Faktor proses utama yang mempengaruhi pencairan kaca melangkaui peringkat lebur itu sendiri, kerana ia dipengaruhi oleh keadaan pra-lebur seperti kualiti bahan mentah, rawatan dan kawalan cullet, sifat bahan api, bahan refraktori relau, tekanan relau, atmosfera, dan pemilihan agen penyaringan. Berikut adalah analisis terperinci tentang faktor-faktor ini:
Ⅰ. Penyediaan Bahan Mentah dan Kawalan Kualiti
1. Komposisi Kimia Kumpulan
SiO₂ dan Sebatian Refraktori: Kandungan SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, dan sebatian refraktori lain secara langsung mempengaruhi kadar lebur. Kandungan yang lebih tinggi meningkatkan suhu lebur yang diperlukan dan penggunaan tenaga.
Oksida Logam Alkali (cth, Na₂O, Li₂O): Kurangkan suhu lebur. Li₂O, kerana jejari ioniknya yang kecil dan keelektronegatifan tinggi, amat berkesan dan boleh meningkatkan sifat fizikal kaca.
2. Pra-Rawatan Kelompok
Kawalan Kelembapan:
Kelembapan Optimum (3%~5%): Meningkatkan pembasahan dan tindak balas, mengurangkan habuk dan pengasingan;
Kelembapan Berlebihan: Menyebabkan kesilapan menimbang dan memanjangkan masa pengikatan.
Taburan Saiz Zarah:
Zarah Kasar Berlebihan: Mengurangkan kawasan sentuhan tindak balas, memanjangkan masa lebur;
Zarah Halus Berlebihan: Membawa kepada penggumpalan dan penjerapan elektrostatik, menghalang pencairan seragam.
3. Pengurusan Cullet
Cullet mestilah bersih, bebas daripada kekotoran, dan sepadan dengan saiz zarah bahan mentah segar untuk mengelak daripada memasukkan buih atau sisa yang tidak cair.
Ⅱ. Reka Bentuk Relaudan Sifat Bahan Api
1. Pemilihan Bahan Refraktori
Rintangan hakisan suhu tinggi: bata zirkonium tinggi dan bata korundum zirkonium elektrofused (AZS) hendaklah digunakan di kawasan dinding kolam, bahagian bawah relau dan kawasan lain yang bersentuhan dengan cecair kaca, supaya dapat meminimumkan kecacatan batu yang disebabkan oleh hakisan kimia dan penggosokan.
Kestabilan terma: Tahan turun naik suhu dan elakkan spalling refraktori akibat kejutan haba.
2. Kecekapan Bahan Api dan Pembakaran
Nilai kalori bahan api dan suasana pembakaran (pengoksidaan/penurunan) mesti sepadan dengan komposisi kaca. Contohnya:
Gas Asli/Minyak Berat: Memerlukan kawalan nisbah udara-bahan api yang tepat untuk mengelakkan sisa sulfida;
Pencairan Elektrik: Sesuai untuk peleburan berketepatan tinggi (cth,kaca optik) tetapi menggunakan lebih banyak tenaga.
Ⅲ. Pengoptimuman Parameter Proses Lebur
1. Kawalan Suhu
Suhu Lebur (1450~1500℃): Peningkatan suhu 1℃ boleh meningkatkan kadar lebur sebanyak 1%, tetapi hakisan refraktori berganda. Keseimbangan antara kecekapan dan jangka hayat peralatan adalah perlu.
Taburan Suhu: Kawalan kecerunan dalam zon relau yang berbeza (pencairan, penyaringan, penyejukan) adalah penting untuk mengelakkan terlalu panas setempat atau sisa tidak cair.
2. Suasana dan Tekanan
Atmosfera Pengoksidaan: Menggalakkan penguraian organik tetapi boleh meningkatkan pengoksidaan sulfida;
Mengurangkan Atmosfera: Menekan pewarna Fe³+ (untuk kaca tidak berwarna) tetapi memerlukan mengelakkan pemendapan karbon;
Kestabilan Tekanan Relau: Tekanan positif sedikit (+2~5 Pa) menghalang pengambilan udara sejuk dan memastikan penyingkiran gelembung.
3. Ejen Fining dan Fluks
Fluorida (cth, CaF₂): Mengurangkan kelikatan cair dan mempercepatkan penyingkiran gelembung;
Nitrat (cth, NaNO₃): Melepaskan oksigen untuk menggalakkan penyaringan oksidatif;
Fluks Komposit**: cth, Li₂CO₃ + Na₂CO₃, menurunkan suhu lebur secara sinergistik.
Ⅳ. Pemantauan Dinamik Proses Pencairan
1. Cairkan Kelikatan dan Kebendalir
Pemantauan masa nyata menggunakan viskometer putaran untuk melaraskan nisbah suhu atau fluks untuk keadaan pembentukan yang optimum.
2. Kecekapan Penyingkiran Gelembung
Pemerhatian pengedaran buih menggunakan teknik sinar-X atau pengimejan untuk mengoptimumkan dos agen penyaringan dan tekanan relau.
Ⅴ. Isu Biasa dan Strategi Penambahbaikan
| Masalah | Punca Punca | Penyelesaian |
| Batu Kaca (Zarah Tidak Cair) | Zarah kasar atau pencampuran yang lemah | Optimumkan saiz zarah, tingkatkan pra-pencampuran |
| Sisa Buih | Ejen penyumbatan atau turun naik tekanan yang tidak mencukupi | Tingkatkan dos fluorida, stabilkan tekanan relau |
| Hakisan Refraktori Teruk | Suhu yang berlebihan atau bahan yang tidak sepadan | Gunakan batu bata zirkonia tinggi, kurangkan kecerunan suhu |
| Garisan dan Kecacatan | homogenisasi yang tidak mencukupi | Panjangkan masa homogenisasi, optimumkan kacau |
Kesimpulan
Pencairan kaca adalah hasil sinergi antara bahan mentah, peralatan, dan parameter proses. Ia memerlukan pengurusan reka bentuk komposisi kimia yang teliti, pengoptimuman saiz zarah, peningkatan bahan refraktori, dan kawalan parameter proses dinamik. Dengan melaraskan fluks secara saintifik, menstabilkan persekitaran lebur (suhu/tekanan/suasana), dan menggunakan teknik penyulingan yang cekap, kecekapan lebur dan kualiti kaca boleh dipertingkatkan dengan ketara, manakala penggunaan tenaga dan kos pengeluaran dikurangkan.
Masa siaran: Mac-14-2025
