소식

강제 균질화에 중요하고 널리 사용되는 기술인 버블링은 용융 유리의 청징 및 균질화 공정에 중대하고 복잡한 영향을 미칩니다. 자세한 분석은 다음과 같습니다.

1. 버블링 기술의 원리

버블링은 용해로 바닥(일반적으로 용해 영역 후반부 또는 청징 영역)에 여러 줄의 버블러(노즐)를 설치하는 것을 포함합니다. 특정 가스(보통 압축 공기, 질소 또는 불활성 가스)를 고온 용융 유리에 주기적 또는 연속적으로 주입합니다. 가스는 팽창하여 용융 유리를 통과하며 상승하면서 상승 기포 기둥을 형성합니다.

2. 버블링이 정제 공정에 미치는 영향(주로 긍정적)

버블링은 주로 가스 거품을 제거하여 유리를 투명하게 만드는 데 도움이 됩니다.

거품 제거 촉진

흡입 효과: 크고 솟아오르는 기포의 뒤편으로 저압대가 형성되어 "펌핑 효과"를 생성합니다. 이는 주변의 용융 유리에서 작은 미세 기포를 효율적으로 끌어당기고, 모으고, 합쳐 표면으로 배출합니다.

감소된 가스 용해도: 주입된 가스, 특히 불활성 가스는 용융 유리에 용해된 가스(예: SO₂, O₂, CO₂)를 희석하여 분압을 낮출 수 있습니다. 이는 용해된 가스가 상승하는 기포로 용출되는 것을 용이하게 합니다.

감소된 국소 과포화: 상승하는 거품은 기화성 기체-액체 계면을 제공하여 과포화된 용해 기체가 더 쉽게 용해되어 거품 속으로 확산될 수 있도록 합니다.

단축된 벌금 경로: 상승하는 기포 기둥은 "빠른 트랙" 역할을 하여 용해된 가스와 미세 기포가 표면으로 이동하는 속도를 높입니다.

폼층 파괴: 표면 근처에서 올라오는 거품은 가스 배출을 방해할 수 있는 짙은 거품층을 분해하는 데 도움이 됩니다.

잠재적 부정적 영향(통제 필요)

새로운 버블의 소개: 기포 발생 매개변수(가스 압력, 주파수, 순도)가 제대로 제어되지 않거나 노즐이 막히면 원치 않는 작은 기포가 새로 생성될 수 있습니다. 이러한 기포가 후속 정제 과정에서 제거되거나 용해되지 않으면 결함으로 이어질 수 있습니다.

잘못된 가스 선택: 주입된 가스가 용융 유리나 용해된 가스와 반응하지 않으면 제거하기 어려운 가스나 화합물이 생성되어 정제 공정을 방해할 수 있습니다.

3. 버블링이 균질화 공정에 미치는 영향(주로 긍정적)

버블링은 혼합 및 균질화를 크게 향상시킵니다.용융 유리.

향상된 대류 및 교반

수직 순환: 기포 기둥이 상승하면서 용융 유리에 비해 밀도가 낮아 강한 상향 유동을 생성합니다. 상승하는 유리를 보충하기 위해 주변 유리와 바닥 유리가 기포 기둥을 향해 수평으로 흐르면서 강력한 상승 기류를 생성합니다.수직 순환또는전달이러한 강제 대류는 용융 유리의 수평 혼합을 크게 가속화합니다.

전단 혼합: 상승하는 거품과 주변의 녹은 유리 사이의 속도 차이로 인해 전단력이 발생하여 인접한 유리 층 사이의 확산 혼합이 촉진됩니다.

인터페이스 갱신: 상승하는 거품의 교반은 서로 다른 조성의 유리 사이의 접촉면을 지속적으로 상쾌하게 하여 분자 확산의 효율성을 향상시킵니다.

계층화와 줄무늬의 붕괴

강한 대류는 효과적으로 분해됩니다화학적 또는 열적 층화그리고줄무늬밀도 차이, 온도 구배, 또는 불균일한 공급으로 인해 발생합니다. 이러한 층들을 혼합을 위한 주요 흐름에 통합합니다.

이것은 특히 제거하는 데 도움이 됩니다."데드존"탱크 바닥에서 결정화를 줄이거나 장기간 정체로 인해 발생하는 심각한 불균일성을 줄입니다.

향상된 균질화 효율

자연 대류 또는 온도 구배 흐름과 비교할 때, 버블링에 의해 생성되는 강제 대류는더 높은 에너지 밀도와 더 넓은 도달 범위이를 통해 원하는 수준의 균질성을 달성하는 데 필요한 시간이 크게 단축되거나 동일한 기간 내에 더 높은 균질성이 달성됩니다.

잠재적인 부정적 영향(주의 필요)

내화재 침식: 상승하는 기포의 고속 흐름과 이로 인해 발생하는 강한 대류는 탱크 바닥과 측벽 내화재의 침식 및 부식을 심화시켜 용광로의 수명을 단축시킬 수 있습니다. 또한, 이로 인해 용융 유리에 침식 생성물이 유입되어 새로운 불균일성(돌, 줄무늬)을 유발할 수 있습니다.

흐름 패턴의 중단: 기포 발생 지점 배치, 기포 크기 또는 빈도가 잘못 설계되면 용융 탱크 내부의 원래 유익한 온도와 자연 유동장을 방해할 수 있습니다. 이로 인해 새로운 불균일 영역이나 와류가 생성될 수 있습니다.

4. 버블링 기술의 주요 제어 매개 변수

버블링 위치: 일반적으로 용융 구역 후반부(원료가 대부분 용융되도록 보장)와 청징 구역에 위치합니다. 흐름 및 온도장을 최적화할 수 있도록 위치를 선택해야 합니다.

가스 선택: 공기(저렴하지만 산화성이 강함), 질소(불활성), 그리고 아르곤과 같은 불활성 기체(불활성은 가장 좋지만 가격이 비쌈) 등이 있습니다. 선택은 유리 조성, 산화환원 상태, 그리고 비용에 따라 달라집니다.

거품 크기: 이상적인 것은 더 큰 기포(직경 수 밀리미터에서 수 센티미터)를 생성하는 것입니다. 작은 기포는 느리게 상승하고 흡입력이 약하며, 쉽게 배출되지 않아 결함이 발생할 수 있습니다. 기포 크기는 노즐 설계와 가스 압력에 따라 조절됩니다.

버블링 빈도: 주기적인 버블링(예: 몇 분마다)은 연속적인 버블링보다 종종 더 효과적입니다. 버블링은 강한 교란을 유발하는 동시에 버블이 배출되고 유리가 안정될 시간을 확보합니다. 강도(가스 유량 및 압력)는 유리의 깊이와 점도에 맞춰야 합니다.

버블링 포인트 레이아웃: 탱크 전체 너비를 덮는 여러 줄을 엇갈리게 배치하면 대류가 모든 모서리에 도달하여 "데드존"을 방지할 수 있습니다. 간격을 최적화해야 합니다.

가스 순도: 새로운 문제가 발생하지 않도록 습기나 기타 가스와 같은 불순물을 피해야 합니다.

결론적으로, 버블링은 용융 유리에 가스를 주입하여 강력한 수직 순환과 교반을 생성하는 핵심 기술입니다. 이는 내부 청징 과정을 크게 가속화하여 크고 작은 기포가 합쳐지고 배출되도록 도울 뿐만 아니라, 화학적 및 열적 불균일층을 효과적으로 분해하고 유동 데드존을 제거합니다. 결과적으로 유리의 균질화 효율과 품질을 크게 향상시킵니다. 그러나 새로운 기포 결함 발생, 내화물 침식 악화 또는 원래 유동장 교란을 방지하기 위해서는 가스 선택, 위치, 빈도, 기포 크기와 같은 주요 매개변수를 엄격하게 제어하는 ​​것이 필수적입니다. 따라서 잠재적인 단점이 있음에도 불구하고, 버블링은 유리 제조를 크게 향상시키기 위해 최적화할 수 있는 핵심 기술입니다.