Grafit i floatglas: process och prestanda

På SHJ-CARBON har vi samarbetat medfloatglastillverkarerunt om i världen att tillhandahållahögkvalitativa-grafitmaterialsom ger stabilitet, precision och långvarig-prestanda i extrema miljöer. Oavsett om det stöder smält glas under formningen eller bibehåller dimensionsnoggrannheten vid höga temperaturer, spelar grafit en viktig-men ofta förbisedd-roll för att säkerställa smidig och effektiv produktion. Med årtionden av expertis inom grafitteknik förstår vi de unika kraven på floatglasprocesser och skräddarsyddavåra lösningaratt träffa dem. I den här artikeln kommer vi att utforska hur grafitmaterial används i hela floatglasarbetsflödet.

Deflytglasprocessär den vanliga tekniken för planglasproduktion i världen. Det uppfanns av britternaPilkington Brothers 1959. Denna process kan producera plattglas av hög-kvalitet med en plan yta och ingen slipning eller polering. Dess grundläggande princip är att kontinuerligt strömma smält glas från en smältugn till en plåttank som innehåller smält tenn. Eftersom densiteten hos glasvätskan (cirka 2,5 g/cm³) är mindre än densiteten för tennvätskan (ca 7,3 g/cm³), flyter glasvätskan på ytan av tennvätskan. Under den kombinerade effekten av gravitation och ytspänning plattas glasvätskan naturligt till för att bilda ett enhetligt glasband, och efter kylning bildar det en platt glasplatta.

Floatglasproduktionslinjen består huvudsakligen av en smältugn, ett tennbad, en glödgningsugn och skärutrustning. Tennbadet är kärnutrustningen för floatglasproduktion och används för att slutföra glasvätskeformningsprocessen. I tennbadet är det nödvändigt att hålla en hög temperatur (ca 1100 grader /2000 grader F) och en inert atmosfär (vanligtvis en blandning av kväve och väte) för att förhindra att tennvätskan oxiderar.

Grafit, en allotrop av kol, har en unik uppsättning fysikaliska och kemiska egenskaper som gör det till ett oumbärligt material i floatglasprocessen:

1. Hög temperatur stabilitet:Grafit kan arbeta stabilt vid 3000 grader eller till och med högre i en inert atmosfär, vilket vida överstiger tennbadets driftstemperatur i floatglasprocessen (ca 1100 grader).
2. Utmärkt värmeledningsförmåga:Grafit har hög värmeledningsförmåga och kan jämnt värma och leda glas, vilket gör det till en idealisk värmetransportör i floatglasproduktion. Värmeledningsförmågan hos grafit med hög-renhet är mer än dubbelt så hög som för vanlig grafit, vilket är avgörande i tillämpningar som kräver snabb värmeledning.
3. Bra elektrisk ledningsförmåga:Grafit har god elektrisk ledningsförmåga, vilket ger den en unik fördel i processer som kräver elektrisk uppvärmning eller elektrokemisk bearbetning.
4. Låg friktionskoefficient och själv-smörjning:Grafit har en låg friktionskoefficient och bra själv-smörjning och kan användas som ett smörjande material för att minska friktion och slitage.
5. Kemisk stabilitet:Vid rumstemperatur har grafit god kemisk stabilitet såsom motståndskraft mot syror, alkalier och organiska lösningsmedel. Speciellt hög-ren grafit har extremt hög kemisk stabilitet och reagerar knappt med några kemiska ämnen.
6. Bearbetningsprestanda:Jämfört med metallmaterial har grafit en lägre densitet och utmärkt bearbetningsprestanda och kan bearbetas till delar av olika komplexa former.
7. Låg termisk expansionshastighet:Även vid snabb temperaturökning kan den låga termiska expansionshastigheten säkerställa grafitens dimensionsstabilitet och minska deformation orsakad av temperaturförändringar.

Dessa egenskaper gör att grafitmaterial fungerar bra i den korrosiva miljön med hög temperatur i floatglasproduktion, vilket gör det till ett idealiskt materialval för nyckelkomponenter i tennbadet.

I floatglasproduktion är tennbadet en processformningsutrustning med ett järnskal fodrat med eldfasta tegelstenar för att hålla smält tenn med hög-temperatur. I tennbadet, för att förhindra att den platta glasremsan fastnar på sidoväggens eldfasta tegelstenar vid hög temperatur,grafitfodersätts i korsningen mellan sidoväggstenarna och badets bottentegelstenar. Det finns huvudsakligen följande typer av grafitfoder:

Det finns flera strukturer för att fixera grafitfoder:

Traditionell fixeringsmetod:I det tidiga skedet användes bottentegel för att pressa grafitfodret, men nackdelen var att grafitfodret inte gick att byta ut; eller värmebeständiga stålremsor användes för att pressa grafitfodret, men remsorna var lätta att deformera och behövde olödas när de byttes ut.

Själv-positionerande grafitfoderenhet:Den senaste tekniken använder en struktur som kan stabilisera grafitfodret utan fixering, till exempel den själv-positionerande grafitfoderanordningen för tennbad som föreslagits av det kinesiska patentet CN209428392U, som inkluderar:

En grupp grafitfoder, varje grafitfoder innefattar en rektangulär foderkropp, en sida av foderkroppen är försedd med en positioneringskropp som sträcker sig utåt, och den övre delen av positioneringskroppen är försedd med en positioneringsnas.

Det med positioneringskroppen anpassade positioneringsspåret är anordnat på plåtbadets sidovägg och en grupp konkava positioneringsdelar är anordnade på positioneringsspårets övre ände.

Positioneringskroppen för varje grafitfoder är installerad i positioneringsspåret på sidoväggen av tennbadet, varvid positioneringsutsprånget på positioneringskroppen bildar en positioneringsmatchning med den försänkta positioneringsdelen.

Denna själv-positionerande design gör det extremt bekvämt att byta ut grafitfodret, förbättrar underhållseffektiviteten och minskar underhållskostnaderna.

--Innovativ tillämpning av grafit FSB

Dessutom är den nyutvecklade grafit-FSB-beläggningen behandlad med kiselkarbidbeläggning på ytan, och korrosionsbeständigheten hos tennvätska ökas till 3 gånger högre än traditionella produkter, vilket hjälper kunderna att minska stillestånds- och underhållskostnaderna med mer än en miljon yuan per år. Denna ytfunktionella modifieringsteknik förbättrar avsevärt livslängden och prestandan för grafit FSB.

--Vikten av omrörning i floatglasproduktion

I floatglasproduktion är omrörning nyckelutrustning för att säkerställa enhetligheten hos glasvätskan. Omrörning orsakar flödet av glasvätska genom termiska effekter och fysisk rörelse, vilket förbättrar temperaturlikformigheten och kemisk enhetlighet hos glasvätskan.

Mekanisk omrörning används främst i glasugnar för framställning av floatglas och optiskt glas, eftersom dessa glas har extremt höga krav på enhetlighet. I smältzonen avsmältugn, omrörning används sällan eftersom konvektionsströmmen är tillräckligt stark och temperaturen är mycket hög; i kylzonen och förhärden av smältugnen spelar omrörning en viktig roll.

-- Design och tillämpning av grafitomrörning

Grafitmaterial används i stor utsträckning vid tillverkning av omrörning i floatglasproduktion på grund av deras utmärkta högtemperaturprestanda och kemiska stabilitet. Utformningen av grafitomrörning tar vanligtvis hänsyn till följande faktorer:

• Omrörarens form:Enligt omrörningskraven kan grafitomröraren utformas i olika former, såsom propellertyp, ankartyp, turbintyp, etc.
• Omrörarstorlek:Storleken på omröraren måste matcha storleken på ugnen eller förhärden för att säkerställa bästa omrörningseffekt.
• Omrörningshastighet:Olika omrörningshastigheter kommer att producera olika skjuvkrafter och flödesmönster, vilket påverkar likformigheten hos glasvätskan.

Studier har visat att det finns ett linjärt samband mellan omrörarens insättningsdjup och rotationshastighet, och den optimala rotationshastigheten minskar när omrörarens insättningsdjup ökar. Omrörarens rotationseffekt kan föra den bakåtströmmande-glasvätskan uppåt i det framåtgående flödet vid höga rotationshastigheter, vilket förbättrar glasvätskans övergripande flödesmönster.

--Blandningsprocessoptimering

För att förbättra effektiviteten och livslängden för grafitomrörning har forskare genomfört en hel del processoptimeringsforskning:

• Optimering av omrörningshastighet:Studier har visat att omrörarens hastighet har en betydande effekt på kompositernas mekaniska egenskaper. Till exempel, vid omröringsgjutning av aluminium-grafitkompositer, ökade omrörningshastigheten från 200 rpm till 800 rpm materialets hårdhet, tryckhållfasthet och slitstyrka.
• Kontroll av omrörningstid:Lämplig omrörningstid kan säkerställa jämn fördelning av glasvätskan samtidigt som man undviker energislöseri och utrustningsslitage orsakat av överdriven omrörning.
• Förbättrad omrörningsmetod:Förutom traditionell mekanisk omrörning kan hjälpteknologier som ultraljudsbehandling kombineras för att förbättra dispersionseffekten i glasvätskan.

--Applicering av grafit i glasformningsprocess

--Applicering av grafit i glastransportsystem

I flytglasproduktionslinjer används grafitmaterial också i stor utsträckning i glastransportsystem:

Grafitövergångsvals:en nyckelkomponent för smidig övergång av- högtemperaturglas från plåtbadet till glödgningsugnen. Till exempel använder en teknik för tillverkning av övergångsvalsar för grafit med hög-renhet av flinggrafitrullar. Eftersom den termiska ledningsförmågan hos flinggrafit med hög-renhet minskar med ökande temperatur, och även vid extremt höga temperaturer, blir flinggrafit med hög-renhet en isolator, när glaset med hög-temperatur kommer in i övergångsrullbordet från tennbadet, kommer den nedre ytan av glaset inte att överkylas.

Grafitstödstruktur:används för att stödja och styra glasbandet för att säkerställa glasbandets stabilitet under transport.

Grafitstyrenhet:används för att styra rörelseriktningen för glasbandet för att säkerställa att glasbandet transporteras längs den förutbestämda banan.

Tillämpningen av dessa grafitkomponenter förbättrar avsevärt effektiviteten och produktkvaliteten i flytglasproduktionslinjer och minskar glasdefekter orsakade av temperaturförändringar eller mekanisk friktion.

Med över 25 års erfarenhet av grafitmaterial och produktionsstöd, SHJ-KOLfortsätter att tillhandahålla lösningar skräddarsydda för glasindustrins krävande förhållanden. I kommande artiklar kommer vi att undersöka grafitapplikationer för formning, transport och underhåll inom floatglastillverkning. Om din process involverar grafitkomponenter är vårt ingenjörsteam redo att erbjuda professionell rådgivning och produktrekommendationer baserat på dina specifika krav.

1. Grafit vid tillverkning av floatglas och tjockt glas
2. Grafit vid tillverkning av floatglas CVD-belagt glas
3. Grafit i kallreparation av floatglas
4. Speciell tillämpning av grafit i floatglas
5. Var uppmärksam på de efterföljande artiklarna för diskussion om denna del!