шопіфай

новини

Е-скло (безлужне скловолокно)Виробництво в резервуарних печах – це складний високотемпературний процес плавлення. Профіль температури плавлення є критичною точкою контролю процесу, яка безпосередньо впливає на якість скла, ефективність плавлення, споживання енергії, термін служби печі та кінцеві характеристики волокна. Цей температурний профіль досягається головним чином шляхом регулювання характеристик полум'я та електричного підсилення.

I. Температура плавлення електролітного скла

1. Діапазон температур плавлення:

Повне плавлення, освітлення та гомогенізація електролітного скла зазвичай потребують надзвичайно високих температур. Типова температура зони плавлення (гарячої точки) зазвичай коливається від 1500°C до 1600°C.

Конкретна цільова температура залежить від:

* Склад партії: Конкретні рецептури (наприклад, наявність фтору, високий/низький вміст бору, наявність титану) впливають на характеристики плавлення.

* Конструкція печі: тип печі, розмір, ефективність ізоляції та розташування пальника.

* Цілі виробництва: Бажана швидкість плавлення та вимоги до якості скла.

* Вогнетривкі матеріали: Швидкість корозії вогнетривких матеріалів за високих температур обмежує верхню температуру.

Температура зони освітлення зазвичай трохи нижча за температуру гарячої точки (приблизно на 20-50°C нижча), щоб полегшити видалення бульбашок та гомогенізацію скла.

Температура робочого кінця (передпечі) значно нижча (зазвичай 1200–1350 °C), що забезпечує відповідну в'язкість та стабільність склоплаву для витяжки.

2. Важливість контролю температури:

* Ефективність плавлення: Достатньо високі температури мають вирішальне значення для забезпечення повної реакції матеріалів шихти (кварцового піску, пірофіліту, борної кислоти/колеманіту, вапняку тощо), повного розчинення піщинок та повного виділення газу. Недостатня температура може призвести до утворення залишків «сировини» (нерозплавлених частинок кварцу), каменів та збільшення кількості бульбашок.

* Якість скла: Високі температури сприяють освітленню та гомогенізації розплавленого скла, зменшуючи такі дефекти, як волокна, бульбашки та каміння. Ці дефекти суттєво впливають на міцність волокна, швидкість поломки та безперервність.

* В'язкість: Температура безпосередньо впливає на в'язкість розплаву скла. Витягування волокна вимагає, щоб розплав скла знаходився в певному діапазоні в'язкості.

* Корозія вогнетривких матеріалів: Надмірно високі температури значно прискорюють корозію вогнетривких матеріалів печі (особливо електросплавленої цегли AZS), скорочуючи термін служби печі та потенційно спричиняючи утворення вогнетривких каменів.

* Споживання енергії: Підтримка високих температур є основним джерелом споживання енергії в цистернах з печами (зазвичай на них припадає понад 60% від загального споживання енергії у виробництві). Точний контроль температури для уникнення надмірних температур є ключем до енергозбереження.

II. Регулювання полум'я

Регулювання полум'я є основним засобом контролю розподілу температури плавлення, досягнення ефективного плавлення та захисту конструкції печі (особливо скроні). Його головна мета — створення ідеального температурного поля та атмосфери.

1. Ключові параметри регулювання:

* Співвідношення палива до повітря (стехіометричне співвідношення) / Співвідношення кисню до палива (для киснево-паливних систем):

* Мета: Досягти повного згоряння. Неповне згоряння призводить до марнування палива, зниження температури полум'я, утворення чорного диму (сажі), який забруднює розплав скла та засмічує регенератори/теплообмінники. Надлишок повітря забирає значну кількість тепла, знижуючи тепловий ККД, і може посилити окислювальну корозію крон.

* Регулювання: Точно контролюйте співвідношення повітря та палива на основі аналізу димових газів (вміст O₂, CO).Електронне склоУ резервуарних печах вміст O₂ у димових газах зазвичай підтримується на рівні близько 1-3% (згоряння з незначним позитивним тиском).

* Вплив атмосфери: Співвідношення повітря та палива також впливає на атмосферу печі (окислювальну або відновлювальну), що має незначний вплив на поведінку певних компонентів шихти (таких як залізо) та колір скла. Однак для E-скла (що вимагає безбарвної прозорості) цей вплив є відносно незначним.

* Довжина та форма полум'я:

* Мета: Сформувати полум'я, яке покриває поверхню розплаву, має певну жорсткість та добру розтікність.

* Довге полум'я проти короткого полум'я:

* Довге полум'я: Охоплює велику площу, розподіл температури відносно рівномірний і спричиняє менший тепловий шок для коронки. Однак локальні піки температури можуть бути недостатньо високими, а проникнення в зону «свердління» пакету може бути недостатнім.

* Коротке полум'я: Висока жорсткість, висока локальна температура, сильне проникнення в шар шихти, що сприяє швидкому плавленню «сировини». Однак покриття нерівномірне, що легко спричиняє локальний перегрів (більш виражені гарячі точки) та значний тепловий шок для коронки та грудної стінки.

* Регулювання: Досягається шляхом регулювання кута нахилу пальникової гармати, швидкості виходу палива/повітря (співвідношення імпульсів) та інтенсивності завихрення. Сучасні цистерни часто використовують багатоступеневі регульовані пальники.

* Напрямок полум'я (кут):

* Мета: Ефективно передавати тепло до шихти та поверхні розплавленого скла, уникаючи прямого впливу полум'я на коронку або грудну стінку.

* Регулювання: Відрегулюйте кути нахилу (вертикальний) та рискування (горизонтальний) пальникової гармати.

* Кут нахилу: впливає на взаємодію полум'я з купою шихти («злизування шихти») та покриття поверхні розплаву. Занадто малий кут (полум'я занадто спрямоване вниз) може подряпати поверхню розплаву або купу шихти, спричиняючи перенесення, яке кородує стінку грудної клітки. Занадто великий кут (полум'я занадто спрямоване вгору) призводить до низької теплової ефективності та надмірного нагрівання коронки.

* Кут повороту: впливає на розподіл полум'я по ширині печі та положення гарячої точки.

2. Цілі регулювання полум'я:

* Формування раціональної гарячої точки: створення зони з найвищою температурою (гарячої точки) у задній частині плавильної ємності (зазвичай після «собачої будки»). Це критична зона для освітлення та гомогенізації скла, яка діє як «двигун», що контролює потік розплавленого скла (від гарячої точки до завантажувача партії та робочого кінця).

* Рівномірний нагрів поверхні розплаву: уникайте локального перегріву або переохолодження, зменшуючи нерівномірну конвекцію та «мертві зони», спричинені градієнтами температури.

* Захист конструкції печі: запобігання потраплянню полум'я на верхню та грудну стінки, уникаючи локального перегріву, який призводить до прискореної корозії вогнетривів.

* Ефективна теплопередача: Максимізуйте ефективність променистої та конвективної теплопередачі від полум'я до поверхні шихти та розплавленого скла.

* Стабільне температурне поле: Зменшення коливань для забезпечення стабільної якості скла.

III. Інтегрований контроль температури плавлення та регулювання полум'я

1. Температура – мета, полум'я – засіб: регулювання полум'я – основний метод контролю розподілу температури в печі, особливо положення та температури гарячої точки.

2. Вимірювання температури та зворотний зв'язок: Безперервний моніторинг температури здійснюється за допомогою термопар, інфрачервоних пірометрів та інших приладів, розташованих у ключових місцях печі (завантажувач партії, зона плавлення, гаряча точка, зона рафінування, передня частина). Ці вимірювання слугують основою для регулювання полум'я.

3. Системи автоматичного керування: Сучасні великогабаритні ванночні печі широко використовують системи DCS/PLC. Ці системи автоматично контролюють полум'я та температуру, регулюючи такі параметри, як витрата палива, витрата повітря для горіння, кут нахилу пальника/заслінки, на основі попередньо встановлених температурних кривих та вимірювань у режимі реального часу.

4. Баланс процесу: Важливо знайти оптимальний баланс між забезпеченням якості скла (високотемпературне плавлення, гарне освітлення та гомогенізація) та захистом печі (уникнення надмірних температур, впливу полум'я) при одночасному зменшенні споживання енергії.

Контроль температури та регулювання полум'я у виробництві безлужного скловолокна (E-Glass) у резервуарних печах


Час публікації: 18 липня 2025 р.