nieuws

E-glas (alkalivrij glasvezel)Productie in tankovens is een complex smeltproces bij hoge temperaturen. Het smelttemperatuurprofiel is een cruciaal procescontrolepunt dat direct van invloed is op de glaskwaliteit, het smeltrendement, het energieverbruik, de levensduur van de oven en de uiteindelijke vezelprestaties. Dit temperatuurprofiel wordt voornamelijk bereikt door aanpassing van de vlamkarakteristieken en elektrische boosting.

I. Smelttemperatuur van E-glas

1. Smelttemperatuurbereik:

Het volledig smelten, klaren en homogeniseren van E-glas vereist doorgaans extreem hoge temperaturen. De temperatuur van de typische smeltzone (hot spot) ligt over het algemeen tussen de 1500 °C en 1600 °C.

De specifieke streeftemperatuur is afhankelijk van:

* Batchsamenstelling: Specifieke formuleringen (bijv. aanwezigheid van fluor, hoog/laag boorgehalte, aanwezigheid van titanium) beïnvloeden de smelteigenschappen.

* Ovenontwerp: Oventype, afmetingen, isolatie-effectiviteit en branderopstelling.

* Productiedoelen: Gewenste smeltsnelheid en eisen aan de glaskwaliteit.

* Vuurvaste materialen: De corrosiesnelheid van vuurvaste materialen bij hoge temperaturen beperkt de maximale temperatuur.

De temperatuur in de klaringszone is doorgaans iets lager dan de temperatuur in de hete zone (ongeveer 20-50 °C lager) om het verwijderen van luchtbellen en de homogenisatie van het glas te vergemakkelijken.

De temperatuur aan de werkzijde (vooroven) is aanzienlijk lager (doorgaans 1200°C – 1350°C), waardoor het gesmolten glas de juiste viscositeit en stabiliteit krijgt voor het trekken.

2. Belang van temperatuurregeling:

* Smeltrendement: Voldoende hoge temperaturen zijn cruciaal voor een volledige reactie van de grondstoffen (kwartszand, pyrofilliet, boorzuur/colemaniet, kalksteen, enz.), volledige oplossing van de zandkorrels en een grondige gasafvoer. Een onvoldoende temperatuur kan leiden tot residu van "grondstof" (ongesmolten kwartsdeeltjes), stenen en een toename van luchtbellen.

* Glaskwaliteit: Hoge temperaturen bevorderen de helderheid en homogenisatie van het gesmolten glas, waardoor defecten zoals koorden, luchtbellen en steentjes worden verminderd. Deze defecten hebben een ernstige invloed op de vezelsterkte, de breukgevoeligheid en de continuïteit.

* Viscositeit: De temperatuur heeft een directe invloed op de viscositeit van het gesmolten glas. Voor het trekken van vezels is het noodzakelijk dat het gesmolten glas een specifieke viscositeit heeft.

* Corrosie van vuurvast materiaal: Extreem hoge temperaturen versnellen de corrosie van vuurvast materiaal in ovens (met name elektrogesmolten AZS-stenen) aanzienlijk, waardoor de levensduur van de oven wordt verkort en er mogelijk vuurvaste stenen in terechtkomen.

* Energieverbruik: Het handhaven van hoge temperaturen is de belangrijkste bron van energieverbruik in tankovens (doorgaans goed voor meer dan 60% van het totale energieverbruik tijdens de productie). Nauwkeurige temperatuurregeling om oververhitting te voorkomen is essentieel voor energiebesparing.

II. Vlamregulering

Vlamregeling is een essentieel middel om de temperatuurverdeling tijdens het smelten te beheersen, efficiënt te smelten en de ovenconstructie (met name de kroon) te beschermen. Het hoofddoel is het creëren van een ideaal temperatuurveld en een ideale atmosfeer.

1. Belangrijkste regelgevingsparameters:

* Brandstof-luchtverhouding (stoichiometrische verhouding) / Zuurstof-brandstofverhouding (voor oxy-fuel-systemen):

* Doel: Volledige verbranding bereiken. Onvolledige verbranding verspilt brandstof, verlaagt de vlamtemperatuur, produceert zwarte rook (roet) die het gesmolten glas verontreinigt en verstopt regeneratoren/warmtewisselaars. Overtollige lucht voert aanzienlijke warmte af, waardoor het thermisch rendement afneemt, en kan de oxidatiecorrosie van de kroon verergeren.

* Afstelling: Nauwkeurige regeling van de lucht-brandstofverhouding op basis van rookgasanalyse (O₂- en CO-gehalte).E-glasTankovens handhaven doorgaans een zuurstofgehalte in de rookgassen van ongeveer 1-3% (verbranding onder licht positieve druk).

* Invloed van de atmosfeer: De lucht-brandstofverhouding beïnvloedt ook de atmosfeer in de oven (oxiderend of reducerend), wat subtiele effecten heeft op het gedrag van bepaalde batchcomponenten (zoals ijzer) en de kleur van het glas. Voor E-glas (waarvoor kleurloze transparantie vereist is) is deze invloed echter relatief gering.

* Lengte en vorm van de vlam:

* Doel: Een vlam vormen die het smeltoppervlak bedekt, een zekere stijfheid bezit en goed verspreidbaar is.

* Lange vlam versus korte vlam:

* Lange vlam: Bestrijkt een groot gebied, de temperatuurverdeling is relatief uniform en veroorzaakt minder thermische schokken in de kroon. Lokale temperatuurpieken zijn echter mogelijk niet hoog genoeg en de penetratie in de boorzone van de batch is mogelijk onvoldoende.

* Korte vlam: Sterke stijfheid, hoge lokale temperatuur, sterke penetratie in de batchlaag, bevorderlijk voor het snel smelten van de "grondstoffen". De dekking is echter ongelijkmatig, waardoor gemakkelijk lokale oververhitting (meer uitgesproken hotspots) en aanzienlijke thermische schokken voor de kruin en borstwand kunnen ontstaan.

* Afstelling: Dit wordt bereikt door de hoek van de brander, de uitstroomsnelheid van de brandstof/lucht (impulsverhouding) en de wervelintensiteit aan te passen. Moderne tankovens maken vaak gebruik van meertraps, instelbare branders.

* Vlamrichting (hoek):

* Doel: De warmte effectief overbrengen naar het mengsel en het oppervlak van het gesmolten glas, waarbij directe vlaminslag op de kroon of borstwand wordt vermeden.

* Afstelling: Stel de hellingshoek (verticaal) en de horizontale hoek (horizontaal) van de brander in.

* Vlamhoek: Deze beïnvloedt de interactie van de vlam met de smeltmassa ("het likken van de smeltmassa") en de bedekking van het smeltoppervlak. Een te lage vlamhoek (vlam te ver naar beneden gericht) kan het smeltoppervlak of de smeltmassa schuren, waardoor er smeltresten achterblijven die de borstwand aantasten. Een te hoge vlamhoek (vlam te ver naar boven gericht) resulteert in een laag thermisch rendement en overmatige verhitting van de kroon.

* Gierhoek: Beïnvloedt de vlamverdeling over de breedte van de oven en de positie van de hete plek.

2. Doelstellingen van vlamregulering:

* Creëer een rationele hotspot: Creëer de zone met de hoogste temperatuur (hotspot) in het achterste gedeelte van de smeltketel (meestal na de 'doghouse'). Dit is het kritieke gebied voor het helder maken en homogeniseren van het glas en fungeert als de "motor" die de stroom van het gesmolten glas regelt (van de hotspot naar de batchlader en het werkeinde).

* Gelijkmatige verwarming van het smeltoppervlak: Voorkom plaatselijke oververhitting of onderkoeling, waardoor ongelijkmatige convectie en "dode zones" als gevolg van temperatuurverschillen worden verminderd.

* Bescherm de ovenstructuur: Voorkom dat vlammen de bovenkant en de borstwand raken, waardoor plaatselijke oververhitting die leidt tot versnelde corrosie van het vuurvaste materiaal wordt vermeden.

* Efficiënte warmteoverdracht: Maximaliseer de efficiëntie van de stralings- en convectiewarmteoverdracht van de vlam naar het mengsel en het oppervlak van het gesmolten glas.

* Stabiel temperatuurveld: Verminder schommelingen om een ​​constante glaskwaliteit te garanderen.

III. Geïntegreerde regeling van smelttemperatuur en vlamregeling

1. Temperatuur is het doel, vlam is het middel: Vlamregulering is de belangrijkste methode om de temperatuurverdeling in de oven te beheersen, met name de positie en temperatuur van de heetste plek.

2. Temperatuurmeting en feedback: Continue temperatuurbewaking wordt uitgevoerd met behulp van thermokoppels, infraroodpyrometers en andere instrumenten die op belangrijke locaties in de oven zijn geplaatst (batchlader, smeltzone, hete plek, klaringszone, voorhaard). Deze metingen dienen als basis voor de vlamregeling.

3. Automatische besturingssystemen: Moderne, grootschalige tankovens maken veelvuldig gebruik van DCS/PLC-systemen. Deze systemen regelen automatisch de vlam en de temperatuur door parameters zoals brandstofdebiet, verbrandingsluchtdebiet, branderhoek/kleppen aan te passen op basis van vooraf ingestelde temperatuurcurven en realtime metingen.

4. Procesbalans: Het is essentieel om een ​​optimale balans te vinden tussen het waarborgen van de glaskwaliteit (smelten bij hoge temperatuur, goede helderheid en homogenisatie) en het beschermen van de oven (het vermijden van te hoge temperaturen en vlaminslag), terwijl tegelijkertijd het energieverbruik wordt verlaagd.