Hlavné procesné faktory ovplyvňujúce topenie skla presahujú samotné štádium topenia, pretože sú ovplyvňované podmienkami predzúvania, ako je kvalita surovín, čistenie a kontrola na drevo, vlastnosti paliva, refraktérne materiály pece, tlak v peci, atmosféra a výber pútovacích látok. Nižšie je uvedená podrobná analýza týchto faktorov:
Ⅰ. Príprava surovín a kontrola kvality
1. Chemické zloženie dávky
SIO₂ a refraktérne zlúčeniny: Obsah SIO₂, Al₂o₃, ZRA₂ a ďalšie refraktérne zlúčeniny priamo ovplyvňujú rýchlosť topenia. Vyšší obsah zvyšuje požadovanú teplotu topenia a spotrebu energie.
Oxidy alkalických kovov (napr. Na₂o, li₂o): znížte teplotu topenia. Li₂o, vďaka svojmu malému iónovému polomeru a vysokej elektronegativite, je obzvlášť účinný a môže zlepšiť fyzikálne vlastnosti skla.
2. Predbežné ošetrenie šarže
Ovládanie vlhkosti:
Optimálna vlhkosť (3%~ 5%): Zvyšuje zmáčanie a reakciu, znižuje prach a segregáciu;
Nadmerná vlhkosť: Príčiny váženia chýb a predlžovanie času pokuty.
Rozdelenie veľkosti častíc:
Nadmerné hrubé častice: znižuje oblasť reakcie, predĺži čas topenia;
Nadmerné jemné častice: vedie k aglomerácii a elektrostatickej adsorpcii, brániacemu rovnomernému topeniu.
3. Správa Cullet
Cullet musí byť čistý, bez nečistôt a zodpovedá veľkosti častíc čerstvých surovín, aby sa predišlo zavedeniu bublín alebo nemešených zvyškov.
Ⅱ. Dizajna vlastnosti paliva
1. Refraktérny výber materiálu
Vysokoteplotný odpor erózie: Vysoké zirkónske tehly a elektrické tehly zirkónia corundum (AZS) by sa mali používať v oblasti steny bazéna, dna pece a ďalšie oblasti, ktoré prichádzajú do styku so sklenenou kvapalinou, aby sa minimalizovali defekty kameňa spôsobenej chemickou eróziou a čistením.
Tepelná stabilita: odolávajte kolísanie teploty a vyhnite sa žiaruvzdornému odlupovaniu v dôsledku tepelného šoku.
2. Účinnosť paliva a spaľovania
Vyhliteľná hodnota paliva a atmosféra spaľovania (oxidácia/redukcia) sa musí zhodovať so skleneným zložením. Napríklad:
Zemný plyn/ťažký olej: Vyžaduje presnú kontrolu pomeru vzduchového paliva, aby sa zabránilo zvyškom sulfidov;
Elektrické topenie: Vhodné na vysoké presné topenie (napr.optické sklo) ale spotrebuje viac energie.
Ⅲ. Optimalizácia parametrov topenia
1. Riadenie teploty
Teplota topenia (1450 ~ 1500 ℃): Zvýšenie teploty 1 ℃ môže zvýšiť rýchlosť topenia o 1%, ale refraktérna erózia zdvojnásobí. Je potrebná rovnováha medzi účinnosťou a životnosťou zariadenia.
Distribúcia teploty: regulácia gradientu v rôznych zónach pecí (topenie, pokuta, chladenie) je nevyhnutné, aby sa zabránilo miestnym prehriatím alebo nezmeneným zvyškom.
2. Atmosféra a tlak
Oxidačná atmosféra: podporuje organický rozklad, ale môže zintenzívniť oxidáciu sulfidov;
Zníženie atmosféry: potláča Fe³+ sfarbenie (pre bezfarebné sklo), ale vyžaduje sa vyhýbanie sa ukladaniu uhlíka;
Stabilita tlaku pece: Mierny pozitívny tlak (+2 ~ 5 Pa) zabraňuje príjemu studeného vzduchu a zaisťuje odstránenie bublín.
3. Vedenie agentov a tokov
Fluoridy (napr. CAF₂): Znížte viskozitu taveniny a urýchľte odstránenie bublín;
Dusičnany (napr. Nano₃): uvoľnite kyslík na podporu oxidačnej pokuty;
Kompozitné toky **: napr. Li₂co₃ + Na₂Co₃, synergicky nižšia teplota topenia.
Ⅳ. Dynamické monitorovanie procesu topenia
1. Roztopenie viskozity a plynulosti
Monitorovanie v reálnom čase pomocou rotačných visscometrov na nastavenie pomerov teploty alebo toku pre optimálne podmienky formovania.
2. Účinnosť odstraňovania bublín
Pozorovanie distribúcie bublín pomocou röntgenových alebo zobrazovacích techník na optimalizáciu dávkovania a tlaku pece.
Ⅴ. Bežné problémy a stratégie zlepšovania
| Problémy | Príčina | Roztok |
| Sklenené kamene (nezmešené častice) | Hrubé častice alebo zlé miešanie | Optimalizujte veľkosť častíc, zvýšiť predbežné zmiešanie |
| Zvyškové bubliny | Nedostatočné fluktuácie tlaku alebo výkyvov tlaku | Zvýšte dávku fluoridu, stabilizujte tlak na pečenie |
| Ťažká refraktérna erózia | Nadmerná teplota alebo nezhodné materiály | Používajte tehly s vysokým zirkónom, znížte teplotné gradienty |
| Pruhy a defekty | Neprimeraná homogenizácia | Predĺžte čas homogenizácie, optimalizujte miešanie |
Záver
Tavenie skla je výsledkom synergie medzi surovinami, zariadeniami a parametrami procesu. Vyžaduje si dôkladné riadenie návrhu chemického zloženia, optimalizácie veľkosti častíc, aktualizácií refraktérneho materiálu a riadenia parametrov dynamického procesu. Vedeckou úpravou tokov sa môže výrazne zlepšiť stabilizácia prostredia topenia (teplota/tlak/atmosféra) a využívaním účinných techník pokuty, účinnosti topenia a kvality skla, zatiaľ čo spotreba energie a náklady na výrobu sa znižujú.
Čas príspevku: mar-14-2025
