कांच पिघलने को प्रभावित करने वाले मुख्य प्रक्रिया कारक

कांच पिघलने को प्रभावित करने वाले मुख्य प्रक्रिया कारक पिघलने की अवस्था से कहीं आगे तक फैले हुए हैं, क्योंकि वे पिघलने से पहले की स्थितियों जैसे कच्चे माल की गुणवत्ता, कांच के टुकड़ों का उपचार और नियंत्रण, ईंधन के गुण, भट्टी के दुर्दम्य पदार्थ, भट्टी का दबाव, वातावरण और परिशोधन एजेंटों के चयन से प्रभावित होते हैं। नीचे इन कारकों का विस्तृत विश्लेषण दिया गया है:

Ⅰकच्चे माल की तैयारी और गुणवत्ता नियंत्रण

1. बैच की रासायनिक संरचना

SiO₂ और अपघटक यौगिक: SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ और अन्य अपघटक यौगिकों की मात्रा पिघलने की दर को सीधे प्रभावित करती है। इनकी अधिक मात्रा से आवश्यक पिघलने का तापमान और ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है।

क्षार धातु ऑक्साइड (जैसे, Na₂O, Li₂O): गलनांक को कम करते हैं। Li₂O, अपनी छोटी आयनिक त्रिज्या और उच्च विद्युतऋणात्मकता के कारण, विशेष रूप से प्रभावी है और कांच के भौतिक गुणों में सुधार कर सकता है।

2. बैच पूर्व-उपचार

नमी नियंत्रण:

इष्टतम नमी (3%~5%): गीलापन और प्रतिक्रिया को बढ़ाता है, धूल और अलगाव को कम करता है;

अत्यधिक नमी: इससे वजन में त्रुटियां होती हैं और शोधन का समय बढ़ जाता है।

पार्टिकल साइज़ डिस्ट्रीब्यूशन:

अत्यधिक मोटे कण: प्रतिक्रिया संपर्क क्षेत्र को कम करते हैं, पिघलने का समय बढ़ाते हैं;

अत्यधिक महीन कण: इसके कारण कणों का एकत्रीकरण और विद्युतस्थैतिक अधिशोषण होता है, जिससे एकसमान पिघलने में बाधा उत्पन्न होती है।

3. कलेट प्रबंधन

कांच के चूर्ण साफ होने चाहिए, अशुद्धियों से मुक्त होने चाहिए और ताजे कच्चे माल के कणों के आकार से मेल खाने चाहिए ताकि बुलबुले या बिना पिघले अवशेषों के प्रवेश से बचा जा सके।

Ⅱ. भट्टी डिजाइनऔर ईंधन गुण

1. दुर्दम्य सामग्री का चयन

उच्च तापमान क्षरण प्रतिरोध: पूल की दीवार, भट्टी के तल और कांच के तरल के संपर्क में आने वाले अन्य क्षेत्रों में उच्च ज़िरकोनियम ईंटों और विद्युत-संलग्न ज़िरकोनियम कोरंडम ईंटों (AZS) का उपयोग किया जाना चाहिए, ताकि रासायनिक क्षरण और घिसाव के कारण होने वाले पत्थर के दोषों को कम किया जा सके।

ऊष्मीय स्थिरता: तापमान में उतार-चढ़ाव का प्रतिरोध करता है और ऊष्मीय झटके के कारण दुर्दम्य सामग्री के टूटने से बचाता है।

2. ईंधन और दहन दक्षता

ईंधन का कैलोरी मान और दहन वातावरण (ऑक्सीकरण/अपचयन) कांच की संरचना से मेल खाना चाहिए। उदाहरण के लिए:

प्राकृतिक गैस/भारी तेल: सल्फाइड अवशेषों से बचने के लिए सटीक वायु-ईंधन अनुपात नियंत्रण की आवश्यकता होती है;

इलेक्ट्रिक मेल्टिंग: उच्च परिशुद्धता वाली मेल्टिंग के लिए उपयुक्त (उदाहरण के लिए,ऑप्टिकल ग्लासलेकिन इसमें अधिक ऊर्जा की खपत होती है।

Ⅲपिघलने की प्रक्रिया के मापदंडों का अनुकूलन

1. तापमान नियंत्रण

गलनांक तापमान (1450~1500℃): तापमान में 1℃ की वृद्धि से गलनांक दर में 1% की वृद्धि हो सकती है, लेकिन दुर्दम्य पदार्थ का क्षरण दोगुना हो जाता है। दक्षता और उपकरण के जीवनकाल के बीच संतुलन आवश्यक है।

तापमान वितरण: स्थानीय अतिभार या बिना पिघले अवशेषों से बचने के लिए भट्टी के विभिन्न क्षेत्रों (पिघलने, परिष्करण, शीतलन) में प्रवणता नियंत्रण आवश्यक है।

2. वातावरण और दबाव

ऑक्सीकारक वातावरण: कार्बनिक अपघटन को बढ़ावा देता है लेकिन सल्फाइड ऑक्सीकरण को तीव्र कर सकता है;

अपचायक वातावरण: Fe³+ के कारण होने वाले रंग को दबाता है (रंगहीन कांच के लिए) लेकिन कार्बन जमाव से बचना आवश्यक है;

भट्टी के दबाव की स्थिरता: हल्का सकारात्मक दबाव (+2~5 Pa) ठंडी हवा के प्रवेश को रोकता है और बुलबुले हटाने को सुनिश्चित करता है।

3. शोधन कारक और प्रवाह

फ्लोराइड (जैसे, CaF₂): पिघलने की चिपचिपाहट को कम करते हैं और बुलबुले हटाने की प्रक्रिया को तेज करते हैं;

नाइट्रेट (जैसे, NaNO₃): ऑक्सीडेटिव फाइनिंग को बढ़ावा देने के लिए ऑक्सीजन छोड़ते हैं;

संयुक्त प्रवाह**: उदाहरण के लिए, Li₂CO₃ + Na₂CO₃, सहक्रियात्मक रूप से गलनांक को कम करते हैं।

Ⅳपिघलने की प्रक्रिया की गतिशील निगरानी

1. पिघले हुए पदार्थ की श्यानता और तरलता

इष्टतम निर्माण स्थितियों के लिए तापमान या प्रवाह अनुपात को समायोजित करने के लिए घूर्णी विस्कोमीटर का उपयोग करके वास्तविक समय की निगरानी।

2. बुलबुले हटाने की दक्षता

एक्स-रे या इमेजिंग तकनीकों का उपयोग करके बुलबुले के वितरण का अवलोकन करके फाइनिंग एजेंट की मात्रा और भट्टी के दबाव को अनुकूलित करना।

Ⅴसामान्य समस्याएं और सुधार के उपाय

निष्कर्ष

कांच पिघलाना कच्चे माल, उपकरण और प्रक्रिया मापदंडों के बीच तालमेल का परिणाम है। इसके लिए रासायनिक संरचना के सटीक प्रबंधन, कण आकार के अनुकूलन, दुर्दम्य पदार्थों के उन्नयन और गतिशील प्रक्रिया मापदंड नियंत्रण की आवश्यकता होती है। फ्लक्स को वैज्ञानिक रूप से समायोजित करके, पिघलने के वातावरण (तापमान/दबाव/वायुमंडल) को स्थिर करके और कुशल परिशोधन तकनीकों का उपयोग करके, पिघलने की दक्षता और कांच की गुणवत्ता में उल्लेखनीय सुधार किया जा सकता है, जबकि ऊर्जा खपत और उत्पादन लागत को कम किया जा सकता है।