haberler

E-cam (alkali içermeyen fiberglas)Tank fırınlarında üretim, karmaşık ve yüksek sıcaklıkta bir eritme işlemidir. Erime sıcaklığı profili, cam kalitesini, eritme verimliliğini, enerji tüketimini, fırın ömrünü ve nihai elyaf performansını doğrudan etkileyen kritik bir proses kontrol noktasıdır. Bu sıcaklık profili, öncelikle alev özelliklerinin ayarlanması ve elektrik takviyesiyle elde edilir.

I. E-Cam'ın Erime Sıcaklığı

1. Erime Sıcaklığı Aralığı:

E-camın tamamen eritilmesi, berraklaştırılması ve homojenleştirilmesi genellikle son derece yüksek sıcaklıklar gerektirir. Tipik erime bölgesi (sıcak nokta) sıcaklığı genellikle 1500°C ile 1600°C arasında değişir.

Belirli hedef sıcaklık şunlara bağlıdır:

* Parti Kompozisyonu: Belirli formülasyonlar (örneğin, flor varlığı, yüksek/düşük bor içeriği, titanyum varlığı) erime özelliklerini etkiler.

* Fırın Tasarımı: Fırın tipi, boyutu, yalıtım etkinliği ve brülör düzenlemesi.

* Üretim Hedefleri: İstenilen erime hızı ve cam kalitesi gereksinimleri.

* Refrakter Malzemeler: Refrakter malzemelerin yüksek sıcaklıklardaki korozyon hızı üst sıcaklığı sınırlar.

Kabarcık giderme ve cam homojenizasyonunu kolaylaştırmak için, arıtma bölgesi sıcaklığı genellikle sıcak nokta sıcaklığından biraz daha düşüktür (yaklaşık 20-50°C daha düşük).

Çalışma ucu (ön ocak) sıcaklığı önemli ölçüde daha düşüktür (tipik olarak 1200°C - 1350°C), bu da cam eriyiğini çekme için uygun viskoziteye ve kararlılığa getirir.

2. Sıcaklık Kontrolünün Önemi:

* Eritme Verimliliği: Parti malzemelerinin (kuvars kumu, pirofilit, borik asit/kolemanit, kireç taşı vb.) tam reaksiyona girmesini, kum tanelerinin tamamen çözünmesini ve gazın tamamen salınmasını sağlamak için yeterince yüksek sıcaklıklar çok önemlidir. Yetersiz sıcaklık, "hammadde" kalıntılarına (erimemiş kuvars parçacıkları), taşlara ve artan kabarcıklara yol açabilir.

* Cam Kalitesi: Yüksek sıcaklıklar, cam eriyiğinin berraklaşmasını ve homojenleşmesini sağlayarak kordon, kabarcık ve taş gibi kusurları azaltır. Bu kusurlar, elyaf mukavemetini, kırılma oranını ve sürekliliğini ciddi şekilde etkiler.

* Viskozite: Sıcaklık, cam eriyiğinin viskozitesini doğrudan etkiler. Elyaf çekimi, cam eriyiğinin belirli bir viskozite aralığında olmasını gerektirir.

* Refrakter Malzeme Korozyonu: Aşırı yüksek sıcaklıklar, fırın refrakter malzemelerinin (özellikle elektrofüzyonla eritilmiş AZS tuğlaları) korozyonunu önemli ölçüde hızlandırır, fırın ömrünü kısaltır ve potansiyel olarak refrakter taşların oluşmasına neden olur.

* Enerji Tüketimi: Tank fırınlarında yüksek sıcaklıkların korunması enerji tüketiminin temel kaynağıdır (genellikle toplam üretim enerjisi tüketiminin %60'ından fazlasını oluşturur). Aşırı sıcaklıklardan kaçınmak için hassas sıcaklık kontrolü enerji tasarrufunun anahtarıdır.

II. Alev Düzenlemesi

Alev düzenlemesi, eritme sıcaklığı dağılımını kontrol etmenin, verimli eritme sağlamanın ve fırın yapısını (özellikle tepeyi) korumanın temel bir yoludur. Temel amacı, ideal bir sıcaklık alanı ve atmosferi yaratmaktır.

1. Temel Düzenleme Parametreleri:

* Yakıt-Hava Oranı (Stokiyometrik Oran) / Oksijen-Yakıt Oranı (oksi-yakıt sistemleri için):

* Hedef: Tam yanma sağlamak. Eksik yanma yakıt israfına neden olur, alev sıcaklığını düşürür, cam eriyiğini kirleten siyah duman (kurum) üretir ve rejeneratörleri/ısı eşanjörlerini tıkar. Fazla hava önemli miktarda ısıyı uzaklaştırarak termal verimliliği düşürür ve taç oksidasyon korozyonunu yoğunlaştırabilir.

* Ayarlama: Baca gazı analizine (O₂, CO içeriği) dayanarak hava-yakıt oranını hassas bir şekilde kontrol edin.E-camTank fırınları genellikle baca gazı O₂ içeriğini %1-3 civarında tutar (hafif pozitif basınçlı yanma).

* Atmosfer Etkisi: Hava-yakıt oranı, fırın atmosferini de etkiler (oksitleyici veya indirgeyici), bu da belirli parti bileşenlerinin (demir gibi) davranışı ve cam rengi üzerinde hafif etkilere sahiptir. Ancak, renksiz şeffaflık gerektiren E-cam için bu etki nispeten küçüktür.

* Alev Uzunluğu ve Şekli:

* Amaç: Erimiş malzemenin yüzeyini kaplayan, belirli bir sertliğe sahip ve iyi yayılabilirliğe sahip bir alev oluşturmak.

* Uzun Alev ve Kısa Alev:

* Uzun Alev: Geniş bir alanı kaplar, sıcaklık dağılımı nispeten homojendir ve tepede daha az termal şoka neden olur. Ancak, yerel sıcaklık zirveleri yeterince yüksek olmayabilir ve toplu "delme" bölgesine nüfuz etme yetersiz olabilir.

* Kısa Alev: Güçlü sertlik, yüksek yerel sıcaklık, parti katmanına güçlü nüfuz etme, "ham maddelerin" hızlı erimesine elverişli. Ancak, kaplama eşit değildir, kolayca yerel aşırı ısınmaya (daha belirgin sıcak noktalar) ve taç ve göğüs duvarında önemli termal şoka neden olur.

* Ayarlama: Brülör tabancası açısı, yakıt/hava çıkış hızı (momentum oranı) ve girdap yoğunluğu ayarlanarak elde edilir. Modern tank fırınlarında genellikle çok kademeli ayarlanabilir brülörler kullanılır.

* Alev Yönü (Açısı):

* Amaç: Isıyı partiye ve cam eriyiği yüzeyine etkili bir şekilde aktarmak, alevin doğrudan taç veya göğüs duvarına çarpmasını önlemek.

* Ayarlama: Brülör tabancasının eğim (dikey) ve sapma (yatay) açılarını ayarlayın.

* Eğim Açısı: Alevin yığınla etkileşimini ("yığının yalanması") ve eriyik yüzeyinin kaplanmasını etkiler. Çok düşük bir açı (alev çok aşağı doğru), eriyik yüzeyini veya yığın yığınını aşındırarak göğüs duvarını aşındıran bir taşımaya neden olabilir. Çok yüksek bir açı (alev çok yukarı doğru), düşük termal verimliliğe ve tepenin aşırı ısınmasına neden olur.

* Sapma Açısı: Fırın genişliği boyunca alev dağılımını ve sıcak nokta konumunu etkiler.

2. Alev Düzenlemesinin Amaçları:

* Rasyonel Bir Sıcak Nokta Oluşturun: Eritme tankının arka kısmında (genellikle köpek kulübesinden sonra) en yüksek sıcaklık bölgesini (sıcak nokta) oluşturun. Bu, cam berraklaştırma ve homojenleştirme için kritik bir alandır ve cam eriyik akışını (sıcak noktadan parti şarj cihazına ve çalışma ucuna doğru) kontrol eden "motor" görevi görür.

* Homojen Erime Yüzeyi Isıtması: Yerel aşırı ısınma veya yetersiz soğumayı önleyerek, sıcaklık gradyanlarının neden olduğu düzensiz konveksiyonu ve "ölü bölgeleri" azaltır.

* Fırın Yapısını Koruyun: Alevlerin taç ve göğüs duvarına çarpmasını önleyin, böylece hızlandırılmış refrakter korozyonuna yol açan lokal aşırı ısınmayı önleyin.

* Verimli Isı Transferi: Alevden partiye ve cam eriyiği yüzeyine radyant ve konvektif ısı transferinin verimliliğini en üst düzeye çıkarın.

* Sabit Sıcaklık Alanı: Cam kalitesinin sabit kalmasını sağlamak için dalgalanmaları azaltın.

III. Erime Sıcaklığı ve Alev Düzenlemesinin Entegre Kontrolü

1. Sıcaklık Amaç, Alev Araçtır: Alev düzenlemesi, fırın içindeki sıcaklık dağılımını, özellikle sıcak nokta konumunu ve sıcaklığını kontrol etmenin birincil yöntemidir.

2. Sıcaklık Ölçümü ve Geri Bildirimi: Fırının önemli noktalarına (parti şarj cihazı, eritme bölgesi, sıcak nokta, inceltme bölgesi, ön ocak) yerleştirilen termokupllar, kızılötesi pirometreler ve diğer cihazlar kullanılarak sürekli sıcaklık izlemesi yapılır. Bu ölçümler, alev ayarlamasının temelini oluşturur.

3. Otomatik Kontrol Sistemleri: Modern büyük ölçekli tank fırınlarında yaygın olarak DCS/PLC sistemleri kullanılmaktadır. Bu sistemler, önceden ayarlanmış sıcaklık eğrilerine ve gerçek zamanlı ölçümlere dayanarak yakıt akışı, yanma havası akışı, brülör açısı/damperleri gibi parametreleri ayarlayarak alevi ve sıcaklığı otomatik olarak kontrol eder.

4. Proses Dengesi: Cam kalitesinin sağlanması (yüksek sıcaklıkta eritme, iyi berraklaştırma ve homojenizasyon) ve fırının korunması (aşırı sıcaklıklardan, alev çarpmasından kaçınma) ile enerji tüketiminin azaltılması arasında optimum dengeyi bulmak esastır.