Butelio stiklo tirpimas

Stiklo lydymas yra labai sudėtingas procesas. Serijinės medžiagos patirs daugybę fizinių, cheminių ir fizinių bei cheminių pokyčių ir reakcijų aukštoje temperatūroje. Dėl šių pokyčių ir reakcijų mechaninis įvairių žaliavų mišinys paverčiamas sudėtinga išlydyta medžiaga, ty stiklo skysčiu.
Atsižvelgiant į partijos medžiagų pokyčius ir reakcijas stiklo lydymosi proceso metu, stiklo lydymosi procesą galima suskirstyti į penkis etapus, ty silikato susidarymą, stiklo susidarymą, skaidrimą, homogenizavimą ir aušinimą.

Didžiąją dalį įprasto butelių stiklo sudaro silikatai, o silikatų susidarymo reakcija dažniausiai vyksta kietoje būsenoje. Šiame etape miltelių medžiagos sudėtis patiria daugybę fizinių ir cheminių pokyčių. Miltelinėje medžiagoje išgaruoja didelis kiekis dujinių medžiagų. Tada silicio dioksidas ir kiti komponentai pradeda sąveikauti vienas su kitu. Pasibaigus šiam etapui, baigiasi pagrindinė kietojo kūno reakcija, o miltelių medžiaga tampa sukeptuvu, sudarytu iš silikatų ir silicio oksidų. Daugumos akinių atveju šis etapas iš esmės baigiasi 800–900 laipsnių kampu.

Tęsiant kaitinimą, silikato susidarymo stadijoje susidariusi sukepinta medžiaga pradeda tirpti, pirmiausia pradeda tirpti žemos temperatūros mišinys, o tuo pačiu metu silikatas ir likęs silicio dioksidas tirpsta ir difunduoja vienas kitą, o sukepinta medžiaga tampa skaidrus stiklinis skystis. Šis procesas vadinamas stiklo formavimosi stadija. Šiuo metu nėra nesureagavusių partijos medžiagų, tačiau stikle vis dar yra daug burbuliukų ir dryžių, o cheminė sudėtis ir savybės taip pat nevienodos. Paprasto stiklo temperatūra šiame etape yra 1200–1250 laipsnių.

Stiklo formavimo stadijos pabaigoje stikle vis dar yra daug burbuliukų ir dryžių. Kai kaitinimas tęsiamas, stiklo skysčio klampumas sumažės. Matomų burbuliukų pašalinimo iš stiklo skysčio procesas yra stiklo skysčio nuskaidrinimo procesas.
Silikato susidarymo ir stiklo formavimosi stadijose nusėda didelis kiekis dujų dėl partinių medžiagų irimo, kai kurių komponentų lakavimo, oksidų redokso reakcijos, stiklo ir dujų terpės bei ugniai atsparių medžiagų sąveikos. Dauguma šių dujų išeina į kosmosą, o dauguma likusių dujų ištirps stiklo skystyje, o nedidelis kiekis dujų vis dar yra stikliniame skystyje burbuliukų pavidalu. Stiklo sudėtyje yra trys pagrindinės dujų būsenos, būtent matomi burbuliukai, ištirpusios dujos ir dujos, kurios sudaro cheminius ryšius su stiklo komponentais. Pastarieji du yra nematomi ir neturės įtakos stiklo išvaizdos kokybei. Stiklo skysčio skaidrumo procesas daugiausia yra matomų burbuliukų pašalinimas.
Skaidrinimo proceso metu matomi burbuliukai pašalinami šiais dviem būdais. 1. Padidinkite burbuliukų tūrį, paspartinkite jų kilimą, o išplaukę iš stiklo paviršiaus lūžta ir išnyksta. 2. Padarykite, kad dujų komponentai mažais burbuliukais ištirptų stikliniame skystyje, o burbuliukai susigertų ir išnyktų.
Siekiant pagreitinti stiklo skysčio nuskaidrinimą, be tam tikrų skaidrintų į partiją pridėjimo, paprastai naudojamas stiklo skysčio temperatūros didinimo metodas. Šis daugumos stiklų etapas baigiamas esant 1400–1500 laipsnių temperatūrai, o tai dažnai yra aukščiausios temperatūros sritis stiklo lydymosi metu. Stiklo skysčio klampumas skaidrinimo proceso metu yra n≈10Pa·s.

Homogenizavimo tikslas yra pašalinti juosteles ir kitus nehomogeniškumus stiklo skystyje, kad kiekvienos stiklo skysčio dalies cheminė sudėtis būtų vienoda. Šiame etape dėl stiklo skysčio šiluminio judėjimo ir abipusės difuzijos juostelės stikliniame skystyje palaipsniui išnyksta, o kiekvienos stiklo skysčio dalies cheminė sudėtis palaipsniui tampa nuosekli. Šis vienodumas dažnai apibūdinamas tuo, ar kiekvienos stiklo skysčio dalies lūžio rodiklis yra vienodas. Dauguma stiklinių užbaigiami šiame etape, kai temperatūra yra šiek tiek žemesnė nei skaidrinimo stadijos temperatūra.

Iš homogenizuoto stiklo skysčio iš karto negalima suformuoti gaminių, nes stiklo skysčio temperatūra šiuo metu yra aukšta, o klampumas mažesnis nei formuojant. Jis netinka stiklo liejimo operacijoms. Jį reikia atvėsinti ir palaipsniui mažinti stiklo skysčio temperatūrą, kad padidėtų stiklo skysčio klampumas, kad atitiktų liejimo poreikius. Stiklo skysčio temperatūros sumažinimo reikšmė priklauso nuo stiklo sudėties ir liejimo būdo. Paprastai natrio kalkių stiklą paprastai reikia atvėsinti 200–300 laipsnių. Aušinamas stiklo skystis reikalauja vienodos temperatūros, kad būtų lengviau formuoti.
Aušinimo metu nuskaidrintas stiklo skystis turi užkirsti kelią pakartotiniam burbuliukų nusodinimui. Šiame etape atsirandantys maži burbuliukai vadinami antriniais arba regeneruotais burbuliukais. Antriniai burbuliukai yra tolygiai pasiskirstę visame aušinamame stikliniame skystyje, kurių skersmuo paprastai mažesnis nei 0,1 mm. Skaičius gali siekti tūkstančius viename stiklo kubiniame centimetre. Kadangi šiame etape stiklo skysčio temperatūra buvo sumažinta, labai sunku pašalinti antrinius burbuliukus. Todėl aušinimo proceso metu reikėtų ypač užkirsti kelią antrinių burbuliukų susidarymui.
Penki pirmiau minėto stiklo lydymo proceso etapai skiriasi vienas nuo kito, tačiau yra tarpusavyje susiję. Šie etapai iš tikrųjų nėra vykdomi griežta tvarka, bet dažnai atliekami vienu metu.

Kiekvieno taško temperatūra išilgai nuolatinio veikimo bako krosnies yra skirtinga, tačiau ji yra fiksuota laike, todėl galima sukurti stabilią temperatūros sistemą. Lydymosi proceso sistemos teisingumas turi įtakos ne tik lydyto stiklo kokybei, bet ir išlydyto stiklo išeigai. Kaip parodyta 2-10 paveiksle, butelių stiklo lydymosi temperatūros sistema nuolatinio veikimo bako krosnyje.
Nesvarbu, ar tai horizontali liepsnos bako krosnis, ar pasagos patrankos bako krosnis, jos temperatūros sistema turi įtakos stiklo skysčio lydymosi greičiui, stiklo skysčio tekėjimui, formavimo operacijai, degalų sąnaudoms ir krosnies amžiui. Stiklinio stiklo buteliai ir skardinės rinkoje daugiausia skirstomi į keturias kategorijas pagal spalvą: bespalvis, šviesiai mėlynas, smaragdo žalias ir rudas. Kai keičiasi stiklo spalva arba keičiasi stiklo spalvos koncentracija, tai turi didelę įtaką šilumos perdavimo formai ir efektyvumui. Kalbant apie lydymosi procesą, stiklo spalvinimo poveikis proceso sąlygoms yra daug akivaizdesnis ir rimtesnis nei stiklo sudėties pokyčių poveikis. Skirtingų spalvų stiklo temperatūrų pasiskirstymas krosnyje yra didelis. 2-24 yra kelių spalvų stiklo krosnyje temperatūros parametrai.

Iš lentelės 2-24 matyti, kad esant tokiai pačiai lydymosi temperatūrai, akivaizdžiai skiriasi skirtingų spalvų stiklų skysčio paviršiaus temperatūra ir baseino dugno temperatūra. Stiklo lydymo krosnyje yra trys šilumos perdavimo formos: spinduliuotė, konvekcija ir laidumas. Skirtingų spalvų stiklai, kuo stipresnis gebėjimas sugerti spinduliuotės šviesą, tai yra, kuo stipresnis gebėjimas sugerti aukštos temperatūros spinduliuotės šilumą, tuo daugiau šilumos sugeria stiklo paviršius ir tuo mažiau šilumos perduodama per stiklo korpusą. radiacijos forma. Skysčio paviršiaus temperatūros požiūriu rudas stiklas turi stipriausią šilumos sugėrimo gebą ir aukščiausią skysčio paviršiaus temperatūrą; smaragdo žalias stiklas yra antras, o šviesiai mėlynas stiklas yra trečias. Baseino dugno temperatūros požiūriu problema tampa šiek tiek komplikuota: šviesiai mėlynas stiklas prastai sugeria spinduliuotės šviesą, o į baseino dugną per stiklinį korpusą spinduliuotės pavidalu perduodama daugiau šilumos, todėl baseino dugnas. temperatūra yra aukštesnė; smaragdo žalias stiklas turi stiprią savybę sugerti spinduliuotės šviesą, o į baseino dugną per stiklinį korpusą spinduliuotės pavidalu perduodama mažiau šilumos, todėl baseino dugno temperatūra yra žemesnė. Tačiau rudas stiklas turi stiprią savybę sugerti spinduliuotės šviesą, o temperatūra baseino apačioje yra daug aukštesnė nei smaragdo žalio stiklo. Priežastis gali būti tokia: stiklas baseine yra padalintas į kelis skysčio sluoksnius.

Kadangi rudo stiklo šviesos pralaidumas yra silpnas, temperatūros skirtumas tarp skysčio sluoksnių yra didelis, o baseino gylyje turėtų būti didelis temperatūros gradientas. Tačiau dėl stipraus rudo stiklo šilumos sugerties pajėgumo, viršutiniam stiklo skysčiui sugėrus šilumą, temperatūra pakyla, tūris plečiasi ir horizontalia kryptimi susidaro trauka į aplinką. Šią trauką pakeičia baseino sienelė ir perkelia į apatinį skysčio sluoksnį, suformuojant konvekcinę jėgą. Konvekcinio šilumos perdavimo sustiprinimas kompensuoja radiacinio šilumos perdavimo trūkumą, todėl temperatūra rudo stiklo baseino apačioje yra aukštesnė.

Paprastai tariant, esant toms pačioms proceso sąlygoms ir temperatūrų sistemai, stiklams su tų pačių komponentų, bet skirtingų spalvų, lydantis rudas stiklas gali gauti geresnį stiklo vienodumą ir didesnį lydymosi greitį. Priežastis yra būtent dėl ​​stiprios konvekcijos, kurią sukelia stiprus rudo stiklo šilumos sugeriamumas. Žinoma, burbuliuojančio įrenginio įsikišimas pakeis šilumos perdavimo sąlygas. Lydant smaragdo žalią stiklą, jei norite pagerinti dugno temperatūrą, stiklo vienodumą ir lydymosi efektyvumą, efektyvi priemonė yra burbuliavimo įrenginio įrengimas. Kai toje pačioje krosnyje norite pakeisti skirtingas skysčio spalvas, lydymosi dalies, darbinės dalies ir padavimo kanalo proceso elementai turi būti atitinkamai sureguliuoti, kad jie prisitaikytų prie proceso būsenos pokyčių, kuriuos sukelia stiklo spalvos „šilumos perdavimo skirtumas“. .