berita

Penggelembunggan, teknik penting dan banyak digunakan dalam homogenisasi paksa, secara signifikan dan kompleks memengaruhi proses penjernihan dan homogenisasi kaca cair. Berikut analisis detailnya.

1. Prinsip Teknologi Gelembung

Proses penggelembunggan melibatkan pemasangan beberapa baris alat penggelembunggan (nosel) di bagian bawah tungku peleburan (biasanya di bagian akhir zona peleburan atau zona pemurnian). Gas tertentu, biasanya udara terkompresi, nitrogen, atau gas inert, disuntikkan ke dalam kaca cair bersuhu tinggi secara periodik atau terus menerus. Gas tersebut mengembang dan naik melalui kaca cair, menciptakan kolom-kolom gelembung yang naik.

2. Dampak Gelembung pada Proses Penjernihan (Sebagian Besar Positif)

Proses penggelembunggan terutama membantu menghilangkan gelembung gas, sehingga menjernihkan kaca.

Mempromosikan Penghilangan Gelembung

Efek HisapZona bertekanan rendah terbentuk di belakang gelembung-gelembung besar yang naik, menciptakan "efek pemompaan". Efek ini secara efisien menarik, mengumpulkan, dan menggabungkan gelembung-gelembung mikro kecil dari kaca cair di sekitarnya, membawanya ke permukaan untuk dikeluarkan.

Kelarutan Gas yang BerkurangGas yang disuntikkan, terutama gas inert, dapat mengencerkan gas terlarut dalam kaca cair (misalnya, SO₂, O₂, CO₂), sehingga mengurangi tekanan parsialnya. Hal ini mempermudah pelepasan gas terlarut ke dalam gelembung yang naik.

Pengurangan Supersaturasi LokalGelembung-gelembung yang naik menyediakan antarmuka gas-cair yang siap pakai, sehingga memudahkan gas terlarut yang jenuh berlebih untuk terlepas dan berdifusi ke dalam gelembung.

Jalur Penyiapan yang DipersingkatKolom gelembung yang naik bertindak sebagai "jalur cepat," mempercepat migrasi gas terlarut dan gelembung mikro menuju permukaan.

Gangguan Lapisan BusaDi dekat permukaan, gelembung yang naik membantu memecah lapisan busa padat yang dapat menghambat pengeluaran gas.

Potensi Dampak Negatif (Membutuhkan Pengendalian)

Pengenalan Gelembung BaruJika parameter pembentukan gelembung (tekanan gas, frekuensi, dan kemurnian) tidak dikontrol dengan benar atau jika nosel tersumbat, proses tersebut dapat menghasilkan gelembung kecil baru yang tidak diinginkan. Jika gelembung-gelembung ini tidak dapat dihilangkan atau dilarutkan dalam proses penjernihan selanjutnya, maka gelembung tersebut akan menjadi cacat.

Pemilihan Gas yang Tidak TepatJika gas yang disuntikkan bereaksi secara tidak menguntungkan dengan kaca cair atau gas terlarut, hal itu dapat menghasilkan gas atau senyawa yang lebih sulit dihilangkan, sehingga menghambat proses pemurnian.

3. Dampak Gelembung Udara pada Proses Homogenisasi (Sebagian Besar Positif)

Proses pembentukan gelembung secara signifikan meningkatkan pencampuran dan homogenisasikaca cair.

Konveksi dan Pengadukan yang Ditingkatkan

Sirkulasi VertikalSaat kolom gelembung naik, kepadatannya yang rendah dibandingkan dengan kaca cair menciptakan aliran ke atas yang kuat. Untuk mengisi kembali kaca yang naik, kaca di sekitarnya dan di bagian bawah mengalir secara horizontal menuju kolom gelembung, menciptakan aliran yang kuat.sirkulasi vertikalataukonveksiKonveksi paksa ini sangat mempercepat pencampuran horizontal dari kaca cair.

Pencampuran GeserPerbedaan kecepatan antara gelembung yang naik dan kaca cair di sekitarnya menghasilkan gaya geser, yang mendorong pencampuran difusif antara lapisan kaca yang berdekatan.

Pembaruan Antarmuka: Getaran dari gelembung yang naik terus-menerus menyegarkan antarmuka kontak antara kaca dengan komposisi berbeda, sehingga meningkatkan efisiensi difusi molekuler.

Gangguan Stratifikasi dan Garis-garis

Konveksi yang kuat secara efektif memecahstratifikasi kimia atau termalDangaris-garisdisebabkan oleh perbedaan kepadatan, gradien suhu, atau pemberian makan yang tidak merata. Sistem ini menggabungkan lapisan-lapisan ini ke dalam aliran utama untuk pencampuran.

Hal ini sangat membantu dalam menghilangkan“zona mati”di dasar tangki, mengurangi kristalisasi atau ketidakseragaman parah yang disebabkan oleh stagnasi yang berkepanjangan.

Peningkatan Efisiensi Homogenisasi

Dibandingkan dengan konveksi alami atau aliran gradien suhu, konveksi paksa yang dihasilkan oleh gelembung memilikikepadatan energi yang lebih tinggi dan jangkauan yang lebih luasHal ini secara signifikan mempersingkat waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tingkat homogenitas yang diinginkan atau mencapai keseragaman yang lebih tinggi dalam jangka waktu yang sama.

Potensi Dampak Negatif (Membutuhkan Perhatian)

Erosi Material RefraktoriAliran gelembung yang naik dengan kecepatan tinggi dan konveksi intens yang ditimbulkannya dapat menyebabkan erosi dan korosi yang lebih kuat pada material refraktori dasar dan dinding samping tangki, sehingga memperpendek masa pakai tungku. Hal ini juga dapat memasukkan produk erosi ke dalam kaca cair, menciptakan sumber ketidakseragaman baru (batu, goresan).

Gangguan Pola AliranJika tata letak titik gelembung, ukuran gelembung, atau frekuensi dirancang dengan buruk, hal itu dapat mengganggu suhu asli yang bermanfaat dan medan aliran alami di dalam tangki peleburan. Ini dapat menciptakan daerah atau pusaran yang tidak homogen.

4. Parameter Kontrol Utama untuk Teknologi Gelembung

Posisi GelembungBiasanya terletak di bagian akhir zona peleburan (untuk memastikan sebagian besar bahan baku telah meleleh) dan zona pemurnian. Posisi ini harus dipilih untuk mengoptimalkan aliran dan medan suhu.

Pemilihan GasPilihan yang tersedia meliputi udara (biaya rendah, tetapi memiliki sifat oksidasi yang kuat), nitrogen (inert), dan gas inert seperti argon (keinertan terbaik, tetapi mahal). Pilihan tersebut bergantung pada komposisi kaca, keadaan redoks, dan biaya.

Ukuran GelembungIdealnya, gelembung yang dihasilkan berukuran lebih besar (beberapa milimeter hingga sentimeter diameternya). Gelembung kecil naik perlahan, memiliki efek hisap yang lemah, dan mungkin tidak mudah dikeluarkan, sehingga menjadi cacat. Ukuran gelembung dikendalikan oleh desain nosel dan tekanan gas.

Frekuensi GelembungPenggelembunggan berkala (misalnya, sekali setiap beberapa menit) seringkali lebih efektif daripada penggelembunggan terus-menerus. Ini menciptakan gangguan yang kuat sambil memberi waktu bagi gelembung untuk dikeluarkan dan kaca untuk stabil. Intensitas (laju aliran gas dan tekanan) harus disesuaikan dengan kedalaman dan viskositas kaca.

Tata Letak Titik GelembungMenyusun beberapa baris dengan pola berselang-seling yang mencakup seluruh lebar tangki memastikan konveksi mencapai semua sudut, mencegah "zona mati". Jarak antar baris perlu dioptimalkan.

Kemurnian Gas: Kotoran seperti uap air atau gas lainnya harus dihindari untuk mencegah timbulnya masalah baru.

Kesimpulannya, penggelembunggan adalah teknologi penting yang menyuntikkan gas ke dalam kaca cair untuk menciptakan sirkulasi dan pengadukan vertikal yang kuat. Hal ini tidak hanya mempercepat proses pemurnian internal secara signifikan, membantu gelembung kecil dan besar bergabung dan dikeluarkan, tetapi juga secara efektif memecah lapisan yang tidak homogen secara kimia dan termal serta menghilangkan zona mati aliran. Akibatnya, hal ini sangat meningkatkan efisiensi homogenisasi dan kualitas kaca. Namun, kontrol ketat terhadap parameter kunci seperti pemilihan gas, posisi, frekuensi, dan ukuran gelembung sangat penting untuk menghindari munculnya cacat gelembung baru, memperburuk erosi refraktori, atau mengganggu medan aliran asli. Oleh karena itu, meskipun memiliki potensi kekurangan, penggelembunggan adalah teknologi kunci yang dapat dioptimalkan untuk meningkatkan produksi kaca secara signifikan.