Klaasi sulamist mõjutavad peamised protsessifaktorid ulatuvad üle sulamise etapi, kuna neid mõjutavad sellised sulamiseelsed tingimused nagu tooraine kvaliteet, trulli töötlemine ja kontroll, kütuseomadused, ahju tulekindlad materjalid, ahjurõhk, atmosfäär ja trahvide valimine. Allpool on nende tegurite üksikasjalik analüüs:
Ⅰ. Tooraine ettevalmistamine ja kvaliteedikontroll
1. partii keemiline koostis
SiO₂ ja tulekindlad ühendid: Sio₂, Al₂o₃, Zro₂ ja muude tulekindlate ühendite sisaldus mõjutab otseselt sulamiskiirust. Suurem sisaldus suurendab vajalikku sulamistemperatuuri ja energiatarbimist.
Leelise metalloksiidid (nt Na₂o, Li₂o): vähendage sulamistemperatuuri. Li₂o on oma väikese ioonilise raadiuse ja kõrge elektronegatiivsuse tõttu eriti efektiivne ja võib parandada klaasi füüsikalisi omadusi.
2. partii eeltöötlus
Niiskuse juhtimine:
Optimaalne niiskus (3%~ 5%): suurendab niisutamist ja reaktsiooni, vähendab tolmu ja segregatsiooni;
Liigne niiskus: põhjustab kaalumisvigu ja pikendab trahvi.
Osakeste suuruse jaotus:
Liigsed jämedad osakesed: vähendab reaktsiooni kontaktpindala, pikendab sulamisaega;
Liigsed peened osakesed: põhjustab aglomeratsiooni ja elektrostaatilist adsorptsiooni, takistades ühtlast sulamist.
3. Cullet Management
Cullet peab olema puhas, lisanditeta ja vastama värskete toorainete osakeste suurusele, et vältida mullide või sulatamata jääkide tutvustamist.
Ⅱ. Ahju kujundusja kütuseomadused
1. tulekindla materjali valik
Kõrgtemperatuuriga erosiooniresistentsus: basseini seina, ahju põhja ja muude klaasist vedelikuga kokkupuutuvate piirkondade piirkonnas tuleks kasutada kõrge tsirkooniumi telliseid ja elektrofureeritud tsirkooniumkorundi telliseid (AZS), et minimeerida kivide defekte, mis on põhjustatud keemilisest erosioonist ja küürimisest.
Termiline stabiilsus: takistage temperatuuri kõikumist ja vältige termilise šoki tõttu tulekindlat säkkimist.
2. kütuse ja põlemise efektiivsus
Kütuse kalorite väärtus ja põlemisharjutus (oksüdeerimine/redutseerimine) peavad vastama klaasist koostisele. Näiteks:
Maagaas/raske õli: sulfiidjääkide vältimiseks on vaja täpset õhukütuse suhte kontrolli;
Elektriline sulamine: sobib ülitäpseks sulamiseks (ntoptiline klaas) kuid tarbib rohkem energiat.
Ⅲ. Sulamisprotsessi parameetrite optimeerimine
1. Temperatuurikontroll
Sulamistemperatuur (1450 ~ 1500 ℃): 1 ℃ temperatuuri tõus võib sulatuskiirust tõsta 1%, kuid tulekindla erosioon kahekordistub. Vajalik on tasakaal tõhususe ja seadmete eluea vahel.
Temperatuuri jaotus: gradiendi juhtimine erinevates ahju tsoonides (sulamine, trahvid, jahutus) on hädavajalik, et vältida kohalikke ülekuumenemist või sulatamata jääke.
2. atmosfäär ja rõhk
Oksüdeeriv atmosfäär: soodustab orgaanilist lagunemist, kuid võib intensiivistada sulfiidi oksüdatsiooni;
Atmosfääri vähendamine: pärsib Fe³+ värvust (värvitu klaasi jaoks), kuid nõuab süsiniku sadestumise vältimist;
Ahju rõhu stabiilsus: väike positiivne rõhk (+2 ~ 5 pa) hoiab ära külma õhu tarbimise ja tagab mulli eemaldamise.
3. Agendid ja vood
Fluoriidid (nt kohvik): vähendage sula viskoossust ja kiirendage mullide eemaldamist;
Nitraadid (nt nano₃): vabastage hapnik oksüdatiivse trahvi soodustamiseks;
Komposiitvood **: nt li₂co₃ + na₂co₃, sünergiliselt madalam sulamistemperatuur.
Ⅳ. Sulamisprotsessi dünaamiline jälgimine
1. sulatage viskoossus ja voolavus
Reaalajas jälgimine, kasutades pöörlemisvisiitide abil temperatuuri või voo suhete kohandamiseks optimaalsete vormimistingimuste jaoks.
2. mullide eemaldamise efektiivsus
Mullijaotuse vaatlus röntgenikiirguse või pildistamise tehnikate abil, et optimeerida trahvivahendi annust ja ahju rõhku.
Ⅴ. Ühised probleemid ja parendamise strateegiad
| Probleemid | Algpõhjus | Lahendus |
| Klaaskivid (sulatamata osakesed) | Jämedad osakesed või halb segunemine | Optimeerige osakeste suurus, suurendage eelde segunemist |
| Jääkmullid | Ebapiisav trahv või rõhu kõikumised | Suurendage fluoriidi annust, stabiliseerige ahju rõhk |
| Tugev tulekindlate erosioon | Liigne temperatuur või sobimatud materjalid | Kasutage kõrged sirketega telliseid, vähendage temperatuurigradiente |
| Triibud ja puudused | Ebapiisav homogeniseerimine | Pikendage homogeniseerimise aega, optimeerige segamist |
Järeldus
Klaasi sulamine on toorainete, seadmete ja protsessiparameetrite sünergia tulemus. See nõuab keemilise koostise kujundamise, osakeste suuruse optimeerimise, tulekindlate materjalide täienduste ja dünaamilise protsessi parameetrite juhtimise täpset haldamist. Voogude teaduslikult kohandades, sulatuskeskkonna stabiliseerimisel (temperatuur/rõhk/atmosfäär) ning tõhusaid trahvimeetodeid kasutades saab sulamise efektiivsuse ja klaasi kvaliteeti märkimisväärselt parandada, samal ajal kui energiatarbimine ja tootmiskulud vähenevad.
Postiaeg: 14. märts2025
