कांच पिघलने को प्रभावित करने वाले मुख्य प्रक्रिया कारक

काँच के पिघलने को प्रभावित करने वाले मुख्य प्रक्रिया कारक पिघलने की अवस्था से आगे तक फैले हुए हैं, क्योंकि वे कच्चे माल की गुणवत्ता, कलेट उपचार और नियंत्रण, ईंधन के गुण, भट्ठी की दुर्दम्य सामग्री, भट्ठी का दबाव, वातावरण और फाइनिंग एजेंटों के चयन जैसी पिघलने-पूर्व स्थितियों 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 दुर्दम्य यौगिक: SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, और अन्य दुर्दम्य यौगिकों की मात्रा सीधे तौर पर पिघलने की दर को प्रभावित करती है। उच्च मात्रा आवश्यक पिघलने के तापमान और ऊर्जा खपत को बढ़ा देती है।

क्षारीय धातु ऑक्साइड (जैसे, Na₂O, Li₂O): गलनांक कम करते हैं। Li₂O, अपनी छोटी आयनिक त्रिज्या और उच्च विद्युतऋणात्मकता के कारण, विशेष रूप से प्रभावी है और काँच 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 पृथक्करण को कम करता है;

अत्यधिक नमी: इससे वजन करने में त्रुटि होती है और फाइनिंग का समय बढ़ जाता है।

पार्टिकल साइज़ डिस्ट्रीब्यूशन:

अत्यधिक मोटे कण: प्रतिक्रिया संपर्क क्षेत्र को कम करता है, पिघलने का समय बढ़ाता है;

अत्यधिक सूक्ष्म कण: समूहन और इलेक्ट्रोस्टैटिक अधिशोषण की ओर ले जाते हैं, जिससे एकसमान पिघलने में बाधा उत्पन्न होती है।

3. कलेट प्रबंधन

कलेट स्वच्छ, अशुद्धियों से मुक्त होना चाहिए, तथा बुलबुले या बिना पिघले अवशेषों से बचने के लिए ताजा कच्चे माल के कण आकार से मेल खाना चाहिए।

Ⅱ. भट्ठी डिजाइनऔर ईंधन गुण

1. आग रोक सामग्री का चयन

उच्च तापमान क्षरण प्रतिरोध: उच्च जिरकोनियम ईंटों और इलेक्ट्रोफ्यूज़्ड जिरकोनियम कोरन्डम ईंटों (AZS) का उपयोग पूल की दीवार, भट्ठी के तल और कांच के तरल के संपर्क में आने वाले अन्य क्षेत्रों में किया जाना चाहिए, ताकि रासायनिक क्षरण और परिमार्जन के कारण होने वाले पत्थर के दोषों को कम किया जा सके।

तापीय स्थिरता: तापमान में उतार-चढ़ाव का प्रतिरोध करें और तापीय आघात के कारण दुर्दम्य टूटने से बचें।

2. ईंधन और दहन दक्षता

ईंधन का ऊष्मीय मान और दहन वातावरण (ऑक्सीकरण/अपचयन) काँच 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 वाले मेल्टिंग के लिए उपयुक्त (जैसे,ऑप्टिकल ग्लास) लेकिन अधिक ऊर्जा की खपत होती है।

Ⅲ. पिघलने की प्रक्रिया पैरामीटर अनुकूलन

1. तापमान नियंत्रण

गलनांक (1450~1500°C): तापमान में 1°C की वृद्धि से गलनांक 1% बढ़ सकता है, लेकिन अपवर्तक क्षरण दोगुना हो जाता है। दक्षता और उपकरण के जीवनकाल के बीच संतुलन आवश्यक है।

तापमान वितरण: स्थानीय अतिताप या बिना पिघले अवशेषों से बचने के लिए विभिन्न भट्ठी क्षेत्रों (पिघलना, परिष्करण, शीतलन) में ढाल नियंत्रण आवश्यक है।

2. वायुमंडल और दबाव

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

वातावरण को कम करना: Fe³+ रंग को दबाता है (रंगहीन कांच के लिए) लेकिन कार्बन जमाव से बचने की आवश्यकता होती है;

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

3.फाइनिंग एजेंट और फ्लक्स

फ्लोराइड्स (जैसे, CaF₂): पिघले हुए पदार्थ की श्यानता को कम करते हैं और बुलबुले हटाने में तेजी लाते हैं;

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

मिश्रित फ्लक्स**: उदाहरण के लिए, Li₂CO₃ + Na₂CO₃, सहक्रियात्मक रूप से कम गलनांक।

Ⅳ. पिघलने की प्रक्रिया की गतिशील निगरानी

1. पिघली हुई श्यानता और तरलता

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

2. बुलबुला हटाने की दक्षता

फाइनिंग एजेंट की खुराक और भट्ठी के दबाव को अनुकूलित करने के लिए एक्स-रे या इमेजिंग तकनीकों का उपयोग करके बुलबुला वितरण का अवलोकन।

Ⅴसामान्य मुद्दे और सुधार रणनीतियाँ

निष्कर्ष

काँच का पिघलना कच्चे माल, उपकरणों और प्रक्रिया मापदंडों के बीच तालमेल का परिणाम है। इसके लिए रासायनिक संरचना डिज़ाइन, कण आकार अनुकूलन, दुर्दम्य सामग्री उन्नयन और गतिशील प्रक्रिया मापदंडों के नियंत्रण के सावधानीपूर्वक प्रबंधन की आवश्यकता होती है। फ्लक्स को वैज्ञानिक रूप से समायोजित करके, पिघलने के वातावरण (तापमान/दाब/वायुमंडल) को स्थिर करके, और कुशल फाइनिंग तकनीकों का उपयोग करके, पिघलने की दक्षता और काँच की गुणवत्ता में उल्लेखनीय सुधार किया जा सकता है, जबकि ऊर्जा की खपत और उत्पादन लागत कम हो जाती है।