De belangrijkste procesfactoren die het smelten van glas beïnvloeden

De belangrijkste procesfactoren die het smelten van glas beïnvloeden, strekken zich verder dan het smeltfase zelf, omdat deze worden beïnvloed door pre-smeltcondities zoals grondstofkwaliteit, cullet-behandeling en controle, brandstofeigenschappen, vuurvaste ovens, ovendruk, atmosfeer en de selectie van binermiddelen. Hieronder is een gedetailleerde analyse van deze factoren:

Ⅰ. Grondstofvoorbereiding en kwaliteitscontrole

1. Chemische samenstelling van batch

SIO₂ en refractaire verbindingen: het gehalte van Sio₂, Al₂o₃, Zro₂ en andere refractaire verbindingen beïnvloedt direct de smeltsnelheid. Hoger gehalte verhoogt de vereiste smelttemperatuur en energieverbruik.

Alkali -metaaloxiden (bijv. Na₂o, li₂o): verminder de smelttemperatuur. Li₂o is vanwege zijn kleine ionische straal en hoge elektronegativiteit bijzonder effectief en kan de fysische eigenschappen van glas verbeteren.

2. Batch voorbehandeling

Vochtbesturing:

Optimaal vocht (3%~ 5%): verbetert bevochtiging en reactie, vermindert stof en segregatie;

Overmatig vocht: veroorzaakt weegfouten en verlengt de boetetijd.

Deeltjesgrootteverdeling:

Overmatige grove deeltjes: vermindert het contactgebied van het reactie, verlengt de smelttijd;

Overmatige fijne deeltjes: leidt tot agglomeratie en elektrostatische adsorptie, die uniform smelten belemmert.

3. Cullet Management

Cullet moet schoon zijn, vrij van onzuiverheden en overeenkomen met de deeltjesgrootte van verse grondstoffen om te voorkomen dat bubbels of niet -gesmolten residuen worden geïntroduceerd.

Ⅱ. Ovenontwerpen brandstofeigenschappen

1. Selectie van refractaire materiaal

Hoge-temperatuur erosiebestendigheid: hoge zirkonium bakstenen en geëlektrofieerde zirkoniumkorundumstenen (AZ's) moeten worden gebruikt in het gebied van de poolwand, de bodem van de oven en andere gebieden die in contact komen met de glazen vloeistof, zodat stenen defecten veroorzaakt door chemische erosie en schuren.

Thermische stabiliteit: weersta temperatuurfluctuatie en vermijd vuurvaste afpanden als gevolg van thermische schok.

2. Brandstof- en verbrandingsefficiëntie

Brandstofcalorische waarde en verbrandingsatmosfeer (oxideren/reduceren) moeten overeenkomen met de glassamenstelling. Bijvoorbeeld:

Aardgas/zware olie: vereist een precieze lucht-brandstofverhoudingsregeling om sulfideresten te voorkomen;

Elektrisch smelten: geschikt voor het smelten van zeer nauwkeurigheid (bijv.optisch glas) maar verbruikt meer energie.

Ⅲ. Smeltproces parameteroptimalisatie

1. Temperatuurregeling

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

Temperatuurverdeling: gradiëntregeling in verschillende ovenzones (smelten, bebinnen, koeling) is essentieel om lokale oververhitting of niet -geslelde residuen te voorkomen.

2. Atmosfeer en druk

Oxiderende atmosfeer: bevordert organische ontleding maar kan sulfide -oxidatie intensiveren;

Atmosfeer verminderen: onderdrukt Fe³+ kleuring (voor kleurloos glas) maar vereist het vermijden van koolstofafzetting;

Stabiliteit van de ovendruk: lichte positieve druk (+2 ~ 5 Pa) voorkomt de inlaat van koude lucht en zorgt voor bubbelverwijdering.

3. Fining agenten en fluxen

Fluorides (bijv. CAF₂): Verminder de viscositeit van de smelt en versnelt bubbelverwijdering;

Nitraten (bijv. Nano₃): vrijlaten zuurstof om oxidatieve boetes te bevorderen;

Composietfluxen **: bijv. Li₂co₃ + Na₂co₃, synergistisch lagere smelttemperatuur.

Ⅳ. Dynamische monitoring van het smeltproces

1. Smeltviscositeit en vloeibaarheid

Real-time monitoring met behulp van rotatieviscometers om de temperatuur- of fluxverhoudingen aan te passen voor optimale vormomstandigheden.

2. Bubbelverwijderingsefficiëntie

Observatie van bellenverdeling met behulp van röntgen- of beeldvormingstechnieken om de dosering van de Fining Agent en de ovendruk te optimaliseren.

Ⅴ. Veel voorkomende problemen en verbeteringsstrategieën

Conclusie

Glassmelten is het gevolg van de synergie tussen grondstoffen, apparatuur en procesparameters. Het vereist zorgvuldige beheer van het ontwerp van chemische samenstelling, optimalisatie van deeltjesgrootte, refractaire materiaalupgrades en dynamische procesparameterregeling. Door wetenschappelijk aanpassen van fluxen, het stabiliseren van de smeltomgeving (temperatuur/druk/atmosfeer) en het gebruik van efficiënte boetetechnieken, kan smeltefficiëntie en glaskwaliteit aanzienlijk worden verbeterd, terwijl het energieverbruik en de productiekosten worden verlaagd.