noticias

A formación de borbullas, unha técnica fundamental e amplamente empregada na homoxenización forzada, ten un impacto significativo e complexo nos procesos de afinado e homoxenización do vidro fundido. Aquí tes unha análise detallada.

1. Principio da tecnoloxía de burbullas

A formación de burbullas implica a instalación de varias filas de burbullas (boquillas) na parte inferior do forno de fusión (normalmente na última parte da zona de fusión ou na zona de afinado). Inxéctase un gas específico, normalmente aire comprimido, nitróxeno ou un gas inerte, no vidro fundido a alta temperatura de forma periódica ou continua. O gas expándese e ascende a través do vidro fundido, creando columnas de burbullas ascendentes.

2. Impacto do burbullado no proceso de clarificación (principalmente positivo)

A formación de burbullas axuda principalmente a eliminar as burbullas de gas, clarificando así o vidro.

Promover a eliminación de burbullas

Efecto de succiónFórmase unha zona de baixa presión tras as grandes burbullas ascendentes, creando un "efecto de bombeo". Isto atrae, reúne e fusiona de forma eficiente as pequenas microburbullas do vidro fundido circundante, levándoas á superficie para a súa expulsión.

Solubilidade reducida en gasesO gas inxectado, especialmente o gas inerte, pode diluír os gases disoltos no vidro fundido (por exemplo, SO₂, O₂, CO₂), reducindo a súa presión parcial. Isto facilita a exsolución dos gases disoltos nas burbullas ascendentes.

Supersaturación local reducidaAs burbullas ascendentes proporcionan unha interface gas-líquido xa preparada, o que facilita que os gases disoltos sobresaturados se exsolvan e difundan nas burbullas.

Ruta de afinado acurtadaAs columnas de burbullas ascendentes actúan como "vías rápidas", acelerando a migración dos gases disoltos e as microburbullas cara á superficie.

Interrupción da capa de escumaPreto da superficie, as burbullas que suben axudan a romper a densa capa de escuma que pode impedir a expulsión do gas.

Posibles efectos negativos (requiren control)

Introdución de novas burbullasSe os parámetros de burbullaxe (presión do gas, frecuencia e pureza) non se controlan adecuadamente ou se as boquillas están bloqueadas, o proceso pode introducir burbullas novas e pequenas non desexadas. Se estas burbullas non se poden eliminar ou disolver na posterior afinación, convértense en defectos.

Selección incorrecta de gasSe o gas inxectado reacciona desfavorablemente co vidro fundido ou cos gases disoltos, podería producir gases ou compostos máis difíciles de eliminar, o que dificultaría o proceso de refinado.

3. Impacto da formación de burbullas no proceso de homoxenización (principalmente positivo)

A mestura e homoxeneización mellora significativamente a mesturavidro fundido.

Convección e axitación melloradas

Circulación verticalA medida que as columnas de burbullas ascenden, a súa baixa densidade en comparación co vidro fundido crea un forte fluxo ascendente. Para repoñer o vidro ascendente, o vidro circundante e o inferior flúen horizontalmente cara á columna de burbullas, creando un poderosocirculación verticalouconvecciónEsta convección forzada acelera enormemente a mestura horizontal do vidro fundido.

mestura de cizallamentoA diferenza de velocidade entre as burbullas ascendentes e o vidro fundido circundante xera forzas de cizallamento, o que promove a mestura difusa entre as capas de vidro adxacentes.

Renovación da interfaceA axitación das burbullas ascendentes refresca continuamente as interfaces de contacto entre vidro de diferentes composicións, mellorando a eficiencia da difusión molecular.

Interrupción da estratificación e as estriacións

A forte convección rompe eficazmenteestratificación química ou térmicaeestríascausado por diferenzas de densidade, gradientes de temperatura ou alimentación desigual. Incorpora estas capas no fluxo principal para a mestura.

Isto é especialmente útil para eliminar"zonas mortas"no fondo do tanque, reducindo a cristalización ou a grave inhomoxeneidade causada por un estancamento prolongado.

Mellora da eficiencia de homoxeneización

En comparación coa convección natural ou os fluxos con gradiente de temperatura, a convección forzada xerada polas burbullas ten unmaior densidade de enerxía e maior alcanceIsto acurta significativamente o tempo necesario para acadar o nivel de homoxeneidade desexado ou unha maior uniformidade no mesmo prazo.

Posibles efectos negativos (requiren atención)

Erosión de materiais refractariosO fluxo a alta velocidade das burbullas ascendentes e a intensa convección que inducen poden causar unha maior erosión e corrosión do fondo do tanque e dos materiais refractarios das paredes laterais, o que reduce a vida útil do forno. Isto tamén pode introducir produtos de erosión no vidro fundido, creando novas fontes de inhomoxeneidade (pedras, estrías).

Interrupción dos patróns de fluxoSe a disposición do punto de borbullas, o tamaño das burbullas ou a frecuencia están mal deseñados, poden interferir cos campos de temperatura orixinais e beneficiosos e cos campos de fluxo naturais dentro do tanque de fusión. Isto podería crear novas rexións ou vórtices non homoxéneos.

4. Parámetros clave de control para a tecnoloxía de burbullas

Posición de burbullasNormalmente na última parte da zona de fusión (garantindo que as materias primas estean na súa maior parte fundidas) e na zona de refinado. A posición debe elixirse para optimizar os campos de fluxo e temperatura.

Selección de gasAs opcións inclúen o aire (baixo custo, pero con fortes propiedades oxidantes), o nitróxeno (inerte) e os gases inertes como o argon (mellor inercia, pero caro). A elección depende da composición do vidro, do estado redox e do custo.

Tamaño da burbullaO ideal é producir burbullas máis grandes (de varios milímetros a centímetros de diámetro). As burbullas pequenas ascenden lentamente, teñen un efecto de succión débil e poden non ser expulsadas facilmente, converténdose en defectos. O tamaño da burbulla contrólase mediante o deseño da boquilla e a presión do gas.

Frecuencia de burbullasA burbullaxe periódica (por exemplo, unha vez cada poucos minutos) adoita ser máis eficaz que a burbullaxe continua. Crea fortes perturbacións ao tempo que permite que as burbullas sexan expulsadas e que o vidro se estabilice. A intensidade (caudal de gas e presión) debe axustarse á profundidade e á viscosidade do vidro.

Deseño de puntos de burbullasA disposición de varias filas nun patrón escalonado que cobre toda a anchura do tanque garante que a convección chegue a todos os recunchos, evitando "zonas mortas". É necesario optimizar o espazado.

Pureza do gasDébense evitar impurezas como a humidade ou outros gases para previr novos problemas.

En conclusión, o burbullado é unha tecnoloxía crucial que inxecta gas no vidro fundido para crear unha forte circulación e axitación verticais. Isto non só acelera significativamente o proceso de afinado interno, axudando a que as burbullas pequenas e grandes se fusionen e sexan expulsadas, senón que tamén rompe eficazmente as capas químicas e térmicas non homoxéneas e elimina as zonas mortas de fluxo. En consecuencia, mellora enormemente a eficiencia da homoxeneización e a calidade do vidro. Non obstante, é esencial un control estrito sobre parámetros clave como a selección de gas, a posición, a frecuencia e o tamaño da burbulla para evitar a introdución de novos defectos de burbulla, o empeoramento da erosión refractaria ou a interrupción do campo de fluxo orixinal. Polo tanto, aínda que ten posibles inconvenientes, o burbullado é unha tecnoloxía clave que se pode optimizar para mellorar significativamente a fabricación de vidro.