berita

E-glass (serat kaca bebas alkali)Produksi dalam tungku tangki merupakan proses peleburan suhu tinggi yang kompleks. Profil suhu peleburan adalah titik kontrol proses yang kritis, yang secara langsung memengaruhi kualitas kaca, efisiensi peleburan, konsumsi energi, umur tungku, dan kinerja serat akhir. Profil suhu ini terutama dicapai dengan menyesuaikan karakteristik nyala api dan peningkatan daya listrik.

I. Suhu Leleh Kaca E

1. Kisaran Suhu Leleh:

Proses peleburan, penjernihan, dan homogenisasi E-glass secara sempurna biasanya membutuhkan suhu yang sangat tinggi. Suhu zona peleburan (titik panas) umumnya berkisar antara 1500°C hingga 1600°C.

Suhu target spesifik bergantung pada:

* Komposisi Batch: Formulasi spesifik (misalnya, adanya fluorin, kandungan boron tinggi/rendah, adanya titanium) memengaruhi karakteristik peleburan.

* Desain Tungku: Jenis tungku, ukuran, efektivitas isolasi, dan susunan pembakar.

* Tujuan Produksi: Tingkat peleburan yang diinginkan dan persyaratan kualitas kaca.

* Bahan Tahan Api: Laju korosi bahan tahan api pada suhu tinggi membatasi suhu maksimumnya.

Suhu zona penjernihan biasanya sedikit lebih rendah daripada suhu titik panas (sekitar 20-50°C lebih rendah) untuk mempermudah penghilangan gelembung dan homogenisasi kaca.

Suhu ujung kerja (forehearth) jauh lebih rendah (biasanya 1200°C – 1350°C), sehingga lelehan kaca mencapai viskositas dan stabilitas yang sesuai untuk proses penarikan.

2. Pentingnya Pengendalian Suhu:

* Efisiensi Peleburan: Suhu yang cukup tinggi sangat penting untuk memastikan reaksi sempurna dari bahan-bahan campuran (pasir kuarsa, pirofilite, asam borat/kolemanit, batu kapur, dll.), pelarutan penuh butiran pasir, dan pelepasan gas yang menyeluruh. Suhu yang tidak cukup dapat menyebabkan residu "bahan mentah" (partikel kuarsa yang tidak meleleh), batu, dan peningkatan gelembung.

* Kualitas Kaca: Suhu tinggi mendorong penjernihan dan homogenisasi lelehan kaca, mengurangi cacat seperti benang, gelembung, dan batu. Cacat-cacat ini sangat memengaruhi kekuatan serat, tingkat kerusakan, dan kontinuitas.

* Viskositas: Suhu secara langsung memengaruhi viskositas lelehan kaca. Proses penarikan serat membutuhkan lelehan kaca berada dalam kisaran viskositas tertentu.

* Korosi Material Refraktori: Suhu yang terlalu tinggi secara drastis mempercepat korosi material refraktori tungku (terutama batu bata AZS yang dilebur secara elektrokimia), memperpendek masa pakai tungku dan berpotensi menyebabkan terbentuknya batu refraktori.

* Konsumsi Energi: Mempertahankan suhu tinggi adalah sumber utama konsumsi energi pada tungku tangki (biasanya menyumbang lebih dari 60% dari total konsumsi energi produksi). Pengendalian suhu yang tepat untuk menghindari suhu yang berlebihan adalah kunci penghematan energi.

II. Pengaturan Nyala Api

Pengaturan nyala api adalah cara utama untuk mengendalikan distribusi suhu leleh, mencapai pelelehan yang efisien, dan melindungi struktur tungku (terutama bagian atasnya). Tujuan utamanya adalah untuk menciptakan medan suhu dan atmosfer yang ideal.

1. Parameter Regulasi Utama:

* Rasio Bahan Bakar terhadap Udara (Rasio Stoikiometrik) / Rasio Oksigen terhadap Bahan Bakar (untuk sistem oxy-fuel):

* Tujuan: Mencapai pembakaran sempurna. Pembakaran tidak sempurna membuang bahan bakar, menurunkan suhu nyala api, menghasilkan asap hitam (jelaga) yang mencemari lelehan kaca, dan menyumbat regenerator/penukar panas. Udara berlebih membawa panas yang signifikan, mengurangi efisiensi termal, dan dapat memperparah korosi oksidasi mahkota.

* Penyesuaian: Kontrol secara tepat rasio udara-bahan bakar berdasarkan analisis gas buang (kandungan O₂, CO).Kaca elektronikTungku tangki biasanya mempertahankan kandungan O₂ dalam gas buang sekitar 1-3% (pembakaran dengan tekanan sedikit positif).

* Dampak Atmosfer: Rasio udara terhadap bahan bakar juga memengaruhi atmosfer tungku (oksidasi atau reduksi), yang memiliki efek halus pada perilaku komponen campuran tertentu (seperti besi) dan warna kaca. Namun, untuk kaca E (yang membutuhkan transparansi tanpa warna), dampak ini relatif kecil.

* Panjang dan Bentuk Api:

* Tujuan: Membentuk nyala api yang menutupi permukaan lelehan, memiliki kekakuan tertentu, dan memiliki daya sebar yang baik.

* Api Panjang vs. Api Pendek:

* Nyala Api Panjang: Meliputi area yang luas, distribusi suhu relatif seragam, dan menyebabkan guncangan termal yang lebih kecil pada bagian atas. Namun, puncak suhu lokal mungkin tidak cukup tinggi, dan penetrasi ke zona "pengeboran" mungkin tidak memadai.

* Nyala Api Pendek: Kekakuan yang kuat, suhu lokal yang tinggi, penetrasi yang kuat ke dalam lapisan bahan baku, kondusif untuk peleburan cepat "bahan baku". Namun, cakupannya tidak merata, mudah menyebabkan pemanasan berlebih lokal (titik panas yang lebih menonjol), dan guncangan termal yang signifikan pada bagian atas dan dinding dada.

* Penyesuaian: Dilakukan dengan menyesuaikan sudut nosel pembakar, kecepatan keluar bahan bakar/udara (rasio momentum), dan intensitas pusaran. Tungku tangki modern sering menggunakan pembakar multi-tahap yang dapat disesuaikan.

* Arah Nyala Api (Sudut):

* Tujuan: Secara efektif mentransfer panas ke adonan dan permukaan lelehan kaca, menghindari paparan api langsung pada bagian atas atau dinding dada.

* Penyesuaian: Sesuaikan sudut pitch (vertikal) dan yaw (horizontal) dari burner gun.

* Sudut Kemiringan: Mempengaruhi interaksi api dengan tumpukan bahan baku (“menjilat tumpukan”) dan cakupan permukaan lelehan. Sudut yang terlalu rendah (api terlalu ke bawah) dapat mengikis permukaan lelehan atau tumpukan bahan baku, menyebabkan sisa lelehan yang mengikis dinding bagian dalam. Sudut yang terlalu tinggi (api terlalu ke atas) mengakibatkan efisiensi termal rendah dan pemanasan berlebihan pada bagian atas.

* Sudut Putaran: Mempengaruhi distribusi api di sepanjang lebar tungku dan posisi titik panas.

2. Tujuan Regulasi Api:

* Bentuk Titik Panas yang Rasional: Buat zona suhu tertinggi (titik panas) di bagian belakang tangki peleburan (biasanya setelah bagian penutup tangki). Ini adalah area kritis untuk penjernihan dan homogenisasi kaca, dan bertindak sebagai "mesin" yang mengendalikan aliran lelehan kaca (dari titik panas menuju pengisi batch dan ujung kerja).

* Pemanasan Permukaan Lelehan yang Merata: Hindari pemanasan berlebih atau pendinginan berlebih secara lokal, mengurangi konveksi yang tidak merata dan "zona mati" yang disebabkan oleh gradien suhu.

* Melindungi Struktur Tungku: Mencegah nyala api mengenai bagian atas dan dinding bagian dalam, sehingga menghindari pemanasan berlebih lokal yang menyebabkan korosi refraktori yang dipercepat.

* Perpindahan Panas yang Efisien: Memaksimalkan efisiensi perpindahan panas radiasi dan konveksi dari api ke bahan dan permukaan lelehan kaca.

* Medan Suhu Stabil: Mengurangi fluktuasi untuk memastikan kualitas kaca yang stabil.

III. Kontrol Terpadu Suhu Leleh dan Pengaturan Nyala Api

1. Suhu adalah Tujuan, Nyala Api adalah Cara: Pengaturan nyala api adalah metode utama untuk mengendalikan distribusi suhu di dalam tungku, terutama posisi dan suhu titik panas.

2. Pengukuran dan Umpan Balik Suhu: Pemantauan suhu secara terus menerus dilakukan menggunakan termokopel, pirometer inframerah, dan instrumen lain yang ditempatkan di lokasi-lokasi penting dalam tungku (pengisi bahan baku, zona peleburan, titik panas, zona pemurnian, bagian depan tungku). Pengukuran ini berfungsi sebagai dasar untuk penyesuaian nyala api.

3. Sistem Kontrol Otomatis: Tungku tangki skala besar modern banyak menggunakan sistem DCS/PLC. Sistem ini secara otomatis mengontrol nyala api dan suhu dengan menyesuaikan parameter seperti aliran bahan bakar, aliran udara pembakaran, sudut/peredam pembakar, berdasarkan kurva suhu yang telah ditetapkan dan pengukuran waktu nyata.

4. Keseimbangan Proses: Sangat penting untuk menemukan keseimbangan optimal antara memastikan kualitas kaca (peleburan suhu tinggi, penjernihan dan homogenisasi yang baik) dan melindungi tungku (menghindari suhu berlebihan, paparan api) sambil mengurangi konsumsi energi.