berita

E-glass (fiberglass bebas alkali)Produksi dalam tungku tangki merupakan proses peleburan suhu tinggi yang kompleks. Profil suhu peleburan merupakan titik kendali proses yang krusial, yang secara langsung memengaruhi kualitas kaca, efisiensi peleburan, konsumsi energi, masa pakai tungku, dan kinerja serat akhir. Profil suhu ini terutama dicapai melalui penyesuaian karakteristik api dan penguatan listrik.

I. Suhu Leleh E-Glass

1. Kisaran Suhu Leleh:

Pencairan, klarifikasi, dan homogenisasi E-glass secara menyeluruh biasanya membutuhkan suhu yang sangat tinggi. Suhu zona leleh (hot spot) umumnya berkisar antara 1500°C hingga 1600°C.

Suhu target spesifik bergantung pada:

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

* Desain Tungku: Jenis tungku, ukuran, efektivitas insulasi, dan pengaturan pembakar.

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

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

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

Suhu ujung kerja (perapian depan) jauh lebih rendah (biasanya 1200°C – 1350°C), sehingga membuat lelehan kaca memiliki viskositas dan stabilitas yang sesuai untuk penarikan.

2. Pentingnya Kontrol Suhu:

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

* Kualitas Kaca: Suhu tinggi meningkatkan klarifikasi dan homogenisasi lelehan kaca, mengurangi cacat seperti kabel, gelembung, dan batu. Cacat ini sangat memengaruhi kekuatan serat, tingkat kerusakan, dan kontinuitas.

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

* Korosi Material Tahan Api: Suhu yang terlalu tinggi secara drastis mempercepat korosi material tahan api tungku (terutama batu bata AZS yang dialiri listrik), memperpendek umur tungku dan berpotensi menimbulkan batu tahan api.

* Konsumsi Energi: Mempertahankan suhu tinggi merupakan sumber utama konsumsi energi dalam tungku tangki (biasanya mencakup lebih dari 60% dari total konsumsi energi produksi). Kontrol suhu yang presisi untuk menghindari suhu berlebih merupakan kunci penghematan energi.

II. Pengaturan Api

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

1. Parameter Regulasi Utama:

* Rasio Bahan Bakar terhadap Udara (Rasio Stoikiometri) / Rasio Oksigen terhadap Bahan Bakar (untuk sistem oksi-bahan bakar):

* Sasaran: Mencapai pembakaran sempurna. Pembakaran tidak sempurna membuang-buang bahan bakar, menurunkan suhu api, menghasilkan asap hitam (jelaga) yang mengontaminasi 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 dan bahan bakar berdasarkan analisis gas buang (kandungan O₂, CO).Kaca elektroniktungku tangki biasanya mempertahankan kandungan O₂ gas buang sekitar 1-3% (pembakaran tekanan sedikit positif).

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

* Panjang dan Bentuk Api:

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

* Nyala Api Panjang vs. Nyala Api Pendek:

* Nyala Api Panjang: Mencakup area yang luas, distribusi suhu relatif merata, dan menyebabkan guncangan termal yang lebih sedikit pada mahkota. Namun, puncak suhu lokal mungkin tidak cukup tinggi, dan penetrasi ke zona "pengeboran" batch mungkin tidak memadai.

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

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

* Arah Api (Sudut):

* Sasaran: Mentransfer panas secara efektif ke permukaan batch dan lelehan kaca, menghindari kontak langsung api dengan mahkota atau dinding dada.

* Penyesuaian: Sesuaikan sudut pitch (vertikal) dan yaw (horizontal) dari pistol pembakar.

* Sudut Pitch: Mempengaruhi interaksi api dengan tumpukan batch ("menjilat batch") dan cakupan permukaan lelehan. Sudut yang terlalu rendah (api terlalu ke bawah) dapat mengikis permukaan lelehan atau tumpukan batch, menyebabkan carryover yang mengikis dinding dada. Sudut yang terlalu tinggi (api terlalu ke atas) mengakibatkan efisiensi termal yang rendah dan pemanasan mahkota yang berlebihan.

* Sudut Yaw: Mempengaruhi distribusi api di seluruh lebar tungku dan posisi titik panas.

2. Tujuan Pengaturan Api:

* Bentuk Titik Panas Rasional: Ciptakan zona suhu tertinggi (titik panas) di bagian belakang tangki peleburan (biasanya setelah doghouse). Ini adalah area kritis untuk klarifikasi 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 Seragam: Hindari pemanasan berlebih atau pendinginan berlebih yang terlokalisasi, mengurangi konveksi yang tidak merata dan “zona mati” yang disebabkan oleh gradien suhu.

* Lindungi Struktur Tungku: Cegah kontak api dengan mahkota dan dinding dada, hindari panas berlebih setempat yang mempercepat korosi tahan api.

* Perpindahan Panas yang Efisien: Maksimalkan efisiensi perpindahan panas radiasi dan konveksi dari api ke permukaan batch dan peleburan kaca.

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

III. Pengendalian Terpadu Suhu Leleh dan Pengaturan Nyala Api

1. Suhu adalah Tujuannya, Api adalah Sarananya: Pengaturan api adalah metode utama untuk mengendalikan distribusi suhu dalam tungku, terutama posisi titik panas dan suhu.

2. Pengukuran dan Umpan Balik Suhu: Pemantauan suhu berkelanjutan dilakukan menggunakan termokopel, pirometer inframerah, dan instrumen lain yang ditempatkan di lokasi-lokasi penting dalam tungku (pengisi daya batch, zona peleburan, titik panas, zona pemurnian, perapian depan). 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 ditentukan sebelumnya dan pengukuran waktu nyata.

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