Butelio stiklo tirpimas

Stiklo lydymas yra labai sudėtingas procesas. Serijinės medžiagos patirs daugybę fizinių, cheminių ir fizikinių bei cheminių pokyčių ir reakcijų aukštoje temperatūroje. Šių pokyčių ir reakcijų rezultatai mechaninį įvairių žaliavų mišinį paverčia sudėtingu tirpalu, ty stiklo skysčiu.
Atsižvelgiant į pokyčius ir reakcijas, vykstančias paketinėse medžiagose stiklo lydymosi proceso metu, stiklo lydymosi procesą galima suskirstyti į penkis etapus, būtent silikato susidarymą, stiklo susidarymą, skaidrimą, homogenizavimą ir aušinimą.

Didžioji dalis įprasto butelių stiklo yra sudaryta iš silikato, o silikato susidarymo reakcija dažniausiai vyksta kietoje būsenoje. Šiame etape miltelių sudėtis patiria daugybę fizinių ir cheminių pokyčių. Didelis kiekis dujinių medžiagų milteliuose išgaruoja. Tada silicio dioksidas ir kiti komponentai pradeda sąveikauti. Pasibaigus šiam etapui, baigiasi pagrindinė kietojo kūno reakcija, o milteliai tampa sukeptuvu, sudarytu iš silikato ir silicio oksido. Daugumos akinių atveju šis etapas iš esmės baigiasi 800–900 laipsnių kampu.

Tęsiant kaitinimą, silikato susidarymo stadijoje susidaręs sukeptuvas pradeda tirpti, pirmiausia pradeda tirpti žemo lydymosi mišinys, o silikatas ir likęs silicio dioksidas tirpsta ir difunduoja vienas kitą, o sukeptuvas tampa skaidraus stiklo skysčiu. Šis procesas vadinamas stiklo formavimosi stadija. Šiuo metu nėra nesureagavusios partijos medžiagos, 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 formavimosi stadijos pabaigoje stikle vis dar yra daug burbuliukų ir dryžių. Stiklo skystį kaitinant toliau, stiklo skysčio klampumas sumažės. Matomų burbuliukų pašalinimo iš stiklo skysčio procesas yra stiklo skysčio nuskaidrinimo procesas.
Silikato susidarymo ir stiklo formavimosi etapuose 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. Nedidelė dalis dujų vis dar yra stikliniame skystyje burbuliukų pavidalu. Stiklo viduje 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, išplaukite iš stiklo paviršiaus, lūžta ir išnyksta. 2. Padarykite, kad mažuose burbuliukuose esantys dujų komponentai 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 būdas. Šis daugumos stiklų etapas baigiamas esant 1400–1500 laipsnių temperatūrai, o tai dažnai yra aukščiausios temperatūros sritis stiklo lydymosi metu. Stiklo skysčio klampumas skaidrinimo metu yra 1–10 Pa·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 stiklo skystyje esančios juostelės 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. Šis daugumos stiklų etapas baigiamas esant šiek tiek žemesnei nei skaidrinimo stadijos temperatūrai.

Homogenizuoto stiklo skysčio negalima iš karto formuoti į gaminius, nes stiklo skysčio temperatūra šiuo metu yra aukšta, o klampumas mažesnis nei formuojant, o tai 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 yra mažesnis nei 0,1 mm, o jų 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 lydymosi proceso etapai skiriasi vienas nuo kito, tačiau jie taip pat yra tarpusavyje susiję. Šie etapai iš tikrųjų vyksta ne griežta tvarka, bet dažnai vyksta vienu metu.

Temperatūra kiekviename nuolatinio veikimo bako krosnies taške yra skirtinga, tačiau laikui bėgant ji yra pastovi, todėl galima sukurti stabilią temperatūros sistemą. Lydymosi proceso sistemos teisingumas turi įtakos ne tik išlydyto stiklo kokybei, bet ir lemia lydyto stiklo išeigą. 2-10 paveiksle parodyta butelių stiklo lydymosi temperatūros sistema nuolatinio veikimo bako krosnyje.

Nesvarbu, ar tai horizontali liepsnos baseino krosnis, ar kelių liepsnos baseino krosnis, jos temperatūros sistema turi įtakos stiklo skysčio kepimo laipsniui, stiklo skysčio srautui, formavimo operacijoms, 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. Pasikeitus stiklo spalvai arba keičiantis stiklo spalvos koncentracijai, tai turi esminės įtakos šilumos perdavimo formai ir šilumos perdavimo efektyvumui. Lydymosi proceso požiūriu stiklo spalvos pokyčių įtaka proceso sąlygoms yra daug akivaizdesnė ir rimtesnė nei stiklo sudėties pokyčių įtaka. Didelis skirtumas tarp skirtingų spalvų stiklų temperatūros pasiskirstymo krosnyje.

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“. .