I principali fattori di processo che influenzano lo scioglimento del vetro

I principali fattori di processo che colpiscono lo scioglimento del vetro si estendono oltre lo stadio di fusione stesso, in quanto sono influenzati da condizioni di pre-fusione come la qualità delle materie prime, il trattamento e il controllo delle cornice, le proprietà del carburante, i materiali refrattari del forno, la pressione del forno, l'atmosfera e la selezione di agenti di mulinello. Di seguito è riportata un'analisi dettagliata di questi fattori:

Ⅰ. Preparazione delle materie prime e controllo di qualità

1. Composizione chimica di batch

Sio₂ e composti refrattari: il contenuto di sio₂, al₂o₃, zro₂ e altri composti refrattari influenzano direttamente la velocità di fusione. Il contenuto più elevato aumenta la temperatura di fusione richiesta e il consumo di energia.

Ossidi di metallo alcalino (ad es. Na₂o, li₂o): ridurre la temperatura di fusione. Li₂o, grazie al suo piccolo raggio ionico e all'elevata elettronegatività, è particolarmente efficace e può migliorare le proprietà fisiche del vetro.

2. Pre-trattamento batch

Controllo dell'umidità:

Umidità ottimale (3%~ 5%): migliora la bagnatura e la reazione, riduce la polvere e la segregazione;

Eccessiva umidità: provoca errori di pesatura e prolunga il tempo di pinna.

Distribuzione delle dimensioni delle particelle:

Particelle eccessive grossolane: riduce l'area di contatto di reazione, prolunga il tempo di fusione;

Particelle fine eccessive: porta ad agglomerazione e adsorbimento elettrostatico, ostacolando la fusione uniforme.

3. Gestione delle cornici

Cullet deve essere pulito, privo di impurità e abbinare la dimensione delle particelle di materie prime fresche per evitare di introdurre bolle o residui non confusi.

Ⅱ. Design della fornacee proprietà del carburante

1. Selezione del materiale refrattario

Resistenza all'erosione ad alta temperatura: mattoni di zirconio elevato e mattoni di zirconio corindum (AZ) devono essere utilizzati nell'area della parete della piscina, il fondo del forno e altre aree che entrano a contatto con il liquido di vetro, in modo da ridurre al minimo i difetti di pietra causati dall'erosione chimica e dall'erosione chimica.

Stabilità termica: resistere alla fluttuazione della temperatura ed evitare lo spalling refrattario a causa dello shock termico.

2. Efficienza di carburante e combustione

Il valore calorifico del carburante e l'atmosfera di combustione (ossidante/riduzione) devono corrispondere alla composizione del vetro. Per esempio:

Gas naturale/olio pesante: richiede un preciso controllo del rapporto di alimentazione dell'aria per evitare residui di solfuro;

Filting elettrico: adatto per la fusione ad alta precisione (ad es.vetro ottico) ma consuma più energia.

Ⅲ. Ottimizzazione dei parametri del processo di fusione

1. Controllo della temperatura

Temperatura di fusione (1450 ~ 1500 ℃): un aumento di 1 ℃ della temperatura può aumentare la velocità di fusione dell'1%, ma l'erosione refrattaria raddoppia. È necessario un equilibrio tra efficienza e durata delle attrezzature.

Distribuzione della temperatura: il controllo del gradiente in diverse zone del forno (scioglimento, mulinello, raffreddamento) è essenziale per evitare residui di surriscaldamento locale o non confuso.

2. Atmosfera e pressione

Atmosfera ossidante: promuove la decomposizione organica ma può intensificare l'ossidazione del solfuro;

Riduzione dell'atmosfera: sopprime la colorazione Fe³+ (per vetro incolore) ma richiede di evitare la deposizione di carbonio;

Stabilità della pressione del forno: una leggera pressione positiva (+2 ~ 5 Pa) impedisce l'assunzione di aria fredda e garantisce la rimozione delle bolle.

3. Agenti e flussi di pesca

Fluoruri (EG, CAF₂): ridurre la viscosità del fusione e accelerare la rimozione delle bolle;

Nitrati (EG, Nano₃): rilasciare ossigeno per promuovere la multa ossidativa;

Flussi compositi **: EG, Li₂co₃ + Na₂co₃, temperatura di fusione sinergicamente inferiore.

Ⅳ. Monitoraggio dinamico del processo di fusione

1. Sciogliere la viscosità e la fluidità

Monitoraggio in tempo reale utilizzando viscoscemetri rotazionali per regolare i rapporti di temperatura o di flusso per condizioni di formazione ottimali.

2. Efficienza di rimozione delle botte

Osservazione della distribuzione delle bolle mediante raggi X o tecniche di imaging per ottimizzare il dosaggio dell'agente di mulinatore e la pressione del forno.

Ⅴ. Problemi comuni e strategie di miglioramento

Conclusione

La fusione del vetro è il risultato della sinergia tra materie prime, attrezzature e parametri di processo. Richiede una gestione meticolosa della progettazione della composizione chimica, dell'ottimizzazione delle dimensioni delle particelle, degli aggiornamenti del materiale refrattario e del controllo dei parametri di processo dinamico. Regolando scientificamente i flussi, stabilizzando l'ambiente di fusione (temperatura/pressione/atmosfera) e impiegando tecniche di mulina efficienti, l'efficienza di fusione e la qualità del vetro possono essere significativamente migliorate, mentre il consumo di energia e i costi di produzione sono ridotti.