탱크로에서 E-유리 섬유를 생산할 때 용융 온도와 화염의 제어...
생산E-유리 섬유(알칼리-프리 유리 섬유)탱크 용광로는 복잡한 고온-용해 과정입니다. 용융 온도 체제는 용융 유리의 품질, 용융 효율, 에너지 소비, 용해로 수명 및 최종 섬유 특성에 직접적인 영향을 미치는 핵심 공정 제어 지점입니다. 이 온도 체제는 화염, 전기 플럭스 등을 조정하여 달성됩니다.
I. E-유리의 녹는점
1. 용융 온도 범위: E-유리의 완전한 용융 및 정제에는 일반적으로 매우 높은 온도가 필요합니다. 일반적인 용융 영역(핫스팟) 온도는 일반적으로 1500도- 1600도 범위입니다.
구체적인 목표 온도는 다음에 따라 달라집니다.
* 배치 구성: 특정 조성(예: 불소 함유 여부, 붕소 함량, 티타늄 함유 여부 등)이 용융 특성에 영향을 미칩니다.
* 로설계 : 로의 종류, 크기, 단열효과, 버너 배치 등
* 생산 목표: 용융 속도, 용융 유리 품질 요구 사항.
* 내화재: 고온에서 내화재의 침식 속도로 인해 온도 상한이 제한됩니다. 정제 구역의 온도는 일반적으로 기포 제거 및 유리 균질화를 촉진하기 위해 열점 온도보다 약간 낮습니다(대략 20~50도 낮음). 작업 통로 온도는 유리를 와이어 인발에 적합한 점도와 안정성으로 만들기 위해 상당히 낮습니다(보통 1200도에서 1350도 사이).
2. 온도 제어의 중요성: 용융 효율: 배치 재료(석영 모래, 납석, 붕산/붕산염, 석회석 등)의 완전한 반응, 모래 입자의 완전한 용해 및 가스의 완전한 방출을 보장하려면 충분히 높은 온도가 중요합니다. 온도가 충분하지 않으면 "원료" 잔류물(녹지 않은 석영 입자), 돌 및 기포 증가가 발생합니다. 유리 품질: 고온은 유리의 정제 및 균질화를 촉진하여 줄무늬, 기포 및 돌과 같은 결함을 줄입니다. 이러한 결함은 섬유 강도, 파손률 및 연속성에 심각한 영향을 미칩니다. 점도: 온도는 유리의 점도에 직접적인 영향을 미칩니다. 와이어 드로잉에는 특정 점도 범위 내의 유리가 필요합니다. 내화 재료 침식: 지나치게 높은 온도는 가마 내화 재료(특히 용융 지르코니아-커런덤 벽돌, AZS)의 침식을 급격하게 가속화하여 가마 수명을 단축시키고 잠재적으로 내화 석재 형성을 유도합니다.
에너지 소비: 고온 유지는 풀 가마 에너지 소비의 주요 원천입니다(일반적으로 총 생산 에너지 소비의 60% 이상을 차지함). 과도한 온도를 피하기 위한 정확한 온도 제어는 에너지 절약에 매우 중요합니다.
II. 화염 규제
화염 조절은 용융 온도 분포를 제어하고 효율적인 용융을 달성하며 가마 구조(특히 메인 아치)를 보호하는 핵심 방법입니다. 주요 목표는 이상적인 온도 장과 분위기를 만드는 것입니다.
1. 주요 규제 매개변수: 순수 산소 연소 시스템에서 산소-연료 비율이라고도 알려진 연료 대 연소 공기 비율(공기-연료 비율): 목표: 완전 연소를 달성합니다. 불완전 연소는 연료를 낭비하고 화염 온도를 낮추며 용융 유리를 오염시키는 검은 연기(탄소 침전물)를 생성하고 열교환기를 막습니다. 과도한 공기는 많은 양의 열을 운반하여 열 효율을 감소시키고 잠재적으로 아치 산화 침식을 악화시킵니다. 조정: 공연비-는 연소가스 분석(O2, CO 함량)을 기반으로 정밀하게 제어됩니다.
E-유리 용해로는 일반적으로 연도 가스의 O2 함량을 약 1~3%(약간의 양압 연소)로 제어합니다. 대기에 미치는 영향:
공연비-는 용해로 분위기(산화 또는 환원)에도 영향을 미치며, 이는 특정 배치 구성요소(예: 철) 및 유리 색상의 거동에 약간의 영향을 미치지만 E-유리 자체(무색 투명 유리 필요)에는 상대적으로 작은 영향을 미칩니다. 화염 길이 및 모양:
목적: 녹는 웅덩이의 표면을 덮고 일정한 강성과 퍼짐 능력을 지닌 불꽃을 형성하는 것입니다. 장염 대 단염:
긴 화염: 넓은 적용 범위, 상대적으로 균일한 온도 분포, 아치에 대한 열 충격이 적지만 국지적 온도 피크가 충분히 높지 않을 수 있으며 배치 "드릴링" 영역으로의 침투가 불충분할 수 있습니다. 짧은 불꽃: 높은 강성, 높은 국지적 온도, 배치 층으로의 강력한 침투, 원료의 빠른 용융에 도움이 되지만 고르지 못한 적용 범위, 쉽게 국부적 과열을 유발하고(핫스팟이 더 두드러짐) 아치와 흉벽에 심각한 열 충격을 줍니다. 조정: 버너 랜스 각도, 연료/공기 분사 속도(운동량 비율), 소용돌이 강도 등을 조정하여 달성됩니다.
현대식 탱크로는 일반적으로 다단계 조절식 버너를 사용합니다-. 화염 방향(각도): 목적:
배치 및 유리 용융 표면에 열을 효과적으로 전달하여 아치 또는 흉벽에 직접적인 화염 영향을 방지합니다. 조정: 버너 랜스의 피치와 수평 각도를 조정합니다. 피치 각도: 배치("핥기") 및 액체 표면 적용 범위에 대한 불꽃의 효과에 영향을 줍니다. 각도가 너무 낮으면(불꽃이 너무 아래로 향함) 액체 표면이나 배치가 긁혀 날아가는 물질이 흉벽을 침식할 수 있습니다. 각도가 너무 높으면(불꽃이 너무 위쪽으로) 열 효율이 낮아지고 아치가 과도하게 가열됩니다. 수평 각도: 가마 폭 전체의 화염 분포와 열점 위치에 영향을 미칩니다.
2. 화염 조정의 목적:
* **합리적인 핫스팟 형성:** 용융 풀 후면(보통 배수조 다음)에 가장 높은 온도 영역(핫스팟)을 만듭니다. 이는 용융 유리의 정화 및 균질화를 위한 핵심 영역이자 용융 유리의 흐름 방향(핫스팟에서 공급 입구 및 작업 섹션까지)을 제어하는 "엔진"이기도 합니다.
* **균일한 액체 표면 가열:** 국부적인 과열 또는 과냉각을 방지하고 온도 구배로 인한 대류 불균일 및 "데드 존"을 줄입니다.
* **가마 구조 보호:** 화염이 아치와 흉벽을 닦는 것을 방지하고, 국부적인 과열로 인해 내화물이 급속히 침식되는 것을 방지합니다.
* **효율적인 열 전달:** 배치 및 용융 유리 표면의 화염의 복사 및 대류 열 전달 효율을 극대화합니다.
* **안정적인 온도장:** 변동을 줄이고 안정적인 용융 유리 품질을 보장합니다.
III. 용융 온도 및 화염 조정의 종합 제어
1. 온도는 목표이고 화염은 수단입니다. 화염 조정은 가마 내 온도 분포(특히 열점의 위치 및 온도)를 제어하는 주요 방법입니다.. 2. 온도 측정 및 피드백: 가마의 주요 위치(공급물 입구, 용융 영역, 열점, 정제 영역 및 통로)에 배치된 열전대 및 적외선 온도계를 사용한 지속적인 온도 모니터링이 화염 조정의 기초가 됩니다.
3. 자동 제어 시스템: 현대의 대규모-규모 탱크로는 일반적으로 DCS/PLC 시스템을 사용합니다. 설정된 온도 곡선과 측정값을 바탕으로 연료량, 연소 공기량, 버너 각도/댐퍼 등의 매개변수를 조정하여 화염 및 온도를 자동으로 제어합니다.
4. 공정 균형: 유리 용융 품질 보장(고-온도 용해, 우수한 정제 및 균질화), 가마 보호(과도한 고온 및 화염 침식 방지), 에너지 소비 감소 사이에서 최적의 균형을 찾는 것이 중요합니다.
