Grafito en vidrio flotado: proceso y rendimiento

En SHJ-CARBON, nos hemos asociado confabricantes de vidrio flotadoalrededor del mundo para proporcionarmateriales de grafito de alta-calidadque ofrecen estabilidad, precisión y rendimiento-duradero en entornos extremos. Ya sea para soportar el vidrio fundido durante el conformado o para mantener la precisión dimensional a altas temperaturas, el grafito desempeña un papel esencial-pero a menudo pasado por alto-para garantizar una producción fluida y eficiente. Con décadas de experiencia en ingeniería de grafito, entendemos las demandas únicas de los procesos de vidrio flotado y adaptamosnuestras solucionespara conocerlos. En este artículo, exploraremos cómo se utilizan los materiales de grafito en todo el flujo de trabajo del vidrio flotado.

Elproceso de vidrio flotadoes la tecnología principal para la producción de vidrio plano en el mundo. Fue inventado por los británicos.Hermanos Pilkington en 1959. Este proceso puede producir vidrio plano de alta-calidad con una superficie plana y sin esmerilado ni pulido. Su principio básico es hacer fluir continuamente vidrio fundido desde un horno de fusión hacia un tanque de estaño que contiene estaño fundido. Dado que la densidad del líquido de vidrio (aproximadamente 2,5 g/cm³) es menor que la densidad del líquido de estaño (aproximadamente 7,3 g/cm³), el líquido de vidrio flota sobre la superficie del líquido de estaño. Bajo el efecto combinado de la gravedad y la tensión superficial, el líquido de vidrio se aplana naturalmente para formar una cinta de vidrio uniforme y, después de enfriarse, forma una placa de vidrio plana.

La línea de producción de vidrio flotado consta principalmente de un horno de fusión, un baño de estaño, un horno de recocido y un equipo de corte. El baño de estaño es el equipo principal para la producción de vidrio flotado y se utiliza para completar el proceso de formación del vidrio líquido. En el baño de estaño, es necesario mantener una temperatura alta (alrededor de 1100 grados/2000 grados F) y una atmósfera inerte (generalmente una mezcla de nitrógeno e hidrógeno) para evitar que el líquido de estaño se oxide.

El grafito, un alótropo del carbono, tiene un conjunto único de propiedades físicas y químicas que lo convierten en un material indispensable en el proceso del vidrio flotado:

1. Estabilidad a altas temperaturas:El grafito puede funcionar de manera estable a 3000 grados o incluso más en una atmósfera inerte, superando con creces la temperatura de funcionamiento del baño de estaño en el proceso de vidrio flotado (aproximadamente 1100 grados).
2. Excelente conductividad térmica:El grafito tiene una alta conductividad térmica y puede calentar y conducir el vidrio de manera uniforme, lo que lo convierte en un transportador de calor ideal en la producción de vidrio flotado. La conductividad térmica del grafito de alta-pureza es más del doble que la del grafito ordinario, lo cual es fundamental en aplicaciones que requieren una conducción rápida del calor.
3. Buena conductividad eléctrica:El grafito tiene buena conductividad eléctrica, lo que le otorga una ventaja única en procesos que requieren calentamiento eléctrico o procesamiento electroquímico.
4. Bajo coeficiente de fricción y autolubricación-:El grafito tiene un coeficiente de fricción bajo y una buena autolubricación-y puede usarse como material lubricante para reducir la fricción y el desgaste.
5. Estabilidad química:A temperatura ambiente, el grafito tiene buena estabilidad química, como resistencia a ácidos, álcalis y disolventes orgánicos. En particular, el grafito de alta-pureza tiene una estabilidad química extremadamente alta y apenas reacciona con ninguna sustancia química.
6. Rendimiento de mecanizado:En comparación con los materiales metálicos, el grafito tiene una densidad menor y un rendimiento de mecanizado excelente, y puede procesarse en piezas de diversas formas complejas.
7. Baja tasa de expansión térmica:Incluso en el caso de un rápido aumento de temperatura, la baja tasa de expansión térmica puede garantizar la estabilidad dimensional del grafito y reducir la deformación causada por los cambios de temperatura.

Estas propiedades hacen que los materiales de grafito funcionen bien en el ambiente corrosivo y de alta temperatura de la producción de vidrio flotado, lo que lo convierte en una opción de material ideal para componentes clave en el baño de estaño.

En la producción de vidrio flotado, el baño de estaño es un equipo de proceso con una carcasa de hierro revestida con ladrillos refractarios para contener estaño fundido a alta-temperatura. En el baño de estaño, para evitar que la tira de vidrio plana se pegue a los ladrillos refractarios de la pared lateral a alta temperatura, se utiliza unrevestimiento de grafitose coloca en la unión de los ladrillos de la pared lateral y los ladrillos del fondo del baño. Existen principalmente los siguientes tipos de revestimientos de grafito:

Existen varias estructuras para la fijación del revestimiento de grafito:

Método de fijación tradicional:En la etapa inicial, se utilizaban ladrillos inferiores para presionar el revestimiento de grafito, pero la desventaja era que el revestimiento de grafito no se podía reemplazar; o se utilizaron tiras de acero-resistentes al calor para presionar el revestimiento de grafito, pero las tiras eran fáciles de deformar y era necesario desoldarlas cuando se reemplazaban.

Dispositivo de revestimiento de grafito autoposicionable:La última tecnología utiliza una estructura que puede estabilizar el revestimiento de grafito sin necesidad de fijarlo, como el dispositivo de revestimiento de grafito autoposicionable para baño de estaño propuesto por la patente china CN209428392U, que incluye:

Un grupo de revestimientos de grafito, cada revestimiento de grafito comprende un cuerpo de revestimiento rectangular, un lado del cuerpo de revestimiento está provisto de un cuerpo de posicionamiento que se extiende hacia afuera y la parte superior del cuerpo de posicionamiento está provista de un saliente de posicionamiento.

La ranura de posicionamiento que coincide con el cuerpo de posicionamiento está dispuesta en la pared lateral del baño de estaño, y un grupo de piezas de posicionamiento cóncavas está dispuesta en el extremo superior de la ranura de posicionamiento.

El cuerpo de posicionamiento de cada revestimiento de grafito se instala en la ranura de posicionamiento en la pared lateral del baño de estaño, en donde el saliente de posicionamiento en el cuerpo de posicionamiento forma una coincidencia de posicionamiento con la porción de posicionamiento rebajada.

Este diseño de auto-posicionamiento hace que sea extremadamente conveniente reemplazar el revestimiento de grafito, mejora la eficiencia del mantenimiento y reduce los costos de mantenimiento.

--Aplicación innovadora de grafito FSB

Además, los FSB de grafito recientemente desarrollados están tratados con un recubrimiento de carburo de silicio en la superficie y la resistencia a la corrosión del líquido de estaño aumenta a 3 veces la de los productos tradicionales, lo que ayuda a los clientes a reducir el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento en más de un millón de yuanes por año. Esta tecnología de modificación funcional de la superficie mejora significativamente la vida útil y el rendimiento del grafito FSB.

--Importancia de la agitación en la producción de vidrio flotado.

En la producción de vidrio flotado, la agitación es un equipo clave para garantizar la uniformidad del líquido del vidrio. La agitación provoca el flujo del líquido de vidrio a través de efectos térmicos y movimiento físico, mejorando la uniformidad de la temperatura y la uniformidad química del líquido de vidrio.

La agitación mecánica se utiliza principalmente en hornos de vidrio para producir vidrio flotado y vidrio óptico, porque estos vidrios tienen requisitos de uniformidad extremadamente altos. En la zona de fusión delhorno de fusión, la agitación rara vez se utiliza porque la corriente de convección es lo suficientemente fuerte y la temperatura es muy alta; En la zona de enfriamiento y en la zona de entrada del horno de fusión, la agitación desempeña un papel importante.

--Diseño y aplicación de agitación de grafito.

Los materiales de grafito se utilizan ampliamente en la fabricación de agitadores en la producción de vidrio flotado debido a su excelente rendimiento a altas temperaturas y estabilidad química. El diseño de la agitación de grafito suele considerar los siguientes factores:

• Forma del agitador:De acuerdo con los requisitos de agitación, el agitador de grafito se puede diseñar en varias formas, como tipo de hélice, tipo de ancla, tipo de turbina, etc.
• Tamaño del agitador:El tamaño del agitador debe coincidir con el tamaño del horno o antecrisol para garantizar el mejor efecto de agitación.
• Velocidad de agitación:Diferentes velocidades de agitación producirán diferentes fuerzas de corte y patrones de flujo, lo que afectará la uniformidad del líquido de vidrio.

Los estudios han demostrado que existe una relación lineal entre la profundidad de inserción y la velocidad de rotación del agitador, y la velocidad de rotación óptima disminuye a medida que aumenta la profundidad de inserción del agitador. El efecto de rotación del agitador puede llevar el líquido de vidrio que fluye hacia atrás-hacia arriba hacia el flujo de avance a altas velocidades de rotación, mejorando el patrón de flujo general del líquido de vidrio.

--Optimización del proceso de mezcla

Para mejorar la eficiencia y la vida útil de la agitación de grafito, los investigadores han realizado muchas investigaciones sobre optimización de procesos:

• Optimización de la velocidad de agitación:Los estudios han demostrado que la velocidad del agitador tiene un efecto significativo sobre las propiedades mecánicas de los composites. Por ejemplo, en la fundición por agitación de compuestos de aluminio-grafito, aumentar la velocidad de agitación de 200 rpm a 800 rpm aumentó la dureza, la resistencia a la compresión y la resistencia al desgaste del material.
• Control del tiempo de agitación:Un tiempo de agitación adecuado puede garantizar una distribución uniforme del líquido de vidrio y al mismo tiempo evitar el desperdicio de energía y el desgaste del equipo causado por una agitación excesiva.
• Método de agitación mejorado:Además de la agitación mecánica tradicional, se pueden combinar tecnologías auxiliares como el tratamiento ultrasónico para mejorar el efecto de dispersión en el líquido de vidrio.

--Aplicación del grafito en el proceso de formación de vidrio.

--Aplicación de grafito en el sistema de transporte de vidrio.

En las líneas de producción de vidrio flotado, los materiales de grafito también se utilizan ampliamente en los sistemas de transporte de vidrio:

Rodillo de transición de grafito:un componente clave para una transición suave del vidrio de alta-temperatura del baño de estaño al horno de recocido. Por ejemplo, una tecnología de fabricación de rodillos de transición de grafito utiliza rodillos de grafito en escamas de alta-pureza. Dado que la conductividad térmica del grafito en escamas de alta-pureza disminuye al aumentar la temperatura, e incluso a temperaturas extremadamente altas, el grafito en escamas de alta-pureza se convierte en un aislante, cuando el vidrio de alta-temperatura ingresa a la mesa de rodillos de transición desde el baño de estaño, la superficie inferior del vidrio no se enfriará excesivamente.

Estructura de soporte de grafito:Se utiliza para sostener y guiar la cinta de vidrio para garantizar la estabilidad de la cinta de vidrio durante el transporte.

Dispositivo guía de grafito:Se utiliza para guiar la dirección del movimiento de la cinta de vidrio para garantizar que la cinta de vidrio se transporte a lo largo del camino predeterminado.

La aplicación de estos componentes de grafito mejora significativamente la eficiencia y la calidad del producto de las líneas de producción de vidrio flotado y reduce los defectos del vidrio causados ​​por cambios de temperatura o fricción mecánica.

Con más de 25 años de experiencia en materiales de grafito y soporte de producción, SHJ-CARBONOcontinúa brindando soluciones adaptadas a las exigentes condiciones de la industria del vidrio. En próximos artículos, exploraremos más a fondo las aplicaciones del grafito en el conformado, transporte y mantenimiento en la fabricación de vidrio flotado. Si su proceso involucra componentes de grafito, nuestro equipo de ingeniería está listo para ofrecer consultas profesionales y recomendaciones de productos basadas en sus requisitos específicos.

1. Grafito en la producción de vidrio flotado y vidrio grueso.
2. Grafito en la producción de vidrio flotado con revestimiento CVD.
3. Grafito en reparación en frío de vidrio flotado.
4. Aplicación especial de grafito en vidrio flotado
5. ¡Preste atención a los artículos siguientes para la discusión de esta parte!