Pagrindiniai stiklo lydymosi proceso veiksniai

Pagrindiniai stiklo lydymosi proceso veiksniai yra ne tik lydymo etapas, bet ir kiti, nes jiems įtakos turi tokios sąlygos kaip žaliavų kokybė, stiklo šukių apdorojimas ir kontrolė, kuro savybės, krosnies ugniai atsparios medžiagos, krosnies slėgis, atmosfera ir skaidrinimo medžiagų pasirinkimas. Toliau pateikiama išsami šių veiksnių analizė:

ⅠŽaliavų paruošimas ir kokybės kontrolė

1. Partijos cheminė sudėtis

SiO₂ ir ugniai atsparūs junginiai: SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ ir kitų ugniai atsparių junginių kiekis tiesiogiai veikia lydymosi greitį. Didesnis kiekis padidina reikiamą lydymosi temperatūrą ir energijos suvartojimą.

Šarminių metalų oksidai (pvz., Na₂O, Li₂O): Mažina lydymosi temperatūrą. Li₂O dėl mažo joninio spindulio ir didelio elektronegatyvumo yra ypač efektyvus ir gali pagerinti stiklo fizikines savybes.

2. Partijos išankstinis apdorojimas

Drėgmės kontrolė:

Optimalus drėgnumas (3%~5%): pagerina drėkinimą ir reakciją, sumažina dulkėtumą ir segregaciją;

Per didelis drėgnumas: sukelia svėrimo klaidas ir pailgina skaidrinimo laiką.

Dalelių dydžio pasiskirstymas:

Per didelis stambių dalelių kiekis: sumažina reakcijos sąlyčio plotą, pailgina lydymosi laiką;

Per didelis smulkių dalelių kiekis: sukelia aglomeraciją ir elektrostatinę adsorbciją, trukdančią vienodam lydymui.

3. Stiklo šukių tvarkymas

Stiklinės šukės turi būti švarios, be priemaišų ir atitikti šviežių žaliavų dalelių dydį, kad neliktų burbuliukų ar neištirpusių likučių.

II. Krosnies projektavimasir degalų savybės

1. Ugniai atsparių medžiagų pasirinkimas

Atsparumas aukštai temperatūrai erozijai: baseino sienelės, krosnies dugno ir kitose vietose, kurios liečiasi su stiklo skysčiu, turėtų būti naudojamos didelės cirkonio koncentracijos plytos ir elektrolydytos cirkonio korundo plytos (AZS), kad būtų kuo mažiau akmens defektų, atsirandančių dėl cheminės erozijos ir šveitimo.

Terminis stabilumas: atsparus temperatūros svyravimams ir ugniai atsparių medžiagų išsisklaidymui dėl terminio šoko.

2. Kuro ir degimo efektyvumas

Kuro šiluminė vertė ir degimo atmosfera (oksiduojanti/redukuojanti) turi atitikti stiklo sudėtį. Pavyzdžiui:

Gamtinės dujos / sunkioji alyva: reikalingas tikslus oro ir degalų santykio valdymas, kad būtų išvengta sulfidų likučių;

Elektrinis lydymas: tinka didelio tikslumo lydymui (pvz.,optinis stiklas), bet sunaudoja daugiau energijos.

III.Lydymosi proceso parametrų optimizavimas

1. Temperatūros kontrolė

Lydymosi temperatūra (1450–1500 ℃): 1 ℃ temperatūros padidėjimas gali padidinti lydymosi greitį 1 %, tačiau ugniai atsparių medžiagų erozija padvigubėja. Būtina pusiausvyra tarp efektyvumo ir įrangos tarnavimo laiko.

Temperatūros pasiskirstymas: Norint išvengti vietinio perkaitimo arba neišlydytų likučių, būtina kontroliuoti gradientą skirtingose krosnies zonose (lydymo, skaidrinimo, aušinimo).

2. Atmosfera ir slėgis

Oksiduojanti atmosfera: skatina organinių medžiagų skaidymąsi, bet gali sustiprinti sulfidų oksidaciją;

Redukuojanti atmosfera: slopina Fe³+ spalvą (bespalvio stiklo atveju), tačiau reikia vengti anglies nusėdimo;

Krosnies slėgio stabilumas: nedidelis teigiamas slėgis (+2–5 Pa) neleidžia patekti šaltam orui ir užtikrina burbuliukų pašalinimą.

3. Skaidymo medžiagos ir srautai

Fluoridai (pvz., CaF₂): sumažina lydalo klampumą ir pagreitina burbuliukų pašalinimą;

Nitratai (pvz., NaNO₃): išskiria deguonį, kad paskatintų oksidacinį skaidymąsi;

Sudėtiniai fliusai**: pvz., Li₂CO₃ + Na₂CO₂, sinergiškai žemesnė lydymosi temperatūra.

IIIDinaminis lydymosi proceso stebėjimas

1. Lydymosi klampumas ir skystumas

Stebėjimas realiuoju laiku naudojant rotacinius viskozimetrus, siekiant reguliuoti temperatūrą arba srauto santykius optimalioms formavimo sąlygoms.

2. Burbulų šalinimo efektyvumas

Burbulų pasiskirstymo stebėjimas naudojant rentgeno spindulius arba vaizdavimo metodus, siekiant optimizuoti skaidrinančios medžiagos dozę ir krosnies slėgį.

ⅤDažnos problemos ir tobulinimo strategijos

Išvada

Stiklo lydymas yra žaliavų, įrangos ir proceso parametrų sinergijos rezultatas. Tam reikia kruopštaus cheminės sudėties projektavimo, dalelių dydžio optimizavimo, ugniai atsparių medžiagų atnaujinimo ir dinaminio proceso parametrų valdymo. Moksliškai reguliuojant srautus, stabilizuojant lydymo aplinką (temperatūrą / slėgį / atmosferą) ir naudojant efektyvius skaidrinimo metodus, galima žymiai pagerinti lydymo efektyvumą ir stiklo kokybę, kartu sumažinant energijos suvartojimą ir gamybos sąnaudas.