notícies

Vidre E (fibra de vidre sense àlcalis)La producció en forns de tanc és un procés de fusió complex a alta temperatura. El perfil de temperatura de fusió és un punt crític de control del procés, que influeix directament en la qualitat del vidre, l'eficiència de fusió, el consum d'energia, la vida útil del forn i el rendiment final de la fibra. Aquest perfil de temperatura s'aconsegueix principalment ajustant les característiques de la flama i l'augment elèctric.

I. Temperatura de fusió del vidre electrònic

1. Rang de temperatura de fusió:

La fusió, clarificació i homogeneïtzació completa del vidre E normalment requereix temperatures extremadament altes. La temperatura típica de la zona de fusió (punt calent) generalment oscil·la entre els 1500 °C i els 1600 °C.

La temperatura objectiu específica depèn de:

* Composició del lot: Les formulacions específiques (per exemple, presència de fluor, contingut alt/baix de bor, presència de titani) afecten les característiques de fusió.

* Disseny del forn: tipus de forn, mida, eficàcia d'aïllament i disposició del cremador.

* Objectius de producció: velocitat de fusió desitjada i requisits de qualitat del vidre.

* Materials refractaris: La velocitat de corrosió dels materials refractaris a altes temperatures limita la temperatura superior.

La temperatura de la zona d'afinació sol ser lleugerament inferior a la temperatura del punt calent (aproximadament 20-50 °C inferior) per facilitar l'eliminació de bombolles i l'homogeneïtzació del vidre.

La temperatura de l'extrem de treball (avantfogar) és significativament més baixa (normalment 1200 °C - 1350 °C), cosa que fa que el vidre fos assoleixi la viscositat i l'estabilitat adequades per a l'estirament.

2. Importància del control de la temperatura:

* Eficiència de fusió: Unes temperatures prou altes són crucials per garantir una reacció completa dels materials de la barreja (sorra de quars, pirofil·lita, àcid bòric/colemanita, pedra calcària, etc.), la dissolució completa dels grans de sorra i l'alliberament complet del gas. Una temperatura insuficient pot provocar residus de "matèria primera" (partícules de quars sense fondre), pedres i un augment de bombolles.

* Qualitat del vidre: Les altes temperatures promouen la clarificació i l'homogeneïtzació del vidre fos, reduint defectes com ara cordons, bombolles i pedres. Aquests defectes afecten greument la resistència de la fibra, la taxa de trencament i la continuïtat.

* Viscositat: La temperatura influeix directament en la viscositat del vidre fos. L'estirament de la fibra requereix que el vidre fos estigui dins d'un rang de viscositat específic.

* Corrosió de materials refractaris: Les temperatures excessivament altes acceleren dràsticament la corrosió dels materials refractaris del forn (especialment els maons AZS electrofusionats), escurçant la vida útil del forn i introduint potencialment pedres refractàries.

* Consum d'energia: Mantenir temperatures elevades és la principal font de consum d'energia en els forns de tanc (normalment representa més del 60% del consum total d'energia de producció). Un control precís de la temperatura per evitar temperatures excessives és clau per a l'estalvi d'energia.

II. Regulació de la flama

La regulació de la flama és un mitjà bàsic per controlar la distribució de la temperatura de fusió, aconseguir una fusió eficient i protegir l'estructura del forn (especialment la corona). El seu objectiu principal és crear un camp de temperatura i una atmosfera ideals.

1. Paràmetres clau de regulació:

* Relació combustible-aire (relació estequiomètrica) / Relació oxigen-combustible (per a sistemes oxi-combustible):

* Objectiu: Aconseguir una combustió completa. La combustió incompleta malgasta combustible, redueix la temperatura de la flama, produeix fum negre (sutge) que contamina la fosa de vidre i obstrueix els regeneradors/intercanviadors de calor. L'excés d'aire arrossega una calor significativa, reduint l'eficiència tèrmica i pot intensificar la corrosió per oxidació de la corona.

* Ajust: Control precís de la relació aire-combustible basat en l'anàlisi de gasos de combustió (contingut d'O₂, CO).Vidre electrònicEls forns de tanc solen mantenir el contingut d'O₂ dels gasos de combustió al voltant de l'1-3% (combustió a pressió lleugerament positiva).

* Impacte a l'atmosfera: La relació aire-combustible també influeix en l'atmosfera del forn (oxidant o reductora), cosa que té efectes subtils sobre el comportament de certs components del lot (com el ferro) i el color del vidre. Tanmateix, per al vidre E (que requereix transparència incolora), aquest impacte és relativament menor.

* Longitud i forma de la flama:

* Objectiu: Formar una flama que cobreixi la superfície de la fosa, que tingui una certa rigidesa i una bona extensibilitat.

* Flama llarga vs. Flama curta:

* Flama llarga: Cobreix una àrea extensa, la distribució de la temperatura és relativament uniforme i provoca menys xoc tèrmic a la corona. Tanmateix, els pics de temperatura locals poden no ser prou alts i la penetració a la zona de "perforació" per lots pot ser insuficient.

* Flama curta: Forta rigidesa, alta temperatura local, forta penetració a la capa de lots, propicia per a la fusió ràpida de les "matèries primeres". Tanmateix, la cobertura és desigual, cosa que provoca fàcilment un sobreescalfament localitzat (punts calents més pronunciats) i un xoc tèrmic significatiu a la corona i la paret del pit.

* Ajust: S'aconsegueix ajustant l'angle del canó del cremador, la velocitat de sortida del combustible/aire (relació de moment) i la intensitat del remolí. Els forns de tanc moderns sovint utilitzen cremadors ajustables de diverses etapes.

* Direcció de la flama (angle):

* Objectiu: Transferir eficaçment la calor a la superfície del lot i del vidre fos, evitant el contacte directe de la flama amb la corona o la paret del pit.

* Ajust: Ajusteu els angles de inclinació (vertical) i de guinyada (horitzontal) de la pistola del cremador.

* Angle de pas: Afecta la interacció de la flama amb la pila de material fos ("llepant la pila") i la cobertura de la superfície de la fosa. Un angle massa baix (flama massa cap avall) pot desgastar la superfície de la fosa o la pila de material fos, provocant un arrossegament que corroeixi la paret del pit. Un angle massa alt (flama massa cap amunt) provoca una baixa eficiència tèrmica i un escalfament excessiu de la corona.

* Angle de guinyada: Afecta la distribució de la flama a l'amplada del forn i a la posició del punt calent.

2. Objectius de la regulació de la flama:

* Formar un punt calent racional: crear la zona de temperatura més alta (punt calent) a la part posterior del tanc de fusió (normalment després de la caseta de fusió). Aquesta és la zona crítica per a la clarificació i homogeneïtzació del vidre, i actua com a "motor" que controla el flux de fusió del vidre (des del punt calent cap al carregador de lots i l'extrem de treball).

* Escalfament uniforme de la superfície de la fosa: evita el sobreescalfament o el subrefredament localitzat, reduint la convecció desigual i les "zones mortes" causades pels gradients de temperatura.

* Protegir l'estructura del forn: evitar que la flama impacti a la corona i a la paret del pit, evitant un sobreescalfament localitzat que condueixi a una corrosió refractària accelerada.

* Transferència de calor eficient: Maximitza l'eficiència de la transferència de calor radiant i convectiva de la flama a la superfície del lot i del vidre fos.

* Camp de temperatura estable: redueix les fluctuacions per garantir una qualitat estable del vidre.

III. Control integrat de la temperatura de fusió i regulació de la flama

1. La temperatura és l'objectiu, la flama és el mitjà: la regulació de la flama és el mètode principal per controlar la distribució de la temperatura dins del forn, especialment la posició del punt calent i la temperatura.

2. Mesura i retroalimentació de la temperatura: El control continu de la temperatura es duu a terme mitjançant termoparells, piròmetres d'infrarojos i altres instruments situats en llocs clau del forn (carregador de lots, zona de fusió, punt calent, zona d'afinació, antefoc). Aquests mesuraments serveixen com a base per a l'ajust de la flama.

3. Sistemes de control automàtic: Els forns moderns de gran capacitat utilitzen àmpliament sistemes DCS/PLC. Aquests sistemes controlen automàticament la flama i la temperatura ajustant paràmetres com el flux de combustible, el flux d'aire de combustió, l'angle/amortidors del cremador, basant-se en corbes de temperatura preestablertes i mesures en temps real.

4. Equilibri del procés: És essencial trobar un equilibri òptim entre garantir la qualitat del vidre (fusió a alta temperatura, bona clarificació i homogeneïtzació) i protegir el forn (evitant temperatures excessives i impacte de la flama) alhora que es redueix el consum d'energia.