Cálculo de 50 puntos: literatura extranjera sobre vidrio.

Resumen del diseño del horno de fusión eléctrico de 4㎡

Se describen brevemente las ventajas del horno de fusión eléctrico de vidrio, se analiza la estructura del horno de fusión eléctrico pequeño y se analizan las características de los electrodos de uso común. se enumeran, y se propone la disposición y distribución de los electrodos. Principios Generales de la Energía Eléctrica. Se describen brevemente el propósito de seleccionar materiales refractarios y el método para medir la resistencia del vidrio líquido entre electrodos.

Hace 1

El vidrio es un conductor de electricidad a altas temperaturas. El vidrio fundido contiene iones de metales alcalinos de sodio y potasio, que lo hacen conductor. El calor Joule se genera cuando la corriente eléctrica lo atraviesa. Si el calor es lo suficientemente fuerte, se puede utilizar para fundir vidrio, lo que se denomina "electrofusión de vidrio". 1

Desde la perspectiva de los efectos de la aplicación, los hornos de fusión eléctricos tienen ventajas sobresalientes como una alta tasa de fusión (hasta 80-85), estructura simple, alto grado de automatización, buen ambiente de trabajo, composición uniforme del vidrio, y alta calidad del producto. Intentemos desarrollar algunas opiniones sobre el diseño de hornos eléctricos de vidrio a partir de los siguientes aspectos.

2. Elija una estructura de horno razonable

Seleccionar la estructura del horno es el primer paso en el diseño de un horno eléctrico. La energía eléctrica consumida por un horno eléctrico se divide en dos partes: una parte es energía eléctrica activa, que se refiere a la energía eléctrica consumida al fundir el vidrio; la otra parte es energía reactiva; La potencia reactiva se divide en dos partes: una parte es la pérdida de potencia activa, como el calor extraído por el agua de enfriamiento del electrodo y el aire de enfriamiento de la pared de la piscina, la segunda parte es el desperdicio pasivo de energía eléctrica, como la pérdida de energía. disipación de calor de la pared de la piscina. La única forma de mejorar la eficiencia térmica de un horno eléctrico es reducir el desperdicio pasivo de energía térmica. El calor perdido por la pared del tanque (ya sea por conducción o radiación) es proporcional al área de la pared del tanque. Es decir, para mejorar la eficiencia térmica, cuanto menor sea el área de la pared del tanque, mejor.

Existen diversas formas estructurales de hornos de fusión eléctricos, como el horno Borel, el horno W.Konig y el horno vertical de doble cámara de la empresa Gell, que están conectados a través de orificios para líquido y se desarrollan sobre la base de la Antiguo horno de tanque de placas planas, manteniendo inalterado el flujo horizontal durante la fundición. Teóricamente, para lograr una superficie mínima, la mejor forma del horno es esférica, seguida de cilíndrica. Sin embargo, la construcción esférica y cilíndrica es difícil. Para facilitar la construcción, en los últimos años se ha adoptado el diseño hexagonal en la producción real. Para evitar que el polvo sin derretir entre en el canal de alimentación y reducir el reflujo, la parte de fusión y la parte de trabajo están profundamente separadas por orificios de flujo de líquido, de modo que el vidrio fundido pueda llegar a la parte de trabajo a través de los orificios de flujo de líquido, los canales ascendentes y la alimentación. canales. 2

3. Elija materiales refractarios adecuados.

En comparación con los hornos de calentamiento de superficie con llama, los hornos eléctricos tienen una gran potencia y una alta temperatura de fusión, y el líquido del vidrio erosiona seriamente la pared de la piscina. Se deben utilizar materiales refractarios de alta calidad. Por ejemplo, debe tener una alta resistencia a la erosión y al vidrio fundido, así como una alta resistividad a las temperaturas de funcionamiento (los materiales refractarios aceleran su erosión al conducir corriente eléctrica). La selección de materiales refractarios no significa utilizar materiales refractarios de alta calidad en todas las piezas, sino que los materiales refractarios se combinan razonablemente según la velocidad de limpieza y la temperatura para que la vida útil de los materiales refractarios en cada pieza sea lo más consistente posible. , ahorrando así inversión y asegurando la longevidad del horno. Dado que la corrosión de los materiales refractarios por el vidrio fundido tiene una relación exponencial con la temperatura, los ladrillos de corindón de circonio 41# con alta resistencia a la corrosión se utilizan generalmente en áreas con altas temperaturas (como los ladrillos de electrodos) y un gran flujo de vidrio fundido (como los agujeros de líquido). ). Cerca del hilo de fideos. El corindón de circonio 33# o 36# se puede utilizar en otras partes además del techo del horno. Los hornos eléctricos generalmente funcionan con techo frío y la temperatura del espacio superior no es alta. Se pueden usar ladrillos con alto contenido de alúmina o ladrillos refractarios de arcilla en el techo del horno.

4 Elija un electrodo razonable

El electrodo es un componente que entra en contacto directamente con el vidrio fundido y transfiere energía eléctrica al vidrio fundido. Los principios para seleccionar los materiales de los electrodos son: fuerte resistencia a la oxidación, suficiente resistencia al calor, sin contaminación del vidrio fundido, alta densidad de corriente permitida, fácil procesamiento y bajo costo. Los materiales que se pueden utilizar como electrodos son grafito, hierro, óxido de estaño, platino y molibdeno. Varios electrodos tienen diferentes propiedades y situaciones de uso y, a veces, no se pueden intercambiar, de lo contrario, no solo afectará la calidad del vidrio, sino que también provocará accidentes graves.

La densidad de los electrodos de grafito es menor que la del vidrio fundido. Una vez dañado, flota en la superficie del vidrio, es fácil de encontrar y quitar y el precio también es económico. Sin embargo, la superficie del electrodo de grafito no se humedece fácilmente con el vidrio fundido y la resistencia de contacto es alta, lo que da como resultado una densidad de corriente superficial permitida baja.

Además, se producirán reacciones redox entre el grafito y ciertos componentes del vidrio, especialmente cuando se utilizan óxidos metálicos para producir grandes piezas de vidrio coloreado, el metal reducido formará carburos metálicos, lo que hará que el vidrio produzca colores no deseados, por lo que rara vez se usa en la actualidad. . Utilice electrodos de grafito.

El electrodo de platino tiene una fuerte resistencia a la oxidación y no contamina el vidrio. Es un buen material para electrodos, pero es caro y rara vez se utiliza en vidrio civil.

El electrodo de molibdeno tiene un alto punto de fusión de 2625 °C y su superficie está humedecida por vidrio fundido. La resistencia de contacto entre ellos es pequeña y la superficie del electrodo permite grandes densidades de corriente, por lo que los electrodos más pequeños pueden suministrar grandes corrientes al vidrio fundido. Además, es el material de electrodo más utilizado debido a su alta resistencia mecánica, fácil procesamiento y ausencia de contaminación del vidrio.

Al seleccionar electrodos de molibdeno, el contenido de impurezas (especialmente el contenido de carbono) debe controlarse estrictamente, de lo contrario se generarán burbujas en el vidrio fundido. Además, cuando los electrodos de molibdeno se exponen a menudo a altas temperaturas, se volverán quebradizos debido a la recristalización, por lo que se debe tener mucho cuidado al introducir los electrodos en el horno. Vale la pena señalar que cuando el vidrio contiene óxido de plomo, trióxido de arsénico o trióxido de antimonio, no se deben usar electrodos de molibdeno porque sufrirán una reacción de reducción al encontrar molibdeno, y el plomo, el arsénico y el antimonio reducidos formarán compuestos de bajo punto de fusión. con molibdeno, corroe el electrodo de molibdeno, contamina el líquido de vidrio y produce líneas en el líquido de vidrio. Cuando la temperatura ambiente supera los 600°C, el molibdeno sufrirá una fuerte reacción de oxidación, por lo que el electrodo de molibdeno debe protegerse (seco o húmedo) para evitar que entre en contacto con el aire a altas temperaturas.

El electrodo de óxido de estaño es un material cerámico que tiene las ventajas de una buena estabilidad química, una alta temperatura refractaria y un pequeño coeficiente de expansión térmica. Sin embargo, tiene poca resistencia al choque térmico y poca estabilidad térmica en estado reducido. La temperatura de funcionamiento no debe exceder los 1500 °C, ya que la tasa de volatilización del óxido de estaño aumentará por encima de los 1500 °C.

5 La disposición razonable de los electrodos y la distribución razonable de la energía eléctrica

La disposición racional de los electrodos y la distribución razonable de la energía eléctrica contribuyen a la liberación de energía y la distribución de la temperatura, que es la clave para obtener la llave Melt de vidrio de alta calidad. Cuando el horno eléctrico funde vidrio, todo el proceso del horno se divide en cinco etapas: etapa de formación de silicato, etapa de formación de líquido de vidrio, etapa de clarificación de líquido de vidrio, etapa de homogeneización de líquido de vidrio y etapa de enfriamiento de líquido de vidrio. Los lotes pasan por las distintas etapas desde la entrada hasta la salida en secuencia.

El material del lote entra primero en la etapa de formación de silicato. Para el vidrio ordinario de sílice sodada, la temperatura de la cinta es de 800-1000°C. Aquí es donde el material del lote sufre reacciones físicas y químicas y donde escapa la mayoría de los productos gaseosos. Al final de esta etapa, el lote se convierte en un sinterizado opaco y en sílice libre.

La temperatura en la etapa de formación del vidrio es generalmente de 65438 ± 0200 ℃. El sinterizado de silicato opaco entra y comienza a fundirse. Primero, el fusible bajo* comienza a derretirse. Finalmente, el sinterizado de silicato opaco se convierte en un líquido vítreo que contiene burbujas y pequeñas partículas.

La tarea de la etapa de clarificación es eliminar el tejido de burbujas. Al final de la etapa de formación del vidrio fundido, todo el fundido contiene muchas burbujas y burbujas de ceniza (pequeñas burbujas) para eliminar las inclusiones de gas visibles a simple vista en el vidrio fundido y eliminar la estructura de poros del vidrio. Cuando la temperatura aumenta, la viscosidad del vidrio fundido disminuye rápidamente, lo que provoca que se escape una gran cantidad de burbujas. Por tanto, el proceso de clarificación debe realizarse a temperaturas más elevadas. Generalmente alrededor de 1500 ℃.

La tarea de la etapa de homogeneización del líquido de vidrio es eliminar las irregularidades. Una vez formado el vidrio, la composición química y la temperatura de cada parte del vidrio líquido son diferentes y algunas heterogeneidades se mezclan. Para eliminar las faltas de homogeneidad y obtener una masa fundida de vidrio uniforme, es necesaria la homogeneización. La homogeneización del líquido de vidrio se basa principalmente en la difusión y la convección. La alta temperatura es una condición importante porque reduce la viscosidad del vidrio fundido y mejora la difusión. La temperatura suele rondar los 1500 ℃.

La tarea de la zona de enfriamiento es aumentar la viscosidad del vidrio fundido en preparación para el moldeo. La temperatura está entre 200-300℃

En todo el proceso de fusión, cada uno tiene sus propias características, pero están estrechamente relacionadas y se influyen entre sí. Por lo tanto, al colocar electrodos y distribuir energía eléctrica, es necesario resaltar los puntos clave y considerarlos de manera integral. El principio general es formar un hoyo de azufaifo, con un centro grande y extremos pequeños, de modo que la energía principal se concentre en la zona de fusión. La formación de bandas de silicato requiere bajas temperaturas y no requiere mucha energía.