hír

A buborékoltatás, egy kritikus és széles körben alkalmazott technika az erőltetett homogenizálásban, jelentősen és összetetten befolyásolja az olvadt üveg finomítási és homogenizálási folyamatait. Íme egy részletes elemzés.

1. A buborékoltatási technológia alapelve

A buborékoltatás során több sor buborékoltatót (fúvókát) helyeznek el az olvasztókemence alján (jellemzően az olvasztási zóna vagy a finomító zóna utolsó részében). Egy speciális gázt, általában sűrített levegőt, nitrogént vagy inert gázt fecskendeznek a magas hőmérsékletű olvadt üvegbe periodikusan vagy folyamatosan. A gáz kitágul és felemelkedik az olvadt üvegen keresztül, felszálló buborékok oszlopait hozva létre.

2. A buborékoltatás hatása a derítési folyamatra (elsősorban pozitív)

A buborékolás elsősorban a gázbuborékok eltávolításában segít, ezáltal tisztítja az üveget.

Buborék eltávolításának elősegítése

SzívóhatásA nagy, felemelkedő buborékok nyomán egy alacsony nyomású zóna alakul ki, ami „pumpáló hatást” hoz létre. Ez hatékonyan magához vonzza, összegyűjti és egyesíti az apró mikrobuborékokat a környező olvadt üvegből, majd a felszínre szállítja azokat kiűzés céljából.

Csökkent gázoldhatóságA befecskendezett gáz, különösen az inert gáz, hígíthatja az olvadt üvegben oldott gázokat (pl. SO₂, O₂, CO₂), csökkentve azok parciális nyomását. Ez elősegíti az oldott gázok feloldódását a felszálló buborékokba.

Csökkentett lokális túltelítettségA felemelkedő buborékok egy kész gáz-folyadék határfelületet biztosítanak, megkönnyítve a túltelített oldott gázok feloldódását és a buborékokba való diffundálását.

Rövidített finomítási útvonalA felemelkedő buborékoszlopok „gyorsított sávként” működnek, felgyorsítva az oldott gázok és mikrobuborékok vándorlását a felszín felé.

Habréteg megzavarásaA felszín közelében a felszálló buborékok segítenek feltörni a sűrű habréteget, amely akadályozhatja a gázok kiáramlását.

Lehetséges negatív hatások (ellenőrzést igényelnek)

Új buborékok bevezetéseHa a buborékoltatási paramétereket (gáznyomás, frekvencia és tisztaság) nem megfelelően szabályozzák, vagy ha a fúvókák eltömődnek, a folyamat nemkívánatos új, apró buborékokat hozhat létre. Ha ezeket a buborékokat nem lehet eltávolítani vagy feloldani a későbbi derítés során, akkor hibákká válnak.

Nem megfelelő gázkiválasztásHa a befecskendezett gáz kedvezőtlenül reagál az olvadt üveggel vagy az oldott gázokkal, nehezebben eltávolítható gázokat vagy vegyületeket hozhat létre, ami akadályozza a finomítási folyamatot.

3. A buborékolás hatása a homogenizációs folyamatra (elsősorban pozitív)

A buborékolás jelentősen elősegíti a keverék keveredését és homogenizálását.olvadt üveg.

Fokozott konvekció és keverés

Függőleges keringésAhogy a buborékoszlopok emelkednek, az olvadt üveghez képest alacsony sűrűségük erős felfelé irányuló áramlást hoz létre. A felszálló üveg feltöltése érdekében a környező és az alsó üveg vízszintesen áramlik a buborékoszlop felé, erőteljes áramlást hozva létre.függőleges keringésvagykonvekcióEz a kényszerített konvekció nagymértékben felgyorsítja az olvadt üveg vízszintes keveredését.

NyírókeverésA felszálló buborékok és a környező olvadt üveg közötti sebességkülönbség nyíróerőket generál, ami elősegíti a szomszédos üvegrétegek közötti diffúziós keveredést.

Interfész megújításaA felszálló buborékok keverése folyamatosan frissíti a különböző összetételű üvegek közötti érintkezési felületeket, javítva a molekuláris diffúzió hatékonyságát.

A rétegződés és a csíkozódás megszakadása

Az erős konvekció hatékonyan felbomlikkémiai vagy termikus rétegződéséscsíkozásoksűrűségkülönbségek, hőmérséklet-gradiensek vagy egyenetlen adagolás okozta. Ezeket a rétegeket beépíti a főáramba keverés céljából.

Ez különösen hasznos a megszüntetésében„holt zónák”a tartály alján, csökkentve a kristályosodást vagy a hosszan tartó stagnálás okozta súlyos inhomogenitást.

Fokozott homogenizációs hatékonyság

A természetes konvekcióhoz vagy a hőmérséklet-gradiens áramlásokhoz képest a buborékolás által létrehozott kényszerített konvekciónak van egynagyobb energiasűrűség és szélesebb hatótávolságEz jelentősen lerövidíti a kívánt homogenitási szint eléréséhez szükséges időt, vagy ugyanazon időkereten belül nagyobb egyenletességet eredményez.

Lehetséges negatív hatások (figyelmet igényelnek)

Tűzálló anyagok eróziójaA felszálló buborékok nagy sebességű áramlása és az általuk kiváltott intenzív konvekció erősebb eróziót és korróziót okozhat a tartály alján és az oldalfalakon, lerövidítve a kemence élettartamát. Ez eróziós termékeket is juttathat az olvadt üvegbe, új inhomogenitási forrásokat (kövek, barázdák) létrehozva.

Az áramlási minták megzavarásaHa a buborékképződési pont elrendezése, a buborékméret vagy a gyakoriság rosszul van megtervezve, az befolyásolhatja az olvasztótartályon belüli eredeti, előnyös hőmérsékletet és természetes áramlási mezőket. Ez új inhomogén régiókat vagy örvényeket hozhat létre.

4. A buborékoltatási technológia főbb szabályozási paraméterei

Buborékoló pozícióJellemzően az olvasztási zóna utolsó részében (biztosítva, hogy a nyersanyagok nagy része megolvadjon) és a finomítózónában. A pozíciót az áramlási és hőmérsékleti mezők optimalizálása érdekében kell megválasztani.

GázválasztásA lehetőségek közé tartozik a levegő (olcsó, de erős oxidáló tulajdonságokkal rendelkezik), a nitrogén (inert) és az inert gázok, például az argon (legjobb inert tulajdonság, de drága). A választás az üveg összetételétől, a redoxállapottól és a költségektől függ.

BuborékméretAz ideális az, ha nagyobb buborékok keletkeznek (több millimétertől centiméterig terjedő átmérőjűek). A kis buborékok lassan emelkednek fel, gyenge szívóhatásuk van, és nem biztos, hogy könnyen kiűzhetők, így hibákká válnak. A buborékok méretét a fúvóka kialakítása és a gáznyomás szabályozza.

Buborékolási gyakoriságA periodikus buborékoltatás (pl. néhány percenként) gyakran hatékonyabb, mint a folyamatos buborékoltatás. Erős zavarokat hoz létre, miközben időt hagy a buborékok kiűzésére és az üveg stabilizálódására. Az intenzitást (gázáramlási sebesség és nyomás) az üveg vastagságához és viszkozitásához kell igazítani.

Bubbling Point elrendezésTöbb sor lépcsőzetes elrendezése, amely a tartály teljes szélességét lefedi, biztosítja, hogy a konvekció minden sarkot elérjen, megakadályozva a „holt zónákat”. A távolságot optimalizálni kell.

GáztisztaságA nedvességhez vagy más gázokhoz hasonló szennyeződéseket kerülni kell az új problémák megelőzése érdekében.

Összefoglalva, a buborékoltatás egy kulcsfontosságú technológia, amely gázt fecskendez az olvadt üvegbe, hogy erős függőleges cirkulációt és keverést hozzon létre. Ez nemcsak jelentősen felgyorsítja a belső finomítási folyamatot, segítve a kis és nagy buborékok egyesülését és kiűzését, hanem hatékonyan felbontja a kémiai és termikus inhomogén rétegeket és kiküszöböli az áramlási holtzónákat. Következésképpen nagymértékben javítja az üveg homogenizálási hatékonyságát és minőségét. Azonban a kulcsfontosságú paraméterek, például a gázkiválasztás, a pozíció, a frekvencia és a buborékméret szigorú ellenőrzése elengedhetetlen az új buborékhibák kialakulásának, a tűzálló anyagok eróziójának súlyosbodásának vagy az eredeti áramlási mező megzavarásának elkerülése érdekében. Ezért, bár vannak lehetséges hátrányai, a buborékoltatás egy kulcsfontosságú technológia, amely optimalizálható az üveggyártás jelentős javítása érdekében.