Els principals factors de procés que afecten la fusió del vidre s’estenen més enllà de l’etapa de fusió, ja que estan influenciats per condicions de pre-fel·lació com la qualitat de les matèries primeres, el tractament i el control de la cullet, les propietats del combustible, els materials refractaris del forn, la pressió del forn, l’atmosfera i la selecció d’agents de fi. A continuació, es mostra una anàlisi detallada d’aquests factors:
Ⅰ. Preparació de matèries primeres i control de qualitat
1. Composició química del lot
SiO₂ i compostos refractaris: el contingut de SiO₂, Al₂o₃, Zro₂ i altres compostos refractaris afecta directament la taxa de fusió. El contingut més elevat augmenta la temperatura de fusió i el consum d’energia requerits.
Oxids metàl·lics alcalins (per exemple, Na₂o, Li₂o): Reduir la temperatura de fusió. Li₂o, a causa del seu petit radi iònic i elevada electronegativitat, és especialment eficaç i pot millorar les propietats físiques del vidre.
2. Pre-tractament per lots
Control de la humitat:
Humitat òptima (3%~ 5%): millora la humitat i la reacció, redueix la pols i la segregació;
Humitat excessiva: provoca un pes de pes i prolonga el temps d’actuació.
Distribució de la mida de les partícules:
Partícules gruixudes excessives: redueix l’àrea de contacte de reacció, allarga el temps de fusió;
Partícules fines excessives: condueix a l’aglomeració i l’adsorció electrostàtica, dificultant la fusió uniforme.
3. Cullet Management
Cullet ha d’estar net, lliure d’impureses i coincidir amb la mida de les partícules de les matèries primeres fresques per evitar introduir bombolles o residus no confiats.
Ⅱ. Disseny del forni les propietats de combustible
1. Selecció de material refractari
Resistència a l'erosió a alta temperatura: els maons de zirconi alts i els maons de corundum de zirconi electrofusos (AZ) s'han d'utilitzar a la zona de la paret de la piscina, al fons del forn i altres zones que entren en contacte amb el líquid de vidre, de manera que minimitzi els defectes de la pedra causats per l'erosió química i el furor.
Estabilitat tèrmica: resisteix la fluctuació de la temperatura i evita la ruptura refractària a causa del xoc tèrmic.
2. Eficiència de combustió i combustió
El valor calorífic de combustible i l’atmosfera de combustió (oxidant/reduint) han de coincidir amb la composició de vidre. Per exemple:
Gas natural/oli pesat: requereix un control precís de la relació de combustible d’aire per evitar residus de sulfur;
Felència elèctrica: adequat per a la fusió d'alta precisió (per exemple,vidre òptic) però consumeix més energia.
Ⅲ. Optimització de paràmetres del procés de fusió
1. Control de temperatura
Temperatura de fusió (1450 ~ 1500 ℃): un augment de la temperatura 1 ℃ pot augmentar la taxa de fusió en un 1%, però l'erosió refractària duplica. És necessari un equilibri entre l'eficiència i la vida útil dels equips.
Distribució de la temperatura: el control de gradients en diferents zones de forn (fusió, multa, refrigeració) és fonamental per evitar el sobreescalfament local o els residus no confiats.
2. Atmosfera i pressió
Atmosfera oxidant: promou la descomposició orgànica, però pot intensificar l’oxidació de sulfur;
Reducció de l’atmosfera: suprimeix la coloració Fe³+ (per a vidre incolor), però requereix evitar la deposició de carboni;
Estabilitat de la pressió del forn: lleugera pressió positiva (+2 ~ 5 pa) impedeix la ingesta d’aire fred i garanteix l’eliminació de les bombolles.
3. Agents i fluxos de fons
Fluorides (per exemple, CAF₂): Reduir la viscositat de fusió i accelerar l’eliminació de les bombolles;
Nitrats (per exemple, nano₃): allibereu oxigen per promoure les aletes oxidants;
Fluxos compostos **: EG, Li₂co₃ + Na₂co₃, temperatura de fusió sinèrgicament inferior.
Ⅳ. Supervisió dinàmica del procés de fusió
1. Fosa la viscositat i la fluïdesa
Monitorització en temps real mitjançant viscometors de rotació per ajustar les relacions de temperatura o flux per a condicions de formació òptimes.
2. Eficiència d’eliminació de bombolles
Observació de la distribució de bombolles mitjançant raigs X o tècniques d’imatge per optimitzar la dosi de l’agent final i la pressió del forn.
Ⅴ. Problemes habituals i estratègies de millora
| Problemes | Causa de l’arrel | La solució |
| Pedres de vidre (partícules no confeccionades) | Partícules gruixudes o una barreja pobra | Optimitzar la mida de les partícules, millorar la pre-barreja |
| Bombolles residuals | Insuficients agents de finalització o fluctuacions de pressió | Augmenteu la dosi de fluor, estabilitzeu la pressió del forn |
| Erosió refractària severa | Temperatura excessiva o materials desajustats | Utilitzeu maons de Zirconia High, reduïu els gradients de temperatura |
| Ratlles i defectes | Homogeneïtzació inadequada | Estendre el temps d’homogeneïtzació, optimitzar l’agitació |
Conclusió
La fusió del vidre és el resultat de la sinergia entre les matèries primeres, els equips i els paràmetres de procés. Requereix una gestió minuciosa del disseny de composició química, l’optimització de la mida de les partícules, les actualitzacions de materials refractaris i el control de paràmetres de procés dinàmic. Ajustant científicament els fluxos, estabilitzar l’entorn de fusió (temperatura/pressió/atmosfera) i utilitzar tècniques eficients de finalització, eficiència de fusió i qualitat de vidre es pot millorar significativament, mentre que es redueixen els costos d’energia i els costos de producció.
Post Horari: 14 de març-2025
