Az üvegolvasztás folyamatát befolyásoló főbb tényezők túlmutatnak magán az olvasztási szakaszon, mivel azokat az olvasztás előtti körülmények, mint például a nyersanyag minősége, a törtüveg kezelése és szabályozása, az üzemanyag tulajdonságai, a kemence tűzálló anyagai, a kemence nyomása, a légkör és a derítőszerek kiválasztása is befolyásolják. Az alábbiakban részletesen elemezzük ezeket a tényezőket:
ⅠNyersanyag-előkészítés és minőségellenőrzés
1. A tétel kémiai összetétele
SiO₂ és tűzálló vegyületek: A SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ és más tűzálló vegyületek tartalma közvetlenül befolyásolja az olvadási sebességet. A magasabb tartalom növeli a szükséges olvadási hőmérsékletet és az energiafogyasztást.
Alkálifém-oxidok (pl. Na₂O, Li₂O): Csökkentik az olvadáspontot. A Li₂O kis ionrádiuszának és magas elektronegativitásának köszönhetően különösen hatékony, és javíthatja az üveg fizikai tulajdonságait.
2. Kötegelőkezelés
Nedvességszabályozás:
Optimális nedvességtartalom (3%~5%): Fokozza a nedvesedést és a reakciót, csökkenti a porképződést és a kiszóródást;
Túlzott nedvesség: Mérési hibákat okoz és meghosszabbítja a derítési időt.
Részecskeméret-eloszlás:
Túlzottan durva részecskék: Csökkenti a reakció érintkezési felületét, meghosszabbítja az olvadási időt;
Túlzott finom részecskék: Agglomerációhoz és elektrosztatikus adszorpcióhoz vezet, ami akadályozza az egyenletes olvadást.
3. Üvegtörmelék-kezelés
A tört üvegnek tisztának, szennyeződésektől mentesnek kell lennie, és a szemcseméretnek meg kell egyeznie a friss nyersanyagokéval, hogy elkerüljük a buborékok vagy az olvadatlan maradványok kialakulását.
II.. Kemence tervezéseés az üzemanyag tulajdonságai
1. Tűzálló anyag kiválasztása
Magas hőmérsékletű erózióállóság: a medence falának, a kemence aljának és az üvegfolyadékkal érintkezésbe kerülő egyéb területeken magas cirkóniumtartalmú téglákat és elektrofúziós cirkónium-korund téglákat (AZS) kell használni, hogy minimalizálják a kémiai erózió és a súrolódás okozta kőhibákat.
Hőstabilitás: Ellenáll a hőmérséklet-ingadozásnak, és elkerüli a tűzálló anyagok hősokk okozta lepattogzását.
2. Üzemanyag- és égéshatékonyság
Az üzemanyag fűtőértékének és az égési légkörnek (oxidáló/redukáló) meg kell egyeznie az üveg összetételével. Például:
Földgáz/nehézolaj: A szulfidmaradványok elkerülése érdekében pontos levegő-üzemanyag arány szabályozást igényel;
Elektromos olvasztás: Nagy pontosságú olvasztásra alkalmas (pl.optikai üveg), de több energiát fogyaszt.
III.Olvasztási folyamat paramétereinek optimalizálása
1. Hőmérséklet-szabályozás
Olvadási hőmérséklet (1450~1500 ℃): Az 1 ℃-os hőmérséklet-emelkedés 1%-kal növelheti az olvadási sebességet, de a tűzálló anyagok eróziója megduplázódik. Szükséges az egyensúly a hatékonyság és a berendezések élettartama között.
Hőmérséklet-eloszlás: A különböző kemencezónákban (olvasztás, derítés, hűtés) a gradiens szabályozása elengedhetetlen a helyi túlmelegedés vagy az olvadatlan maradványok elkerülése érdekében.
2. Légkör és nyomás
Oxidáló légkör: Elősegíti a szerves bomlást, de fokozhatja a szulfid oxidációját;
Redukáló légkör: Elnyomja a Fe³+ elszíneződést (színtelen üveg esetén), de el kell kerülni a szénlerakódást;
Kemencenyomás-stabilitás: Enyhe pozitív nyomás (+2~5 Pa) megakadályozza a hideg levegő beáramlását és biztosítja a buborékok eltávolítását.
3. Derítőszerek és folyósítószerek
Fluoridok (pl. CaF₂): Csökkentik az olvadék viszkozitását és felgyorsítják a buborékok eltávolítását;
Nitrátok (pl. NaNO₃): Oxigént szabadítanak fel az oxidatív derítés elősegítése érdekében;
Kompozit folyósítószerek**: pl. Li₂CO₃ + Na₂CO₂, szinergikusan alacsonyabb olvadáspont.
III.Az olvadási folyamat dinamikus monitorozása
1. Olvadék viszkozitása és folyékonysága
Valós idejű monitorozás forgó viszkozitásmérőkkel a hőmérséklet vagy a fluxusarányok beállításához az optimális alakítási feltételek érdekében.
2. Buborékeltávolítási hatékonyság
A buborékeloszlás megfigyelése röntgen- vagy képalkotó technikákkal a derítőszer adagolásának és a kemencenyomás optimalizálása érdekében.
ⅤGyakori problémák és fejlesztési stratégiák
| Problémák | Kiváltó ok | A megoldás |
| Üvegkövek (olvadatlan részecskék) | Durva részecskék vagy rossz keverés | Optimalizálja a részecskeméretet, fokozza az előkeverést |
| Maradék buborékok | Nem elegendő derítőszer vagy nyomásingadozások | Növelje a fluorid adagját, stabilizálja a kemence nyomását |
| Súlyos tűzálló erózió | Túlzott hőmérséklet vagy nem megfelelő anyagok | Használjon magas cirkónium-dioxid-tartalmú téglákat, csökkentse a hőmérséklet-gradienseket |
| Csíkok és hibák | Nem megfelelő homogenizálás | Homogenizációs idő meghosszabbítása, keverés optimalizálása |
Következtetés
Az üvegolvasztás a nyersanyagok, a berendezések és a folyamatparaméterek közötti szinergia eredménye. Ez a kémiai összetétel tervezésének, a részecskeméret optimalizálásának, a tűzálló anyagok fejlesztésének és a dinamikus folyamatparaméter-szabályozásnak a gondos kezelését igényli. A fluxusok tudományos beállításával, az olvasztási környezet (hőmérséklet/nyomás/atmoszféra) stabilizálásával és hatékony finomítási technikák alkalmazásával az olvasztási hatékonyság és az üvegminőség jelentősen javítható, miközben az energiafogyasztás és a termelési költségek csökkennek.
Közzététel ideje: 2025. márc. 14.
