ข่าว

E-glass (ไฟเบอร์กลาสปลอดด่าง)การผลิตในเตาเผาแบบถังเป็นกระบวนการหลอมที่อุณหภูมิสูงและซับซ้อน โปรไฟล์อุณหภูมิหลอมเหลวเป็นจุดควบคุมกระบวนการที่สำคัญ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของแก้ว ประสิทธิภาพการหลอม การใช้พลังงาน อายุการใช้งานของเตาเผา และประสิทธิภาพของเส้นใยขั้นสุดท้าย โปรไฟล์อุณหภูมินี้เกิดขึ้นได้จากการปรับคุณลักษณะของเปลวไฟและการเพิ่มกำลังไฟฟ้าเป็นหลัก

I. อุณหภูมิการหลอมเหลวของ E-Glass

1. ช่วงอุณหภูมิการหลอมละลาย:

การหลอมเหลว การทำให้บริสุทธิ์ และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของแก้ว E อย่างสมบูรณ์โดยทั่วไปต้องใช้ความร้อนสูงมาก อุณหภูมิของจุดหลอมเหลว (จุดร้อน) โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1,500°C ถึง 1,600°C

อุณหภูมิเป้าหมายที่เฉพาะเจาะจงขึ้นอยู่กับ:

* ส่วนประกอบแบบแบตช์: สูตรเฉพาะ (เช่น การมีฟลูออรีน ปริมาณโบรอนสูง/ต่ำ การมีไททาเนียม) ส่งผลต่อลักษณะการหลอมเหลว

* การออกแบบเตาเผา: ประเภทของเตาเผา ขนาด ประสิทธิภาพฉนวน และการจัดเรียงเตาเผา

* เป้าหมายการผลิต: อัตราการหลอมที่ต้องการและข้อกำหนดคุณภาพกระจก

* วัสดุทนไฟ: อัตราการกัดกร่อนของวัสดุทนไฟที่อุณหภูมิสูงจำกัดอุณหภูมิสูงสุด

อุณหภูมิของโซนปรับละเอียดมักจะต่ำกว่าอุณหภูมิจุดร้อนเล็กน้อย (ต่ำกว่าประมาณ 20-50°C) เพื่อให้การกำจัดฟองอากาศและการทำให้แก้วเป็นเนื้อเดียวกันเป็นไปได้ง่าย

อุณหภูมิบริเวณปลายทำงาน (เตาหน้า) ต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด (โดยทั่วไปอยู่ที่ 1,200°C – 1,350°C) ทำให้แก้วหลอมมีความหนืดและเสถียรภาพที่เหมาะสมสำหรับการดึง

2. ความสำคัญของการควบคุมอุณหภูมิ:

* ประสิทธิภาพการหลอมเหลว: อุณหภูมิที่สูงเพียงพอมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำปฏิกิริยาอย่างสมบูรณ์ของวัตถุดิบ (ทรายควอตซ์ ไพโรฟิลไลต์ กรดบอริก/โคลมาไนต์ หินปูน ฯลฯ) การละลายของเม็ดทรายอย่างสมบูรณ์ และการปลดปล่อยก๊าซอย่างทั่วถึง อุณหภูมิที่ไม่เพียงพออาจทำให้เกิดเศษ “วัตถุดิบ” (อนุภาคควอตซ์ที่ยังไม่ละลาย) หิน และฟองอากาศที่เพิ่มขึ้น

* คุณภาพแก้ว: อุณหภูมิสูงช่วยให้แก้วหลอมเหลวใสและสม่ำเสมอ ลดข้อบกพร่องต่างๆ เช่น เชือก ฟองอากาศ และหิน ข้อบกพร่องเหล่านี้ส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อความแข็งแรงของเส้นใย อัตราการแตกหัก และความต่อเนื่องของเส้นใย

* ความหนืด: อุณหภูมิมีอิทธิพลโดยตรงต่อความหนืดของแก้วหลอม การวาดเส้นใยจำเป็นต้องให้แก้วหลอมอยู่ในช่วงความหนืดที่กำหนด

* การกัดกร่อนของวัสดุทนไฟ: อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะเร่งการกัดกร่อนของวัสดุทนไฟของเตาอย่างรวดเร็ว (โดยเฉพาะอิฐ AZS ที่ผ่านการชุบด้วยไฟฟ้า) ทำให้เตามีอายุการใช้งานสั้นลง และอาจทำให้เกิดหินทนไฟตามมา

* การใช้พลังงาน: การรักษาอุณหภูมิให้สูงเป็นแหล่งพลังงานหลักในเตาเผาแบบถัง (โดยทั่วไปคิดเป็นกว่า 60% ของการใช้พลังงานทั้งหมดในการผลิต) การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำเพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่สูงเกินไปเป็นกุญแจสำคัญในการประหยัดพลังงาน

II. การควบคุมเปลวไฟ

การควบคุมเปลวไฟเป็นวิธีหลักในการควบคุมการกระจายอุณหภูมิหลอมเหลว เพื่อให้ได้การหลอมเหลวที่มีประสิทธิภาพ และปกป้องโครงสร้างของเตาเผา (โดยเฉพาะส่วนครอบเตา) เป้าหมายหลักคือการสร้างสนามอุณหภูมิและบรรยากาศที่เหมาะสม

1. พารามิเตอร์การควบคุมหลัก:

* อัตราส่วนเชื้อเพลิงต่ออากาศ (อัตราส่วนสโตอิชิโอเมตริก) / อัตราส่วนออกซิเจนต่อเชื้อเพลิง (สำหรับระบบออกซิเจน-เชื้อเพลิง):

* เป้าหมาย: บรรลุการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์จะทำให้สิ้นเปลืองเชื้อเพลิง ลดอุณหภูมิเปลวไฟ ก่อให้เกิดควันดำ (เขม่า) ที่ปนเปื้อนในแก้วหลอมเหลว และอุดตันเครื่องกำเนิดความร้อน/ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน อากาศส่วนเกินจะพาความร้อนออกไปอย่างมาก ทำให้ประสิทธิภาพทางความร้อนลดลง และอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนแบบออกซิเดชันที่ครอบแก้วรุนแรงขึ้น

* การปรับ: ควบคุมอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงอย่างแม่นยำตามการวิเคราะห์ก๊าซไอเสีย (O₂, ปริมาณ CO)กระจกอีเตาเผาถังโดยทั่วไปจะรักษาปริมาณ O₂ ในก๊าซไอเสียไว้ที่ประมาณ 1-3% (การเผาไหม้ความดันบวกเล็กน้อย)

* ผลกระทบต่อบรรยากาศ: อัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงยังส่งผลต่อบรรยากาศของเตาเผา (ออกซิไดซ์หรือรีดิวซ์) ซึ่งส่งผลกระทบเล็กน้อยต่อพฤติกรรมของส่วนประกอบบางประเภท (เช่น เหล็ก) และสีของแก้ว อย่างไรก็ตาม สำหรับแก้ว E-glass (ที่ต้องการความโปร่งใสแบบไม่มีสี) ผลกระทบนี้ค่อนข้างน้อย

* ความยาวและรูปร่างเปลวไฟ:

* เป้าหมาย: สร้างเปลวไฟที่ปกคลุมพื้นผิวของของเหลวที่หลอมละลาย มีความแข็งแกร่งในระดับหนึ่ง และสามารถแพร่กระจายได้ดี

* เปลวไฟยาว vs. เปลวไฟสั้น:

* เปลวไฟยาว: ครอบคลุมพื้นที่กว้าง กระจายอุณหภูมิได้ค่อนข้างสม่ำเสมอ และก่อให้เกิดการช็อกจากความร้อนต่อส่วนยอดน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิสูงสุดในพื้นที่อาจไม่สูงพอ และการเจาะเข้าไปในโซน "การเจาะ" แบบแบตช์อาจไม่เพียงพอ

* เปลวไฟสั้น: ความแข็งแกร่งสูง อุณหภูมิในพื้นที่สูง แทรกซึมเข้าไปในชั้นแบทช์ได้อย่างแข็งแกร่ง เอื้อต่อการหลอมละลายของ "วัตถุดิบ" อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม การปกคลุมนั้นไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปเฉพาะที่ได้ง่าย (จุดร้อนที่เด่นชัดขึ้น) และเกิดการช็อกจากความร้อนอย่างรุนแรงที่บริเวณส่วนบนและผนังหน้าอก

* การปรับ: ทำได้โดยการปรับมุมปืนหัวเผา ความเร็วของเชื้อเพลิง/อากาศที่ออกจากเตา (อัตราส่วนโมเมนตัม) และความเข้มข้นของการหมุน เตาเผาแบบถังสมัยใหม่มักใช้หัวเผาแบบปรับได้หลายระดับ

* ทิศทางเปลวไฟ (มุม):

* เป้าหมาย: ถ่ายเทความร้อนไปยังพื้นผิวชุดและแก้วหลอมได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยหลีกเลี่ยงการกระทบเปลวไฟโดยตรงที่ผนังมงกุฎหรือหน้าอก

* การปรับแต่ง : ปรับมุมพิทช์ (แนวตั้ง) และมุมหัน (แนวนอน) ของปืนเผา

* มุมพิทช์: ส่งผลต่อปฏิกิริยาระหว่างเปลวไฟกับกองแบทช์ ("เลียกองแบทช์") และการปกคลุมพื้นผิวของวัสดุหลอมเหลว มุมที่ต่ำเกินไป (เปลวไฟคว่ำลงมากเกินไป) อาจทำให้พื้นผิวของวัสดุหลอมเหลวหรือกองแบทช์สึกกร่อน ทำให้เกิดการตกค้างที่กัดกร่อนผนังหน้าอก มุมที่สูงเกินไป (เปลวไฟคว่ำขึ้นมากเกินไป) ส่งผลให้ประสิทธิภาพความร้อนต่ำและความร้อนที่ครอบมงกุฎสูงเกินไป

* มุมหันเห: ส่งผลต่อการกระจายเปลวไฟทั่วความกว้างของเตาเผาและตำแหน่งจุดร้อน

2. เป้าหมายของการควบคุมเปลวไฟ:

* สร้างจุดร้อนที่สมเหตุสมผล: สร้างโซนอุณหภูมิสูงสุด (จุดร้อน) ที่ด้านหลังของถังหลอม (โดยปกติจะอยู่หลังคอกสุนัข) ซึ่งเป็นพื้นที่สำคัญสำหรับการทำให้แก้วใสและทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และทำหน้าที่เป็น "กลไก" ควบคุมการไหลของแก้วหลอม (จากจุดร้อนไปยังแท่นชาร์จแบบแบตช์และส่วนปลายทำงาน)

* การให้ความร้อนพื้นผิวหลอมละลายอย่างสม่ำเสมอ: หลีกเลี่ยงการให้ความร้อนมากเกินไปหรือเย็นเกินไปในบริเวณนั้นๆ ลดการพาความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอและ "จุดตาย" ที่เกิดจากการไล่ระดับอุณหภูมิ

* ปกป้องโครงสร้างเตาเผา: ป้องกันเปลวไฟกระทบกับส่วนบนและผนังหน้าอก หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปในบริเวณที่ทำให้เกิดการกัดกร่อนวัสดุทนไฟที่เร็วขึ้น

* การถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพ: เพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนแบบแผ่รังสีและพาความร้อนจากเปลวไฟไปยังพื้นผิวของชุดการผลิตและแก้วหลอมให้สูงสุด

* ช่องอุณหภูมิที่เสถียร: ลดความผันผวนเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพกระจกมีเสถียรภาพ

III. การควบคุมอุณหภูมิหลอมละลายและการควบคุมเปลวไฟแบบบูรณาการ

1. อุณหภูมิคือเป้าหมาย เปลวไฟคือวิธีการ: การควบคุมเปลวไฟเป็นวิธีหลักในการควบคุมการกระจายอุณหภูมิภายในเตา โดยเฉพาะตำแหน่งของจุดร้อนและอุณหภูมิ

2. การวัดอุณหภูมิและการป้อนกลับ: การตรวจวัดอุณหภูมิอย่างต่อเนื่องจะดำเนินการโดยใช้เทอร์โมคัปเปิล ไพโรมิเตอร์อินฟราเรด และอุปกรณ์อื่นๆ ที่ติดตั้งตามจุดสำคัญต่างๆ ในเตาเผา (เช่น แท่นชาร์จแบตช์ โซนหลอม จุดร้อน โซนตกตะกอน และเตาหน้า) การวัดเหล่านี้ใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการปรับเปลวไฟ

3. ระบบควบคุมอัตโนมัติ: เตาเผาถังขนาดใหญ่สมัยใหม่ใช้ระบบ DCS/PLC อย่างกว้างขวาง ระบบเหล่านี้ควบคุมเปลวไฟและอุณหภูมิโดยอัตโนมัติด้วยการปรับพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อัตราการไหลของเชื้อเพลิง อัตราการไหลของอากาศเผาไหม้ มุมเตาเผา/แดมเปอร์ โดยอิงตามเส้นโค้งอุณหภูมิที่ตั้งไว้ล่วงหน้าและการวัดแบบเรียลไทม์

4. ความสมดุลของกระบวนการ: จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องค้นหาสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างการรับประกันคุณภาพของแก้ว (การหลอมที่อุณหภูมิสูง การทำให้บริสุทธิ์ที่ดี และการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน) และการปกป้องเตาเผา (หลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่มากเกินไป การกระทบของเปลวไฟ) ในขณะที่ลดการใช้พลังงาน