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ई-ग्लास (क्षार-मुक्त फाइबरग्लास)टैंक भट्टियों में उत्पादन एक जटिल, उच्च-तापमान पिघलने की प्रक्रिया है। पिघलने का तापमान प्रोफ़ाइल एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया नियंत्रण बिंदु है, जो सीधे तौर पर काँच की गुणवत्ता, पिघलने की दक्षता, ऊर्जा खपत, भट्टी के जीवनकाल और अंतिम फाइबर प्रदर्शन को प्रभावित करता है। यह तापमान प्रोफ़ाइल मुख्य रूप से ज्वाला विशेषताओं और विद्युत बूस्टिंग को समायोजित करके प्राप्त की जाती है।

I. ई-ग्लास का गलनांक

1. पिघलने का तापमान रेंज:

ई-ग्लास के पूर्ण पिघलने, शुद्धिकरण और समरूपीकरण के लिए आमतौर पर अत्यधिक उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। विशिष्ट पिघलने वाले क्षेत्र (हॉट स्पॉट) का तापमान आमतौर पर 1500°C से 1600°C तक होता है।

विशिष्ट लक्ष्य तापमान इस पर निर्भर करता है:

* बैच संरचना: विशिष्ट फॉर्मूलेशन (जैसे, फ्लोरीन की उपस्थिति, उच्च/निम्न बोरॉन सामग्री, टाइटेनियम की उपस्थिति) पिघलने की विशेषताओं को प्रभावित करते हैं।

* भट्ठी डिजाइन: भट्ठी का प्रकार, आकार, इन्सुलेशन प्रभावशीलता, और बर्नर व्यवस्था।

* उत्पादन लक्ष्य: वांछित पिघलने की दर और कांच की गुणवत्ता की आवश्यकताएं।

* आग रोक सामग्री: उच्च तापमान पर आग रोक सामग्री की संक्षारण दर ऊपरी तापमान को सीमित करती है।

बुलबुले हटाने और कांच के समरूपीकरण को सुविधाजनक बनाने के लिए फाइनिंग क्षेत्र का तापमान आमतौर पर हॉट स्पॉट तापमान (लगभग 20-50 डिग्री सेल्सियस कम) से थोड़ा कम होता है।

कार्यशील सिरे (अग्रचूल्हा) का तापमान काफी कम होता है (आमतौर पर 1200°C – 1350°C), जिससे कांच पिघलकर ड्राइंग के लिए उपयुक्त श्यानता और स्थिरता पर आ जाता है।

2. तापमान नियंत्रण का महत्व:

* पिघलने की क्षमता: बैच सामग्री (क्वार्ट्ज रेत, पाइरोफिलाइट, बोरिक एसिड/कोलमेनाइट, चूना पत्थर, आदि) की पूर्ण अभिक्रिया, रेत के कणों का पूर्ण विघटन और गैस का पूर्ण निष्कासन सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त उच्च तापमान अत्यंत महत्वपूर्ण है। अपर्याप्त तापमान के कारण "कच्चे माल" के अवशेष (बिना पिघले क्वार्ट्ज कण), पत्थर और बुलबुले बढ़ सकते हैं।

* काँच की गुणवत्ता: उच्च तापमान काँच के पिघले हुए भाग को साफ़ और एकरूप बनाता है, जिससे डोरियों, बुलबुले और पत्थरों जैसे दोष कम होते हैं। ये दोष रेशे की मज़बूती, टूटने की दर और निरंतरता को गंभीर रूप से प्रभावित करते हैं।

* श्यानता: तापमान काँच के पिघले हुए पदार्थ की श्यानता पर सीधा प्रभाव डालता है। रेशे की ड्राइंग के लिए यह आवश्यक है कि काँच का पिघला हुआ पदार्थ एक विशिष्ट श्यानता सीमा के भीतर हो।

* आग रोक सामग्री संक्षारण: अत्यधिक उच्च तापमान भट्ठी आग रोक सामग्री (विशेष रूप से इलेक्ट्रोफ्यूज़्ड AZS ईंटों) के संक्षारण को काफी तेज कर देता है, भट्ठी के जीवन को छोटा कर देता है और संभावित रूप से आग रोक पत्थरों को शामिल करता है।

* ऊर्जा खपत: उच्च तापमान बनाए रखना टैंक भट्टियों में ऊर्जा खपत का प्राथमिक स्रोत है (आमतौर पर कुल उत्पादन ऊर्जा खपत का 60% से अधिक)। अत्यधिक तापमान से बचने के लिए सटीक तापमान नियंत्रण ऊर्जा बचत की कुंजी है।

II. ज्वाला विनियमन

ज्वाला विनियमन, पिघलने के तापमान वितरण को नियंत्रित करने, कुशल पिघलने को प्राप्त करने और भट्ठी संरचना (विशेषकर शीर्ष) की सुरक्षा का एक प्रमुख साधन है। इसका मुख्य लक्ष्य एक आदर्श तापमान क्षेत्र और वातावरण बनाना है।

1. प्रमुख विनियमन पैरामीटर:

* ईंधन-से-वायु अनुपात (स्टोइकोमेट्रिक अनुपात) / ऑक्सीजन-से-ईंधन अनुपात (ऑक्सी-ईंधन प्रणालियों के लिए):

* लक्ष्य: पूर्ण दहन प्राप्त करना। अपूर्ण दहन से ईंधन की बर्बादी होती है, ज्वाला का तापमान कम होता है, काला धुआँ (कालिख) उत्पन्न होता है जो काँच के पिघले हुए भाग को दूषित करता है, और पुनर्जननकर्ताओं/ताप विनिमायकों को अवरुद्ध करता है। अतिरिक्त हवा काफ़ी ऊष्मा को बहा ले जाती है, जिससे तापीय दक्षता कम हो जाती है, और क्राउन ऑक्सीकरण संक्षारण बढ़ सकता है।

* समायोजन: फ्लू गैस विश्लेषण (O₂, CO सामग्री) के आधार पर वायु-से-ईंधन अनुपात को सटीक रूप से नियंत्रित करें।ई-गिलासटैंक भट्टियां आमतौर पर फ्लू गैस O₂ सामग्री को लगभग 1-3% (थोड़ा सकारात्मक दबाव दहन) पर बनाए रखती हैं।

* वातावरण पर प्रभाव: वायु-ईंधन अनुपात भट्ठी के वातावरण (ऑक्सीकरण या अपचयन) को भी प्रभावित करता है, जिसका कुछ बैच घटकों (जैसे लोहा) के व्यवहार और काँच के रंग पर सूक्ष्म प्रभाव पड़ता है। हालाँकि, ई-काँच (जिसमें रंगहीन पारदर्शिता की आवश्यकता होती है) के लिए, यह प्रभाव अपेक्षाकृत कम होता है।

* लौ की लंबाई और आकार:

* लक्ष्य: एक ऐसी ज्वाला बनाना जो पिघली हुई सतह को ढक ले, जिसमें निश्चित कठोरता हो, तथा जिसका फैलाव अच्छा हो।

* लंबी लौ बनाम छोटी लौ:

* लंबी लौ: एक बड़े क्षेत्र को कवर करती है, तापमान वितरण अपेक्षाकृत एकसमान होता है, और क्राउन को कम तापीय आघात पहुँचाता है। हालाँकि, स्थानीय तापमान शिखर पर्याप्त ऊँचा नहीं हो सकता है, और बैच "ड्रिलिंग" क्षेत्र में प्रवेश अपर्याप्त हो सकता है।

* छोटी लौ: प्रबल कठोरता, उच्च स्थानीय तापमान, बैच परत में मज़बूत प्रवेश, "कच्चे माल" के तेज़ी से पिघलने के लिए अनुकूल। हालाँकि, कवरेज असमान है, जिससे आसानी से स्थानीय स्तर पर अतिताप (अधिक स्पष्ट गर्म स्थान) और क्राउन और ब्रेस्ट वॉल को महत्वपूर्ण तापीय आघात पहुँच सकता है।

* समायोजन: बर्नर गन कोण, ईंधन/वायु निकास वेग (संवेग अनुपात), और भंवर तीव्रता को समायोजित करके प्राप्त किया जाता है। आधुनिक टैंक भट्टियों में अक्सर बहु-चरणीय समायोज्य बर्नर का उपयोग किया जाता है।

* लौ की दिशा (कोण):

* लक्ष्य: बैच और ग्लास पिघल सतह पर गर्मी को प्रभावी ढंग से स्थानांतरित करना, क्राउन या ब्रेस्ट दीवार पर प्रत्यक्ष लौ के प्रभाव से बचना।

* समायोजन: बर्नर गन के पिच (ऊर्ध्वाधर) और यॉ (क्षैतिज) कोण को समायोजित करें।

* पिच कोण: ज्वाला की बैच पाइल के साथ अंतःक्रिया ("बैच को चाटना") और पिघली हुई सतह के आवरण को प्रभावित करता है। बहुत कम कोण (ज्वाला बहुत नीचे की ओर) पिघली हुई सतह या बैच पाइल को घिस सकता है, जिससे कैरीओवर हो सकता है जो ब्रेस्ट वॉल को संक्षारित कर सकता है। बहुत अधिक कोण (ज्वाला बहुत ऊपर की ओर) के परिणामस्वरूप कम तापीय दक्षता और क्राउन का अत्यधिक गर्म होना होता है।

* यॉ कोण: भट्ठी की चौड़ाई और हॉट स्पॉट स्थिति में ज्वाला वितरण को प्रभावित करता है।

2. ज्वाला विनियमन के लक्ष्य:

* एक तर्कसंगत हॉट स्पॉट बनाएँ: पिघलने वाले टैंक के पिछले हिस्से में (आमतौर पर डॉगहाउस के बाद) सबसे ज़्यादा तापमान वाला क्षेत्र (हॉट स्पॉट) बनाएँ। यह काँच के शुद्धिकरण और समरूपीकरण के लिए महत्वपूर्ण क्षेत्र है, और काँच के पिघलने के प्रवाह (हॉट स्पॉट से बैच चार्जर और कार्यशील सिरे की ओर) को नियंत्रित करने वाले "इंजन" की तरह काम करता है।

* एकसमान पिघल सतह तापन: स्थानीयकृत अति तापन या अधःशीतन से बचें, तापमान प्रवणता के कारण असमान संवहन और “मृत क्षेत्र” को कम करें।

* भट्ठी संरचना की सुरक्षा करें: क्राउन और ब्रेस्ट दीवार पर ज्वाला के प्रभाव को रोकें, स्थानीयकृत अति ताप से बचें जो त्वरित दुर्दम्य संक्षारण का कारण बनता है।

* कुशल ऊष्मा स्थानांतरण: ज्वाला से बैच और कांच पिघल सतह तक विकिरण और संवहनीय ऊष्मा स्थानांतरण की दक्षता को अधिकतम करें।

* स्थिर तापमान क्षेत्र: स्थिर ग्लास गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए उतार-चढ़ाव को कम करें।

III. पिघलने के तापमान और ज्वाला विनियमन का एकीकृत नियंत्रण

1. तापमान लक्ष्य है, ज्वाला साधन है: ज्वाला विनियमन भट्ठी के भीतर तापमान वितरण को नियंत्रित करने के लिए प्राथमिक विधि है, विशेष रूप से गर्म स्थान की स्थिति और तापमान।

2. तापमान मापन और फीडबैक: थर्मोकपल, इन्फ्रारेड पाइरोमीटर और भट्ठी के प्रमुख स्थानों (बैच चार्जर, पिघलने वाले क्षेत्र, हॉट स्पॉट, फाइनिंग ज़ोन, फोरहर्थ) पर स्थित अन्य उपकरणों का उपयोग करके निरंतर तापमान निगरानी की जाती है। ये मापन ज्वाला समायोजन के आधार के रूप में कार्य करते हैं।

3. स्वचालित नियंत्रण प्रणालियाँ: आधुनिक बड़े पैमाने की टैंक भट्टियों में व्यापक रूप से डीसीएस/पीएलसी प्रणालियाँ प्रयुक्त होती हैं। ये प्रणालियाँ पूर्व निर्धारित तापमान वक्रों और वास्तविक समय मापों के आधार पर ईंधन प्रवाह, दहन वायु प्रवाह, बर्नर कोण/डैम्पर्स जैसे मापदंडों को समायोजित करके लौ और तापमान को स्वचालित रूप से नियंत्रित करती हैं।

4. प्रक्रिया संतुलन: ऊर्जा खपत को कम करते हुए कांच की गुणवत्ता (उच्च तापमान पर पिघलना, अच्छा स्पष्टीकरण और समरूपीकरण) सुनिश्चित करने और भट्ठी की सुरक्षा (अत्यधिक तापमान, ज्वाला के प्रभाव से बचना) के बीच इष्टतम संतुलन पाना आवश्यक है।