Основните фактори на процеса, влияещи върху топенето на стъклото

Основните фактори на процеса, влияещи върху топенето на стъклото, се простират отвъд самия етап на топене, тъй като те се влияят от условия на предварително разтопяване, като качество на суровините, обработка и контрол на копчетата, свойства на гориво, огнеупорни материали на пещта, налягане на пещта, атмосфера и избор на финища. По -долу е подробен анализ на тези фактори:

Ⅰ. Подготовка на суровини и контрол на качеството

1. Химичен състав на партидата

SiO₂ и огнеупорни съединения: Съдържанието на SiO₂, Al₂o₃, Zro₂ и други огнеупорни съединения директно влияе върху скоростта на топене. По -високото съдържание увеличава необходимата температура на топене и консумация на енергия.

Алкални метални оксиди (напр. Na₂o, li₂o): намаляване на температурата на топене. Li₂o, поради малкия си йонен радиус и високата електроотрицателност, е особено ефективен и може да подобри физическите свойства на стъклото.

2. Партида предварително лечение

Контрол на влагата:

Оптимална влага (3%~ 5%): Засилва намокрянето и реакцията, намалява праха и сегрегацията;

Прекомерна влага: причинява грешки в претеглянето и удължава времето за глобване.

Разпределение на размера на частиците:

Прекомерни груби частици: Намалява реакционната зона за контакт, удължава времето за топене;

Прекомерни фини частици: води до агломерация и електростатична адсорбция, възпрепятстваща равномерното топене.

3. Управление на Cullet

Cullet трябва да е чист, без примеси и да съответства на размера на частиците на пресни суровини, за да се избегне въвеждането на мехурчета или незабележими остатъци.

Ⅱ. Дизайн на пещтаи свойства на горивото

1. Избор на огнеупорен материал

Високотемпературна ерозионна устойчивост: Високо циркониеви тухли и електрофузирани циркониеви корундски тухли (AZ) трябва да се използват в областта на стената на басейна, дъното на пещта и други зони, които влизат в контакт със стъклената течност, така че да се сведат до минимум дефектите на камъните, причинени от химическа ерозия и измиване.

Термична стабилност: Устойчив на колебание на температурата и избягвайте огнеупорно разпръскване поради топлинен шок.

2. Ефективност на горивото и горенето

Калоричност на горивата и атмосфера на горене (окисляване/редуциране) трябва да съответстват на състава на стъклото. Например:

Природен газ/тежко масло: изисква прецизно управление на съотношението на въздуха, за да се избегнат сулфидни остатъци;

Електрическо топене: Подходящо за топене с висока точност (напр.,оптично стъкло), но консумира повече енергия.

Ⅲ. Оптимизация на параметрите на процеса на топене

1. Контрол на температурата

Температура на топене (1450 ~ 1500 ℃): Увеличаването на температурата на 1 ℃ може да повиши скоростта на топене с 1%, но огнеупорна ерозия се удвоява. Необходим е баланс между ефективността и живота на оборудването.

Разпределение на температурата: Контролът на градиента в различни зони на пещта (топене, финиране, охлаждане) е от съществено значение, за да се избегне локално прегряване или незасегнати остатъци.

2. Атмосфера и налягане

Окислителната атмосфера: насърчава органичното разлагане, но може да засили окисляването на сулфид;

Намаляване на атмосферата: потиска оцветяването на Fe³+ (за безцветно стъкло), но изисква избягване на отлагането на въглерод;

Стабилност на налягането на пещта: Лекото положително налягане (+2 ~ 5 PA) предотвратява приема на студен въздух и гарантира отстраняване на балончета.

3. Фаниране на агенти и потоци

Флуориди (напр. Caf₂): Намаляване на вискозитета на стопилката и ускоряване на отстраняването на мехурчета;

Нитрати (напр. Нано₃): освобождаване на кислород за насърчаване на окислителното финиране;

Композитни потоци **: напр. Li₂co₃ + na₂co₃, синергично по -ниска температура на топене.

Ⅳ. Динамично наблюдение на процеса на топене

1. Вискозитет и течността на стопилката

Мониторинг в реално време с помощта на ротационни вискозитри за регулиране на съотношенията на температурата или потока за оптимални условия на формиране.

2. Ефективност на отстраняване на мехурчета

Наблюдение на разпределението на балончетата с помощта на рентгенови или изобразяващи техники за оптимизиране на дозата на окончателното налягане и налягането на пещта.

Ⅴ. Общи проблеми и стратегии за подобряване

Заключение

Топенето на стъкло е резултат от синергията между суровините, оборудването и параметрите на процеса. Той изисква щателно управление на дизайна на химическия състав, оптимизацията на размера на частиците, надстройките на огнеупорни материали и контрола на параметрите на динамичния процес. Чрез научно регулиране на потоците, стабилизиране на средата на топене (температура/налягане/атмосфера) и използването на ефективни техники за финиране, ефективността на топене и качеството на стъклото може да бъде значително подобрена, докато разходите за консумация на енергия и производството са намалени.