E-staklo (stakloplastika bez alkalija)Proizvodnja u tankovnim pećima je složen proces taljenja na visokim temperaturama. Profil temperature taljenja je kritična kontrolna točka procesa, koja izravno utječe na kvalitetu stakla, učinkovitost taljenja, potrošnju energije, vijek trajanja peći i konačne performanse vlakana. Ovaj temperaturni profil se prvenstveno postiže podešavanjem karakteristika plamena i električnim pojačanjem.
I. Temperatura taljenja E-stakla
1. Raspon temperature taljenja:
Potpuno taljenje, bistrenje i homogenizacija E-stakla obično zahtijevaju izuzetno visoke temperature. Tipična temperatura zone taljenja (vruće točke) obično se kreće od 1500 °C do 1600 °C.
Specifična ciljana temperatura ovisi o:
* Sastav serije: Specifične formulacije (npr. prisutnost fluora, visok/nizak sadržaj bora, prisutnost titana) utječu na karakteristike taljenja.
* Dizajn peći: Vrsta peći, veličina, učinkovitost izolacije i raspored plamenika.
* Ciljevi proizvodnje: Željena brzina taljenja i zahtjevi za kvalitetom stakla.
* Vatrostalni materijali: Brzina korozije vatrostalnih materijala na visokim temperaturama ograničava gornju temperaturu.
Temperatura zone bistrenja obično je nešto niža od temperature vruće točke (otprilike 20-50°C niža) kako bi se olakšalo uklanjanje mjehurića i homogenizacija stakla.
Temperatura radnog kraja (prednjice) je znatno niža (obično 1200°C – 1350°C), što dovodi talinu stakla do odgovarajuće viskoznosti i stabilnosti za izvlačenje.
2. Važnost kontrole temperature:
* Učinkovitost taljenja: Dovoljno visoke temperature ključne su za osiguravanje potpune reakcije materijala u smjesi (kvarcni pijesak, pirofilit, borna kiselina/kolemanit, vapnenac itd.), potpunog otapanja zrnaca pijeska i temeljitog oslobađanja plina. Nedovoljna temperatura može dovesti do ostataka „sirovine“ (neotopljene čestice kvarca), kamenja i povećanog stvaranja mjehurića.
* Kvaliteta stakla: Visoke temperature potiču bistrenje i homogenizaciju taline stakla, smanjujući nedostatke poput niti, mjehurića i kamenčića. Ovi nedostaci ozbiljno utječu na čvrstoću vlakana, brzinu loma i kontinuitet.
* Viskoznost: Temperatura izravno utječe na viskoznost taline stakla. Izvlačenje vlakana zahtijeva da talina stakla bude unutar određenog raspona viskoznosti.
* Korozija vatrostalnog materijala: Prekomjerno visoke temperature drastično ubrzavaju koroziju vatrostalnih materijala peći (posebno elektrofuzijskih AZS opeka), skraćujući vijek trajanja peći i potencijalno uzrokujući uvođenje vatrostalnog kamenja.
* Potrošnja energije: Održavanje visokih temperatura primarni je izvor potrošnje energije u pećima s spremnikom (obično čini preko 60% ukupne potrošnje energije u proizvodnji). Precizna kontrola temperature kako bi se izbjegle prekomjerne temperature ključna je za uštedu energije.
II. Regulacija plamena
Regulacija plamena ključno je sredstvo za kontrolu raspodjele temperature taljenja, postizanje učinkovitog taljenja i zaštitu strukture peći (posebno krune). Njezin glavni cilj je stvaranje idealnog temperaturnog polja i atmosfere.
1. Ključni parametri regulacije:
* Omjer goriva i zraka (stehiometrijski omjer) / Omjer kisika i goriva (za oksi-gorivne sustave):
* Cilj: Postići potpuno izgaranje. Nepotpuno izgaranje rasipa gorivo, snižava temperaturu plamena, proizvodi crni dim (čađu) koji onečišćuje talinu stakla i začepljuje regeneratore/izmjenjivače topline. Višak zraka odnosi značajnu toplinu, smanjujući toplinsku učinkovitost i može pojačati koroziju oksidacijom krune.
* Podešavanje: Precizno kontrolira omjer zraka i goriva na temelju analize dimnih plinova (sadržaj O₂, CO).E-stakloSpremne peći obično održavaju sadržaj O₂ u dimnim plinovima na oko 1-3% (izgaranje s blago pozitivnim tlakom).
* Utjecaj na atmosferu: Omjer zraka i goriva također utječe na atmosferu peći (oksidirajuću ili redukcijsku), što ima suptilne učinke na ponašanje određenih komponenti smjese (poput željeza) i boju stakla. Međutim, za E-staklo (koje zahtijeva bezbojnu prozirnost) ovaj utjecaj je relativno malen.
* Duljina i oblik plamena:
* Cilj: Formirati plamen koji prekriva površinu taline, posjeduje određenu krutost i dobru širivost.
* Dugi plamen u odnosu na kratki plamen:
* Dugi plamen: Pokriva veliko područje, raspodjela temperature je relativno ujednačena i uzrokuje manji toplinski šok na kruni. Međutim, lokalni temperaturni vrhovi možda neće biti dovoljno visoki, a prodiranje u zonu "bušenja" šarže može biti nedovoljno.
* Kratki plamen: Jaka krutost, visoka lokalna temperatura, snažno prodiranje u sloj smjese, što pogoduje brzom taljenju „sirovina“. Međutim, pokrivenost je neravnomjerna, što lako uzrokuje lokalizirano pregrijavanje (izraženije vruće točke) i značajan toplinski šok na kruni i prsnoj stijenci.
* Podešavanje: Postiže se podešavanjem kuta plamenika, brzine izlaza goriva/zraka (omjera količine gibanja) i intenziteta vrtloženja. Moderne peći s spremnikom često koriste višestupanjske podesive plamenike.
* Smjer plamena (kut):
* Cilj: Učinkovito prenijeti toplinu na smjesu i površinu taline stakla, izbjegavajući izravan udar plamena na krunu ili prsnu stijenku.
* Podešavanje: Podesite kut nagiba (vertikalni) i skretanja (horizontalni) pištolja plamenika.
* Kut nagiba: Utječe na interakciju plamena s hrpom smjese („lizanje smjese“) i pokrivenost površine taline. Prenizak kut (plamen previše usmjeren prema dolje) može oštetiti površinu taline ili hrpu smjese, uzrokujući prijenos koji nagriza stijenku prsnog koša. Previsok kut (plamen previše usmjeren prema gore) rezultira niskom toplinskom učinkovitošću i pretjeranim zagrijavanjem krune.
* Kut skretanja: Utječe na raspodjelu plamena po širini peći i položaju vruće točke.
2. Ciljevi regulacije plamena:
* Formirajte racionalnu vruću točku: Stvorite zonu najviše temperature (vruću točku) u stražnjem dijelu spremnika za taljenje (obično nakon utora za topljenje). Ovo je kritično područje za bistrenje i homogenizaciju stakla i djeluje kao "motor" koji kontrolira protok taline stakla (od vruće točke prema šaržnom utovarivaču i radnom kraju).
* Ravnomjerno zagrijavanje površine taline: Izbjegavajte lokalizirano pregrijavanje ili pothlađenje, smanjujući neravnomjernu konvekciju i „mrtve zone“ uzrokovane temperaturnim gradijentima.
* Zaštitite strukturu peći: Spriječite udar plamena o krunu i prsnu stijenku, izbjegavajući lokalizirano pregrijavanje koje dovodi do ubrzane korozije vatrostalnog materijala.
* Učinkovit prijenos topline: Maksimizirajte učinkovitost prijenosa topline zračenjem i konvekcijom s plamena na površinu smjese i taline stakla.
* Stabilno temperaturno polje: Smanjite fluktuacije kako biste osigurali stabilnu kvalitetu stakla.
III. Integrirana kontrola temperature taljenja i regulacija plamena
1. Temperatura je cilj, plamen je sredstvo: Regulacija plamena je primarna metoda za kontrolu raspodjele temperature unutar peći, posebno položaja i temperature vruće točke.
2. Mjerenje temperature i povratna informacija: Kontinuirano praćenje temperature provodi se pomoću termoelemenata, infracrvenih pirometara i drugih instrumenata postavljenih na ključnim mjestima u peći (šarža, zona taljenja, vruća točka, zona bistrenja, predložište). Ova mjerenja služe kao osnova za podešavanje plamena.
3. Automatski upravljački sustavi: Moderne velike peći s rezervoarima široko koriste DCS/PLC sustave. Ovi sustavi automatski kontroliraju plamen i temperaturu podešavanjem parametara poput protoka goriva, protoka zraka za izgaranje, kuta plamenika/zaklopki, na temelju unaprijed postavljenih temperaturnih krivulja i mjerenja u stvarnom vremenu.
4. Ravnoteža procesa: Bitno je pronaći optimalnu ravnotežu između osiguranja kvalitete stakla (taljenje na visokim temperaturama, dobro bistrenje i homogenizacija) i zaštite peći (izbjegavanje prekomjernih temperatura, udara plamena) uz istovremeno smanjenje potrošnje energije.
Vrijeme objave: 18. srpnja 2025.