Процес переходу порошкоподібної шихти при нагріванні в скломасу супроводжується складними фізико хімічними перетвореннями і проходить в кілька стадій. Найважливіші з них; сілікатообразованіе, стек- лообразованіе, дегазація (освітлення), гомогенізація і студка скломаси. На першій стадії - сілікатооб- разования - при нагріванні шихти до 800-900 ° С відбувається випаровування вологи шихти, дисоціація вуглекислих і сірчанокислих солей кальцію, магнію і натрію з виділенням газоподібних продуктів (С02, S02 і Н20), взаємодія між компонентами шихти з утворенням силікатів, при цьому з'являється рідка фаза за рахунок плавлення соди і евтектичних сумішей, і шихта перетворюється в спечену масу.
На другій стадії - стеклообразованія - при підвищенні температури до 1150-1200 ° С завершуються реакції силикатообразования, утворюється неоднорідна за складом, пронизана великою кількістю газових бульбашок стекломасса, а не прореагували зерна кварцу, кількість яких досягає 25%, і інші компоненти розчиняються в силикатном розплаві . Процес стеклообразованія протікає в 8-9 разів повільніше, ніж сілікатообразованіе.
На третій стадії - дегазації - при підвищенні температури до 1400-1500 ° С за рахунок зниження в'язкості скломаси до 10 Па-с відбувається її дегазація і освітлення, при цьому встановлюється рівновага між розчиненими газами і стекломассой, а дрібні газові бульбашки перестають бути видимими. Ця стадія найбільш тривала за часом, так як гази з скломаси видаляються повільно.
На четвертій стадії - гомогенізації - відбувається усереднення складу скломаси за рахунок інтенсивного перемішування піднімаються до поверхні бульбашками повітря, що необхідно для вироблення стек- лоізделій. Процес гомогенізації відбувається паралельно з дегазацією, але за часом трохи довше.
На останньому етапі варіння скла - студком скломаси - відбувається рівномірне зниження її температури на 200-300 ° С. Цей етап є підготовчою операцією до вироблення скломаси. При виробленні скла в'язкість скломаси повинна бути не менше 100 Па-с, що відповідає температурі 1150-1200 ° С.
Для варіння скла застосовують печі періодичної дії (горшкові і ванні малої місткості) і безперервної дії (ванні печі з великою продуктивністю). У печах періодичної дії все стадії скловаріння протікають в одному і тому ж робочому обсязі послідовно одна за одною (в різний час), а в ванних печах безперервної дії всі процеси скловаріння відбуваються одночасно, причому кожному з них відповідає певна частина робочого простору печі.
У скляної промисловості широко застосовують ванні печі різних конструкцій і розмірів (6.3), що залежать від складу скла, способу вироблення, продуктивності і ін. За способом передачі теплоти стекломассе розрізняють ванні печі полум'яні з різним напрямком полум'я, електричні і пламен- но-електричні, в яких поєднується верхній полум'яний нагрів з глибинним електропрогріванням скломаси. Застосування електропечей для варіння скла засноване на властивості скломаси при високих температурах (понад 1000-1100 ° С) проводити електричний струм з виділенням тепла.
Ванні печі безперервної дії застосовують для варіння і вироблення листового, сортового, тарного, посудного і іншого скла. Вони обладнані механічними завантажувачами і системами автоматичного контролю і регулювання. Особливостями варіння скла в ванних печах безперервної дії є постійне переміщення шихти і скломаси від завантажувального частини до виработочной, а також варіння скломаси в поверхневих шарах.
Басейни ванних печей можуть бути різноманітними за конструкцією, але в будь-якому басейні є зони завантаження, варіння скла, освітлення, студком і вироблення, в яких підтримується певний температурний режим (6.4). Максимальну температуру (1450- 1500 ° С) стекломасса має на початку зони освітлення, розташованої в середній частині варильного басейну. Регулює режим варіння скла полегшується при поділі басейну печі суцільними або гратчастими перегородками (екранами), загороджувальними човнами і ін. Перегороджують шлях непровареному стекломассе.
Для підтримки постійного рівня скломаси в басейні з метою забезпечення належного режиму харчування виработочной машин і запобігання передчасного руйнування вогнетривкого матеріалу басейну завантаження шихти в ванну піч здійснюється безперервним способом. Після варіння і освітлення стекломасса надходить в студочную частина і далі в виработоч- ні канали, що ведуть до подмашінним камерам. Пересування скломаси в басейнах відбувається в зв'язку з безперервною виробленням скла, різною щільністю провареної і непровареному скломаси, різницею температури по довжині і ширині басейну, що приводить до виникнення конвекційних потоків.
Для варіння листових стекол застосовують, як правило, регенеративні печі безперервної дії великої продуктивності (до 250 т скломаси на добу) з поперечним напрямком полум'я, з поділом між вручений і виработочной частинами загороджувальними човнами. В електричних і полум'яно-електричних печах варіння скла здійснюється також в кілька стадій (як в полум'яних печах), але всі процеси протікають послідовно в вертикальному напрямку, і в результаті сильних конвекційних потоків процес варіння протікає більш інтенсивно. Коефіцієнт корисної дії електричних печей в 3-5 разів вище, ніж полум'яних, внаслідок кращого використання тепла і зменшення теплових втрат, питома знімання скломаси високий - 1200-3000 кг / м2 на добу.