Главните фактори на процесот што влијаат на топењето на стаклото се протегаат надвор од самата фаза на топење, бидејќи се под влијание на условите пред топење, како што се квалитетот на суровината, третманот и контролата на калетите, својствата на горивото, огноотпорните материјали во печката, притисокот во печката, атмосферата и изборот на средства за фино чистење. Подолу е дадена детална анализа на овие фактори:
ⅠПодготовка на суровини и контрола на квалитет
1. Хемиски состав на серијата
SiO₂ и огноотпорни соединенија: Содржината на SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ и други огноотпорни соединенија директно влијае на брзината на топење. Повисоката содржина ја зголемува потребната температура на топење и потрошувачката на енергија.
Оксиди на алкални метали (на пр., Na₂O, Li₂O): Ја намалуваат температурата на топење. Li₂O, поради неговиот мал јонски радиус и високата електронегативност, е особено ефикасен и може да ги подобри физичките својства на стаклото.
2. Сериски претходен третман
Контрола на влага:
Оптимална влажност (3%~5%): Го подобрува навлажнувањето и реакцијата, ја намалува прашината и сегрегацијата;
Прекумерна влага: Предизвикува грешки при мерење и го продолжува времето на фино чистење.
Распределба на големината на честичките:
Прекумерни груби честички: Ја намалува контактната површина на реакцијата, го продолжува времето на топење;
Прекумерни фини честички: Доведува до агломерација и електростатска адсорпција, спречувајќи го рамномерното топење.
3. Управување со калети
Калетот мора да биде чист, без нечистотии и да одговара на големината на честичките како свежите суровини за да се избегне внесување меурчиња или нерастопени остатоци.
Ⅱ. Дизајн на печкии својства на горивото
1. Избор на огноотпорен материјал
Отпорност на ерозија на високи температури: циркониумски тули со висока содржина на циркониум и електрофузирани циркониумски корундски тули (AZS) треба да се користат во областа на ѕидот на базенот, дното на печката и другите области што доаѓаат во контакт со стаклената течност, со цел да се минимизираат дефектите на каменот предизвикани од хемиска ерозија и триење.
Термичка стабилност: Отпорност на температурни флуктуации и избегнување на лупење на огноотпорни материјали поради термички шок.
2. Ефикасност на горивото и согорувањето
Калориската вредност на горивото и атмосферата на согорување (оксидирачка/редуцирачки) мора да одговараат на составот на стаклото. На пример:
Природен гас/тешка нафта: Потребна е прецизна контрола на соодносот воздух-гориво за да се избегнат остатоци од сулфиди;
Електрично топење: Погодно за високопрецизно топење (на пр.оптичко стакло), но троши повеќе енергија.
ⅢОптимизација на параметрите на процесот на топење
1. Контрола на температурата
Температура на топење (1450~1500℃): Зголемувањето на температурата од 1℃ може да ја зголеми стапката на топење за 1%, но ерозијата на огноотпорните материјали се дуплира. Потребна е рамнотежа помеѓу ефикасноста и животниот век на опремата.
Распределба на температурата: Контролата на градиентот во различни зони на печката (топење, фино разредување, ладење) е од суштинско значење за да се избегне локално прегревање или нерастопени остатоци.
2. Атмосфера и притисок
Оксидирачка атмосфера: Го поттикнува органското распаѓање, но може да ја интензивира оксидацијата на сулфидите;
Намалување на атмосферата: Го потиснува обојувањето на Fe³+ (за безбојно стакло), но бара избегнување на таложење на јаглерод;
Стабилност на притисокот во печката: Благ позитивен притисок (+2~5 Pa) спречува внесување на ладен воздух и обезбедува отстранување на меурчиња.
3. Средства за фининг и флукси
Флуориди (на пр., CaF₂): Намалување на вискозноста на топењето и забрзување на отстранувањето на меурчињата;
Нитрати (на пр., NaNO₃): Ослободуваат кислород за да го поттикнат оксидативното фино разложување;
Композитни флукси**: на пр., Li₂CO₃ + Na₂CO₃, синергистички пониска температура на топење.
ⅣДинамичко следење на процесот на топење
1. Вискозитет и флуидност на топењето
Мониторинг во реално време со употреба на ротациони вискозиметри за прилагодување на температурата или односите на флукс за оптимални услови на формирање.
2. Ефикасност на отстранување на меурчиња
Набљудување на распределбата на меурчињата со употреба на рендгенски или техники на снимање за оптимизирање на дозата на средството за фино чистење и притисокот во печката.
Ⅴ. Чести проблеми и стратегии за подобрување
| Проблеми | Основна причина | Решението |
| Стаклени камења (нерастопени честички) | Груби честички или лошо мешање | Оптимизирајте ја големината на честичките, подобрете го претходното мешање |
| Преостанати меурчиња | Недоволно средство за фино чистење или флуктуации на притисокот | Зголемете ја дозата на флуорид, стабилизирајте го притисокот во печката |
| Тешка рефракторна ерозија | Прекумерна температура или несоодветни материјали | Користете тули со висока содржина на циркониум, намалете ги температурните градиенти |
| Линии и дефекти | Несоодветна хомогенизација | Продолжете го времето на хомогенизација, оптимизирајте го мешањето |
Заклучок
Топењето на стакло е резултат на синергијата помеѓу суровините, опремата и параметрите на процесот. Потребно е прецизно управување со дизајнот на хемискиот состав, оптимизација на големината на честичките, надградби на огноотпорните материјали и динамичка контрола на параметрите на процесот. Со научно прилагодување на флуксовите, стабилизирање на средината за топење (температура/притисок/атмосфера) и примена на ефикасни техники на фино чистење, ефикасноста на топење и квалитетот на стаклото можат значително да се подобрат, а потрошувачката на енергија и трошоците за производство се намалени.
Време на објавување: 14 март 2025 година
