ข่าว

การเกิดฟอง ซึ่งเป็นเทคนิคสำคัญที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบบังคับ ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญและซับซ้อนต่อกระบวนการปรับสภาพและทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของแก้วหลอมเหลว ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์โดยละเอียด

1. หลักการของเทคโนโลยีการฟองอากาศ

การเกิดฟองอากาศ (Bubbling) เกี่ยวข้องกับการติดตั้งหัวจ่ายฟองอากาศ (bubbler) หลายแถวที่ด้านล่างของเตาหลอม (โดยทั่วไปจะอยู่บริเวณท้ายของโซนหลอมเหลวหรือโซนปรับสภาพ) ก๊าซบางชนิด ซึ่งโดยปกติจะเป็นอากาศอัด ไนโตรเจน หรือก๊าซเฉื่อย จะถูกฉีดเข้าไปในแก้วหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงเป็นระยะๆ หรือต่อเนื่อง ก๊าซจะขยายตัวและลอยขึ้นผ่านแก้วหลอมเหลว ก่อให้เกิดฟองอากาศที่ลอยขึ้นเป็นแถว

2. ผลกระทบของการเกิดฟองอากาศต่อกระบวนการปรับแต่ง (ส่วนใหญ่เป็นผลบวก)

การเกิดฟองอากาศจะช่วยขจัดฟองอากาศออกไป ทำให้กระจกใสขึ้น

การส่งเสริมการกำจัดฟองสบู่

ผลการดูด:โซนความกดอากาศต่ำก่อตัวขึ้นตามหลังฟองอากาศขนาดใหญ่ที่ลอยขึ้น ก่อให้เกิด "เอฟเฟกต์การปั๊ม" เอฟเฟกต์นี้จะดึง รวบรวม และรวมฟองอากาศขนาดเล็กจากแก้วหลอมเหลวโดยรอบอย่างมีประสิทธิภาพ แล้วพาฟองอากาศเหล่านี้ขึ้นสู่พื้นผิวเพื่อขับออก

ความสามารถในการละลายของก๊าซลดลง:ก๊าซที่ฉีดเข้าไป โดยเฉพาะก๊าซเฉื่อย สามารถเจือจางก๊าซที่ละลายอยู่ในแก้วหลอมเหลว (เช่น SO₂, O₂, CO₂) ส่งผลให้ความดันย่อยของก๊าซลดลง วิธีนี้ช่วยให้ก๊าซที่ละลายละลายหลุดออกจากฟองอากาศที่ลอยขึ้นได้

การลดความอิ่มตัวของท้องถิ่น:ฟองอากาศที่ลอยขึ้นทำให้เกิดอินเทอร์เฟซก๊าซ-ของเหลวที่พร้อมใช้งาน ทำให้ก๊าซที่ละลายในสภาวะอิ่มตัวเกินสามารถหลุดออกและแพร่กระจายเข้าไปในฟองอากาศได้ง่ายขึ้น

เส้นทางการปรับแต่งที่สั้นลง:คอลัมน์ฟองอากาศที่ลอยขึ้นทำหน้าที่เป็น "เส้นทางด่วน" เร่งการเคลื่อนย้ายของก๊าซที่ละลายและฟองอากาศขนาดเล็กขึ้นสู่พื้นผิว

การหยุดชะงักของชั้นโฟม:ใกล้พื้นผิว ฟองอากาศที่ลอยขึ้นมาจะช่วยทำลายชั้นโฟมหนาแน่นที่สามารถขัดขวางการขับก๊าซออกไปได้

ผลกระทบเชิงลบที่อาจเกิดขึ้น (ต้องมีการควบคุม)

การแนะนำฟองใหม่หากควบคุมพารามิเตอร์การเกิดฟองอากาศ (ความดันก๊าซ ความถี่ และความบริสุทธิ์) ไม่ถูกต้อง หรือหัวฉีดอุดตัน กระบวนการอาจก่อให้เกิดฟองอากาศขนาดเล็กที่ไม่ต้องการใหม่ หากไม่สามารถกำจัดหรือละลายฟองอากาศเหล่านี้ได้ในการกลั่นครั้งต่อไป ฟองอากาศเหล่านี้จะกลายเป็นข้อบกพร่อง

การเลือกก๊าซที่ไม่เหมาะสม:หากก๊าซที่ฉีดเข้าไปทำปฏิกิริยากับแก้วที่หลอมละลายหรือก๊าซที่ละลายในทางที่ไม่พึงประสงค์ อาจทำให้เกิดก๊าซหรือสารประกอบที่กำจัดออกได้ยากขึ้น ส่งผลให้กระบวนการปรับแต่งได้รับความยากลำบาก

3. ผลกระทบของการเกิดฟองอากาศต่อกระบวนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (ส่วนใหญ่เป็นผลบวก)

การเกิดฟองช่วยเพิ่มการผสมและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของแก้วหลอมละลาย.

การพาความร้อนและการกวนที่เพิ่มขึ้น

การไหลเวียนแนวตั้ง:เมื่อคอลัมน์ฟองลอยขึ้น ความหนาแน่นต่ำเมื่อเทียบกับแก้วหลอมเหลวจะสร้างการไหลขึ้นด้านบนอย่างแรง เพื่อเติมแก้วที่ลอยขึ้น แก้วที่อยู่รอบๆ และแก้วด้านล่างจะไหลในแนวนอนไปยังคอลัมน์ฟอง ทำให้เกิดการไหลที่ทรงพลังการไหลเวียนแนวตั้งหรือการพาความร้อนการพาความร้อนแบบบังคับนี้จะช่วยเร่งการผสมแนวนอนของแก้วที่หลอมละลายได้อย่างมาก

การผสมแบบเฉือน:ความแตกต่างของความเร็วระหว่างฟองอากาศที่ลอยขึ้นและแก้วหลอมเหลวที่อยู่รอบๆ ก่อให้เกิดแรงเฉือน ส่งเสริมการผสมแบบแพร่กระจายระหว่างชั้นแก้วที่อยู่ติดกัน

การต่ออายุอินเทอร์เฟซ:การกวนจากฟองอากาศที่ลอยขึ้นจะรีเฟรชอินเทอร์เฟซการสัมผัสระหว่างแก้วที่มีองค์ประกอบต่างกันอย่างต่อเนื่อง ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการแพร่กระจายของโมเลกุล

การหยุดชะงักของการแบ่งชั้นและลาย

การพาความร้อนที่รุนแรงจะทำลายได้อย่างมีประสิทธิภาพการแบ่งชั้นทางเคมีหรือทางความร้อนและลายเส้นเกิดจากความแตกต่างของความหนาแน่น การไล่ระดับอุณหภูมิ หรือการป้อนที่ไม่สม่ำเสมอ วิธีนี้รวมชั้นเหล่านี้เข้ากับกระแสหลักเพื่อการผสม

สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในการกำจัด“โซนตาย”ที่ก้นถัง ช่วยลดการตกผลึกหรือความไม่สม่ำเสมออย่างรุนแรงที่เกิดจากการนิ่งเป็นเวลานาน

ประสิทธิภาพการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่ดีขึ้น

เมื่อเปรียบเทียบกับการพาความร้อนตามธรรมชาติหรือการไหลแบบไล่ระดับอุณหภูมิ การพาความร้อนแบบบังคับที่เกิดจากการเกิดฟองอากาศจะมีความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นและการเข้าถึงที่กว้างขึ้นวิธีนี้ช่วยลดเวลาที่จำเป็นในการบรรลุระดับความสม่ำเสมอที่ต้องการได้อย่างมาก หรือบรรลุความสม่ำเสมอที่สูงขึ้นภายในกรอบเวลาเดียวกัน

ผลกระทบเชิงลบที่อาจเกิดขึ้น (ต้องให้ความสนใจ)

การกัดเซาะวัสดุทนไฟ:การไหลด้วยความเร็วสูงของฟองอากาศที่ลอยขึ้นและการพาความร้อนอย่างรุนแรงที่ฟองอากาศเหล่านี้ก่อให้เกิดการกัดเซาะและการกัดกร่อนที่รุนแรงขึ้นของวัสดุทนไฟที่ก้นถังและผนังด้านข้าง ส่งผลให้อายุการใช้งานของเตาลดลง นอกจากนี้ยังอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนในแก้วที่หลอมละลาย ทำให้เกิดแหล่งใหม่ของความไม่สม่ำเสมอ (เช่น ก้อนหิน รอยเส้น)

การหยุดชะงักของรูปแบบการไหล:หากการออกแบบจุดเดือด ขนาดฟอง หรือความถี่ของฟองอากาศไม่ดี อาจรบกวนอุณหภูมิเดิมที่เป็นประโยชน์และสนามการไหลตามธรรมชาติภายในถังหลอมเหลว ซึ่งอาจก่อให้เกิดบริเวณหรือกระแสน้ำวนที่ไม่สม่ำเสมอใหม่

4. พารามิเตอร์ควบคุมหลักสำหรับเทคโนโลยีการฟองอากาศ

ตำแหน่งการเดือดปุดๆ:โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงหลังของโซนหลอมเหลว (เพื่อให้แน่ใจว่าวัตถุดิบส่วนใหญ่ถูกหลอมเหลว) และโซนปรับสภาพ ต้องเลือกตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพื้นที่การไหลและอุณหภูมิ

การเลือกก๊าซ:ตัวเลือกประกอบด้วยอากาศ (ต้นทุนต่ำ แต่มีคุณสมบัติออกซิไดซ์สูง) ไนโตรเจน (เฉื่อย) และก๊าซเฉื่อย เช่น อาร์กอน (มีความเฉื่อยดีที่สุด แต่มีราคาแพง) ตัวเลือกขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของแก้ว สถานะรีดอกซ์ และต้นทุน

ขนาดฟองอากาศ:อุดมคติคือการสร้างฟองอากาศขนาดใหญ่ขึ้น (เส้นผ่านศูนย์กลางหลายมิลลิเมตรถึงเซนติเมตร) ฟองอากาศขนาดเล็กจะลอยขึ้นอย่างช้าๆ มีประสิทธิภาพการดูดต่ำ และอาจไม่ถูกขับออกได้ง่ายจนกลายเป็นจุดบกพร่อง ขนาดของฟองอากาศถูกควบคุมโดยการออกแบบหัวฉีดและแรงดันแก๊ส

ความถี่ของการเกิดฟอง:การเกิดฟองอากาศเป็นระยะ (เช่น ทุกๆ สองสามนาที) มักมีประสิทธิภาพมากกว่าการเกิดฟองอากาศอย่างต่อเนื่อง การเกิดฟองอากาศแบบนี้จะก่อให้เกิดการรบกวนอย่างรุนแรง ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้มีเวลาให้ฟองอากาศถูกขับออกและทำให้แก้วคงตัว ความเข้มข้น (อัตราการไหลของก๊าซและความดัน) ต้องสอดคล้องกับความลึกและความหนืดของแก้ว

เค้าโครงจุดเดือดการจัดเรียงหลายแถวในรูปแบบสลับกันซึ่งครอบคลุมความกว้างทั้งหมดของถังช่วยให้การพาความร้อนเข้าถึงทุกมุม ป้องกันไม่ให้เกิด "จุดตาย" ระยะห่างต้องได้รับการปรับให้เหมาะสม

ความบริสุทธิ์ของก๊าซ:ต้องหลีกเลี่ยงสิ่งสกปรก เช่น ความชื้นหรือก๊าซอื่นๆ เพื่อป้องกันปัญหาใหม่ๆ

สรุปได้ว่า การเกิดฟองอากาศเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ฉีดก๊าซเข้าไปในแก้วหลอมเหลวเพื่อสร้างการไหลเวียนและการกวนในแนวตั้งที่แข็งแกร่ง วิธีนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเร่งกระบวนการปรับสภาพภายในอย่างมีนัยสำคัญ ช่วยให้ฟองอากาศขนาดเล็กและขนาดใหญ่รวมตัวกันและถูกขับออกเท่านั้น แต่ยังช่วยสลายชั้นสารเคมีและความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอได้อย่างมีประสิทธิภาพ และขจัดปัญหาจุดตายของการไหล ส่งผลให้ประสิทธิภาพและคุณภาพของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของแก้วดีขึ้นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การควบคุมพารามิเตอร์สำคัญต่างๆ เช่น การเลือกก๊าซ ตำแหน่ง ความถี่ และขนาดของฟองอากาศอย่างเข้มงวด เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดข้อบกพร่องของฟองอากาศใหม่ การกัดกร่อนจากวัสดุทนไฟที่แย่ลง หรือการรบกวนสนามการไหลเดิม ดังนั้น แม้ว่าจะมีข้อเสียที่อาจเกิดขึ้น แต่การเกิดฟองอากาศเป็นเทคโนโลยีสำคัญที่สามารถปรับให้เหมาะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตแก้วได้อย่างมาก