uutiset

E-lasi (alkaliton lasikuitu)Tankkiuuneissa tapahtuva tuotanto on monimutkainen, korkeassa lämpötilassa tapahtuva sulatusprosessi. Sulamislämpötilaprofiili on kriittinen prosessinohjauspiste, joka vaikuttaa suoraan lasin laatuun, sulatustehokkuuteen, energiankulutukseen, uunin käyttöikään ja lopullisen kuidun suorituskykyyn. Tämä lämpötilaprofiili saavutetaan pääasiassa liekin ominaisuuksia ja sähköistä tehostusta säätämällä.

I. E-lasin sulamislämpötila

1. Sulamislämpötila-alue:

E-lasin täydellinen sulaminen, kirkastuminen ja homogenisointi vaativat tyypillisesti erittäin korkeita lämpötiloja. Tyypillinen sulamisvyöhykkeen (kuumapisteen) lämpötila vaihtelee yleensä 1500 °C:sta 1600 °C:een.

Tarkka tavoitelämpötila riippuu:

* Erän koostumus: Tietyt koostumukset (esim. fluorin läsnäolo, korkea/alhainen booripitoisuus, titaanin läsnäolo) vaikuttavat sulamisominaisuuksiin.

* Uunin suunnittelu: Uunin tyyppi, koko, eristyksen tehokkuus ja polttimien järjestely.

* Tuotantotavoitteet: Haluttu sulamisnopeus ja lasin laatuvaatimukset.

* Tulenkestävät materiaalit: Tulenkestävien materiaalien korroosionopeus korkeissa lämpötiloissa rajoittaa ylälämpötilaa.

Kirkastusvyöhykkeen lämpötila on yleensä hieman kuumapisteen lämpötilaa alhaisempi (noin 20–50 °C alhaisempi), mikä helpottaa kuplien poistoa ja lasin homogenisointia.

Työpään (etuosan) lämpötila on huomattavasti alhaisempi (tyypillisesti 1200–1350 °C), mikä laskee lasisulaa sopivaan viskositeettiin ja stabiilisuuteen vetoa varten.

2. Lämpötilan säädön merkitys:

* Sulatustehokkuus: Riittävän korkeat lämpötilat ovat ratkaisevan tärkeitä seosaineiden (kvartsihiekka, pyrofylliitti, boorihappo/kolemaniitti, kalkkikivi jne.) täydellisen reaktion, hiekanjyvien täydellisen liukenemisen ja perusteellisen kaasun vapautumisen varmistamiseksi. Riittämätön lämpötila voi johtaa "raaka-ainejäämiin" (sulamattomiin kvartsihiukkasiin), kiviin ja lisääntyneisiin kupliin.

* Lasin laatu: Korkeat lämpötilat edistävät lasisulateen kirkastumista ja homogenisoitumista, mikä vähentää vikoja, kuten naruja, kuplia ja kiviä. Nämä viat vaikuttavat merkittävästi kuidun lujuuteen, murtumisnopeuteen ja jatkuvuuteen.

* Viskositeetti: Lämpötila vaikuttaa suoraan lasisulateen viskositeettiin. Kuidun veto edellyttää, että lasisula on tietyllä viskositeettialueella.

* Tulenkestävien materiaalien korroosio: Liian korkeat lämpötilat kiihdyttävät merkittävästi uunin tulenkestävien materiaalien (erityisesti sähkösulatettujen AZS-tiilien) korroosiota, lyhentävät uunin käyttöikää ja voivat johtaa tulenkestävien kivien muodostumiseen.

* Energiankulutus: Korkeiden lämpötilojen ylläpitäminen on säiliöuunien ensisijainen energiankulutuslähde (tyypillisesti yli 60 % tuotannon kokonaisenergiankulutuksesta). Tarkka lämpötilan säätö liian korkeiden lämpötilojen välttämiseksi on avainasemassa energiansäästössä.

II. Liekin säätö

Liekin säätö on keskeinen keino sulamislämpötilan jakautumisen hallitsemiseksi, tehokkaan sulamisen saavuttamiseksi ja uunin rakenteen (erityisesti kruunun) suojaamiseksi. Sen päätavoitteena on luoda ihanteellinen lämpötilakenttä ja ilmakehä.

1. Keskeiset sääntelyparametrit:

* Polttoaineen ja ilman suhde (stoikiometrinen suhde) / Hapen ja polttoaineen suhde (happi-polttoainejärjestelmille):

* Tavoite: Saavuttaa täydellinen palaminen. Epätäydellinen palaminen tuhlaa polttoainetta, alentaa liekin lämpötilaa, tuottaa mustaa savua (nokea), joka saastuttaa lasisulaa ja tukkii regeneraattorit/lämmönvaihtimet. Liiallinen ilma kuljettaa pois merkittävää lämpöä, mikä heikentää lämpötehokkuutta ja voi voimistaa kruunun hapettumiskorroosiota.

* Säätö: Säädä tarkasti polttoaine-ilmasuhdetta savukaasuanalyysin (O₂, CO-pitoisuus) perusteella.E-lasiSäiliöuunit pitävät savukaasujen O₂-pitoisuuden tyypillisesti noin 1–3 %:ssa (lievästi ylipaineinen palaminen).

* Ilmakehän vaikutus: Ilman ja polttoaineen suhde vaikuttaa myös uunin ilmakehään (hapettava tai pelkistävä), jolla on hienovaraisia vaikutuksia tiettyjen seoskomponenttien (kuten raudan) käyttäytymiseen ja lasin väriin. E-lasin (joka vaatii väritöntä läpinäkyvyyttä) tapauksessa tämä vaikutus on kuitenkin suhteellisen pieni.

* Liekin pituus ja muoto:

* Tavoite: Muodostaa liekki, joka peittää sulan pinnan, on tietyn jäykkyyden omaava ja levittyy hyvin.

* Pitkä liekki vs. lyhyt liekki:

* Pitkä liekki: Kattaa laajan alueen, lämpötilan jakautuminen on suhteellisen tasaista ja aiheuttaa vähemmän lämpöshokkia kruunuun. Paikalliset lämpötilapiikit eivät kuitenkaan välttämättä ole riittävän korkeita, ja tunkeutuminen erän "poraus"vyöhykkeeseen voi olla riittämätöntä.

* Lyhyt liekki: Vahva jäykkyys, korkea paikallinen lämpötila, voimakas tunkeutuminen seoskerrokseen, mikä edistää "raaka-aineiden" nopeaa sulamista. Peitto on kuitenkin epätasainen, mikä aiheuttaa helposti paikallista ylikuumenemista (selkeämpiä kuumia kohtia) ja merkittävää lämpöshokkia kruunuun ja rintaseinämään.

* Säätö: Saavutetaan säätämällä polttimen pistoolin kulmaa, polttoaineen/ilman poistumisnopeutta (liikemääräsuhdetta) ja pyörteen voimakkuutta. Nykyaikaisissa säiliöuuneissa käytetään usein monivaiheisia säädettäviä polttimia.

* Liekin suunta (kulma):

* Tavoite: Siirtää lämpö tehokkaasti erän ja lasisulateen pintaan välttäen suoraa liekin osumista kruunuun tai rintaseinämään.

* Säätö: Säädä polttimen pistoolin kallistuskulmaa (pystysuora) ja kääntökulmaa (vaakasuora).

* Kallistuskulma: Vaikuttaa liekin vuorovaikutukseen seoskasan kanssa ("seoksen nuoleminen") ja sulan pinnan peittävyyteen. Liian pieni kulma (liekki liian alaspäin) voi hankaata sulan pintaa tai seoskasaa ja aiheuttaa siirtymistä, joka syövyttää rintaseinämää. Liian suuri kulma (liekki liian ylöspäin) johtaa alhaiseen lämpötehokkuuteen ja kruunun liialliseen kuumenemiseen.

* Kääntymiskulma: Vaikuttaa liekin jakautumiseen uunin leveydelle ja kuuman pisteen sijaintiin.

2. Liekin sääntelyn tavoitteet:

* Muodosta rationaalinen kuuma piste: Luo sulatussäiliön takaosaan (yleensä koirankopin jälkeen) korkeimman lämpötilan vyöhyke (kuuma piste). Tämä on lasin kirkastumisen ja homogenisaation kannalta kriittinen alue, ja se toimii lasisulavirtausta ohjaavana "moottorina" (kuumasta pisteestä kohti panostuslaitetta ja työpäätä).

* Tasainen sulapinnan lämmitys: Vältä paikallista ylikuumenemista tai alijäähdytystä, mikä vähentää epätasaista konvektiota ja lämpötilagradienttien aiheuttamia "kuolleita alueita".

* Suojaa uunin rakenne: Estä liekin osuminen kruunuun ja rintaseinämään, välttäen paikallista ylikuumenemista, joka johtaa kiihtyneeseen tulenkestävän materiaalin korroosioon.

* Tehokas lämmönsiirto: Maksimoi säteily- ja konvektiivisen lämmönsiirron tehokkuuden liekistä erään ja lasinsulateen pintaan.

* Vakaa lämpötilakenttä: Vähennä vaihteluita vakaan lasin laadun varmistamiseksi.

III. Sulamislämpötilan ja liekin säätelyn integroitu ohjaus

1. Lämpötila on tavoite, liekki on keino: Liekin säätö on ensisijainen menetelmä uunin lämpötilan jakautumisen, erityisesti kuumien kohtien sijainnin ja lämpötilan, hallitsemiseksi.

2. Lämpötilan mittaus ja takaisinkytkentä: Jatkuvaa lämpötilan valvontaa suoritetaan termoelementeillä, infrapunapyrometreillä ja muilla instrumenteilla, jotka on sijoitettu uunin keskeisiin paikkoihin (eräpanos, sulatusvyöhyke, kuuma kohta, kirkastusvyöhyke, esiahju). Nämä mittaukset toimivat liekin säädön perustana.

3. Automaattiset ohjausjärjestelmät: Nykyaikaisissa suurissa säiliöuuneissa käytetään laajalti DCS/PLC-järjestelmiä. Nämä järjestelmät säätävät liekkiä ja lämpötilaa automaattisesti säätämällä parametreja, kuten polttoaineen virtausta, palamisilman virtausta ja polttimen kulmaa/peltejä, ennalta asetettujen lämpötilakäyrien ja reaaliaikaisten mittausten perusteella.

4. Prosessin tasapaino: On tärkeää löytää optimaalinen tasapaino lasin laadun varmistamisen (korkean lämpötilan sulaminen, hyvä kirkastuminen ja homogenisaatio) ja uunin suojaamisen (liian korkeiden lämpötilojen ja liekkien välttäminen) välillä samalla vähentäen energiankulutusta.