nyheter

E-glas (alkalifritt glasfiber)Produktion i tankugnar är en komplex smältprocess med hög temperatur. Smälttemperaturprofilen är en kritisk processkontrollpunkt som direkt påverkar glaskvalitet, smälteffektivitet, energiförbrukning, ugnens livslängd och den slutliga fiberprestandan. Denna temperaturprofil uppnås främst genom att justera flammans egenskaper och elektrisk förstärkning.

I. Smälttemperatur för E-glas

1. Smälttemperaturområde:

Fullständig smältning, klarning och homogenisering av E-glas kräver vanligtvis extremt höga temperaturer. Den typiska smältzonens (hot spot) temperatur varierar vanligtvis från 1500 °C till 1600 °C.

Den specifika måltemperaturen beror på:

* Batchsammansättning: Specifika formuleringar (t.ex. närvaro av fluor, hög/låg borhalt, närvaro av titan) påverkar smältegenskaperna.

* Ugnsdesign: Ugnstyp, storlek, isoleringseffektivitet och brännarrangemang.

* Produktionsmål: Önskad smälthastighet och krav på glaskvalitet.

* Eldfasta material: Korrosionshastigheten för eldfasta material vid höga temperaturer begränsar den övre temperaturen.

Fineringszonens temperatur är vanligtvis något lägre än den heta punktens temperatur (cirka 20–50 °C lägre) för att underlätta borttagning av bubblor och homogenisering av glaset.

Arbetstemperaturen (förhärden) är betydligt lägre (vanligtvis 1200 °C – 1350 °C), vilket ger glassmältan lämplig viskositet och stabilitet för dragning.

2. Vikten av temperaturkontroll:

* Smälteffektivitet: Tillräckligt höga temperaturer är avgörande för att säkerställa fullständig reaktion av satsmaterialen (kvartsand, pyrofyllit, borsyra/kolemanit, kalksten etc.), fullständig upplösning av sandkorn och grundlig gasfrisättning. Otillräcklig temperatur kan leda till rester av "råmaterial" (osmälta kvartspartiklar), stenar och ökad bubblor.

* Glaskvalitet: Höga temperaturer främjar klarning och homogenisering av glassmältan, vilket minskar defekter som snören, bubblor och stenar. Dessa defekter påverkar fiberstyrka, brotthastighet och kontinuitet allvarligt.

* Viskositet: Temperaturen påverkar direkt viskositeten hos glassmältan. Fiberdragning kräver att glassmältan ligger inom ett specifikt viskositetsområde.

* Korrosion av eldfasta material: Alltför höga temperaturer accelererar drastiskt korrosionen av eldfasta material i ugnen (särskilt elektrosmälta AZS-tegelstenar), vilket förkortar ugnens livslängd och potentiellt introducerar eldfasta stenar.

* Energiförbrukning: Att upprätthålla höga temperaturer är den primära energikällan i tankugnar (vanligtvis står det för över 60 % av den totala produktionsenergiförbrukningen). Noggrann temperaturkontroll för att undvika alltför höga temperaturer är nyckeln till energibesparing.

II. Flamreglering

Flamreglering är ett centralt sätt att kontrollera smälttemperaturfördelningen, uppnå effektiv smältning och skydda ugnsstrukturen (särskilt kronan). Dess huvudmål är att skapa ett idealiskt temperaturfält och atmosfär.

1. Viktiga regleringsparametrar:

* Bränsle-luft-förhållande (stökiometriskt förhållande) / Syre-bränsle-förhållande (för oxy-fuel-system):

* Mål: Uppnå fullständig förbränning. Ofullständig förbränning slösar bort bränsle, sänker flamtemperaturen, producerar svart rök (sot) som förorenar glassmältan och täpper till regeneratorer/värmeväxlare. Överskottsluft transporterar bort betydande värme, vilket minskar den termiska verkningsgraden och kan intensifiera kronoxidationskorrosion.

* Justering: Kontrollera luft-bränsleförhållandet exakt baserat på rökgasanalys (O₂, CO-halt).E-glasTankugnar håller vanligtvis en O₂-halt i rökgasen på cirka 1–3 % (förbränning med något positivt tryck).

* Atmosfärspåverkan: Luft-bränsleförhållandet påverkar även ugnsatmosfären (oxiderande eller reducerande), vilket har subtila effekter på beteendet hos vissa satskomponenter (som järn) och glasets färg. För E-glas (som kräver färglös transparens) är denna påverkan dock relativt liten.

* Flammans längd och form:

* Mål: Bilda en flamma som täcker smältans yta, har en viss styvhet och har god spridningsförmåga.

* Lång låga kontra kort låga:

* Lång låga: Täcker ett stort område, temperaturfördelningen är relativt jämn och orsakar mindre termisk chock för kronan. Lokala temperaturtoppar kan dock vara otillräckliga och penetrationen i satsens "borrningszon" kan vara otillräcklig.

* Kort låga: Stark styvhet, hög lokal temperatur, stark penetration i batchlagret, vilket bidrar till snabb smältning av "råmaterial". Täckningen är dock ojämn, vilket lätt orsakar lokal överhettning (mer uttalade heta punkter) och betydande termisk chock mot kronan och bröstväggen.

* Justering: Uppnås genom att justera brännarens pistolvinkel, bränsle-/luftutgångshastighet (momentförhållande) och virvelintensitet. Moderna tankugnar använder ofta flerstegs justerbara brännare.

* Flammans riktning (vinkel):

* Mål: Effektivt överföra värme till satsen och glassmältan, och undvika direkt flamkontakt med kronan eller bröstväggen.

* Justering: Justera brännarpistolens lutnings- (vertikal) och girnings- (horisontell) vinklar.

* Lutningsvinkel: Påverkar flammans interaktion med satsen ("slickar satsen") och täckningen av smältytan. En för låg vinkel (lågan för nedåt) kan ersätta smältytan eller satsen, vilket orsakar överföring som korroderar bröstväggen. En för hög vinkel (lågan för uppåt) resulterar i låg termisk verkningsgrad och överdriven uppvärmning av kronan.

* Girvinkel: Påverkar flamfördelningen över ugnsbredden och den heta punktens position.

2. Mål för flamreglering:

* Skapa en rationell het punkt: Skapa zonen med högsta temperatur (het punkt) i den bakre delen av smälttanken (vanligtvis efter hundhuset). Detta är det kritiska området för klarning och homogenisering av glaset, och fungerar som "motorn" som styr flödet av glassmältan (från het punkt mot satsladdaren och arbetsänden).

* Jämn uppvärmning av smältytan: Undvik lokal överhettning eller underkylning, vilket minskar ojämn konvektion och "döda zoner" orsakade av temperaturgradienter.

* Skydda ugnsstrukturen: Förhindra flamkontakt med kronan och bröstväggen, och undvik lokal överhettning som leder till accelererad eldfast korrosion.

* Effektiv värmeöverföring: Maximera effektiviteten i strålnings- och konvektiv värmeöverföring från lågan till satsen och glassmältningsytan.

* Stabilt temperaturfält: Minska fluktuationer för att säkerställa stabil glaskvalitet.

III. Integrerad kontroll av smälttemperatur och flamreglering

1. Temperaturen är målet, lågan är medlet: Flamreglering är den primära metoden för att kontrollera temperaturfördelningen i ugnen, särskilt den heta punktens position och temperatur.

2. Temperaturmätning och återkoppling: Kontinuerlig temperaturövervakning utförs med hjälp av termoelement, infraröda pyrometrar och andra instrument placerade på viktiga platser i ugnen (satsladdare, smältzon, het punkt, finningszon, förhärd). Dessa mätningar fungerar som grund för flamjustering.

3. Automatiska styrsystem: Moderna storskaliga tankugnar använder i stor utsträckning DCS/PLC-system. Dessa system styr automatiskt lågan och temperaturen genom att justera parametrar som bränsleflöde, förbränningsluftflöde, brännarvinkel/spjäll, baserat på förinställda temperaturkurvor och realtidsmätningar.

4. Processbalans: Det är viktigt att hitta en optimal balans mellan att säkerställa glaskvaliteten (smältning vid hög temperatur, god klarning och homogenisering) och att skydda ugnen (undvika alltför höga temperaturer och flamkontakt) samtidigt som energiförbrukningen minskas.