νέα

E-glass (υαλοβάμβακας χωρίς αλκάλια)Η παραγωγή σε φούρνους δεξαμενών είναι μια πολύπλοκη διαδικασία τήξης υψηλής θερμοκρασίας. Το προφίλ θερμοκρασίας τήξης είναι ένα κρίσιμο σημείο ελέγχου της διεργασίας, που επηρεάζει άμεσα την ποιότητα του γυαλιού, την απόδοση τήξης, την κατανάλωση ενέργειας, τη διάρκεια ζωής του φούρνου και την τελική απόδοση των ινών. Αυτό το προφίλ θερμοκρασίας επιτυγχάνεται κυρίως με την προσαρμογή των χαρακτηριστικών της φλόγας και την ηλεκτρική ενίσχυση.

I. Θερμοκρασία τήξης του ηλεκτρονικού γυαλιού

1. Εύρος θερμοκρασίας τήξης:

Η πλήρης τήξη, η διαύγαση και η ομογενοποίηση του ηλεκτρονικού γυαλιού συνήθως απαιτούν εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες. Η τυπική θερμοκρασία της ζώνης τήξης (θερμού σημείου) κυμαίνεται γενικά από 1500°C έως 1600°C.

Η συγκεκριμένη θερμοκρασία-στόχος εξαρτάται από:

* Σύνθεση παρτίδας: Συγκεκριμένες συνθέσεις (π.χ. παρουσία φθορίου, υψηλή/χαμηλή περιεκτικότητα σε βόριο, παρουσία τιτανίου) επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά τήξης.

* Σχεδιασμός φούρνου: Τύπος φούρνου, μέγεθος, αποτελεσματικότητα μόνωσης και διάταξη καυστήρα.

* Στόχοι Παραγωγής: Επιθυμητός ρυθμός τήξης και απαιτήσεις ποιότητας γυαλιού.

* Πυρίμαχα Υλικά: Ο ρυθμός διάβρωσης των πυρίμαχων υλικών σε υψηλές θερμοκρασίες περιορίζει την ανώτερη θερμοκρασία.

Η θερμοκρασία της ζώνης διαύγασης είναι συνήθως ελαφρώς χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του θερμού σημείου (περίπου 20-50°C χαμηλότερη) για να διευκολυνθεί η απομάκρυνση των φυσαλίδων και η ομογενοποίηση του γυαλιού.

Η θερμοκρασία στο άκρο εργασίας (προεστία) είναι σημαντικά χαμηλότερη (συνήθως 1200°C – 1350°C), φέρνοντας το τήγμα γυαλιού στο κατάλληλο ιξώδες και σταθερότητα για έλξη.

2. Σημασία του ελέγχου θερμοκρασίας:

* Απόδοση τήξης: Οι επαρκώς υψηλές θερμοκρασίες είναι ζωτικής σημασίας για να διασφαλιστεί η πλήρης αντίδραση των υλικών της παρτίδας (χαλαζιακή άμμος, πυροφυλλίτης, βορικό οξύ/κολεμανίτης, ασβεστόλιθος κ.λπ.), η πλήρης διάλυση των κόκκων άμμου και η πλήρης απελευθέρωση αερίου. Η ανεπαρκής θερμοκρασία μπορεί να οδηγήσει σε υπολείμματα «πρώτης ύλης» (μη τηγμένα σωματίδια χαλαζία), πέτρες και αυξημένες φυσαλίδες.

* Ποιότητα γυαλιού: Οι υψηλές θερμοκρασίες προάγουν τη διαύγαση και την ομογενοποίηση του τήγματος γυαλιού, μειώνοντας ελαττώματα όπως κορδόνια, φυσαλίδες και πέτρες. Αυτά τα ελαττώματα επηρεάζουν σοβαρά την αντοχή των ινών, τον ρυθμό θραύσης και τη συνέχεια.

* Ιξώδες: Η θερμοκρασία επηρεάζει άμεσα το ιξώδες του τήγματος γυαλιού. Η σχεδίαση ινών απαιτεί το τήγμα γυαλιού να βρίσκεται εντός ενός συγκεκριμένου εύρους ιξώδους.

* Διάβρωση πυρίμαχων υλικών: Οι υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες επιταχύνουν δραστικά τη διάβρωση των πυρίμαχων υλικών του κλιβάνου (ειδικά των ηλεκτρολυτικά συντηγμένων τούβλων AZS), μειώνοντας τη διάρκεια ζωής του κλιβάνου και ενδεχομένως εισάγοντας πυρίμαχους λίθους.

* Κατανάλωση Ενέργειας: Η διατήρηση υψηλών θερμοκρασιών είναι η κύρια πηγή κατανάλωσης ενέργειας στους φούρνους δεξαμενών (συνήθως αντιπροσωπεύει πάνω από το 60% της συνολικής κατανάλωσης ενέργειας στην παραγωγή). Ο ακριβής έλεγχος της θερμοκρασίας για την αποφυγή υπερβολικών θερμοκρασιών είναι το κλειδί για την εξοικονόμηση ενέργειας.

ΙΙ. Ρύθμιση φλόγας

Η ρύθμιση της φλόγας είναι ένα βασικό μέσο ελέγχου της κατανομής της θερμοκρασίας τήξης, επίτευξης αποτελεσματικής τήξης και προστασίας της δομής του κλιβάνου (ειδικά της στεφάνης). Κύριος στόχος της είναι η δημιουργία ενός ιδανικού πεδίου θερμοκρασίας και ατμόσφαιρας.

1. Βασικές παράμετροι κανονισμού:

* Αναλογία καυσίμου προς αέρα (Στοιχειομετρική Αναλογία) / Αναλογία οξυγόνου προς καύσιμο (για συστήματα οξυγόνου-καυσίμου):

* Στόχος: Επίτευξη πλήρους καύσης. Η ατελής καύση προκαλεί σπατάλη καυσίμου, μειώνει τη θερμοκρασία της φλόγας, παράγει μαύρο καπνό (αιθάλη) που μολύνει το τήγμα γυαλιού και φράζει τους αναγεννητές/εναλλάκτες θερμότητας. Η περίσσεια αέρα παρασύρει σημαντική θερμότητα, μειώνοντας τη θερμική απόδοση και μπορεί να εντείνει τη διάβρωση λόγω οξείδωσης στην κορυφή.

* Ρύθμιση: Ακριβής έλεγχος της αναλογίας αέρα-καυσίμου με βάση την ανάλυση καυσαερίων (περιεκτικότητα σε O₂, CO).Ηλεκτρονικό γυαλίΟι φούρνοι δεξαμενών συνήθως διατηρούν την περιεκτικότητα σε O₂ των καυσαερίων περίπου στο 1-3% (καύση με ελαφρώς θετική πίεση).

* Επιπτώσεις στην ατμόσφαιρα: Η αναλογία αέρα προς καύσιμο επηρεάζει επίσης την ατμόσφαιρα του κλιβάνου (οξειδωτική ή αναγωγική), η οποία έχει ανεπαίσθητες επιπτώσεις στη συμπεριφορά ορισμένων συστατικών της παρτίδας (όπως ο σίδηρος) και στο χρώμα του γυαλιού. Ωστόσο, για το E-glass (που απαιτεί άχρωμη διαφάνεια), αυτή η επίδραση είναι σχετικά μικρή.

* Μήκος και σχήμα φλόγας:

* Στόχος: Σχηματισμός φλόγας που καλύπτει την επιφάνεια του τήγματος, διαθέτει κάποια ακαμψία και καλή ικανότητα επάλειψης.

* Μακριά Φλόγα vs. Κοντή Φλόγα:

* Μακρά Φλόγα: Καλύπτει μεγάλη περιοχή, η κατανομή της θερμοκρασίας είναι σχετικά ομοιόμορφη και προκαλεί λιγότερο θερμικό σοκ στην κορυφή. Ωστόσο, οι τοπικές κορυφές θερμοκρασίας ενδέχεται να μην είναι αρκετά υψηλές και η διείσδυση στη ζώνη «γεώτρησης» παρτίδας ενδέχεται να είναι ανεπαρκής.

* Βραχεία φλόγα: Ισχυρή ακαμψία, υψηλή τοπική θερμοκρασία, ισχυρή διείσδυση στο στρώμα παρτίδας, που ευνοεί την ταχεία τήξη των «πρώτων υλών». Ωστόσο, η κάλυψη είναι ανομοιόμορφη, προκαλώντας εύκολα τοπική υπερθέρμανση (πιο έντονα θερμά σημεία) και σημαντικό θερμικό σοκ στην κορυφή και το θωρακικό τοίχωμα.

* Ρύθμιση: Επιτυγχάνεται ρυθμίζοντας τη γωνία του πιστολιού του καυστήρα, την ταχύτητα εξόδου καυσίμου/αέρα (λόγος ορμής) και την ένταση στροβιλισμού. Οι σύγχρονοι φούρνοι δεξαμενών χρησιμοποιούν συχνά πολυβάθμιους ρυθμιζόμενους καυστήρες.

* Κατεύθυνση φλόγας (Γωνία):

* Στόχος: Αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας στην επιφάνεια της παρτίδας και του τήγματος γυαλιού, αποφεύγοντας την άμεση επαφή της φλόγας με το στέμμα ή το θωρακικό τοίχωμα.

* Ρύθμιση: Ρυθμίστε τις γωνίες κλίσης (κάθετα) και εκτροπής (οριζόντια) του πιστολιού καυστήρα.

* Γωνία κλίσης: Επηρεάζει την αλληλεπίδραση της φλόγας με το σωρό παρτίδας («γλείφει την παρτίδα») και την κάλυψη της επιφάνειας τήξης. Μια πολύ χαμηλή γωνία (φλόγα πολύ προς τα κάτω) μπορεί να ξύσει την επιφάνεια τήξης ή το σωρό παρτίδας, προκαλώντας μεταφορά που διαβρώνει το τοίχωμα του στηθούς. Μια πολύ υψηλή γωνία (φλόγα πολύ προς τα πάνω) έχει ως αποτέλεσμα χαμηλή θερμική απόδοση και υπερβολική θέρμανση της στεφάνης.

* Γωνία εκτροπής: Επηρεάζει την κατανομή της φλόγας κατά μήκος του πλάτους του κλιβάνου και τη θέση του θερμού σημείου.

2. Στόχοι της ρύθμισης της φλόγας:

* Δημιουργήστε ένα Ορθολογικό Θερμό Σημείο: Δημιουργήστε τη ζώνη υψηλότερης θερμοκρασίας (θερμό σημείο) στο πίσω μέρος της δεξαμενής τήξης (συνήθως μετά το doghouse). Αυτή είναι η κρίσιμη περιοχή για την διαύγαση και την ομογενοποίηση του γυαλιού και λειτουργεί ως η «μηχανή» που ελέγχει τη ροή του τήγματος γυαλιού (από το θερμό σημείο προς τον φορτιστή παρτίδων και το άκρο εργασίας).

* Ομοιόμορφη θέρμανση επιφάνειας τήξης: Αποφύγετε την τοπική υπερθέρμανση ή την υποψύξη, μειώνοντας την ανομοιόμορφη μεταφορά και τις «νεκρές ζώνες» που προκαλούνται από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας.

* Προστασία της δομής του κλιβάνου: Αποτρέψτε την επαφή της φλόγας με την κορυφή και το θωρακικό τοίχωμα, αποφεύγοντας την τοπική υπερθέρμανση που οδηγεί σε επιταχυνόμενη πυρίμαχη διάβρωση.

* Αποδοτική μεταφορά θερμότητας: Μεγιστοποιήστε την απόδοση της ακτινοβόλου και συναγωγικής μεταφοράς θερμότητας από τη φλόγα στην επιφάνεια τήξης παρτίδας και γυαλιού.

* Σταθερό πεδίο θερμοκρασίας: Μειώστε τις διακυμάνσεις για να εξασφαλίσετε σταθερή ποιότητα γυαλιού.

III. Ολοκληρωμένος έλεγχος θερμοκρασίας τήξης και ρύθμισης φλόγας

1. Η θερμοκρασία είναι ο στόχος, η φλόγα είναι το μέσο: Η ρύθμιση της φλόγας είναι η κύρια μέθοδος για τον έλεγχο της κατανομής της θερμοκρασίας εντός του κλιβάνου, ειδικά της θέσης και της θερμοκρασίας του θερμού σημείου.

2. Μέτρηση και ανάδραση θερμοκρασίας: Η συνεχής παρακολούθηση της θερμοκρασίας διεξάγεται χρησιμοποιώντας θερμοστοιχεία, πυρόμετρα υπέρυθρης ακτινοβολίας και άλλα όργανα τοποθετημένα σε βασικές θέσεις στον κλίβανο (φορτιστής παρτίδας, ζώνη τήξης, θερμό σημείο, ζώνη διαύγασης, προεστία). Αυτές οι μετρήσεις χρησιμεύουν ως βάση για τη ρύθμιση της φλόγας.

3. Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου: Οι σύγχρονοι φούρνοι δεξαμενών μεγάλης κλίμακας χρησιμοποιούν ευρέως συστήματα DCS/PLC. Αυτά τα συστήματα ελέγχουν αυτόματα τη φλόγα και τη θερμοκρασία ρυθμίζοντας παραμέτρους όπως η ροή καυσίμου, η ροή αέρα καύσης, η γωνία/τα αμορτισέρ του καυστήρα, με βάση προκαθορισμένες καμπύλες θερμοκρασίας και μετρήσεις σε πραγματικό χρόνο.

4. Ισορροπία διεργασίας: Είναι απαραίτητο να βρεθεί η βέλτιστη ισορροπία μεταξύ της διασφάλισης της ποιότητας του γυαλιού (τήξη σε υψηλή θερμοκρασία, καλή διαύγαση και ομογενοποίηση) και της προστασίας του κλιβάνου (αποφυγή υπερβολικών θερμοκρασιών, πρόσκρουσης φλόγας), μειώνοντας παράλληλα την κατανάλωση ενέργειας.