Асноўныя фактары працэсу, якія ўплываюць на плаўленне шкла, выходзяць за рамкі самой стадыі плаўлення, бо на іх уплываюць такія ўмовы перад плаўленнем, як якасць сыравіны, апрацоўка і кантроль шклабойнага бою, уласцівасці паліва, вогнетрывалыя матэрыялы печы, ціск у печы, атмасфера і выбар ачышчальнікаў. Ніжэй прыведзены падрабязны аналіз гэтых фактараў:
ⅠПадрыхтоўка сыравіны і кантроль якасці
1. Хімічны склад партыі
SiO₂ і вогнетрывалыя злучэнні: утрыманне SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ і іншых вогнетрывалых злучэнняў непасрэдна ўплывае на хуткасць плаўлення. Больш высокае ўтрыманне павялічвае неабходную тэмпературу плаўлення і спажыванне энергіі.
Аксіды шчолачных металаў (напрыклад, Na₂O, Li₂O): зніжаюць тэмпературу плаўлення. Li₂O, дзякуючы свайму малому іённаму радыусу і высокай электраадмоўнасці, асабліва эфектыўны і можа палепшыць фізічныя ўласцівасці шкла.
2. Папярэдняя апрацоўка партыі
Кантроль вільготнасці:
Аптымальная вільготнасць (3%~5%): паляпшае змочванне і рэакцыю, памяншае пыл і сегрэгацыю;
Залішняя вільготнасць: выклікае памылкі ўзважвання і падаўжае час ачысткі.
Размеркаванне памеру часціц:
Залішняя колькасць буйных часціц: памяншае плошчу кантакту рэакцыі, падаўжае час плаўлення;
Залішняя колькасць дробных часціц: прыводзіць да агламерацыі і электрастатычнай адсорбцыі, што перашкаджае раўнамернаму плаўленню.
3. Кіраванне шклобалком
Скол павінен быць чыстым, без прымешак і адпавядаць памеру часціц свежай сыравіны, каб пазбегнуць з'яўлення бурбалак або нерасплаўленых рэшткаў.
II. Праектаванне печыі ўласцівасці паліва
1. Выбар вогнетрывалага матэрыялу
Устойлівасць да эрозіі пры высокіх тэмпературах: у зоне сценкі басейна, дна печы і іншых участкаў, якія кантактуюць са шкляной вадкасцю, варта выкарыстоўваць высокацырконіевыя цэглы і электрасплаўленыя цырконіевыя корундавыя цэглы (AZS), каб мінімізаваць дэфекты каменя, выкліканыя хімічнай эрозіяй і чысткай.
Тэрмічная стабільнасць: устойлівасць да ваганняў тэмпературы і прадухіленне расколвання вогнетрывалага матэрыялу з-за цеплавога ўдару.
2. Эфектыўнасць выкарыстання паліва і згарання
Цеплатворная здольнасць паліва і атмасфера гарэння (акісляльная/аднаўленчая) павінны адпавядаць складу шкла. Напрыклад:
Прыродны газ/цяжкая нафта: патрабуецца дакладны кантроль суадносін паветра і паліва, каб пазбегнуць рэшткаў сульфіду;
Электрычная плаўка: падыходзіць для высокадакладнай плаўкі (напрыклад,аптычнае шкло), але спажывае больш энергіі.
ⅢАптымізацыя параметраў працэсу плаўлення
1. Кантроль тэмпературы
Тэмпература плаўлення (1450~1500℃): Павышэнне тэмпературы на 1℃ можа павялічыць хуткасць плаўлення на 1%, але эрозія вогнетрывалых матэрыялаў падвойваецца. Неабходны баланс паміж эфектыўнасцю і тэрмінам службы абсталявання.
Размеркаванне тэмпературы: Кантроль градыенту ў розных зонах печы (плаўленне, ачыстка, астуджэнне) мае важнае значэнне для прадухілення лакальнага перагрэву або нерасплаўленых рэшткаў.
2. Атмасфера і ціск
Акісляльная атмасфера: спрыяе раскладанню арганічных рэчываў, але можа ўзмацніць акісленне сульфіду;
Зніжэнне атмасферы: падаўляе афарбоўванне Fe³+ (для бясколернага шкла), але патрабуе пазбягання адкладу вугляроду;
Стабільнасць ціску ў печы: невялікі станоўчы ціск (+2~5 Па) прадухіляе паступленне халоднага паветра і забяспечвае выдаленне бурбалак.
3. Ачышчальнікі і флюсы
Фторыды (напрыклад, CaF₂): зніжаюць глейкасць расплаву і паскараюць выдаленне бурбалак;
Нітраты (напрыклад, NaNO₃): вызваляюць кісларод для садзейнічання акісляльнаму ачышчэнню;
Кампазітныя флюсы**: напрыклад, Li₂CO₃ + Na₂CO₃, сінергічна зніжаюць тэмпературу плаўлення.
ⅣДынамічны маніторынг працэсу плаўлення
1. Вязкасць і цякучасць расплаву
Маніторынг у рэжыме рэальнага часу з выкарыстаннем ратацыйных вісказіметраў для рэгулявання тэмпературы або суадносін флюсаў для дасягнення аптымальных умоў фармавання.
2. Эфектыўнасць выдалення бурбалак
Назіранне за размеркаваннем бурбалак з дапамогай рэнтгенаўскіх прамянёў або метадаў візуалізацыі для аптымізацыі дазоўкі асвятляльнага агента і ціску ў печы.
ⅤАгульныя праблемы і стратэгіі паляпшэння
| Праблемы | Першапрычына | Рашэнне |
| Шкляныя камяні (нерасплаўленыя часціцы) | Буйныя часціцы або дрэннае змешванне | Аптымізацыя памеру часціц, паляпшэнне папярэдняга змешвання |
| Рэшткавыя бурбалкі | Недастаткова асвятляльнага рэчыва або ваганні ціску | Павялічце дозу фтору, стабілізуйце ціск у печы |
| Моцная вогнетрывалая эрозія | Залішняя тэмпература або непадыходзячыя матэрыялы | Выкарыстоўвайце цэглу з высокім утрыманнем цырконія, памяншайце тэмпературныя градыенты |
| Палосы і дэфекты | Недастатковая гамагенізацыя | Падоўжыць час гамагенізацыі, аптымізаваць перамешванне |
Выснова
Плаўленне шкла з'яўляецца вынікам сінергіі паміж сыравінай, абсталяваннем і параметрамі працэсу. Яно патрабуе дбайнага кіравання распрацоўкай хімічнага складу, аптымізацыі памеру часціц, мадэрнізацыі вогнетрывалых матэрыялаў і дынамічнага кантролю параметраў працэсу. Дзякуючы навуковаму рэгуляванню флюсаў, стабілізацыі асяроддзя плаўлення (тэмпературы/ціску/атмасферы) і выкарыстанню эфектыўных метадаў ачысткі, эфектыўнасць плаўлення і якасць шкла могуць быць значна палепшаны, адначасова зніжаючы спажыванне энергіі і вытворчыя выдаткі.
Час публікацыі: 14 сакавіка 2025 г.
