt eritmenin temel avantajları, artan enerji verimliliği ve azaltılmış nitrojen oksit (NOx) emisyonudur. Havanın uzaklaştırılmasıyla nitrojen uzaklaştırılır, bu da egzoz gazlarının hacmini yaklaşık üçte iki oranında azaltır ve dolayısıyla yanmada kullanılmayan bir gazı ısıtmak için gereken enerjiyi azaltır. Bu aynı zamanda termal NOx oluşumunda da dramatik bir azalmaya neden olur. Ancak oksijen yanması için tasarlanan fırınlar, oksijeni ön ısıtmak için ısı geri kazanım sistemlerini kullanamaz. Başlangıçta, %100 oksi-yakıt kullanan fırınlar öncelikle daha küçük eriticilerde kullanılıyordu (<100 tons per day), but there is a movement toward using oxy-fuel in larger, float glass plants.

Elektrikli fırın
Bir elektrikli fırın, akım erimiş camdan geçerken dirençli ısıtma yoluyla camı eritmek için fırının içine yerleştirilen elektrotları kullanır. Bu fırınlar fosil yakıtlı fırınlarla karşılaştırıldığında daha verimlidir, çalıştırılması nispeten kolaydır, sahadaki çevresel performansı daha iyidir ve yeniden inşa maliyetleri daha düşüktür. Ancak fırın çalıştırıldığında fosil yakıtlara ihtiyaç duyulabilir ve bu yakıtlar çalışma ucunda veya ön ocakta ısı sağlamak için kullanılır. Bu fırınlar daha küçük uygulamalarda en yaygın olanıdır çünkü belirli bir boyutta yüksek elektrik maliyeti, artan verimliliği olumsuz etkiler.

Erime
Parti karışımı, partinin yaklaşık 1580 dereceye (2875 derece F) kadar ısıtıldığı eritme fırınına iletilir. Yalıtım, özel hava akışı özellikleri ve yanma havası ısıtması, fırının ihmal edilebilir kirletici emisyonlarla maksimum yakıt verimliliğiyle çalışmasını sağlar. Parti fosil yakıtlar, doğal gaz veya akaryakıt ile eritilir.
Eritme fırını, hem standart hem de özel şekillerdeki refrakter tuğlalardan, destek ve bağlama çeliğinden, izolasyondan, yakıt ateşleme sisteminden, sıcaklık sensörlerinden ve gerekli kontrollerden oluşur. Fırının tasarımı tesisin spesifik tonaj hedeflerini karşılayacak şekilde uyarlanmıştır.
Cam, eriticiden bel bölgesine doğru akar ve burada karıştırıcılar camı çalışma ucuna kadar homojenleştirir. Bel, eriticiyi çalışma ucuna bağlayan, refrakter kaplı bir kanaldır.

Eritici Yanması
Bir fırın, fırının ateşleme döngüsü sırasında oluşan egzoz gazlarında bulunan atık ısıyı depolamak için rejeneratörler kullanır. Atık ısı daha sonra bir sonraki ateşleme döngüsü sırasında yanma havasını önceden ısıtmak için kullanılır ve bu da yakıt ekonomisinde önemli bir iyileşme sağlar.
İlk döngü fırının kuzey tarafından pişirmeyle başlayacak. Yakıt, doğal gaz veya akaryakıt, portların altında bulunan birkaç brülör aracılığıyla fırına verilir. Yakıt eriticiye girdiğinde içinden geçen ve rejeneratör tarafından önceden ısıtılan yanma havasıyla karıştırılır. Yakıt-hava oranı ve her bir brülöre ve porta giden toplam yakıt miktarı çok yakından kontrol edilir. Yakıt hava karışımı eriticiye girdiğinde, yakıt eriticinin yoğun ısısıyla tutuşur ve neredeyse eriticinin tüm genişliğini uzatacak sürekli bir alev gelişir. Yanma egzoz gazları, eriticinin Güney tarafındaki portlardan geçerek eriticiyi terk eder, 90 derecelik bir dönüş yapar ve Güney rejeneratörden aşağıya doğru akar. Rejeneratörler 11m x 3m alana ve 10m yüksekliğe sahip refrakter yapılardır. Rejeneratörlerin içinde, alttan port seviyesine kadar refrakter tuğlalardan oluşan bir matris istiflenir. Atık gazlar tuğla matrisindeki açıklıklardan geçerken tuğlalar ısı alır. Rejeneratörün alt kısmında, egzoz gazlarını boşaltma için bir ters valf aracılığıyla bacaya yönlendiren, refrakter astarlı bir egzoz bacası bulunur. Rejeneratörden geçen atık gaz, tuğlayı (damalı) kareli matrisin alt kısmında 650 dereceye, matrisin üst kısmında ise 1320 dereceye kadar ısıtır.
Güney rejeneratörünün pulları istenilen maksimum sıcaklığa ulaştığında fırın tersine döner. Bu, Kuzey egzoz bacasının bacaya açık, Güney egzoz bacasının ise bacaya kapalı ve bacaya açık olacak şekilde ters valf konumunun değiştirilmesiyle birlikte yakıt beslemesinin Kuzey tarafında durdurulup Güney tarafında başlatılması anlamına gelir. Güney rejeneratöründen yukarıya doğru akabilen, ısıyı alan ve eriticiye yanmayı sağlamak için Güney limanı brülörlerinden gelen yakıtla birleşen yanma havası beslemesi.
Rejeneratif bir fırın, atık egzoz gazlarında kaybedilen ısının bir kısmının geri kazanılmasını ve dolayısıyla daha verimli çalışmasını sağlamak için, genellikle her 15 ila 20 dakikada bir olmak üzere periyodik olarak ateşleme yönünü değiştirir.

Rafine etme
Arıtıcı, eriticinin 13 m x 9,5 m (123,5 m2) alana sahip bir uzantısıdır. Tüm hammaddeler tamamen eritildiğinde, camda kalan büyük miktardaki gazlar kabarcıklar, tohumlar veya kabarcıklar oluşturabilir. Rafinerinin amacı bu gaz halindeki kalıntıları uzaklaştırmaktır.

Şekillendirme
Cam rafine edildikten sonra erimiş cam istenilen şekle getirilmeye hazırdır. Bu, toplama adı verilen metal bir çubuğun fırına batırılması ve ucunda bir erimiş cam bloğunun toplanmasıyla yapılır. Cam işçisi daha sonra istenilen formu oluşturmak için hava basıncını kullanarak topun içine üfleyerek camı şekillendirir.

Soğutma
Cam oluşturulduktan sonra birkaç saat hatta günler boyunca yavaş yavaş oda sıcaklığına soğutulur. Bu, tavlama adı verilen ve camın kademeli ve eşit bir şekilde soğumasını sağlayarak camdaki herhangi bir stresin önlenmesine yardımcı olan bir işlemle yapılır. Bitmiş cam daha sonra cilalanmaya, kesilmeye veya gerektiği gibi başka şekilde bitirilmeye hazırdır.