Grafit v plavenom skle: Proces a výkon

V SHJ-CARBON sme sa spojili svýrobcovia plaveného sklapo celom svete poskytovaťvysokokvalitné -grafitové materiályktoré poskytujú stabilitu, presnosť a{0}}dlhotrvajúci výkon v extrémnych prostrediach. Či už ide o podporu roztaveného skla počas tvarovania alebo udržiavanie rozmerovej presnosti pri vysokých teplotách, grafit zohráva zásadnú-ale často prehliadanú-úlohu pri zabezpečovaní hladkej a efektívnej výroby. Vďaka desaťročiam odborných znalostí v oblasti grafitového inžinierstva rozumieme jedinečným požiadavkám procesov plaveného skla a prispôsobenianaše riešeniastretnúť sa s nimi. V tomto článku preskúmame, ako sa grafitové materiály používajú v rámci celého pracovného postupu plaveného skla.

Theproces plaveného sklaje hlavnou technológiou výroby plochého skla vo svete. Vymysleli ho BritiPilkington Brothers v roku 1959. Týmto procesom možno vyrobiť-kvalitné ploché sklo s rovným povrchom a bez brúsenia alebo leštenia. Jeho základným princípom je kontinuálne prúdenie roztaveného skla z taviacej pece do cínovej nádrže obsahujúcej roztavený cín. Keďže hustota tekutého skla (asi 2,5 g/cm³) je menšia ako hustota kvapaliny cínu (asi 7,3 g/cm³), sklovina pláva na povrchu kvapaliny cínu. Pri kombinovanom pôsobení gravitácie a povrchového napätia sa sklenená kvapalina prirodzene splošťuje a vytvára rovnomernú sklenenú pásku a po ochladení vytvára plochú sklenenú dosku.

Linka na výrobu plaveného skla pozostáva hlavne z taviacej pece, cínového kúpeľa, žíhacej pece a rezacieho zariadenia. Cínový kúpeľ je základným zariadením na výrobu plaveného skla a používa sa na dokončenie procesu tvarovania sklenenej kvapaliny. V cínovom kúpeli je potrebné udržiavať vysokú teplotu (asi 1100 stupňov /2000 stupňov F) a inertnú atmosféru (zvyčajne zmes dusíka a vodíka), aby sa zabránilo oxidácii cínovej kvapaliny.

Grafit, alotrop uhlíka, má jedinečný súbor fyzikálnych a chemických vlastností, ktoré z neho robia nenahraditeľný materiál v procese plaveného skla:

1. Vysoká teplotná stabilita:Grafit môže pracovať stabilne pri 3000 stupňoch alebo dokonca vyšších v inertnej atmosfére, pričom ďaleko presahuje prevádzkovú teplotu cínového kúpeľa v procese plaveného skla (asi 1100 stupňov).
2. Vynikajúca tepelná vodivosť:Grafit má vysokú tepelnú vodivosť a dokáže rovnomerne ohrievať a viesť sklo, čo z neho robí ideálny transportér tepla pri výrobe plaveného skla. Tepelná vodivosť vysoko-grafitu je viac ako dvojnásobná v porovnaní s bežným grafitom, čo je rozhodujúce v aplikáciách vyžadujúcich rýchle vedenie tepla.
3. Dobrá elektrická vodivosť:Grafit má dobrú elektrickú vodivosť, čo mu dáva jedinečnú výhodu v procesoch, ktoré vyžadujú elektrický ohrev alebo elektrochemické spracovanie.
4. Nízky koeficient trenia a samomazanie-:Grafit má nízky koeficient trenia a dobré{0}}mazanie a možno ho použiť ako mazací materiál na zníženie trenia a opotrebovania.
5. Chemická stabilita:Pri izbovej teplote má grafit dobrú chemickú stabilitu, ako je odolnosť voči kyselinám, zásadám a organickým rozpúšťadlám. Najmä -grafit vysokej čistoty má mimoriadne vysokú chemickú stabilitu a takmer nereaguje s akýmikoľvek chemickými látkami.
6. Výkon obrábania:V porovnaní s kovovými materiálmi má grafit nižšiu hustotu a vynikajúci výkon pri obrábaní a možno ho spracovať na diely rôznych zložitých tvarov.
7. Nízka tepelná rozťažnosť:Aj v prípade rýchleho nárastu teploty môže nízka tepelná rozťažnosť zabezpečiť rozmerovú stabilitu grafitu a znížiť deformáciu spôsobenú teplotnými zmenami.

Vďaka týmto vlastnostiam sa grafitové materiály dobre chovajú vo vysokoteplotnom, korozívnom prostredí výroby plaveného skla, čo z neho robí ideálnu voľbu materiálu pre kľúčové komponenty v cínovom kúpeli.

Pri výrobe plaveného skla je cínový kúpeľ procesné formovacie zariadenie so železným plášťom vyloženým žiaruvzdornými tehlami, ktorý udrží roztavený cín pri vysokej teplote. V cínovom kúpeli, aby sa zabránilo prilepeniu plochého skleneného pásu na žiaruvzdorné tehly pri vysokej teplote,grafitová podšívkaje osadený na styku tehál bočnej steny a spodnej tehly vane. Existujú hlavne tieto typy grafitových obkladov:

Existuje niekoľko štruktúr na upevnenie grafitového obloženia:

Tradičný spôsob upevnenia:V ranom štádiu sa na lisovanie grafitového obkladu používali spodné tehly, nevýhodou však bolo, že grafitový obklad sa nedal vymeniť; alebo žiaruvzdorné oceľové pásy{0}} sa použili na lisovanie grafitového obloženia, ale pásy sa dali ľahko deformovať a pri výmene ich bolo potrebné odspájkovať.

Samo{0}}polohovacie zariadenie s grafitovou výstelkou:Najnovšia technológia využíva štruktúru, ktorá dokáže stabilizovať grafitovú výstelku bez upevnenia, ako napríklad samopolohovacie zariadenie na grafitovú výstelku pre cínový kúpeľ navrhnuté čínskym patentom CN209428392U, ktoré zahŕňa:

Skupina grafitových vložiek, pričom každá grafitová vložka obsahuje pravouhlé teleso obloženia, jedna strana telesa obloženia je vybavená polohovacím telesom vyčnievajúcim smerom von a vrch polohovacieho telesa je vybavený polohovacím výstupkom.

Polohovacia drážka zladená s polohovacím telesom je usporiadaná na bočnej stene cínového kúpeľa a na hornom konci polohovacej drážky je usporiadaná skupina konkávnych polohovacích častí.

Polohovacie teleso každej grafitovej vložky je inštalované v polohovacej drážke na bočnej stene cínového kúpeľa, pričom polohovací výstupok na polohovacom telese tvorí polohovaciu zhodu so zapustenou polohovacou časťou.

Tento dizajn s vlastným{0}}polohovaním umožňuje mimoriadne pohodlnú výmenu grafitového obloženia, zlepšuje efektivitu údržby a znižuje náklady na údržbu.

- Inovatívna aplikácia grafitu FSB

Okrem toho sú novo vyvinuté grafitové FSB ošetrené povlakom z karbidu kremíka na povrchu a odolnosť cínovej kvapaliny proti korózii je 3-krát vyššia ako u tradičných produktov, čo pomáha zákazníkom znížiť prestoje a náklady na údržbu o viac ako jeden milión juanov ročne. Táto technológia povrchovej funkčnej úpravy výrazne zlepšuje životnosť a výkon grafitových FSB.

--Význam miešania pri výrobe plaveného skla

Pri výrobe plaveného skla je miešanie kľúčovým zariadením na zabezpečenie rovnomernosti sklenenej tekutiny. Miešanie spôsobuje tok sklenenej kvapaliny prostredníctvom tepelných účinkov a fyzikálneho pohybu, čím sa zlepšuje rovnomernosť teploty a chemická rovnomernosť sklenenej kvapaliny.

Mechanické miešanie sa používa hlavne v sklárskych peciach na výrobu plaveného skla a optického skla, pretože tieto sklá majú extrémne vysoké požiadavky na rovnomernosť. V zóne topeniataviaca pec, miešanie sa používa zriedka, pretože konvekčný prúd je dostatočne silný a teplota je veľmi vysoká; v chladiacej zóne a predpeci taviacej pece hrá dôležitú úlohu miešanie.

--Návrh a aplikácia grafitového miešania

Grafitové materiály sú široko používané pri výrobe miešania pri výrobe plaveného skla kvôli ich vynikajúcemu výkonu pri vysokých teplotách a chemickej stabilite. Návrh miešania grafitu zvyčajne zohľadňuje tieto faktory:

• Tvar miešadla:Podľa požiadaviek na miešanie môže byť grafitové miešadlo navrhnuté do rôznych tvarov, ako je typ vrtule, typ kotvy, typ turbíny atď.
• Veľkosť miešadla:Veľkosť miešadla musí zodpovedať veľkosti pece alebo predpecia, aby sa zabezpečil najlepší efekt miešania.
• Rýchlosť miešania:Rôzne rýchlosti miešania spôsobia rôzne šmykové sily a vzory prúdenia, čo ovplyvní rovnomernosť sklenenej kvapaliny.

Štúdie ukázali, že existuje lineárny vzťah medzi hĺbkou vkladania a rýchlosťou otáčania miešadla a optimálna rýchlosť otáčania klesá so zvyšujúcou sa hĺbkou vkladania miešadla. Rotačný efekt miešadla môže priviesť spätne-tečúcu sklenenú kvapalinu nahor do dopredného prúdu pri vysokých rýchlostiach otáčania, čím sa zlepší celkový priebeh prúdenia sklenenej kvapaliny.

-- Optimalizácia procesu miešania

Aby sa zlepšila účinnosť a životnosť miešania grafitu, výskumníci vykonali množstvo výskumov optimalizácie procesov:

• Optimalizácia rýchlosti miešania:Štúdie ukázali, že rýchlosť miešania má významný vplyv na mechanické vlastnosti kompozitov. Napríklad pri odlievaní hliníkových-grafitových kompozitov zvýšením rýchlosti miešania z 200 ot./min na 800 ot./min. sa zvýšila tvrdosť materiálu, pevnosť v tlaku a odolnosť proti opotrebovaniu.
• Riadenie doby miešania:Vhodný čas miešania môže zabezpečiť rovnomernú distribúciu sklenenej tekutiny a zároveň zabrániť plytvaniu energiou a opotrebovaniu zariadenia spôsobenému nadmerným miešaním.
• Vylepšený spôsob miešania:Okrem tradičného mechanického miešania je možné kombinovať pomocné technológie, ako je ultrazvukové ošetrenie, aby sa zlepšil disperzný účinok v sklenenej kvapaline.

- Aplikácia grafitu v procese tvarovania skla

- Aplikácia grafitu v systéme dopravy skla

Vo výrobných linkách plaveného skla sa grafitové materiály široko používajú aj v systémoch na dopravu skla:

Grafitový prechodový valec:kľúčový komponent pre plynulý prechod-vysokoteplotného skla z cínového kúpeľa do žíhacej pece. Napríklad technológia výroby grafitových prechodových valčekov využíva vysoko-čisté valčeky z vločkového grafitu. Keďže tepelná vodivosť vysoko-vločkového grafitu klesá so zvyšujúcou sa teplotou a dokonca aj pri extrémne vysokých teplotách sa vločkový grafit vysokej{5}}čistoty stáva izolantom, keď sa vysokoteplotné sklo z cínového kúpeľa dostane na prechodový valčekový stôl, spodný povrch skla nebude prechladený.

Grafitová nosná konštrukcia:používa sa na podopretie a vedenie sklenenej stuhy, aby sa zabezpečila stabilita sklenenej stuhy počas prepravy.

Grafitové vodiace zariadenie:používa sa na vedenie smeru pohybu skleneného pásu, aby sa zabezpečilo, že sklenený pás je prepravovaný po vopred stanovenej dráhe.

Aplikácia týchto grafitových komponentov výrazne zlepšuje efektivitu a kvalitu produktov výrobných liniek plaveného skla a znižuje chyby skla spôsobené zmenami teploty alebo mechanickým trením.

S viac ako 25-ročnými skúsenosťami v oblasti grafitových materiálov a podpory výroby, SHJ-UHLÍKpokračuje v poskytovaní riešení šitých na mieru náročným podmienkam sklárskeho priemyslu. V nadchádzajúcich článkoch budeme ďalej skúmať aplikácie grafitu v oblasti tvarovania, dopravy a údržby pri výrobe plaveného skla. Ak váš proces zahŕňa grafitové komponenty, náš inžiniersky tím je pripravený ponúknuť profesionálne konzultácie a odporúčania produktov na základe vašich špecifických požiadaviek.

1. Grafit pri výrobe plaveného skla a hrubého skla
2. Grafit pri výrobe plaveného skla CVD potiahnuté sklo
3. Grafit pri oprave plaveného skla za studena
4. Špeciálna aplikácia grafitu v plavenom skle
5. Venujte prosím pozornosť nasledujúcim článkom na diskusiu k tejto časti!