فعل و انفعالات انجام گرفته در کوره شیشه فلوت (بخش اول)

فعل و انفعالات انجام گرفته در کوره را می‌­توان به 4 دسته تقسیم کرد.

در ادامه به معرفی هر یک از عملیات‌های بالا­ خواهیم پرداخت.

ذوب (Melting)

ناحیه ذوب، منطقه‌های از کوره است که بعد از قسمت داگ هاوس واقع شده است.

لازم به ذکر است که داگ هاوس بخشی از کوره به عرض 6/12 متر و طول 3/2 است که در این ناحیه مواد بر روی سطح حوضچه مذاب به صورت قالیچه­ای پخش می­‌شوند. در واقع داگ هاوس همان بخش ورود مواد اولیه است. عرض ناحیه ذوب 6/12 متر و طول آن 75/28 متر است­. ناحیه ذوب در واقع ناحیه­‌های است که در آن جامد در اثر گرمای دریافتی حاصل از احتراق سوخت در مشعل‌­ها، تغییر حالت داده و به مایع تبدیل می‌­شود­. در واقع می‌­توان گفت که ناحیه ذوب، منطقه‌ه­ای است که باید تمام مواد جامد به مذاب تبدیل شوند. در نظر اول ممکن است این تغییر حالت از جامد به مذاب یک فرآیند فیزیکی به نظر برسد اما آنچه مسلم است در جریان این تغییر حالت واکنش‌­های شیمیایی مختلفی نیز انجام می‌­شود. بنابراین می­‌توان فرایند ذوب مواد اولیه را یک فرآیند فیزیکی، شیمیایی و شیمی- فیزیکی در نظر گرفت. مذاب شیشه شامل مجموعه­‌های از اکسیدهای مختلف است که در جریان سرد شدن و شکل­دهی به صورت ساختار آمورف تبدیل می‌­شوند­. با توجه به تغییر حالت مواد از جامد به مذاب، بالاترین دمای کاری کوره در این منطقه قرار دارد. ماکزیمم دمای کوره باید در محدوده‌ای قرار گیرد که به نسوزهای کوره آسیبی وارد نکند.

ناحیه ذوب خود به دو قسمت بلانکت و فلاکس تقسیم می‌­شود­.

ناحیه بلانکت به طولی از منطقه ذوب گفته می‌­شود که در آن واکنش­های اولیه انجام می‌­شود. این واکنش­ها شامل تبخیر آب همراه با مواد، تجزیه کربنات‌­ها و همچنین انحلال اولیه سیلیس می­‌شود. ناحیه فلاکس ناحیه ایست که در آن تجزیه سالت کیک (سولفات سدیم)، انحلال و تجزیه باقیمانده ذرات سیلیس و تا حدودی عمل تصفیه انجام می‌­شود. فلاکس معمولاً شیشه حبابدار است و اغلب فوم یا کف نامیده می‌شود. زمانی که دمای سطح شیشه از دمای تجزیه سولفات سدیم که حدوداً 1440 درجه سانتیگراد است تجاوز کند، فلاکس شکل می­‌گیرد. طول نلحیه فلاکس از طول ناحیه بلانکت کوتاه­تر است. افزایش دمای شیشه در ناحیه فلاکس باعث می‌­شود مقدار SO₃ اضافی موجود در مذاب که از مقدار تعادلی آن بیشتر است، جوشیده و خارج شود. بنابراین دمای بالاتر فلاکس مساوی است با مقدار SO₃  باقیمانده کمتر، در مذاب.

همانطور که قبلاً نیز گفته شد، فلاکس شیشه حبابدار است و باید به منظور تأمین کیفیت شیشه تولیدی، در منطقه شعله‌­دار شفاف شود.

دو مکانسیم اصلی برای شفاف سازی شیشه در ناحیه فلاکس وجود دارد که هر دو وابسته به حضور شعله در این ناحیه هستند.

1-  با توجه به حضور شعله در این ناحیه، دمای مذاب افزایش می­‌یابد و در نتیجه حباب­‌های موجود در مذاب منبسط شده و بزرگتر می‌شوند. در نتیجه رشد حباب‌ها، حباب‌های بزرگ شده به سمت سطح مذاب حرکت می‌کنند و پوسته آن نازکتر شده و در نهایت می‌ترکند.

2- کربن یا ذرات دوده در شعله بر روی سطح حباب نشسته و جذب حباب شده و باعث ترکیدن حباب می‌­شود.

آخرین مکانیسم از اهمیت زیادی برخوردار است و از این رو تنظیمات شعله در خط فلاکس (خط کف) بسیار حیاتی است. اهمیت این موضوع در مورد مشعل های گازی بیشتر است، چون از مشعل‌های با نازل‌های بزرگ برای ایجاد شعله­‌های با طول بیشتر و درخشندگی بالاتر استفاده می­‌شود.

در واقع می‌توان عملیات ذوب بچ را ترکیبی از فرآیندهای زیر دانست.

ذوب­: برخی از مواد نظیر کربنات سدیم و سولفات سدیم در اثر گرما به مذاب تبدیل می­‌شوند.

تجزیه­: عموماً کربنات­‌هایی نظیر دولومیت و سنگ آهک در اثر گرما تجزیه می­‌شوند و به اکسید کلسیم و منیزیم و گاز CO₂ تبدیل می­‌شوند.

واکنش­: ترکیب شدن و واکنش دادن سیلیس با کربنات سدیم نمونه­ای از این واکنش‌ها می‌­باشد.

انحلال­: در واقع بیان­گر حل شدن سیلیس در مذاب موجود می‌باشد­.

در ابتدای ناحیه ذوب که دما نسبت به سایر نقاط ناحیه کمتر بوده و در محدوده 700-600 درجه سانتیگراد قرار دارد، کربنات­ها شروع به تجزیه شدن می‌کنند. به عبارتی در این دما دولومیت (کربنات مینزیم) و سنگ آهک (کربنات کلسیم) تجزیه می‌شوند که واکنش تجزیه آن­ها به صورت زیر می‌باشد.

در همین محدوده دمایی، سیلیس با کربنات سدیم (سودااش) شروع به واکنش می‌کند. توجه به این نکته ضروری است که در این دما هنوز واکنش در فاز جامد اتفاق می‌افتد و فاز مایعی شکل نگرفته است. واکنش انجام شده بین سیلیس و کربنات سدیم به صورت زیر می‌­باشد.

مابین دمای 850 تا 900 درجه سانتیگراد، سودااش و سالت کیک ذوب می‌شوند و واکنش سیلیس با کربنات سدیم سریع­تر انجام می‌شود. در این دما واکنش مابین سیلیس و کربنات در فاز جامد اتفاق می‌افتد و فاز مایع شکل می‌گیرد.

در دمای 900 درجه سانتیگراد تجزیه کربنات منیزیم تقریباً کامل می‌­شود و MgO و CaO بدست آمده، با سیلیس و کربنات سدیم واکنش می‌­دهند که این واکنش‌ها به صورت زیر می‌باشد­.

در دمای 950 درجه سانتیگراد، تجزیه کربنات کلسیم نیز با بالاترین سرعت انجام می‌­شود و تا دمای 1050 درجه سانتیگراد، تجزیه آن تقریباً کامل می‌­شود. در دمای بالاتر و تقریباً مابین 1600-1500 درجه سانتیگراد، کل سیلیس ذوب شده و تمام مواد به حالت مذاب تبدیل می‌­شود. لازم بذکر است که ماکزیمم دمای عملیاتی در هر قسمت به مقدار بار ورودی کوره نیز بستگی دارد. نکته قابل توجه در رابطه با کوره این است که، دمای کوره نباید از حدوداً 1700 درجه سانتیگراد تجاوز کند، چون در دمای 1710 درجه سانتیگراد سیلیس ذوب می‌­شود و با توجه به این نکته که جزء غالب نسوزهای کوره از جنس سیلیس است در این دما آجرهای نسوز ذوب شده و کوره آسیب می‌بیند.

توجه به این نکته ضروری است که بعضی از واکنش­های ناخواسته و نامناسب نیز در حین عمل ذوب در محدوده دماهای مختلف ممکن است اتفاق بیفتد که می­‌توان به واکنش­‌های زیر اشاره کرد.

محصولات این واکنش­ها گازی شکل هستند که می­تواند منجر به بروز حباب در مذاب شیشه شود. و از این جهت ناخواسته و نامناسب هستند.

جزء غالب گاز موجود در فضای کوره، بخارآب، N₂ و CO₂ می­باشد که یا بصورت حباب گازی شکل در مذاب وجود دارد و یا بصورت گاز حاصل از احتراق در اتمسفر کوره موجود است. جالب است بدانیم، برای تولید یک کیلوگرم شیشه حدوداً یک متر مکعب گاز در دمای 1500 درجه سانتیگراد تولید می­شود. 17% وزن بچ خشک را گاز CO₂ ، و تقریباً 4 %  بچ را رطوبت تشکیل می­دهد.

از آنجایی که تنوع مواد کربناتی در مواد اولیه تشکیل دهنده شیشه زیاد است (مانند کربنات سدیم، دولومیت، سنگ آهک)، بنابراین حباب­های موجود در مذاب کوره اغلب ناشی از گاز CO₂ بدست آمده از تجزیه مواد کربناتی است، که بایستی در ناحیه تصفیه حذف گردد.

برای داشتن عملیات ذوب موفق بایستی به نکات ذیل توجه کرد.

1- شارژ بچ، یکی از عوامل مهم در فرایند ذوب است و بر میزان ذوب بچ مخلوط شده، موقعیت ناحیه ذوب، نوسان دمای ذوب، پایداری سطح مذاب شیشه و خط کف و همچنین بر خوب یا بد بودن ذوب و در نهایت بر روی کیفیت و کمیت تولید اثرگذار است.  بنابراین سرعت ورود مواد به داخل کوره، در داشتن ذوب موفق و  با بازدهی بالا بسیار مؤثر است. محدودیت های طراحی و محدودیت های عملیاتی کوره، اجازه ورود مواد با هر سرعت و شدتی را به داخل کوره نخواهد داد و  بایستی توان ذوب کوره برای ایجاد مذاب با کیفیت در منطقه ذوب را نیز در نظر گرفت. از این رو می­توان بهترین سرعت ورود مواد به داخل کوره را حدوداً 5 تا 6 تن در روز به ازای هر مترمربع در نظر گرفت. همچنین بایستی شدت ورود مواد به داخل کوره با ثبات و  پایدار باشد تا نظم عملیاتی شکل گرفته در کوره تا حد ممکن ثابت بماند.

2- یکی از عوامل بسیار مؤثر در داشتن ذوب موفق پخش یکپارچه و مناسب مواد بر روی حوضچه مذاب است. به عبارت دیگر باید از انباشتگی مواد بر روی یکدیگر در ورودی کوره جلوگیری کرد. اولین ناحیه بعد از ورود بچ ناحیه تشکیل بلانکت است. ضخامت مواد پخش شده برروی حوضچه مذاب در ناحیه بلانکت می­بایست تا حد امکان نازک و به­ طور عادی کمتر از 100 میلیمتر باشد. مواد در ناحیه تشکیل بلانکت باید به میزان کافی سطح حوضچه مذاب را پوشش دهند تا تابش گرمایی بیشتری دریافت کنند و  به این ترتیب فرایند ذوب بهبود یابد. ضخامت بلانکت می بایست در وسط ضخیم­تر از لبه باشد.

 شارژ مناسب و  با کیفیت مواد به داخل کوره، اصطلاحاً Good Logging گفته می­شود. یکی از موارد مهم در رابطه با کوره استفاده از سیستم بابلرها در منطقه ذوب کوره است. تجهیزات حباب­زنی کف مخزن در نوار داغ کوره (Hot Spot) قرار دارند. سیستم حباب­زن با پخش حباب در مذاب، باعث هم­زدن مذاب شیشه می­شود. با این عمل جریان کنوکسیون در مذاب شیشه تقویت شده و دمای مذاب شیشه در کوره، خصوصاً دمای مذاب شیشه در کف مخزن ذوب افزایش می­یابد. استفاده از این سیستم همگن سازی

فیزیکی و شیمیایی مذاب شیشه را بهبود می­بخشد. این امر برای تولید شیشه رنگی کاملاً مشهود است و زمان تغییر رنگ را کاهش می­دهد.

تصفیه

بعد از ذوب مواد اولیه نوبت به حذف حباب‌های موجود در مذاب شیشه می‌­شود، که به این عمل تصفیه یا حباب‌­زدایی می‌گویند. به ناحی‌ه­ای از کوره به طول 5/16 متر و به عرض 60/12 متر که بعد از ناحیه ذوب قرار گرفته است، ناحیه تصفیه گفته می­‌شود.

تصفیه فرایندی است برای حذف حباب‌های گاز از مذاب، که بوسیله رشد حباب­‌ها و تجمع و بهم پیوستن آنها و حرکت به سمت بالا، و با جذب سطحی آنها، مادامی که شیشه سرد می­‌شود، انجام می­‌گیرد. توجه به این نکته ضروری است که بخشی از عملیات تصفیه در ناحیه فلاکس منطقه ذوب انجام گرفته، و مابقی حباب‌ها بایستی در منطقه تصفیه، حذف گردند.

عواملی که باعث تصفیه مذاب و حذف حباب­ها می­شوند عبارتند از­:

1- رشد حباب‌های در حال حرکت نفوذی، که منجر به بالا آمدن آنها به سمت سطح و ترکیدن آن­ها می‌­شود. (بیشتر در مورد حباب‌­های بزرگ صادق است.)

2- جمع­‌شدگی حباب­های ریز که در نزدیکی یکدیگر وجود دارند و تشکیل حباب بزرگتر. حرکت حباب­ بزرگ به سمت سطح باعث حذف حباب‌های ریز می‌شود.

3- رشد و حرکت حباب‌های بزرگ به سمت سطح باعث جذب حباب‌های زیر موجود در مسیر می‌شود و در نتیجه از میزان حباب‌های موجود در مذاب کاسته می‌­شود.

4- تجمع حباب­ها در یک منطقه باعث حرکت آنها در اثر نیروی ویسکوز به سمت سطح می­‌شود.

یکی از راهکارهای رایج برای بهبود فرایند تصفیه مذاب، استفاده از ترکیباتی تحت عنوان کف­زدا یا تصفیه کننده در مخلوط مواد اولیه مورد استفاده در بچ شیشه می­باشد. این ترکیبات با افزایش سایز حباب­ها در طول مراحل بعدی ذوب ، باعث ترکیدن حباب­ها و مانع از بروز کف می­شوند. در تولید شیشه فلوت، سولفات سدیم (Na₂CO₃) به عنوان عامل تصفیه کننده یا کف­زدا مورد استفاده قرار می­گیرد. شیشه مذاب پس از تصفیه تا حدی با گازی که در آن حل شده در تعادل است و در آن لحظه هیچ­گونه حبابی در آن نیست، اما امکان تشکیل حباب در مذاب وجود دارد. وقتی شرایطی که مذاب شیشه در آن قرار دارد تغییر می­کند، مثلاً ترکیبات محیط گازی در کوره عوض می­شود، حباب­ها باز هم در شیشه­ای که قبلاً تصفیه شده بود ظاهر می­شوند. حباب­ها بسیار ریز هستند و ویسکوزیته مذاب شیشه در چنین رنج دمایی نسبتاً بالا است و از بین بردن آن­ها بسیار دشوار است. در نتیجه مقدار زیادی از حباب­ها در مذاب شیشه باقی می­ماند و شیشه تولید شده تعداد زیادی حباب خواهد داشت. به تشکیل این­گونه حباب­ها، حباب ثانویه گفته می­شود. یکی از نکات بسیار مهم در ناحیه تصفیه، توجه به این نکته است که باید در ناحیه تصفیه از باز­جوشش مذاب جلوگیری کرد. بازجوشش فرایندی است که در آن حباب­های گازی جذب شده، دوباره تولید می­شود. معمولاً باز­جوشش در اثر گرمای مجدد مذاب شیشه­ای که سرد شده است، و یا از طریق کاهش شیمیایی نسبی شیشه اکسید شده، اتفاق می­افتد.

فاکتورهای اصلی و مهم در تصفیه، زمان و مخصوصاً دما هستند.

از آنجایی که دما از اهمیت زیادی برخوردار است، بیشتر عملیات انجام گرفته در کوره، معمولاً روی دمای شیشه در ناحیه تصفیه به عنوان یک پارامتر کلیدی متمرکز می­شود. کل مشعل­ها در ناحیه ذوب قرار گرفته و در ناحیه تصفیه هیچ گونه شعله­ای وجود ندارد. در نتیجه طبیعی است که با حذف شعله، که در ناحیه ذوب در تماس با سطح شیشه قرار داشته، دمای مذاب شیشه و همچنین اتمسفر کوره در ناحیه تصفیه کاهش یابد.

عواملی که بر تصفیه تأثیر نامطلوب دارند عبارتند از:

1- دما و ویسکوزیته مذاب شیشه

تأثیر فراوان دما بر نیروی بالا آمدن محتویات گازی به اثبات رسیده است. با افزایش دما، ویسکوزیته کاهش و سیالیت مذاب افزایش می­یابد. در بخش تصفیه، سرعت بالا آمدن حباب­ها بطور واضح کاهش خواهد یافت و به اندازه­ای خواهد رسید که اگر دمای شیشه مذاب پایین­تر از حدی باشد(1430 تا 1370 درجه سانتیگراد)، حباب­ها نمی­توانند از سطح شیشه مذاب فرار کنند. بنابراین، کنترل دما قبل از نک کوره بسیار اهمیت دارد.

2- تأثیر مقدار کشش و دما بر مدت توقف

مدت توقف به معنای زمان مورد نیاز برای حرکت نوار شیشه از میان ناحیه تحت پوشش شعله­ها است که به نیروی کنوکسیون در کوره بستگی دارد. چنین نیرویی با ساختار مخزن ذوب، عمق مخزن، نیروی کشش شیشه و نفوذ انرژی تابشی رابطه معکوس دارد. هنگامی که مقدار کشش افزایش می­یابد، مدت زمان توقف برای بچ زیر شعله و مدت زمان توقف برای ذوب شیشه کاهش می­یابد. در نتیجه، برای کوتاه کردن زمان ذوب و تصفیه، لازم است که دما را افزایش دهیم.

3-  شفافیت شیشه  با افزایش مقدار آهن (Fe₂O₃)، میزان شفافیت کاهش می­یابد و در نتیجه نفوذ انرژی تابشی تحت تأثیر قرار گرفته و نفوذ گرمایی کاهش می­یابد.

بنابراین، دمای مذاب در لایه بالایی(80 تا 150 میلیمتر) نسبتاً بالااست. دمای نسبتاً بالا در این عمق، نیروی مقاوم در برابر بالا آمدن محتویات گازی را کاهش می­دهد. با این حال در زیر لایه بالایی، در مقایسه با مذاب شیشه­ای با مقدار آهن کمتر، دما پایین است. بنابراین توانایی تصفیه کاهش می­‌یابد.

حدفاصل میان شیشه مذاب حبابدار که در واقع همان فلاکس در ناحیه ذوب می­باشد، و شیشه مذاب نسبتاً شفاف که در ناحیه تصفیه بدست می­آید، با خط کف مشخص می­شود و معمولاً در پورت 5 قرار دارد. اگر ناحیه ذوب به دلیل نزدیکی بسیار خط کف به پایانه شارژ، کوچکتر شود، در صورت وجود کشش بالا، دانه­های کواتز که هنوز بطور کامل ذوب نشده­اند از خط کف عبور می­کنند، وارد جریان در حال تشکیل می­شوند و نواقصی مانند وجود ماسه یا قسمت­های ذوب نشده در سطح شیشه مذاب را ایجاد می­کنند. از طرف دیگر، اگر ناحیه ذوب به دلیل دور بودن خط کف از پایانه شارژ وسیع باشد، ناحیه تصفیه و همگن­سازی کوچک می­شود که در کار تصفیه و همگن­سازی اختلال ایجاد می­کند و نواقصی مانند موجدار شدن سطح شیشه مذاب را باعث می­شود. هرچه میزان سیلیس و آلومین در مواد خام بیشتر باشد، ذوب دشوارتر می­شود و خط کف از پایانه شارژ فاصله بیشتری می­گیرد. اگر مقدار کمک ذوب یا کالت در بچ افزایش یابد، خط کف به محل شارژ نزدیکتر می­شود. بالاتر بودن رطوبت در بچ، باعث جذب گرمای بیشتر و در نتیجه دشوار شدن ذوب و دور شدن خط کف از پایانه شارژ می­شود. محل خط کف باید همیشه ثابت باشد. کنترل خط کف به صورت چشمی است و مبنا را عبور نکردن آن از پورت 5 قرار می­دهند.

همگن کردن

به سبب تجهیزات نصب شده در  نک کوره (Neck)،  فرایند همگن­سازی در این قسمت انجام می­شود. در بعضی منابع به نک، ناحیه Waist نیز گفته می­شود. نک، منطقه­ای از کوره است به طول 7 و عرض 8/4 متر  که بعد از ناحیه تصفیه قرار دارد. عرض ناحیه نک از عرض ناحیه ذوب و تصفیه کمتر بوده و عمق آن نیز حدود 20 سانتیمتر کمتر از عمق نواحی ذوب و تصفیه می­باشد. مابین ناحیه ذوب و تصفیه، و نک کوره دیواره j شکلی قرار گرفته که تا نزدیکی سطح مذاب پایین آمده است و فضای ناحیه ذوب و تصفیه را از فضای نک کوره جدا می­کند. به همین دلیل ناحیه نک را یک ناحیه محصور شده می­نامند که برای کنترل جریان مذاب شیشه، خنک کردن مذاب و همچنین به دلیل تجهیزات همگن­سازی نصب شده در آن، برای همگن کردن مذاب شیشه طراحی شده است. به دلیل وجود دیوار j شکل مابین منطقه ذوب نک کوره گاز­های حاصل از احتراق به سمت نک وارد نمی­شوند و  به همین جهت به خودی خود ناحیه نک کوره خنک­تر می­شود. به جهت ذوب کردن مواد اولیه، در منطقه Melting انرژی کافی از طریق احتراق سوخت به کوره تزریق می­شود و در نتیجه دمای مذاب شیشه بالا می­رود. ولی برای شکل­دهی مناسب مذاب بایستی دمای آن پایین آمده و به محدوده مشخصی برسد تا شکل­دهی مناسب، انجام شود. به همین منظور از قسمت نک به بعد با پیش­روی به سمت انتهای کوره دما نیز کم­کم کاهش می­یابد.

تجهیزات بکار رفته در قسمت نک کوره شامل لوله آب غوطه­ور در مذاب شیشه یا اصطلاحاً Waist Pipe، و همزن می­شود. Waist Pipe تأثیر قابل قبولی بر روی جریان مذاب شیشه در قسمت نک دارد و با وجود ساختار ساده عملکرد بسیار مناسبی در کنترل جریان و کاهش جریان بازگشتی از قسمت Working end دارد. هرچه بیشتر فرو بردن لوله آب در  مذاب دارای مزایای عمده­ای از جمله افزایش ظرفیت بار کوره و بهبود کارایی حرارتی خواهد داشت. بهبود کنترل جریان شیشه منجر به حذف واقعی عیوب ناشی از ذوب سیلیس خواهد شد.

با استفاده از این لوله­های خنک کننده آب در قسمت  نک کوره می­توان به اهداف اصلی زیر دست یافت.

 1- کنترل شدت جریان­ها- کند کردن سرعت جریان پیشران در مجرای خروجی قسمت ذوب، برای اینکه شیشه مذاب بتواند به مدت طولانی­تری در ناحیه داغ باقی بماند و تصفیه به خوبی انجام شود. همچنین فلوی برگشتی از قسمت خنک کننده به سمت قسمت ذوب را کاهش دهد.

2- خنک­‌کاری- مخصوصاً سطح شیشه

3- جمع کردن مواد خارجی و برطرف کردن آلودگی­های  ناشی از بچ

4- مؤثر در بازدهی حرارتی

5- ضروری برای شدت کشش بیشتر از کوره

با عبور آب از درون این لوله علاوه بر خنک شدن سطح شیشه در تماس با آن، ساختار خود لوله نیز مدام خنک شده واز خوردگی و دفرمه شدن آن جلوگیری می­شود. همچنین با عبور مذاب شیشه از زیر لوله آب عمل همزدن نیز تاحدی انجام خواهد شد و در نتیجه این کار بچ ذوب نشده، ذرات نسوز جدا شده از کوره و احیاناً سایر مواد خارجی و ذوب نشده­ای که ممکن است در مذاب وجود داشته باشد در این محل جمع می­شود که بایستی به صورت دوره­ای خارج و تمیز گردد.

استفاده از همزن آخرین مرحله همگن سازی مذاب شیشه است. توجه به این نکته ضروری است که در صورت استفاده از بهترین سیستم­های همگن سازی، باز نمی­توان شیشه­ای بدون هیچگونه عیبی تولید کرد و تفاوت فقط در میزان عیوب ظاهر شده در شیشه است. در صنعت شیشه همگن بودن مذاب به کنترل پروسه ذوب مواد وابسته است تا از تولید ریم (Ream) جلوگیری کند. ریم منطقه­ای از شیشه در محصول نهایی است، که دارای ترکیب متفاوتی نسبت به متوسط ترکیب شیشه می­باشد. ترکیب شیشه بر روی ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی آن مؤثر است. دو ویژگی مهم شیشه که تحت تأثیر ترکیب آن می‌­باشد عبارتند از شاخص انکساری و ویسکوزیته. بنابراین همگن سازی مذاب شیشه به جهت تولید شیشه با ویژگی­های استاندارد از اهمیت ویژه­ای برخوردار است.

قبل از شرح عملکرد همزن و اثرات آن، مناسب است تا به بیان علل بوجود آمدن ناهمگنی در شیشه بپردازیم. عوامل مختلف و متفاوتی در ظهور ناهمگنی در مذاب وجود دارد که  از آن جمله می­توان به موارد زیر اشاره کرد.

* محدودیت­های اختلاط

* تفاوت بین بچ‌های مختلف

* تفاوت در منابع تأمین خرده شیشه

* تشکیل کف

* کمبود سودااش

* خوردگی دیواره اطراف

استفاده از همزن در نک کوره برای رسیدن به دو هدف اصلی است.

1-  همگن کردن جریان روبه جلوی مذاب

2-  خنک کردن مذاب از طریق آب در جریان در همزن و از طریق قرار گرفتن همزن در عمق مذاب

نوع قدیمی همزن­های مورد استفاده در کوره های صنعت شیشه دو شانه­ای و نوع جدید آن سه شانه­ای می­باشد. همزن­های مورد استفاده به گونه­ای طراحی شده­اند که آب خنک کننده قابلیت گردش در آن را داشته باشد. در نتیجه چرخش آب در همزن، علاوه بر خنک شدن استراکچر همزن و در نتیجه جلوگیری از خوردگی آن، مذاب در تماس با آن نیز در نتیجه انتقال حرارت کنوکسیونی، خنک شده و در نتیجه باعث بوجود آمدن جریان چرخشی مذاب در اطراف همزن به دلیل اختلاف حرارت بین نواحی مختلف مذاب می­شود و در نتیجه مذاب همگن می­گردد.

موقعیت همزن و لوله آب نسبت به یکدیگر و همچنین موقعیت و زاویه نصب هرکدام از این تجهیزات، بر عملکرد مناسب آنها تأثیرگذار می­باشد. به طور مثال، سطح شیشه باید فقط در بالای سطح شانه­ای همزن باشد. کولر آبی نباید به همزن خیلی نزدیک باشد، زیرا در این صورت بخشی از مذاب از زیر همزن­ها عبور می­کند و در نتیجه مذاب به خوبی همزده نشده وهمگن نمی­شود و احتمال بروز ریم به وجود خواهد آمد.

خنک­کاری وکنترل فشار کوره

کاهش دمای جریان مذاب تا دمای مورد نیاز در کانال، که مناسب برای ورود به حمام قلع و شکل­دهی باشد، در قسمت Working End انجام می­شود. ویسکوزیته مذاب برای شکل­دهی  مناسب و موفق بسیار  با اهمیت است. در دمای بالا، مذاب شیشه دارای ویسکوزیته پایین خواهد بود به ویژه در منطقه همگن­سازی مذاب، کاهش ویسکوزیته بیشتر خواهد بود، بنابراین برای افزایش ویسکوزیته مذاب بایستی دمای آن کاهش یابد و تا حدود دمای 1100درجه سانتیگراد برسد. توجه به این نکته ضروری است که رابطه دما با ویسکوزیته مستقیم می­باشد، یعنی با افزایش دما، ویسکوزیته کاهش و با کاهش دما، ویسکوزیته افزایش می­یابد.   

بطور کلی کاهش حرارت از مذاب به دو طریق انجام می­شود.

1- کاهش ثابت، که در واقع مقدار حرارتی است که از طریق عبور از لوله آب و همزن در قسمت نک و همچنین انتقال حرارت با سازه کوره وآجرنسوز­ها از مذاب دفع می­شود.

2-  کاهش متغیر، که مقدار حرارتی است که از طریق هوای خنک کننده در قسمت Working End از مذاب گرفته می­شود. شدت جریان هوای خنک­کننده یا دمای مذاب در کانال ارتباط مستقیم دارد و با یکدیگر در یک لوپ کنترلی قرار دارند. هرچه دمای مذاب در کانال بالاتر از مقدار تعیین شده برای آن باشد، شدت جریان هوای خنک­کننده در قسمت Working End بیشتر خواهد شد و برعکس.

فشار در قسمت Working End بایستی همواره سنجیده شود تا فشار مثبت در این قسمت همواره تأمین گردد. فشار مثبت خطر یخ زدگی را کاهش می­دهد و لوله ­آب و شکاف­ها و قوس­ها را از خوردگی بیش از حد محافظت می­کند.

بنابراین یکی دیگر از موارد مهم در قسمت Working End کنترل فشار می­باشد.

توجه به این نکته ضروری است که برای عملکرد مناسب کوره و داشتن ذوب موفق و در نتیجه حذف بسیاری از عوامل بوجود آورنده عیب در شیشه، پارامترهای بسیاری دخیل هستند که بایستی همگی به خوبی کنترل شوند، تا با تنظیم شرایط عملکردی مناسب کوره، تولید پایدار و با کیفیت را نیز بدست آورد.