Faktorët kryesorë të procesit që ndikojnë në shkrirjen e qelqit

Faktorët kryesorë të procesit që ndikojnë në shkrirjen e qelqit shtrihen përtej vetë fazës së shkrirjes, pasi ato ndikohen nga kushtet para-shkrirjes, të tilla si cilësia e lëndës së parë, trajtimi dhe kontrolli i skuletit, vetitë e karburantit, materialet zjarrduruese të furrës, presioni i furrës, atmosfera dhe përzgjedhja e agjentëve të imëtimit. Më poshtë është një analizë e detajuar e këtyre faktorëve:

ⅠPërgatitja e lëndës së parë dhe kontrolli i cilësisë

1. Përbërja Kimike e Serisë

SiO₂ dhe përbërjet zjarrduruese: Përmbajtja e SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂ dhe përbërjeve të tjera zjarrduruese ndikon drejtpërdrejt në shkallën e shkrirjes. Një përmbajtje më e lartë rrit temperaturën e kërkuar të shkrirjes dhe konsumin e energjisë.

Oksidet e Metaleve Alkaline (p.sh., Na₂O, Li₂O): Ulin temperaturën e shkrirjes. Li₂O, për shkak të rrezes së tij të vogël jonike dhe elektronegativitetit të lartë, është veçanërisht efektiv dhe mund të përmirësojë vetitë fizike të qelqit.

2. Para-trajtimi i serisë

Kontrolli i lagështisë:

Lagështia Optimale (3%~5%): Përmirëson lagështirën dhe reagimin, zvogëlon pluhurin dhe ndarjen;

Lagështia e tepërt: Shkakton gabime në peshim dhe zgjat kohën e pastrimit.

Shpërndarja e Madhësisë së Grimcave:

Grimca të trasha të tepërta: Zvogëlojnë sipërfaqen e kontaktit të reaksionit, zgjat kohën e shkrirjes;

Grimca të tepërta të imëta: Çojnë në agglomerim dhe adsorbim elektrostatik, duke penguar shkrirjen uniforme.

3. Menaxhimi i kullimit

Prerja e metaleve duhet të jetë e pastër, pa papastërti dhe të përputhet me madhësinë e grimcave të lëndëve të para të freskëta për të shmangur futjen e flluskave ose mbetjeve të pashkrira.

Ⅱ. Dizajni i furrësdhe Vetitë e Karburantit

1. Përzgjedhja e Materialit Refraktor

Rezistenca ndaj erozionit në temperatura të larta: tulla me përmbajtje të lartë zirkoni dhe tulla me elektrolizë të shkrirë të zirkonit dhe korundit (AZS) duhet të përdoren në zonën e murit të pishinës, në fund të furrës dhe në zona të tjera që vijnë në kontakt me lëngun e qelqit, në mënyrë që të minimizohen defektet e gurit të shkaktuara nga erozioni kimik dhe gërvishtjet.

Stabiliteti termik: Rezistoni ndaj luhatjeve të temperaturës dhe shmangni copëtimin e materialeve zjarrduruese për shkak të shokut termik.

2. Efikasiteti i karburantit dhe djegies

Vlera kalorifike e karburantit dhe atmosfera e djegies (oksiduese/reduktuese) duhet të përputhen me përbërjen e qelqit. Për shembull:

Gaz Natyror/Naftë e Rëndë: Kërkon kontroll të saktë të raportit ajër-karburant për të shmangur mbetjet e sulfurit;

Shkrirja Elektrike: I përshtatshëm për shkrirje me precizion të lartë (p.sh.,qelq optik), por konsumon më shumë energji.

ⅢOptimizimi i Parametrave të Procesit të Shkrirjes

1. Kontrolli i temperaturës

Temperatura e shkrirjes (1450~1500℃): Një rritje e temperaturës prej 1℃ mund të rrisë shkallën e shkrirjes me 1%, por erozioni zjarrdurues dyfishohet. Është i nevojshëm një ekuilibër midis efikasitetit dhe jetëgjatësisë së pajisjeve.

Shpërndarja e Temperaturës: Kontrolli i gradientit në zona të ndryshme të furrës (shkrirja, imëtimi, ftohja) është thelbësor për të shmangur mbinxehjen lokale ose mbetjet e pashkrira.

2. Atmosfera dhe Presioni

Atmosfera Oksiduese: Nxit dekompozimin organik, por mund të intensifikojë oksidimin e sulfurit;

Reduktimi i Atmosferës: Shtyp ngjyrosjen Fe³+ (për qelq pa ngjyrë), por kërkon shmangien e depozitimit të karbonit;

Stabiliteti i Presionit të Furrës: Një presion i lehtë pozitiv (+2~5 Pa) parandalon thithjen e ajrit të ftohtë dhe siguron heqjen e flluskave.

3. Agjentë dhe flukse për pastrim

Fluoridet (p.sh., CaF₂): Zvogëlojnë viskozitetin e shkrirjes dhe përshpejtojnë heqjen e flluskave;

Nitratet (p.sh., NaNO₃): Lëshojnë oksigjen për të nxitur tretjen oksidative;

Flukse të përbëra**: p.sh., Li₂CO₃ + Na₂CO₃, temperaturë shkrirjeje sinergjikisht më e ulët.

ⅣMonitorimi Dinamik i Procesit të Shkrirjes

1. Viskoziteti dhe rrjedhshmëria e shkrirjes

Monitorim në kohë reale duke përdorur viskozitetra rrotullues për të rregulluar temperaturën ose raportet e fluksit për kushte optimale formimi.

2. Efikasiteti i Heqjes së Flluskave

Vëzhgimi i shpërndarjes së flluskave duke përdorur teknika me rreze X ose imazherie për të optimizuar dozën e agjentit finitës dhe presionin e furrës.

ⅤÇështje të Zakonshme dhe Strategji Përmirësimi

Përfundim

Shkrirja e qelqit është rezultat i sinergjisë midis lëndëve të para, pajisjeve dhe parametrave të procesit. Kërkon menaxhim të kujdesshëm të projektimit të përbërjes kimike, optimizimit të madhësisë së grimcave, përmirësimeve të materialeve zjarrduruese dhe kontrollit dinamik të parametrave të procesit. Duke rregulluar shkencërisht flukset, duke stabilizuar mjedisin e shkrirjes (temperatura/presioni/atmosfera) dhe duke përdorur teknika efikase të imëtimit, efikasiteti i shkrirjes dhe cilësia e qelqit mund të përmirësohen ndjeshëm, ndërsa konsumi i energjisë dhe kostot e prodhimit zvogëlohen.