Quarzgut Rollen weit Glas zu transportieren in Hochtemperaturumgebungen verwendet werden, wobei die Temperofen unter den anspruchsvollsten Operationen.

Nach Gilbert Rancoule, der Entwicklung von SO2 Einspritzung singuläre Arbeitsbedingungen zu schaffen, den Rollbetrieb beeinflussen und erfordern das Verständnis der chemischen Reaktionen erzeugt.

Bei dem Verfahren der thermischen Zähigkeits ist das Glas auf eine Temperatur knapp unterhalb des Erweichungspunkts und wird dann schnell in Luft abgeschreckt. Die Außenseite des Glases schnell abkühlt, während die Innen Verträge und langsamer abkühlt. Wenn schließlich das Glas eine einheitliche Temperatur erreicht hat, wird eine Druckspannung wird worden war in der Oberfläche und eine kompensierende innere Zugspannung entwickelt aufgebaut.

Die Oberflächendruckspannung tatsächlichen Werte hängen von solchen Faktoren wie Glasdicke und der Wärmeübergangskoeffizient sowie der Wärmebehandlungszeitplan. Die Begrenzung externe Faktoren, die die Qualität der Glasoberfläche modifizieren könnten haben das Ziel der Industrie immer, sowie die Möglichkeit für Prozessflexibilität.

Die Reaktion zwischen Na-Ionen und injizierte SO2 auf der Glasoberfläche eine Sulfat Oberfläche schaffen, die unter normalen Arbeitsbedingungen stabil ist. Während der Glasscheibe Handhabung ist das Natriumsulfat-Pulver auf die Glasscheibe Umgebung übertragen.

Walzenoberflächenverschlechterung folgende Metallsulfatablagerungen.

Eine Ablagerung von Sulfat wird an der Grenzfläche von Glas und Förderrollen beobachtet, die von potentiellen Nutzen für die Kontaktfläche Langlebigkeit betrachtet wird. In der Tat wird der langsam sich entwickelnde Natriumsulfat in einer kontinuierlichen Grenzfläche von neutral Reaktivität gegenüber der Glaschemie. Die kontinuierliche gasförmige Wechselwirkung führt zur Bildung eines festen Schmiermittels Na2SO4, stabil bei Temperaturen, die gängige Praxis für Glaswärmebehandlungen werden; Tempern oder Glühen Zonen.

Die Ausbeute an Na2SO4 Bildung wird direkt mit der Feuchtigkeitsgehalt, Konzentration und Temperatur verbunden ist; wenn die Wirkung von Natriumsulfat gut bekannt ist, können einige Produkte der Reaktion einige negative Aspekte in der Glaskontaktqualität präsentieren, vor allem im niedrigen Temperatur transienten Domäne. Metastabile Formen von Natriumsulfat können in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen erzeugt werden und führen zu komplexen Reaktionen, die unerwarteten Ergebnisse in der Funktion der Temperatur auslösen kann.

Instabile Natriumsulfat Spezies könnte mit der Ofenumgebung bilden und zu interagieren und den Glaspartikeln und Staub zu erfassen, die Glasfehler erzeugen kann, wenn keine Korrekturmaßnahmen ergriffen werden unerwünschte Betriebszustände zu vermeiden. Glasqualität und ZYAROCK® Rolle Effizienz werden durch die Beobachtung Ofen Anpassungen verbessert.

GLASS DEFEKT MODI

Die Beobachtung der Glasoberfläche ermöglicht ein hohes Maß an Informationen über die Ofenarbeitsumgebung und die Betriebsbedingungen. Furnace-Abbau über die Zeit und die Temperatur führen zu Qualitäts Auswirkungen, die entweder im Ofen oder das Glas gesehen werden. Furnace Wartung ist der Schlüssel für die Glasqualität, aber wir konnten auch die Entwicklung des Glasbedarfs in Abhängigkeit von den anspruchsvollsten Anwendungen analysieren.

Die Beziehung zwischen dem effektiven Glasreinigungsverfahren, Ofen und Fabrik Sauberkeit, Wartungsbedingungen und Glasoberflächenqualität ist sicherlich eine wiederkehrende Untersuchung statt muss nehmen, wenn der Betrieb ist analysed-

(1) Glas Ablagerung; (2) Mechanische Einrückung; (3) Ablagerung Lackierung

Gute Quarzgut Walzenoberflächen werden durch eine strenge Kontrolle der Arbeitsumgebung aufrechterhalten zu vermeiden, die Kontaktfläche zu beschädigen. Wichtige Regeln sollten Natrium Kontamination beobachtet werden verbunden vermeiden nicht nur die Handhabung zu rollen, Übertragung und Reinigung, sondern auch für Glasbearbeitung vor dem Tempern.

Wenn Roll Sauberkeit erreicht wird, soll der nächste Schritt sein, um die Einführung von Teilchen im Innern des Ofens durch Stauberzeugung und Luftströmungssteuerung zu vermeiden, bevor thermische Beständigkeit im Ofen.

Natriumsulfat Stabilität Funktion der Temperatur und Atmosphäre relativen Luftfeuchtigkeit.

Thermodynamische Analyse des Natriumsulfat System - Na-O Phasenstabilitätsdiagramm bei 300,000 ° C.

Das thermodynamische Gleichgewicht für Glaschemie unter SO2 Dampfumgebung.

THERMAL PROFIL UND GLAS INTERACTION

Die Qualität der thermischen Beständigkeit im Ofen bestimmt nicht nur die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung von der Ofenumgebung auf das Glas, sondern auch die relative physikalische Stabilität der Glasscheibe während der Überführung in dem Ofen. Die Glasart und Chemie, sowie Glasdicke sollten berücksichtigt werden, um die besten Betriebsbedingungen am Ofeneingang zu definieren.

Die Temperatur der Walzen und der Ofeneingang Wärmefluß sind wichtige Arbeitsparameter, welche die beste Homogenität auf oberen und unteren Glasoberflächen definiert sicherzustellen. Die minimale Verformung der Glasscheibe soll durch die Anpassung des Wärmeflusses in der Anfangsphase des Erwärmungsprofils berücksichtigt werden:

· Glaswärmeaufnahme (Dicke, Chemie, Beschichtungs-, Textur).

· Boden / Ober Temperaturgradient (statisch oder turbulent Wärmefluß, Konvektionsmodus, Walzentyp).

· Reflektierende Wärmeübertragung (feuerfeste Materialien).

· Furnace Design Glas Temper-Typ (Engineering und Wärmekontrolle).

· Glaskanteneffekt.

Glas geometrische Stabilität ist direkt mit dem Wärmeprofil verbunden, wie Glas Wärmeausdehnungs hängt von Glas Leitfähigkeit und IR-Absorption. Ein schwieriges Gleichgewicht befindet sich am Rand der Glasscheibe erreicht, wobei höhere Wärmeübertragung wird durch die Konvektion und Strahlungswärmeleitung erhalten.

Isolationsqualität ist ein primäres Ziel, wenn die Arbeitsumgebung des Ofens unter Berücksichtigung, wie es oft zu Stauberzeugung Fasern oder Partikel gebunden ist (wenn keine chemischen Veränderungen beteiligt, wenn für mögliche Reaktion mit der Ofenatmosphäre suchen).

Der Abbau des Futters ist auch eine Frage der Zeit und Temperatur. Konsistenz der Dichtungen Rollen ist ein wichtiger Parameter für eine maximale thermische Stabilität erreicht wird und der Staub aus der Verringerung der mechanischen Abnutzung und Wärmelecks kommt. Die perfekte Isolierung verhindert eine Überhitzung des Rollen Endkappe, so Verschiffen und heiße TIR Probleme zu induzieren.

ATMOSPHÄRE UND GAS INTERACTION

Beeinflussenden Parameter sind der Schlüssel für das Verständnis von Natriumsulfat Stabilität. Wenn wir, dass die Bildung von Natriumsulfat überlegen für die Anwendung ein echter Vorteil ist, ist es wichtig zu verstehen, wie Veränderung der Umwelt und die Konzentration wird die Bildung von Na2SO4 auswirken.

Verschiedene Parameter für die Bildung von Na2SO4 umfassen den kollektiven Einfluss von Feuchtigkeit, Niedertemperaturbehandlung, hohe Konzentration SO2, Glaschemie Interaktion und Walzenanlage.

FEUCHTIGKEIT UND NIEDERTEMPERATUR

Feuchtigkeit wird die Stabilität von SO2 im Innern des Ofens direkt beeinflussen, während die doppelte Wirkung der Temperatur und die Feuchtigkeit wird direkt auf die Konzentration von SO2 auswirken. Wenn Feuchtigkeit (Feuchtigkeit 10% maximales Wasser in Luft) an die SO2 innerhalb des Ofens gemischt wird, Hydroxyl Natriumsulfat wird in der Niedertemperaturzone gebildet. Dies kann bei einer höheren Temperatur zu Na2SO4 im mittleren Temperaturbereich vor der Dissoziation zur Bildung einer metastabilen Phase Na2S2O7 führen.

Auf einer gleichen Reaktion kann die potentielle Bildung von Schwefelsäure in der Niedrigtemperaturzone zu sehen ist, mit der Änderung der Hydroxyl zusammenfällt.

SO2-Konzentration

Niedrige Konzentrationen in SO2 und Hochtemperatur-Operationen notwendig sind, um die Umwandlung zu höheren Oxidationszustand Natriumsulfat zu reduzieren. Nur dann stabil am unteren Ende Temperaturbereich besitzt Natrium bisphate ein viskoses Verhalten, das die Bedingungen für die anhaftenden Oxiden und Metalle aus der Arbeitsumgebung zu dem Glas und auf die Walzen erzeugt.

Die Anwesenheit von Feuchtigkeit bei gleichzeitig hohe Schwefelkonzentration in der Atmosphäre ist die unerwünschte Konfiguration für die Stabilität der Sulfatphase. Die Bildung von Na2SO4 sollte die Priorität gegenüber anderen Natrium Phasen sein, einen sauberen Betrieb zu gewährleisten.

Glaschemie INTERACTION

Natriumdämpfe im Ofen sind eindeutig abhängig von der Temperatur und der Glaschemie. Es wird empfohlen, in dem Ofen erzeugte Ofenatmosphäre Verteilung und Gasströmung durch SO2 Diffusion und die Wärmegradient zu steuern stabile Betriebsbedingungen für die Bildung von Na2SO4 zu erreichen.

Elemente aus dem Glas haben auch Reaktivität mit SO2, aber es kann nachgewiesen werden, dass die Stabilität der verschiedenen Sulfate ist möglich, bei hohen Temperatur. Diese Reaktivität ist schwierig, im Innern des Glases zu erhalten, jedoch aufgrund der Stabilität der ionischen Spezies im Vergleich zu der Beweglichkeit der Natriumionen.

Die am weitesten verbreitete Reaktion sollte freie metallische Elemente, die in dem Ofen betrachten, wie Staub entweder durch den Ofen Umfassungswände oder durch Niedertemperatur-Kondensationszone Reaktionen erzeugte, Schwefel und Feuchtigkeitsaustausch beteiligt ist.

Die Keramikwalze keine Bedingung für die Aufbau schaffen und sollte eine neutrale Oberfläche unter den meisten Bedingungen in Betracht gezogen werden. Hohe Temperaturen und stabile atmosphärische Bedingungen sind nur teilweise Situationen zu sauberem Betrieb zu erklären und sollen nie Ofenwartungsroutinen ersetzen.

Wenn eine metallische Walze in der SO2-Umgebung unter Berücksichtigung sind zahlreiche Reaktionen möglich, daß Metall Instabilität bei hohen Temperatur und die Bildung von Schwefeln Phasen der metallischen Spezies (Fe, Ni) einzuführen. Wenn Feuchtigkeit beteiligt ist, erhöht die Reaktivität der Rolle exponentiell aufgrund des korrosiven Angriff des Metalls.

Die Anwesenheit von Natrium auf der Oberfläche einer Quarzglas-Keramikwalze ist ohne negativen Effekt für die Keramik, wenn die Chemie des Natriumsulfats realisiert wird. Wenn jedoch die Betriebsumgebung, die Bedingungen für metastabile Natriumsulfate erzeugt, Schwefelwasserstoff, Hydrogensulfat oder Natriumoxid, haben wir alle Elemente für eine langsame Reaktion, die Keramikoberfläche physikalischen Abbau beinhaltet.

Die kristalline Umwandlung des Quarzglases bewirkt irreversible Beschädigung der Oberfläche auf der Rolle und soll bei der Anfangsstufe des Leitungsdienstes durch gute Wartung der Walzen verhindert werden, die Keramikoberfläche zu reinigen entworfen von Natriumoxid. Beobachtung der Rolle wird durch Entfernen unerwarteten Aufbau erreicht, wenn Ablagerungen außer Natriumsulfat bemerkt werden.

Staub und Oxid Aufbau auf den Walzen müssen entfernt werden, bevor sie im Inneren des stark reaktiven Natriumoxid anlagern. Solche Operationen werden durch klares Wasser Reinigung außerhalb des Ofens durchgeführt wird, so oft wie notwendig, um die keramische Oberflächenchemie zu stabilisieren und auf Nennwalzenanlage zurück.

FAZIT

Glasqualität ist auf die Sauberkeit der Ofenumgebung verbunden. Staubkontrolle wird durch gute Isolationseigenschaften erhalten, mit Rolldichtungen und den Luftstrom in den Ofen eingebracht. Die thermische Beständigkeit der Anlassumgebung verbindet die Glaseigenschaften zu Ofenfähigkeit und die Produktflexibilität Anforderung.

Wenn die Betriebsbedingungen optimiert sind, gibt die Einführung von SO2 in dem Ofen den letzten Schliff von Kontaktcharakteristik mit der Bildung von Natriumsulfat-Zwischenschicht zu extremen Bedingungen von Glas Dimension und Art zu vermeiden.

Strenge Kontrolle der Atmosphäre Haft und Gasstrom in dem Ofen sollte die Bildung von hohen Oxidationsstufen für das Sulfat zu vermeiden, durchgeführt werden, die viskosen Flüssigkeiten, und erstellen Serviceprobleme in der Übergangsphase des Betriebes führen könnte.

Die Ofenumgebung ist mit Nebenreaktionen in Betracht gezogen werden, die mit Staub und Partikel aus der Auskleidung, Oxid-Reduktion und Korrosion, der Glasqualität bei normalen Betriebsbedingungen nachteilig sind.
 

Autor: Gilbert Rancoule, direktor R & D Vesuvius Fused Silica Abteilung

Der Artikel wurde zum ersten Mal in GLASS WORLDWIDE MAGAZIN- JULI / AUGUST 2011 veröffentlicht