nyheter

E-glass (alkalifri glassfiber)Produksjon i tankovner er en kompleks smelteprosess med høy temperatur. Smeltetemperaturprofilen er et kritisk prosesskontrollpunkt som direkte påvirker glasskvalitet, smelteeffektivitet, energiforbruk, ovnens levetid og den endelige fiberens ytelse. Denne temperaturprofilen oppnås primært ved å justere flammekarakteristikkene og elektrisk forsterkning.

I. Smeltetemperatur for E-glass

1. Smeltetemperaturområde:

Fullstendig smelting, klaring og homogenisering av E-glass krever vanligvis ekstremt høye temperaturer. Den typiske temperaturen i smeltesonen (hot spot) varierer vanligvis fra 1500 °C til 1600 °C.

Den spesifikke måltemperaturen avhenger av:

* Batchsammensetning: Spesifikke formuleringer (f.eks. tilstedeværelse av fluor, høyt/lavt borinnhold, tilstedeværelse av titan) påvirker smelteegenskapene.

* Ovnsdesign: Ovnstype, størrelse, isolasjonseffektivitet og brennerarrangement.

* Produksjonsmål: Ønsket smeltehastighet og krav til glasskvalitet.

* Ildfaste materialer: Korrosjonshastigheten til ildfaste materialer ved høye temperaturer begrenser den øvre temperaturen.

Temperaturen i finingssonen er vanligvis litt lavere enn temperaturen i det varme punktet (omtrent 20–50 °C lavere) for å lette fjerning av bobler og homogenisering av glasset.

Arbeidstemperaturen (forherden) er betydelig lavere (vanligvis 1200 °C – 1350 °C), noe som bringer glasssmelten til passende viskositet og stabilitet for trekking.

2. Viktigheten av temperaturkontroll:

* Smelteeffektivitet: Tilstrekkelig høye temperaturer er avgjørende for å sikre fullstendig reaksjon av batchmaterialene (kvartsand, pyrofyllitt, borsyre/kolemanitt, kalkstein osv.), fullstendig oppløsning av sandkorn og grundig gassfrigjøring. Utilstrekkelig temperatur kan føre til rester av "råmateriale" (usmeltede kvartspartikler), steiner og økt bobledannelse.

* Glasskvalitet: Høye temperaturer fremmer klarhet og homogenisering av glasssmelten, noe som reduserer defekter som snorer, bobler og steiner. Disse defektene påvirker fiberstyrke, bruddrate og kontinuitet i stor grad.

* Viskositet: Temperatur påvirker direkte viskositeten til glasssmelten. Fibertrekking krever at glasssmelten er innenfor et bestemt viskositetsområde.

* Korrosjon av ildfaste materialer: For høye temperaturer akselererer korrosjonen av ildfaste materialer i ovnen drastisk (spesielt elektrosmeltede AZS-stein), noe som forkorter ovnens levetid og potensielt introduserer ildfaste steiner.

* Energiforbruk: Å opprettholde høye temperaturer er den primære kilden til energiforbruk i tankovner (vanligvis står det for over 60 % av det totale energiforbruket i produksjonen). Presis temperaturkontroll for å unngå for høye temperaturer er nøkkelen til energisparing.

II. Flammeregulering

Flammeregulering er et sentralt middel for å kontrollere smeltetemperaturfordelingen, oppnå effektiv smelting og beskytte ovnsstrukturen (spesielt kronen). Hovedmålet er å skape et ideelt temperaturfelt og atmosfære.

1. Viktige reguleringsparametere:

* Drivstoff-til-luft-forhold (støkiometrisk forhold) / Oksygen-til-drivstoff-forhold (for oksygen-drivstoff-systemer):

* Mål: Oppnå fullstendig forbrenning. Ufullstendig forbrenning sløser med drivstoff, senker flammetemperaturen, produserer svart røyk (sot) som forurenser glasssmelten og tetter til regeneratorer/varmevekslere. Overflødig luft fører bort betydelig varme, reduserer termisk effektivitet og kan forsterke oksidasjonskorrosjon fra kronen.

* Justering: Kontroller luft-til-drivstoff-forholdet nøyaktig basert på røykgassanalyse (O₂, CO-innhold).E-glassTankovner holder vanligvis et O₂-innhold i røykgassen på rundt 1–3 % (forbrenning med litt positivt trykk).

* Atmosfærens påvirkning: Luft-til-brensel-forholdet påvirker også ovnsatmosfæren (oksiderende eller reduserende), noe som har subtile effekter på oppførselen til visse batchkomponenter (som jern) og glassfargen. For E-glass (som krever fargeløs gjennomsiktighet) er imidlertid denne påvirkningen relativt liten.

* Flammelengde og -form:

* Mål: Danne en flamme som dekker smelteoverflaten, har en viss stivhet og har god spredbarhet.

* Lang flamme vs. kort flamme:

* Lang flamme: Dekker et stort område, temperaturfordelingen er relativt jevn og forårsaker mindre termisk sjokk på kronen. Lokale temperaturtopper er imidlertid kanskje ikke høye nok, og penetrasjonen i batch-"boresonen" kan være utilstrekkelig.

* Kort flamme: Sterk stivhet, høy lokal temperatur, sterk penetrering i blandingslaget, noe som bidrar til rask smelting av «råmaterialer». Dekningen er imidlertid ujevn, noe som lett forårsaker lokal overoppheting (mer uttalte varme punkter) og betydelig termisk sjokk mot kronen og brystveggen.

* Justering: Oppnås ved å justere brennerens kanonvinkel, drivstoff/luft-utløpshastighet (momentumforhold) og virvelintensitet. Moderne tankovner bruker ofte flertrinns justerbare brennere.

* Flammeretning (vinkel):

* Mål: Effektiv varmeoverføring til batchen og glasssmelteoverflaten, og unngå direkte flammekontakt med kronen eller brystveggen.

* Justering: Juster hellingsvinkelen (vertikal) og giringsvinkelen (horisontal) på brennerpistolen.

* Hellingsvinkel: Påvirker flammens samspill med blandingshaug ("slikker blandingen") og dekningen av smelteoverflaten. En vinkel som er for lav (flammen for nedover) kan skure smelteoverflaten eller blandingshaugen, noe som forårsaker overføring som korroderer brystveggen. En vinkel som er for høy (flammen for oppover) resulterer i lav termisk effektivitet og overdreven oppvarming av kronen.

* Dreievinkel: Påvirker flammefordelingen over ovnens bredde og det varme punktets posisjon.

2. Mål for flammeregulering:

* Dann et rasjonelt «hot spot»: Lag sonen med høyest temperatur (hot spot) i den bakre delen av smeltetanken (vanligvis etter hundehuset). Dette er det kritiske området for glassklargjøring og homogenisering, og fungerer som «motoren» som kontrollerer glasssmeltestrømmen (fra «hot spot» mot batchladeren og arbeidsenden).

* Jevn oppvarming av smelteoverflaten: Unngå lokal overoppheting eller underkjøling, noe som reduserer ujevn konveksjon og "døde soner" forårsaket av temperaturgradienter.

* Beskytt ovnskonstruksjonen: Forhindre flammetreff mot kronen og brystveggen, og unngå lokal overoppheting som fører til akselerert ildfast korrosjon.

* Effektiv varmeoverføring: Maksimer effektiviteten av stråle- og konvektiv varmeoverføring fra flammen til blandingen og glasssmelteoverflaten.

* Stabilt temperaturfelt: Reduser svingninger for å sikre stabil glasskvalitet.

III. Integrert kontroll av smeltetemperatur og flammeregulering

1. Temperatur er målet, flamme er middelet: Flammeregulering er den primære metoden for å kontrollere temperaturfordelingen i ovnen, spesielt posisjonen og temperaturen til det varme punktet.

2. Temperaturmåling og tilbakemelding: Kontinuerlig temperaturovervåking utføres ved hjelp av termoelementer, infrarøde pyrometre og andre instrumenter plassert på viktige steder i ovnen (batchlader, smeltesone, hot spot, finingssone, forherd). Disse målingene tjener som grunnlag for flammejustering.

3. Automatiske kontrollsystemer: Moderne storskala tankovner bruker i stor grad DCS/PLC-systemer. Disse systemene kontrollerer automatisk flammen og temperaturen ved å justere parametere som brenselstrøm, forbrenningsluftstrøm, brennervinkel/spjeld, basert på forhåndsinnstilte temperaturkurver og sanntidsmålinger.

4. Prosessbalanse: Det er viktig å finne en optimal balanse mellom å sikre glasskvalitet (smelting ved høy temperatur, god klaring og homogenisering) og å beskytte ovnen (unngå for høye temperaturer og flammekontakt) samtidig som man reduserer energiforbruket.