новини

E-стъкло (безалкално фибростъкло)Производството в резервоарни пещи е сложен процес на топене при висока температура. Профилът на температурата на топене е критична контролна точка на процеса, която пряко влияе върху качеството на стъклото, ефективността на топене, консумацията на енергия, живота на пещта и крайните характеристики на влакната. Този температурен профил се постига главно чрез регулиране на характеристиките на пламъка и електрическо усилване.

I. Температура на топене на електролитно стъкло

1. Диапазон на температурата на топене:

Пълното топене, избистряне и хомогенизиране на Е-стъкло обикновено изисква изключително високи температури. Типичната температура на зоната на топене (горещата точка) обикновено варира от 1500°C до 1600°C.

Конкретната целева температура зависи от:

* Състав на партидата: Специфичните формули (напр. наличие на флуор, високо/ниско съдържание на бор, наличие на титан) влияят върху характеристиките на топене.

* Проектиране на пещта: Вид пещ, размер, ефективност на изолацията и разположение на горелката.

* Производствени цели: Желана скорост на топене и изисквания за качество на стъклото.

* Огнеупорни материали: Скоростта на корозия на огнеупорните материали при високи температури ограничава горната температурна граница.

Температурата в зоната за бистрене обикновено е малко по-ниска от температурата в горещата точка (приблизително 20-50°C по-ниска), за да се улесни отстраняването на мехурчетата и хомогенизирането на стъклото.

Температурата на работния край (предпечката) е значително по-ниска (обикновено 1200°C – 1350°C), което довежда стъклената стопилка до подходящ вискозитет и стабилност за изтегляне.

2. Значение на контрола на температурата:

* Ефективност на топене: Достатъчно високите температури са от решаващо значение за осигуряване на пълна реакция на материалите на шихтата (кварцов пясък, пирофилит, борна киселина/колманит, варовик и др.), пълно разтваряне на пясъчните зърна и цялостно отделяне на газ. Недостатъчната температура може да доведе до остатъци от „суровина“ (неразтопени кварцови частици), камъни и увеличено количество мехурчета.

* Качество на стъклото: Високите температури спомагат за избистрянето и хомогенизирането на стъклената стопилка, намалявайки дефекти като нишки, мехурчета и камъчета. Тези дефекти силно влияят върху здравината на влакната, степента на счупване и непрекъснатостта.

* Вискозитет: Температурата влияе пряко върху вискозитета на стъклената стопилка. Изтеглянето на влакна изисква стъклената стопилка да е в определен диапазон на вискозитет.

* Корозия на огнеупорни материали: Прекалено високите температури драстично ускоряват корозията на огнеупорните материали на пещта (особено електросплавените тухли AZS), скъсявайки живота на пещта и потенциално водейки до образуване на огнеупорни камъни.

* Консумация на енергия: Поддържането на високи температури е основният източник на потребление на енергия в резервоарните пещи (обикновено представлява над 60% от общото потребление на енергия в производството). Прецизният контрол на температурата, за да се избегнат прекомерни температури, е ключов за пестенето на енергия.

II. Регулиране на пламъка

Регулирането на пламъка е основно средство за контролиране на разпределението на температурата на топене, постигане на ефективно топене и защита на конструкцията на пещта (особено короната). Основната му цел е да създаде идеално температурно поле и атмосфера.

1. Ключови параметри на регулирането:

* Съотношение гориво-въздух (стехиометрично съотношение) / Съотношение кислород-гориво (за кислородно-горивни системи):

* Цел: Постигане на пълно изгаряне. Непълното изгаряне води до разхищение на гориво, понижаване на температурата на пламъка, образуване на черен дим (сажди), който замърсява стъклената стопилка и запушва регенераторите/топлообменниците. Излишният въздух отнася значително количество топлина, намалявайки топлинната ефективност и може да засили корозията от окисление на короната.

* Регулиране: Прецизно контролирайте съотношението въздух-гориво въз основа на анализ на димните газове (съдържание на O₂, CO).Е-стъклоРезервоарните пещи обикновено поддържат съдържанието на O₂ в димните газове около 1-3% (горене с леко положително налягане).

* Въздействие върху атмосферата: Съотношението въздух-гориво също влияе върху атмосферата в пещта (окисляваща или редуцираща), което има фини ефекти върху поведението на някои компоненти на шихтата (като желязо) и цвета на стъклото. Въпреки това, за E-стъклото (изискващо безцветна прозрачност) това въздействие е относително незначително.

* Дължина и форма на пламъка:

* Цел: Да се образува пламък, който покрива повърхността на стопилката, притежава определена твърдост и добра разпространяемост.

* Дълъг пламък срещу къс пламък:

* Дълъг пламък: Покрива голяма площ, разпределението на температурата е относително равномерно и причинява по-малък термичен шок върху короната. Локалните температурни пикове обаче може да не са достатъчно високи и проникването в зоната на „пробиване“ на партидата може да е недостатъчно.

* Къс пламък: Силна твърдост, висока локална температура, силно проникване в слоя на сместа, благоприятстващо бързото топене на „суровините“. Покритието обаче е неравномерно, което лесно причинява локализирано прегряване (по-изразени горещи точки) и значителен термичен шок върху короната и гръдната стена.

* Регулиране: Постига се чрез регулиране на ъгъла на горелката, скоростта на изход гориво/въздух (съотношение на импулса) и интензитета на завихрянето. Съвременните резервоарни пещи често използват многостепенни регулируеми горелки.

* Посока на пламъка (ъгъл):

* Цел: Ефективно пренасяне на топлина към сместа и повърхността на стъклената стопилка, като се избягва директно въздействие на пламъка върху короната или гръдната стена.

* Регулиране: Регулирайте ъгъла на наклон (вертикален) и хоризонтален (ъгъл на отклонение) на пистолета на горелката.

* Ъгъл на наклона: Влияе на взаимодействието на пламъка с купчината смес („облизване на сместа“) и покритието на повърхността на стопилката. Твърде нисък ъгъл (пламъкът е твърде насочен надолу) може да издраска повърхността на стопилката или купчината смес, причинявайки пренасяне, което корозира гръдната стена. Твърде висок ъгъл (пламъкът е твърде насочен нагоре) води до ниска топлинна ефективност и прекомерно нагряване на короната.

* Ъгъл на отклонение: Влияе върху разпределението на пламъка по ширината на пещта и позицията на горещата точка.

2. Цели на регулирането на пламъците:

* Формиране на рационална гореща точка: Създайте зона с най-висока температура (гореща точка) в задната част на топилния резервоар (обикновено след „кухината“). Това е критичната зона за избистряне и хомогенизиране на стъклото и действа като „двигател“, контролиращ потока на стопилката (от горещата точка към зареждащото устройство и работния край).

* Равномерно нагряване на повърхността на стопилката: Избягвайте локализирано прегряване или преохлаждане, намалявайки неравномерната конвекция и „мъртвите зони“, причинени от температурни градиенти.

* Защита на конструкцията на пещта: Предотвратяване на въздействието на пламъка върху короната и гръдната стена, като се избягва локализирано прегряване, което води до ускорена корозия на огнеупорните материали.

* Ефективен топлопренос: Максимизирайте ефективността на лъчистото и конвективното топлопреносване от пламъка към шихтата и повърхността на стъклената стопилка.

* Стабилно температурно поле: Намалете колебанията, за да осигурите стабилно качество на стъклото.

III. Интегриран контрол на температурата на топене и регулиране на пламъка

1. Температурата е целта, пламъкът е средството: Регулирането на пламъка е основният метод за контролиране на разпределението на температурата в пещта, особено положението и температурата на горещата точка.

2. Измерване на температурата и обратна връзка: Непрекъснатото наблюдение на температурата се извършва с помощта на термодвойки, инфрачервени пирометри и други инструменти, разположени на ключови места в пещта (зареждащо устройство, зона на топене, гореща точка, зона за бистрене, предна огнище). Тези измервания служат като основа за регулиране на пламъка.

3. Системи за автоматично управление: Съвременните големи резервоарни пещи широко използват DCS/PLC системи. Тези системи автоматично контролират пламъка и температурата, като регулират параметри като дебит на гориво, дебит на въздух за горене, ъгъл/клапи на горелката, въз основа на предварително зададени температурни криви и измервания в реално време.

4. Баланс на процеса: От съществено значение е да се намери оптимален баланс между осигуряването на качеството на стъклото (топене при висока температура, добро избистряне и хомогенизиране) и защитата на пещта (избягване на прекомерни температури, въздействие на пламъка), като същевременно се намалява консумацията на енергия.