Các yếu tố quá trình chính ảnh hưởng đến sự nóng chảy của thủy tinh vượt ra ngoài giai đoạn nóng chảy, vì chúng bị ảnh hưởng bởi các điều kiện đúc trước như chất lượng nguyên liệu thô, xử lý và kiểm soát CONS, tính chất nhiên liệu, vật liệu chịu lửa lò, áp lực lò, khí quyển và lựa chọn các tác nhân bị phạt. Dưới đây là một phân tích chi tiết về các yếu tố sau:
Ⅰ. Chuẩn bị nguyên liệu và kiểm soát chất lượng
1. Thành phần hóa học của lô
SiO₂ và các hợp chất chịu lửa: Hàm lượng của SiO₂, Al₂O₃, Zro₂ và các hợp chất chịu lửa khác ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ nóng chảy. Hàm lượng cao hơn làm tăng nhiệt độ nóng chảy và tiêu thụ năng lượng cần thiết.
Các oxit kim loại kiềm (ví dụ: NA₂O, LI₂O): Giảm nhiệt độ nóng chảy. Li₂o, do bán kính ion nhỏ và độ âm điện cao, đặc biệt hiệu quả và có thể cải thiện các tính chất vật lý của thủy tinh.
2. Batch trước xử lý
Kiểm soát độ ẩm:
Độ ẩm tối ưu (3%~ 5%): tăng cường làm ướt và phản ứng, giảm bụi và phân tách;
Độ ẩm quá mức: gây ra lỗi cân và kéo dài thời gian phạt.
Phân phối kích thước hạt:
Các hạt thô quá mức: giảm diện tích tiếp xúc phản ứng, kéo dài thời gian nóng chảy;
Các hạt mịn quá mức: dẫn đến sự kết tụ và hấp phụ tĩnh điện, cản trở sự nóng chảy đồng đều.
3. Quản lý CONS
CONS phải sạch sẽ, không có tạp chất và phù hợp với kích thước hạt của nguyên liệu thô để tránh giới thiệu bong bóng hoặc dư lượng không bị ảnh hưởng.
Ⅱ. Thiết kế lòvà tính chất nhiên liệu
1. Lựa chọn vật liệu chịu lửa
Khả năng chống xói mòn nhiệt độ cao: gạch zirconium cao và gạch zirconium corundum điện (AZ) được sử dụng trong khu vực của thành hồ bơi, đáy lò và các khu vực khác tiếp xúc với chất lỏng thủy tinh, để giảm thiểu các khuyết tật bằng đá do xói mòn hóa học.
Tính ổn định nhiệt: Chống lại sự dao động nhiệt độ và tránh phát sóng chịu lửa do sốc nhiệt.
2. Hiệu quả nhiên liệu và đốt cháy
Giá trị nhiệt lượng nhiên liệu và khí quyển đốt (oxy hóa/khử) phải phù hợp với thành phần thủy tinh. Ví dụ:
Khí tự nhiên/dầu nặng: Yêu cầu kiểm soát tỷ lệ nhiên liệu không khí chính xác để tránh dư lượng sunfua;
Điện tan: Thích hợp cho sự tan chảy có độ chính xác cao (ví dụ:Kính quang học) nhưng tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.
Ⅲ. Tối ưu hóa tham số quá trình nóng chảy
1. Kiểm soát nhiệt độ
Nhiệt độ nóng chảy (1450 ~ 1500): Nhiệt độ tăng 1 có thể làm tăng tốc độ nóng chảy lên 1%, nhưng tăng gấp đôi xói mòn. Một sự cân bằng giữa hiệu quả và tuổi thọ thiết bị là cần thiết.
Phân phối nhiệt độ: Kiểm soát độ dốc trong các vùng lò khác nhau (tan chảy, phạt, làm mát) là điều cần thiết để tránh dư lượng quá nhiệt hoặc không bị hỏng.
2. Khí quyển và áp lực
Khí quyển oxy hóa: thúc đẩy sự phân hủy hữu cơ nhưng có thể tăng cường quá trình oxy hóa sunfua;
Giảm bầu không khí: triệt tiêu màu Fe³+ (đối với thủy tinh không màu) nhưng yêu cầu tránh lắng đọng carbon;
Độ ổn định của áp suất lò: Áp suất dương (+2 ~ 5 pa) ngăn ngừa không khí lạnh và đảm bảo loại bỏ bong bóng.
3. Các tác nhân và thông lượng
Fluoride (ví dụ: CAF₂): Giảm độ nhớt tan chảy và tăng tốc loại bỏ bong bóng;
Nitrat (ví dụ: nano₃): giải phóng oxy để thúc đẩy quá trình oxy hóa;
Các thông lượng tổng hợp **: ví dụ, li₂co₃ + na₂co₃, nhiệt độ nóng chảy thấp hơn về mặt hiệp đồng.
Ⅳ. Giám sát động của quá trình nóng chảy
1. Độ nhớt và độ trôi chảy của tan chảy
Giám sát thời gian thực bằng cách sử dụng máy đo độ nhớt quay để điều chỉnh tỷ lệ nhiệt độ hoặc từ thông cho các điều kiện hình thành tối ưu.
2. Hiệu quả loại bỏ bong bóng
Quan sát phân phối bong bóng bằng cách sử dụng các kỹ thuật chụp ảnh X-quang hoặc hình ảnh để tối ưu hóa liều lượng tác nhân đang phạt và áp lực lò.
Ⅴ. Các vấn đề phổ biến và chiến lược cải tiến
| Vấn đề | Nguyên nhân gốc | Giải pháp |
| Đá thủy tinh (các hạt chưa được xử lý) | Các hạt thô hoặc trộn kém | Tối ưu hóa kích thước hạt, tăng cường sự pha trộn trước |
| Bong bóng dư | Không đủ tác nhân phạt hoặc biến động áp lực | Tăng liều fluoride, ổn định áp suất lò |
| Xói mòn vật liệu nghiêm trọng | Nhiệt độ quá mức hoặc vật liệu không khớp | Sử dụng gạch zirconia cao, giảm độ dốc nhiệt độ |
| Streaks và khuyết tật | Đồng nhất không đầy đủ | Kéo dài thời gian đồng nhất, tối ưu hóa khuấy |
Phần kết luận
Melting thủy tinh là kết quả của sức mạnh tổng hợp giữa nguyên liệu thô, thiết bị và các thông số xử lý. Nó đòi hỏi quản lý tỉ mỉ thiết kế thành phần hóa học, tối ưu hóa kích thước hạt, nâng cấp vật liệu chịu lửa và kiểm soát tham số quy trình động. Bằng cách điều chỉnh một cách khoa học, việc ổn định môi trường nóng chảy (nhiệt độ/áp suất/khí quyển) và sử dụng các kỹ thuật phạt hiệu quả, hiệu quả nóng chảy và chất lượng thủy tinh có thể được cải thiện đáng kể, trong khi chi phí tiêu thụ năng lượng và chi phí sản xuất bị giảm.
Thời gian đăng: Mar-14-2025
