કાચના ગલનને અસર કરતા મુખ્ય પ્રક્રિયા પરિબળો

કાચના ગલનને અસર કરતા મુખ્ય પ્રક્રિયા પરિબળો ગલન તબક્કાથી આગળ વધે છે, કારણ કે તે કાચા માલની ગુણવત્તા, ક્યુલેટ ટ્રીટમેન્ટ અને નિયંત્રણ, બળતણ ગુણધર્મો, ભઠ્ઠી પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી, ભઠ્ઠી દબાણ, વાતાવરણ અને ફાઇનિંગ એજન્ટોની પસંદગી જેવી પૂર્વ-ગલન પરિસ્થિતિઓથી પ્રભાવિત થાય છે. નીચે આ પરિબળોનું વિગતવાર વિશ્લેષણ છે:

Ⅰકાચા માલની તૈયારી અને ગુણવત્તા નિયંત્રણ

1. બેચની રાસાયણિક રચના

SiO₂ અને પ્રત્યાવર્તન સંયોજનો: SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ અને અન્ય પ્રત્યાવર્તન સંયોજનોનું પ્રમાણ ગલન દરને સીધી અસર કરે છે. વધુ પ્રમાણ જરૂરી ગલન તાપમાન અને ઊર્જા વપરાશમાં વધારો કરે છે.

આલ્કલી મેટલ ઓક્સાઇડ (દા.ત., Na₂O, Li₂O): ગલન તાપમાન ઘટાડે છે. Li₂O, તેના નાના આયનીય ત્રિજ્યા અને ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટીને કારણે, ખાસ કરીને અસરકારક છે અને કાચના ભૌતિક ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે.

2. બેચ પ્રી-ટ્રીટમેન્ટ

ભેજ નિયંત્રણ:

શ્રેષ્ઠ ભેજ (3%~5%): ભીનાશ અને પ્રતિક્રિયા વધારે છે, ધૂળ અને અલગતા ઘટાડે છે;

વધુ પડતો ભેજ: વજનમાં ભૂલો થાય છે અને દંડ કરવાનો સમય લંબાય છે.

કણ કદ વિતરણ:

અતિશય બરછટ કણો: પ્રતિક્રિયા સંપર્ક વિસ્તાર ઘટાડે છે, ગલન સમય લંબાવે છે;

વધુ પડતા સૂક્ષ્મ કણો: એકત્રીકરણ અને ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક શોષણ તરફ દોરી જાય છે, જે એકસરખા ગલનમાં અવરોધ ઉભો કરે છે.

૩. કુલેટ મેનેજમેન્ટ

કુલેટ સ્વચ્છ, અશુદ્ધિઓથી મુક્ત અને તાજા કાચા માલના કણોના કદ સાથે મેળ ખાતું હોવું જોઈએ જેથી પરપોટા અથવા ઓગળેલા અવશેષો ન આવે.

Ⅱ. ભઠ્ઠી ડિઝાઇનઅને બળતણ ગુણધર્મો

1. પ્રત્યાવર્તન સામગ્રીની પસંદગી

ઉચ્ચ-તાપમાન ધોવાણ પ્રતિકાર: ઉચ્ચ ઝિર્કોનિયમ ઇંટો અને ઇલેક્ટ્રોફ્યુઝ્ડ ઝિર્કોનિયમ કોરન્ડમ ઇંટો (AZS) નો ઉપયોગ પૂલની દિવાલ, ભઠ્ઠીના તળિયા અને કાચના પ્રવાહીના સંપર્કમાં આવતા અન્ય વિસ્તારોમાં થવો જોઈએ, જેથી રાસાયણિક ધોવાણ અને ઘર્ષણને કારણે પથ્થરની ખામીઓ ઓછી થઈ શકે.

થર્મલ સ્થિરતા: તાપમાનના વધઘટનો પ્રતિકાર કરો અને થર્મલ શોકને કારણે પ્રત્યાવર્તન સ્પેલિંગ ટાળો.

2. બળતણ અને દહન કાર્યક્ષમતા

બળતણનું કેલરીફિક મૂલ્ય અને દહન વાતાવરણ (ઓક્સિડાઇઝિંગ/ઘટાડવું) કાચની રચના સાથે મેળ ખાતા હોવા જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે:

કુદરતી ગેસ/ભારે તેલ: સલ્ફાઇડ અવશેષોને ટાળવા માટે હવા-બળતણ ગુણોત્તરનું ચોક્કસ નિયંત્રણ જરૂરી છે;

ઇલેક્ટ્રિક મેલ્ટિંગ: ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા મેલ્ટિંગ માટે યોગ્ય (દા.ત.,ઓપ્ટિકલ ગ્લાસ) પરંતુ વધુ ઊર્જા વાપરે છે.

Ⅲ. મેલ્ટિંગ પ્રક્રિયા પરિમાણ ઑપ્ટિમાઇઝેશન

1. તાપમાન નિયંત્રણ

ગલન તાપમાન (૧૪૫૦~૧૫૦૦℃): તાપમાનમાં ૧℃નો વધારો ગલન દર ૧% વધારી શકે છે, પરંતુ પ્રત્યાવર્તન ધોવાણ બમણું થાય છે. કાર્યક્ષમતા અને સાધનોના આયુષ્ય વચ્ચે સંતુલન જરૂરી છે.

તાપમાન વિતરણ: સ્થાનિક ઓવરહિટીંગ અથવા અનપીગળેલા અવશેષોને ટાળવા માટે વિવિધ ભઠ્ઠી ઝોન (ગલન, ફિનિશિંગ, કૂલિંગ) માં ગ્રેડિયન્ટ નિયંત્રણ જરૂરી છે.

2. વાતાવરણ અને દબાણ

ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણ: કાર્બનિક વિઘટનને પ્રોત્સાહન આપે છે પરંતુ સલ્ફાઇડ ઓક્સિડેશનને તીવ્ર બનાવી શકે છે;

વાતાવરણ ઘટાડવું: Fe³+ રંગને દબાવી દે છે (રંગહીન કાચ માટે) પરંતુ કાર્બન જમા થવાનું ટાળવાની જરૂર છે;

ભઠ્ઠીમાં દબાણ સ્થિરતા: સહેજ હકારાત્મક દબાણ (+2~5 Pa) ઠંડી હવાના પ્રવેશને અટકાવે છે અને પરપોટા દૂર કરવાની ખાતરી કરે છે.

૩.ફાઇનિંગ એજન્ટ્સ અને ફ્લક્સ

ફ્લોરાઇડ્સ (દા.ત., CaF₂): ઓગળેલા સ્નિગ્ધતા ઘટાડે છે અને પરપોટા દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને ઝડપી બનાવે છે;

નાઈટ્રેટ્સ (દા.ત., NaNO₃): ઓક્સિડેટીવ ફિનિંગને પ્રોત્સાહન આપવા માટે ઓક્સિજન છોડે છે;

સંયુક્ત પ્રવાહ**: દા.ત., Li₂CO₃ + Na₂CO₃, ગલન તાપમાનમાં સહઅસ્તિત્વમાં ઘટાડો.

Ⅳગલન પ્રક્રિયાનું ગતિશીલ નિરીક્ષણ

૧. સ્નિગ્ધતા અને પ્રવાહીતા ઓગળે છે

શ્રેષ્ઠ રચનાની સ્થિતિ માટે તાપમાન અથવા પ્રવાહ ગુણોત્તરને સમાયોજિત કરવા માટે રોટેશનલ વિસ્કોમીટરનો ઉપયોગ કરીને રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગ.

2. બબલ દૂર કરવાની કાર્યક્ષમતા

ફાઇનિંગ એજન્ટ ડોઝ અને ભઠ્ઠીના દબાણને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે એક્સ-રે અથવા ઇમેજિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને બબલ વિતરણનું અવલોકન.

Ⅴસામાન્ય મુદ્દાઓ અને સુધારણા વ્યૂહરચનાઓ

નિષ્કર્ષ

કાચ પીગળવું એ કાચા માલ, સાધનો અને પ્રક્રિયા પરિમાણો વચ્ચેના સુમેળનું પરિણામ છે. તેને રાસાયણિક રચના ડિઝાઇન, કણોના કદનું ઑપ્ટિમાઇઝેશન, પ્રત્યાવર્તન સામગ્રી અપગ્રેડ અને ગતિશીલ પ્રક્રિયા પરિમાણ નિયંત્રણનું ઝીણવટભર્યું સંચાલન જરૂરી છે. વૈજ્ઞાનિક રીતે પ્રવાહોને સમાયોજિત કરીને, ગલન વાતાવરણ (તાપમાન/દબાણ/વાતાવરણ) સ્થિર કરીને અને કાર્યક્ષમ ફિનિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને, ગલન કાર્યક્ષમતા અને કાચની ગુણવત્તામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકાય છે, જ્યારે ઊર્જા વપરાશ અને ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે.