용융 실리카 롤러는 고온 환경에서 유리를 운반하는 데 널리 사용되며, 템퍼링로는 가장 까다로운 작업 중 하나입니다.

Gilbert Rancoule에 따르면 SO2 주입의 개발은 롤 작동에 영향을 미치고 생성된 화학 반응에 대한 이해가 필요한 단일 작업 조건을 생성하고 있습니다.

열 강화 과정에서 유리는 연화점 바로 아래의 온도로 가열된 후 공기 중에서 빠르게 담금질됩니다.유리 외부는 빠르게 냉각되는 반면, 내부는 수축되어 더 천천히 냉각됩니다.유리가 결국 균일한 온도에 도달하면 표면에 압축 응력이 형성되고 보상하는 내부 인장 응력이 발생하게 됩니다.

표면 압축 응력 실제 값은 유리 두께, 열 전달 계수 및 열처리 일정과 같은 요소에 따라 달라집니다.유리 표면의 품질을 변경할 수 있는 외부 요인을 제한하고 공정 유연성을 확보하는 것이 항상 업계의 목표였습니다.

Na 이온과 주입된 SO2 사이의 반응은 정상적인 작업 조건에서 안정적인 유리 표면에 황산염 표면을 생성합니다.유리판을 취급하는 동안 황산나트륨 분말은 유리판 환경으로 옮겨집니다.

금속 황산염 축적으로 인한 롤 표면 저하.

유리와 컨베이어 롤의 경계면에서 황산염 침전이 관찰되는데, 이는 접촉 표면 수명에 잠재적인 이점이 있는 것으로 간주됩니다.실제로 황산나트륨은 유리 화학에 대한 중성 반응성의 연속 인터페이스에서 천천히 진화하고 있습니다.지속적인 기체 상호작용은 유리 열처리의 표준 관행인 온도에서 안정적인 고체 윤활제 Na2SO4를 생성합니다.템퍼링 또는 어닐링 영역.

Na2SO4 형성 수율은 수분 수준, 농도 및 온도와 직접적으로 연관됩니다.황산나트륨의 작용이 잘 알려져 있는 경우 일부 반응 생성물은 주로 저온 과도 영역에서 유리 접촉 품질에 부정적인 측면을 나타낼 수 있습니다.준안정 형태의 황산나트륨은 환경 조건의 함수로 생성될 수 있으며 온도 함수에서 예상치 못한 결과를 유발할 수 있는 복잡한 반응으로 이어질 수 있습니다.

불안정한 황산나트륨 종은 바람직하지 않은 작동 조건을 피하기 위해 시정 조치를 취하지 않을 경우 용해로 환경 및 유리와 상호 작용하여 유리 결함을 일으킬 수 있는 입자 및 먼지를 포착할 수 있습니다.유리 품질과 ZYAROCK® 롤 효율은 용광로 조정을 관찰함으로써 향상됩니다.

유리 결함 모드

유리 표면을 관찰하면 퍼니스 작업 환경과 작동 조건에 대한 높은 수준의 정보를 얻을 수 있습니다.시간과 온도에 따른 용광로 성능 저하로 인해 용광로나 유리에서 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.용광로 유지관리는 유리 품질의 핵심이지만 가장 까다로운 응용 분야의 함수로서 유리 요구 사항의 변화를 분석할 수도 있습니다.

효과적인 유리 청소 절차, 용광로 및 공장 청결도, 유지 관리 조건 및 유리 표면 품질 사이의 관계는 확실히 작업을 분석할 때 수행해야 하는 반복적인 조사입니다.

(1) 유리 예금;(2) 기계적 압입;(3) 페인트 침전물

양호한 용융 실리카 롤러 표면은 접촉 표면의 손상을 방지하기 위한 작업 환경의 엄격한 제어를 통해 유지됩니다.롤 취급, 이송 및 청소뿐만 아니라 템퍼링 전 유리 준비와 관련된 나트륨 오염을 방지하려면 중요한 규칙을 준수해야 합니다.

롤 청결도가 달성되면 다음 단계는 퍼니스 열 일관성으로 이동하기 전에 먼지 생성 및 공기 흐름 제어를 통해 퍼니스 내부에 입자가 유입되는 것을 방지하는 것입니다.

온도 및 대기 상대 습도의 황산나트륨 안정성 기능.

황산나트륨 시스템의 열역학적 분석 – 300.000°C에서의 Na-OS 상 안정성 다이어그램.

SO2 증기 환경에서 유리 화학의 열역학적 평형.

열 프로필 및 유리 상호 작용

용광로의 열 일관성 품질은 용광로 환경에서 유리로의 열 전달 속도뿐만 아니라 용광로에서 전달되는 동안 유리 시트의 상대적인 물리적 안정성도 결정합니다.용광로 입구에서 최상의 작동 조건을 정의하려면 유리 유형과 화학적 성질, 유리 두께를 고려해야 합니다.

롤의 온도와 퍼니스 입구 열 흐름은 상단 및 하단 유리 표면에서 최상의 균질성을 보장하기 위해 정의된 주요 작업 매개변수입니다.유리 시트의 최소 변형은 가열 프로파일의 초기 단계에서 열 흐름의 적응을 통해 고려되어야 합니다.

· 유리 열흡수(두께, 화학, 코팅, 질감).

· 바닥/상부 온도 구배(정적 또는 난류 열 흐름, 대류 모드, 롤 유형).

· 반사 열 전달(내화물).

· 유리 템퍼링 방식에 따른 용광로 설계(엔지니어링 및 열 제어).

· 유리 가장자리 효과.

유리 열팽창은 유리 전도도와 IR 흡수에 따라 달라지므로 유리 기하학적 안정성은 열 프로필과 직접적으로 연결됩니다.대류 및 복사 열 전도로 인해 더 높은 열 전달이 얻어지는 유리 시트의 가장자리에서는 어려운 평형이 달성됩니다.

단열 품질은 용광로의 작업 환경을 고려할 때 주요 목표입니다. 이는 종종 분진 발생 섬유 또는 입자와 연결되기 때문입니다(로 대기와의 잠재적인 반응을 찾을 때 화학적 변화를 수반하지 않는 경우).

안감의 열화도 시간과 온도의 문제입니다.롤 씰의 일관성은 최대 열 안정성을 달성하고 기계적 마모 및 열 누출로 인해 발생하는 먼지를 줄이는 데 중요한 매개변수입니다.완벽한 단열재는 롤러 엔드 캡의 과열을 방지하여 운송 및 뜨거운 TIR 문제를 유발합니다.

대기와 가스 상호작용

영향을 미치는 매개변수는 황산나트륨 안정성을 이해하는 데 핵심입니다.황산나트륨의 형성이 응용 분야의 실질적인 이점이라고 생각한다면 환경과 농도의 변화가 Na2SO4 형성에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것이 중요합니다.

Na2SO4 형성을 위한 다양한 매개변수에는 수분, 저온 처리, 고농도 SO2, 유리 화학 상호작용 및 롤 컨디셔닝의 집합적 영향이 포함됩니다.

수분 및 저온

수분은 용해로 내부 SO2의 안정성에 직접적인 영향을 미치는 반면, 온도와 습기의 이중 작용은 SO2 농도에 직접적인 영향을 미칩니다.로 내부의 SO2에 습도(공기 중 수분 최대 10% 수분)가 혼합되면 저온대에서 황산나트륨 수산기가 형성됩니다.이는 더 높은 온도에서 Na2SO4로 해리되기 전에 중간 온도 범위에서 준안정한 Na2S2O7 상을 생성할 수 있습니다.

동일한 반응에서 수산기의 변화와 동시에 저온 영역에서 잠재적인 황산 형성을 볼 수 있습니다.

SO2 농도

더 높은 산화 상태의 황산나트륨으로의 전환을 줄이기 위해서는 SO2의 낮은 농도와 고온 작업이 필요합니다.낮은 온도 범위에서만 안정적인 이수산나트륨은 작업 환경에서 유리와 롤에 산화물과 금속을 부착하기 위한 조건을 생성하는 점성 거동을 갖습니다.

대기 중 높은 황 농도와 동시에 수분의 존재는 황산염 상의 안정성에 가장 바람직하지 않은 구성입니다.깨끗한 작업을 보장하려면 Na2SO4의 형성이 다른 나트륨 단계보다 우선시되어야 합니다.

유리화학 상호작용

용해로의 나트륨 증기는 분명히 온도와 유리 화학에 따라 달라집니다.Na2SO4 형성을 위한 안정적인 작동 조건을 달성하려면 SO2 확산과 퍼니스에서 생성된 열 구배를 통해 퍼니스 분위기 분포와 가스 흐름을 제어하는 ​​것이 좋습니다.

유리의 원소도 SO2와 반응성이 있지만 고온에서 다양한 황산염의 안정성이 가능하다는 것을 확인할 수 있습니다.그러나 이러한 반응성은 나트륨 이온의 이동성에 비해 이온 종의 안정성으로 인해 유리 내부에서 얻기가 어렵습니다.

가장 널리 퍼진 반응에서는 노 격납벽이나 황과 수분 교환을 포함하는 저온 응축 구역 반응에 의해 생성된 분진으로 노에 존재하는 유리 금속 원소를 고려해야 합니다.

세라믹 롤은 축적 조건을 생성하지 않으며 대부분의 조건에서 중립 표면으로 간주되어야 합니다.고온 및 안정적인 대기 조건은 청정 작동을 설명하는 부분적인 상황일 뿐이며 용광로 유지 관리 루틴을 대체해서는 안 됩니다.

SO2 환경에서 금속 롤을 고려할 때 고온에서 금속 불안정성을 유발하고 금속 종(Fe, Ni)의 황 상을 생성하는 수많은 반응이 가능합니다.습기가 포함되면 금속의 부식으로 인해 롤의 반응성이 기하급수적으로 증가합니다.

황산나트륨의 화학적 성질이 실현된다면 용융 실리카 세라믹 롤 표면에 나트륨이 존재하더라도 세라믹에 부정적인 영향을 미치지 않습니다.그러나 작동 환경이 준안정 황산나트륨, 황수소, 중황산염 또는 산화나트륨에 대한 조건을 생성할 때 우리는 물리적 분해를 수반하는 느린 세라믹 표면 반응을 위한 모든 요소를 ​​갖추고 있습니다.

용융 실리카의 결정 변형은 롤에 돌이킬 수 없는 표면 손상을 유발하며 산화나트륨으로부터 세라믹 표면을 청소하도록 설계된 롤의 적절한 유지 관리를 통해 라인 서비스 초기 단계에서 방지되어야 합니다.황산나트륨 이외의 침전물이 발견되면 예상치 못한 축적물을 제거하여 롤을 관찰합니다.

롤에 쌓인 먼지와 산화물은 반응성 산화나트륨 내부에 강하게 부착되기 전에 제거해야 합니다.이러한 작업은 세라믹 표면 화학을 안정화하고 공칭 롤 컨디셔닝으로 돌아가기 위해 필요한 만큼 여러 번 용광로 외부의 맑은 물 세척으로 수행됩니다.

결론

유리 품질은 용해로 환경의 청결도와 연관되어 있습니다.먼지 제어는 롤러 씰과 공기 흐름이 퍼니스에 유입되는 우수한 절연 특성을 통해 이루어집니다.템퍼링 환경의 열적 일관성은 유리 특성을 용광로 성능 및 제품 유연성 요구 사항과 연결합니다.

작동 조건이 최적화되면 용광로에 SO2를 도입하여 황산나트륨 중간층을 형성하여 접촉 특성을 최종적으로 조정하여 유리 크기 및 유형에 따른 극한 조건을 방지합니다.

황산염에 대한 높은 산화 수준의 형성을 방지하기 위해 용해로 내 대기 제한 및 가스 흐름에 대한 엄격한 제어가 수행되어야 합니다. 이는 점성 액체로 이어질 수 있고 작업 전환 단계에서 서비스 문제를 일으킬 수 있습니다.

노 환경은 라이닝의 먼지와 입자, 산화물 감소 및 정상적인 작동 조건에서 유리 품질에 해를 끼치는 부식과 관련된 2차 반응을 고려해야 합니다.
 

저자: Gilbert Rancoule, R&D Vesuvius 용융 실리카 사업부 이사

이 기사는 GLASS WORLDWIDE MAGAZINE - 2011년 7월/8월에 처음 게재되었습니다.