nyheder

E-glas (alkalifri glasfiber)Produktion i tankovne er en kompleks smelteproces med høj temperatur. Smeltetemperaturprofilen er et kritisk proceskontrolpunkt, der direkte påvirker glaskvalitet, smelteeffektivitet, energiforbrug, ovnlevetid og den endelige fiberydelse. Denne temperaturprofil opnås primært ved at justere flammeegenskaber og elektrisk forstærkning.

I. Smeltetemperatur for E-glas

1. Smeltetemperaturområde:

Den fuldstændige smeltning, klaring og homogenisering af E-glas kræver typisk ekstremt høje temperaturer. Den typiske smeltezone (hotspot) temperatur ligger generelt mellem 1500 °C og 1600 °C.

Den specifikke måltemperatur afhænger af:

* Batchsammensætning: Specifikke formuleringer (f.eks. tilstedeværelse af fluor, højt/lavt borindhold, tilstedeværelse af titanium) påvirker smelteegenskaberne.

* Ovndesign: Ovntype, størrelse, isoleringseffektivitet og brænderarrangement.

* Produktionsmål: Ønsket smeltehastighed og krav til glaskvalitet.

* Ildfaste materialer: Korrosionshastigheden for ildfaste materialer ved høje temperaturer begrænser den øvre temperatur.

Temperaturen i fineringszonen er normalt lidt lavere end temperaturen i det varme punkt (ca. 20-50 °C lavere) for at lette fjernelse af bobler og homogenisering af glas.

Arbejdstemperaturen (forherden) er betydeligt lavere (typisk 1200 °C - 1350 °C), hvilket bringer glassmelten til den passende viskositet og stabilitet til trækning.

2. Vigtigheden af temperaturkontrol:

* Smelteeffektivitet: Tilstrækkeligt høje temperaturer er afgørende for at sikre fuldstændig reaktion af batchmaterialerne (kvartsand, pyrophyllit, borsyre/colemanit, kalksten osv.), fuldstændig opløsning af sandkorn og grundig gasfrigivelse. Utilstrækkelig temperatur kan føre til rester af "råmateriale" (usmeltede kvartspartikler), sten og øget bobledannelse.

* Glaskvalitet: Høje temperaturer fremmer klaring og homogenisering af glassmelten, hvilket reducerer defekter såsom snore, bobler og sten. Disse defekter påvirker fiberstyrke, brudhastighed og kontinuitet alvorligt.

* Viskositet: Temperaturen påvirker direkte viskositeten af den smeltede glasmasse. Fibertrækning kræver, at den smeltede glasmasse er inden for et specifikt viskositetsområde.

* Korrosion af ildfaste materialer: For høje temperaturer accelererer drastisk korrosionen af ildfaste materialer i ovnen (især elektrosmeltede AZS-sten), hvilket forkorter ovnens levetid og potentielt introducerer ildfaste sten.

* Energiforbrug: Opretholdelse af høje temperaturer er den primære kilde til energiforbrug i tankovne (typisk tegner det sig for over 60 % af det samlede produktionsenergiforbrug). Præcis temperaturkontrol for at undgå for høje temperaturer er nøglen til energibesparelser.

II. Flammeregulering

Flammeregulering er et centralt middel til at kontrollere smeltetemperaturfordelingen, opnå effektiv smeltning og beskytte ovnstrukturen (især kronen). Hovedformålet er at skabe et ideelt temperaturfelt og en ideel atmosfære.

1. Vigtige reguleringsparametre:

* Brændstof-luft-forhold (støkiometrisk forhold) / Oxygen-brændstof-forhold (for oxy-fuel-systemer):

* Mål: Opnå fuldstændig forbrænding. Ufuldstændig forbrænding spilder brændstof, sænker flammetemperaturen, producerer sort røg (sod), der forurener glassmelten og tilstopper regeneratorer/varmevekslere. Overskydende luft fører betydelig varme væk, hvilket reducerer den termiske effektivitet og kan intensivere kroneoxidationskorrosion.

* Justering: Præcis kontrol af luft-brændstof-forholdet baseret på røggasanalyse (O₂, CO-indhold).E-glasTankovne holder typisk et O₂-indhold i røggassen på omkring 1-3% (forbrænding med let positivt tryk).

* Atmosfærens påvirkning: Luft-til-brændstof-forholdet påvirker også ovnatmosfæren (oxiderende eller reducerende), hvilket har subtile effekter på opførslen af visse batchkomponenter (som jern) og glasfarven. For E-glas (som kræver farveløs gennemsigtighed) er denne påvirkning dog relativt lille.

* Flammelængde og -form:

* Mål: Danne en flamme, der dækker smelteoverfladen, har en vis stivhed og har god spredeevne.

* Lang flamme vs. kort flamme:

* Lang flamme: Dækker et stort område, temperaturfordelingen er relativt ensartet og forårsager mindre termisk chok på kronen. Lokale temperaturtoppe er dog muligvis ikke høje nok, og indtrængningen i batch-"borezonen" kan være utilstrækkelig.

* Kort flamme: Stærk stivhed, høj lokal temperatur, stærk indtrængning i batchlaget, hvilket bidrager til hurtig smeltning af "råmaterialer". Dækningen er dog ujævn, hvilket let forårsager lokal overophedning (mere udtalte hotspots) og betydeligt termisk chok på kronen og brystvæggen.

* Justering: Opnås ved at justere brænderens pistolvinkel, brændstof/luft-udgangshastighed (momentumforhold) og hvirvelintensitet. Moderne tankovne bruger ofte justerbare brændere med flere trin.

* Flammeretning (vinkel):

* Mål: Effektiv varmeoverførsel til batchen og glassets smelteoverflade, så direkte flammekontakt med kronen eller brystvæggen undgås.

* Justering: Juster brænderpistolens hældningsvinkler (lodret) og drejevinkler (vandret).

* Hældningsvinkel: Påvirker flammens interaktion med blandingsbunken ("slikker blandingen") og dækningen af smelteoverfladen. En vinkel, der er for lav (flammen for nedadgående), kan gennemsure smelteoverfladen eller blandingsbunken og forårsage overførsel, der korroderer brystvæggen. En vinkel, der er for høj (flammen for opadgående), resulterer i lav termisk effektivitet og overdreven opvarmning af kronen.

* Drejningsvinkel: Påvirker flammefordelingen på tværs af ovnens bredde og hotspot-positionen.

2. Mål for flammeregulering:

* Dan et rationelt hotspot: Skab den højeste temperaturzone (hot spot) i den bageste del af smeltetanken (normalt efter hundehuset). Dette er det kritiske område for klaring og homogenisering af glas, og fungerer som den "motor", der styrer flowet af smelteglasset (fra hotspottet mod batch-laderen og arbejdsenden).

* Ensartet opvarmning af smelteoverfladen: Undgå lokal overophedning eller underkøling, hvilket reducerer ujævn konvektion og "døde zoner" forårsaget af temperaturgradienter.

* Beskyt ovnstrukturen: Forhindr flammekontakt med kronen og brystvæggen, og undgå lokal overophedning, der fører til accelereret ildfast korrosion.

* Effektiv varmeoverførsel: Maksimer effektiviteten af stråle- og konvektiv varmeoverførsel fra flammen til batchen og glassmelteoverfladen.

* Stabilt temperaturfelt: Reducer udsving for at sikre stabil glaskvalitet.

III. Integreret kontrol af smeltetemperatur og flammeregulering

1. Temperatur er målet, flamme er midlet: Flammeregulering er den primære metode til at kontrollere temperaturfordelingen i ovnen, især hotspot-positionen og temperaturen.

2. Temperaturmåling og feedback: Kontinuerlig temperaturovervågning udføres ved hjælp af termoelementer, infrarøde pyrometre og andre instrumenter placeret på nøglesteder i ovnen (batchlader, smeltezone, hotspot, fineringszone, forherd). Disse målinger tjener som grundlag for flammejustering.

3. Automatiske styresystemer: Moderne store tankovne anvender i vid udstrækning DCS/PLC-systemer. Disse systemer styrer automatisk flammen og temperaturen ved at justere parametre som brændstofstrøm, forbrændingsluftstrøm, brændervinkel/spjæld baseret på forudindstillede temperaturkurver og målinger i realtid.

4. Procesbalance: Det er vigtigt at finde en optimal balance mellem at sikre glaskvalitet (smeltning ved høj temperatur, god klaring og homogenisering) og beskytte ovnen (undgå for høje temperaturer og flammekontakt), samtidig med at energiforbruget reduceres.