Os principais factores do proceso que afectan á fusión do vidro

Os principais factores do proceso que afectan á fusión do vidro van máis alá da propia etapa de fusión, xa que están influenciados por condicións previas á fusión, como a calidade da materia prima, o tratamento e control do decapado, as propiedades do combustible, os materiais refractarios do forno, a presión do forno, a atmosfera e a selección de axentes afinantes. A continuación, móstrase unha análise detallada destes factores:

ⅠPreparación de materias primas e control de calidade

1. Composición química do lote

SiO₂ e compostos refractarios: o contido de SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ e outros compostos refractarios afecta directamente á velocidade de fusión. Un contido maior aumenta a temperatura de fusión requirida e o consumo de enerxía.

Óxidos de metais alcalinos (por exemplo, Na₂O, Li₂O): reducen a temperatura de fusión. O Li₂O, debido ao seu pequeno raio iónico e á súa alta electronegatividade, é particularmente eficaz e pode mellorar as propiedades físicas do vidro.

2. Pretratamento por lotes

Control da humidade:

Humidade óptima (3%~5%): mellora a humectación e a reacción, reduce o po e a segregación;

Humidade excesiva: Provoca erros de pesaxe e prolonga o tempo de clarificación.

Distribución do tamaño das partículas:

Partículas grosas excesivas: reduce a área de contacto da reacción, prolonga o tempo de fusión;

Partículas finas excesivas: provocan aglomeración e adsorción electrostática, o que dificulta unha fusión uniforme.

3. Xestión de residuos de vidro

O depositado debe estar limpo, libre de impurezas e ter o tamaño das partículas correspondente ás materias primas frescas para evitar a introdución de burbullas ou residuos sen fundir.

Ⅱ. Deseño de fornose propiedades do combustible

1. Selección de materiais refractarios

Resistencia á erosión a altas temperaturas: débense usar ladrillos de alto contido en circonio e ladrillos de corindón de circonio electrofundido (AZS) na zona da parede da piscina, no fondo do forno e noutras zonas que entren en contacto co líquido do vidro, para minimizar os defectos da pedra causados pola erosión química e a abrasión.

Estabilidade térmica: Resiste as flutuacións de temperatura e evita a descamación refractaria debido ao choque térmico.

2. Eficiencia do combustible e da combustión

O valor calorífico do combustible e a atmosfera de combustión (oxidante/redutora) deben coincidir coa composición do vidro. Por exemplo:

Gas natural/petróleo pesado: require un control preciso da proporción aire-combustible para evitar residuos de sulfuro;

Fusión eléctrica: axeitada para fusión de alta precisión (por exemplo,vidro óptico) pero consome máis enerxía.

IIIOptimización dos parámetros do proceso de fusión

1. Control da temperatura

Temperatura de fusión (1450~1500 ℃): Un aumento de 1 ℃ na temperatura pode aumentar a velocidade de fusión nun 1 %, pero a erosión refractaria duplícase. É necesario un equilibrio entre a eficiencia e a vida útil do equipo.

Distribución da temperatura: O control do gradiente nas diferentes zonas do forno (fusión, refinado, arrefriamento) é esencial para evitar o sobrequecemento local ou os residuos sen fundir.

2. Atmosfera e presión

Atmosfera oxidante: Promove a descomposición orgánica, pero pode intensificar a oxidación de sulfuros;

Atmosfera redutora: suprime a coloración de Fe³+ (para vidro incoloro) pero require evitar a deposición de carbono;

Estabilidade da presión do forno: unha lixeira presión positiva (+2~5 Pa) impide a entrada de aire frío e garante a eliminación de burbullas.

3. Axentes refinadores e fundentes

Fluoruros (por exemplo, CaF₂): reducen a viscosidade da fusión e aceleran a eliminación das burbullas;

Nitratos (por exemplo, NaNO₃): liberan osíxeno para promover o refinado oxidativo;

Fundentes compostos**: por exemplo, Li₂CO₃ + Na₂CO₃, temperatura de fusión sinerxicamente máis baixa.

ⅣMonitorización dinámica do proceso de fusión

1. Viscosidade e fluidez da fusión

Monitorización en tempo real mediante viscosímetros rotacionais para axustar a temperatura ou as relacións de fluxo para obter condicións de conformado óptimas.

2. Eficiencia de eliminación de burbullas

Observación da distribución de burbullas mediante técnicas de raios X ou de imaxe para optimizar a dosificación do axente refinador e a presión do forno.

ⅤProblemas comúns e estratexias de mellora

Conclusión

A fusión do vidro é o resultado da sinerxía entre as materias primas, os equipos e os parámetros do proceso. Require unha xestión meticulosa do deseño da composición química, a optimización do tamaño das partículas, as melloras do material refractario e o control dinámico dos parámetros do proceso. Ao axustar cientificamente os fluxos, estabilizar o ambiente de fusión (temperatura/presión/atmosfera) e empregar técnicas de refinado eficientes, a eficiencia da fusión e a calidade do vidro poden mellorar significativamente, á vez que se reducen o consumo de enerxía e os custos de produción.