Glavni procesni dejavniki, ki vplivajo na taljenje stekla

Glavni procesni dejavniki, ki vplivajo na taljenje stekla, segajo preko same stopnje taljenja, saj nanje vplivajo pogoji pred cepljenjem, kot so kakovost surovin, obdelava in nadzor nad Cullet, lastnosti goriva, ognjevzdržni materiali peči, tlak v peči, atmosfera in izbira kaznih sredstev. Spodaj je podrobna analiza teh dejavnikov:

Ⅰ. Priprava surovin in nadzor kakovosti

1. Kemična sestava serije

SiO₂ in ognjevzdržne spojine: vsebnost sio₂, al₂o₃, zro₂ in drugih ognjevzdržnih spojin neposredno vpliva na hitrost taljenja. Višja vsebnost poveča potrebno temperaturo taljenja in porabo energije.

Alkalijski kovinski oksidi (npr. Na₂o, li₂o): znižanje temperature taljenja. Li₂o je zaradi majhnega ionskega polmera in visoke elektronegativnosti še posebej učinkovit in lahko izboljša fizikalne lastnosti stekla.

2. Predobdelava serije

Nadzor vlage:

Optimalna vlaga (3%~ 5%): poveča vlaženje in reakcijo, zmanjšuje prah in segregacijo;

Prekomerna vlaga: povzroči tehtanje napak in podaljša čas kazni.

Porazdelitev velikosti delcev:

Prekomerni grobi delci: zmanjša reakcijsko območje stika, podaljša čas taljenja;

Prekomerni drobni delci: vodi do aglomeracije in elektrostatične adsorpcije, kar ovira enakomerno taljenje.

3. Cullet Management

Cullet mora biti čist, brez nečistoč in se ujema z velikostjo delcev svežih surovin, da se izognemo vnosu mehurčkov ali neizmetovanih ostankov.

Ⅱ. Oblikovanje pečiin lastnosti goriva

1. izbira ognjevzdržnega materiala

Visokotemperaturna odpornost na erozijo: na območju stene bazena, dnu peči in drugih območjih, ki pridejo v stik s stekleno tekočino, je treba uporabiti visoke cirkonijeve opeke in elektrofuzirane cirkonijeve opeke (AZ), da bi zmanjšali okvare kamna, ki jih povzroča kemična erozija in skakanje.

Termična stabilnost: Upirajte se nihanje temperature in se izognete ognjevzdržnim drsanjem zaradi toplotnega šoka.

2. Učinkovitost goriva in zgorevanja

Kalorična vrednost goriva in atmosfera zgorevanja (oksidacija/zmanjšanje) se morata ujemati s stekleno sestavo. Na primer:

Zemeljski plin/težko olje: zahteva natančen nadzor razmerja zraka in goriva, da se izognete ostankom sulfida;

Električno taljenje: primerno za visoko natančno taljenje (npr.optično steklo), vendar porabi več energije.

Ⅲ. Optimizacija parametrov taljenja

1. Nadzor temperature

Temperatura taljenja (1450 ~ 1500 ℃): 1 ℃ zvišanje temperature lahko zviša hitrost taljenja za 1%, vendar se ognjevzdržno erozijo podvoji. Ravnotežje med učinkovitostjo in življenjsko dobo opreme je potrebno.

Porazdelitev temperature: Nadzor gradienta v različnih conah peči (taljenje, kaznovanje, hlajenje) je bistvenega pomena, da se izognete lokalnemu pregrevanju ali neporaženih ostankov.

2. atmosfera in pritisk

Oksidiranje atmosfere: spodbuja organsko razgradnjo, vendar lahko okrepi oksidacijo sulfida;

Zmanjšanje vzdušja: zavira obarvanost Fe³+ (za brezbarvno steklo), vendar je treba izogibati odlaganju ogljika;

Stabilnost tlaka v peči: rahel pozitiven tlak (+2 ~ 5 Pa) preprečuje vnos hladnega zraka in zagotavlja odstranjevanje mehurčkov.

3.Fining sredstva in tokovi

Fluoridi (npr. CAF₂): zmanjšati viskoznost taline in pospešiti odstranjevanje mehurčkov;

Nitrati (npr. Nano₃): sprostite kisik za spodbujanje oksidativnega kazna;

Kompozitni tokovi **: npr. Li₂co₃ + Na₂co₃, sinergično nižja temperatura taljenja.

Ⅳ. Dinamično spremljanje procesa taljenja

1. Viskoznost taline in pretočnost

Spremljanje v realnem času z rotacijskimi vizumetri za prilagoditev temperaturnih ali pretočnih razmerij za optimalne pogoje oblikovanja.

2. Učinkovitost odstranjevanja mehurčkov

Opazovanje porazdelitve mehurčkov z rentgenskimi ali slikarskimi tehnikami za optimizacijo odmerjanja sredstva za odstranjevanje kaznih in tlaka peči.

Ⅴ. Skupna vprašanja in strategije za izboljšanje

Zaključek

Taljenje stekla je posledica sinergije med surovinami, opremo in parametri procesov. Zahteva natančno upravljanje zasnove kemične sestave, optimizacije velikosti delcev, nadgradnje ognjevzdržnih materialov in dinamičnega nadzora parametrov procesa. Z znanstveno prilagajanjem tokov, stabilizacijo taljenja (temperatura/tlak/atmosfero) in uporaba učinkovitih tehnik finala je mogoče znatno izboljšati, učinkovitost taljenja in kakovost stekla pa se lahko znatno izboljša, medtem ko se zmanjšajo poraba energije in proizvodnje.