De belangrijkste procesfactoren die van invloed zijn op het smelten van glas.

De belangrijkste procesfactoren die van invloed zijn op het smelten van glas reiken verder dan de smeltfase zelf, aangezien ze worden beïnvloed door omstandigheden vóór het smelten, zoals de kwaliteit van de grondstoffen, de behandeling en controle van glasscherven, de eigenschappen van de brandstof, de vuurvaste materialen van de oven, de ovendruk, de atmosfeer en de keuze van klaringsmiddelen. Hieronder volgt een gedetailleerde analyse van deze factoren:

ⅠVoorbereiding van grondstoffen en kwaliteitscontrole

1. Chemische samenstelling van de batch

SiO₂ en vuurvaste stoffen: Het gehalte aan SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ en andere vuurvaste stoffen heeft een directe invloed op de smeltsnelheid. Een hoger gehalte verhoogt de benodigde smelttemperatuur en het energieverbruik.

Alkalimetaaloxiden (bijv. Na₂O, Li₂O): Verlagen het smeltpunt. Li₂O is, vanwege zijn kleine ionstraal en hoge elektronegativiteit, bijzonder effectief en kan de fysische eigenschappen van glas verbeteren.

2. Voorbehandeling van de batch

Vochtregulatie:

Optimale vochtigheid (3%~5%): Bevordert bevochtiging en reactie, vermindert stofvorming en segregatie;

Overmatig vocht: veroorzaakt weegfouten en verlengt de klaringstijd.

Deeltjesgrootteverdeling:

Overmatige grove deeltjes: verminderen het reactiecontactoppervlak en verlengen de smelttijd;

Een te grote hoeveelheid fijne deeltjes: leidt tot agglomeratie en elektrostatische adsorptie, waardoor een gelijkmatige smelting wordt belemmerd.

3. Beheer van glasscherven

Het glasschervenmateriaal moet schoon en vrij van onzuiverheden zijn en qua deeltjesgrootte overeenkomen met de verse grondstoffen om de vorming van luchtbellen of ongesmolten resten te voorkomen.

II. Ovenontwerpen brandstofeigenschappen

1. Selectie van vuurvast materiaal

Bestand tegen erosie bij hoge temperaturen: stenen met een hoog zirkoniumgehalte en elektrogesmolten zirkoniumkorundstenen (AZS) moeten worden gebruikt in het gebied van de zwembadwand, de ovenbodem en andere delen die in contact komen met het glaswater, om steendefecten veroorzaakt door chemische erosie en uitschuring te minimaliseren.

Thermische stabiliteit: Bestand tegen temperatuurschommelingen en voorkomt afbrokkeling van het vuurvaste materiaal door thermische schokken.

2. Brandstof- en verbrandingsefficiëntie

De calorische waarde van de brandstof en de verbrandingsatmosfeer (oxiderend/reducerend) moeten overeenkomen met de glassamenstelling. Bijvoorbeeld:

Aardgas/zware olie: vereist nauwkeurige regeling van de lucht-brandstofverhouding om sulfideresiduen te voorkomen;

Elektrisch smelten: Geschikt voor zeer nauwkeurig smelten (bijv.optisch glas) maar verbruikt meer energie.

IIIOptimalisatie van smeltprocesparameters

1. Temperatuurregeling

Smelttemperatuur (1450~1500℃): Een temperatuurstijging van 1℃ kan de smeltsnelheid met 1% verhogen, maar de erosie van het vuurvaste materiaal verdubbelt. Een evenwicht tussen efficiëntie en levensduur van de apparatuur is noodzakelijk.

Temperatuurverdeling: Het nauwkeurig regelen van de temperatuurgradiënt in de verschillende ovenzones (smelten, klaren, koelen) is essentieel om plaatselijke oververhitting of ongesmolten resten te voorkomen.

2. Atmosfeer en druk

Oxiderende atmosfeer: bevordert de afbraak van organisch materiaal, maar kan de oxidatie van sulfiden versterken;

Reductie van de atmosfeer: onderdrukt Fe³⁺-kleuring (voor kleurloos glas), maar vereist het vermijden van koolstofafzetting;

Stabiliteit van de ovendruk: Een lichte overdruk (+2-5 Pa) voorkomt de aanzuiging van koude lucht en zorgt voor de afvoer van luchtbellen.

3. Zuiveringsmiddelen en fluxen

Fluoriden (bijv. CaF₂): verlagen de smeltviscositeit en versnellen de verwijdering van luchtbellen;

Nitraten (bijv. NaNO₃): geven zuurstof af om oxidatieve klaring te bevorderen;

Samengestelde fluxen**: bijvoorbeeld Li₂CO₃ + Na₂CO₃, verlagen synergetisch de smelttemperatuur.

IVDynamische monitoring van het smeltproces

1. Smeltviscositeit en vloeibaarheid

Realtime monitoring met behulp van rotatieviscometers om de temperatuur of fluxverhoudingen aan te passen voor optimale vormingsomstandigheden.

2. Efficiëntie van het verwijderen van luchtbellen

Observatie van de belverdeling met behulp van röntgen- of beeldvormingstechnieken om de dosering van het klaringsmiddel en de ovendruk te optimaliseren.

VVeelvoorkomende problemen en verbeteringsstrategieën

Conclusie

Het smelten van glas is het resultaat van de synergie tussen grondstoffen, apparatuur en procesparameters. Het vereist nauwgezet beheer van de chemische samenstelling, optimalisatie van de deeltjesgrootte, verbetering van vuurvast materiaal en dynamische controle van de procesparameters. Door wetenschappelijk de smeltvloeistoffen aan te passen, de smeltomgeving (temperatuur/druk/atmosfeer) te stabiliseren en efficiënte klaringstechnieken toe te passen, kunnen de smeltefficiëntie en de glaskwaliteit aanzienlijk worden verbeterd, terwijl het energieverbruik en de productiekosten worden verlaagd.