Grafite em vidro float: processo e desempenho

Na SHJ-CARBON, fizemos parceria comfabricantes de vidro flutuanteem todo o mundo para fornecermateriais de grafite-de alta qualidadeque oferecem estabilidade, precisão e desempenho{0}}duradouro em ambientes extremos. Seja para dar suporte ao vidro fundido durante a conformação ou para manter a precisão dimensional em altas temperaturas, o grafite desempenha um papel essencial-mas muitas vezes esquecido-na garantia de uma produção suave e eficiente. Com décadas de experiência em engenharia de grafite, entendemos as demandas exclusivas dos processos de vidro float e adaptamosnossas soluçõespara conhecê-los. Neste artigo, exploraremos como os materiais de grafite são usados ​​em todo o fluxo de trabalho do vidro float.

Oprocesso de vidro flutuanteé a principal tecnologia para a produção de vidro plano no mundo. Foi inventado pelos britânicosIrmãos Pilkington em 1959. Esse processo pode produzir vidro plano de alta-qualidade com uma superfície plana e sem lixamento ou polimento. Seu princípio básico é fluir continuamente o vidro fundido de um forno de fusão para um tanque de estanho contendo estanho fundido. Como a densidade do líquido de vidro (cerca de 2,5g/cm³) é menor que a densidade do líquido de estanho (cerca de 7,3g/cm³), o líquido de vidro flutua na superfície do líquido de estanho. Sob o efeito combinado da gravidade e da tensão superficial, o líquido de vidro se achata naturalmente para formar uma fita de vidro uniforme e, após o resfriamento, forma uma placa de vidro plana.

A linha de produção de vidro float consiste principalmente em um forno de fusão, um banho de estanho, um forno de recozimento e equipamento de corte. O banho de estanho é o equipamento principal para a produção de vidro float e é usado para completar o processo de formação de líquido de vidro. No banho de estanho, é necessário manter uma temperatura elevada (cerca de 1100 graus /2000 graus F) e uma atmosfera inerte (geralmente uma mistura de nitrogênio e hidrogênio) para evitar a oxidação do líquido de estanho.

A grafite, um alótropo do carbono, possui um conjunto único de propriedades físicas e químicas que a tornam um material indispensável no processo do vidro float:

1. Estabilidade de alta temperatura:A grafite pode funcionar de forma estável a 3.000 graus ou até mais em uma atmosfera inerte, excedendo em muito a temperatura operacional do banho de estanho no processo de vidro float (cerca de 1.100 graus).
2. Excelente condutividade térmica:A grafite tem alta condutividade térmica e pode aquecer e conduzir o vidro uniformemente, tornando-a um transportador de calor ideal na produção de vidro float. A condutividade térmica do grafite de alta{1}}pureza é mais que o dobro da grafite comum, o que é fundamental em aplicações que exigem rápida condução de calor.
3. Boa condutividade elétrica:A grafite possui boa condutividade elétrica, o que lhe confere uma vantagem única em processos que requerem aquecimento elétrico ou processamento eletroquímico.
4. Baixo coeficiente de atrito e auto{0}lubrificação:O grafite tem baixo coeficiente de atrito e boa auto-lubrificação, podendo ser usado como material lubrificante para reduzir o atrito e o desgaste.
5. Estabilidade química:À temperatura ambiente, a grafite apresenta boa estabilidade química, como resistência a ácidos, álcalis e solventes orgânicos. Em particular, o grafite de alta-pureza tem estabilidade química extremamente alta e dificilmente reage com quaisquer substâncias químicas.
6. Desempenho de usinagem:Comparado aos materiais metálicos, o grafite tem menor densidade e excelente desempenho de usinagem e pode ser processado em peças de vários formatos complexos.
7. Baixa taxa de expansão térmica:Mesmo no caso de rápido aumento de temperatura, a baixa taxa de expansão térmica pode garantir a estabilidade dimensional do grafite e reduzir a deformação causada pelas mudanças de temperatura.

Essas propriedades fazem com que os materiais de grafite tenham um bom desempenho no ambiente corrosivo e de alta temperatura da produção de vidro float, tornando-os uma escolha de material ideal para componentes-chave no banho de estanho.

Na produção de vidro float, o banho de estanho é um equipamento de formação de processo com uma carcaça de ferro revestida com tijolos refratários para reter estanho fundido em alta-temperatura. No banho de estanho, para evitar que a tira de vidro plano grude nos tijolos refratários da parede lateral em alta temperatura, é utilizado umforro de grafiteé colocado na junção dos tijolos da parede lateral e dos tijolos do fundo da banheira. Existem principalmente os seguintes tipos de revestimentos de grafite:

Existem diversas estruturas para fixação de forro de grafite:

Método de fixação tradicional:Na fase inicial, foram utilizados tijolos de fundo para prensar o revestimento de grafite, mas a desvantagem era que o revestimento de grafite não podia ser substituído; ou tiras-de aço resistentes ao calor foram usadas para pressionar o revestimento de grafite, mas as tiras eram fáceis de deformar e precisavam ser dessoldadas quando substituídas.

Dispositivo de revestimento de grafite{0}}autoposicionado:A tecnologia mais recente utiliza uma estrutura que pode estabilizar o revestimento de grafite sem fixação, como o dispositivo de revestimento de grafite auto{0}}posicionado para banho de estanho proposto pela patente chinesa CN209428392U, que inclui:

Um grupo de revestimentos de grafite, cada revestimento de grafite compreende um corpo de revestimento retangular, um lado do corpo de revestimento é fornecido com um corpo de posicionamento que se estende para fora e a parte superior do corpo de posicionamento é fornecida com uma saliência de posicionamento.

A ranhura de posicionamento combinada com o corpo de posicionamento está disposta na parede lateral do banho de estanho, e um grupo de peças de posicionamento côncavas está disposto na extremidade superior da ranhura de posicionamento.

O corpo de posicionamento de cada revestimento de grafite é instalado na ranhura de posicionamento na parede lateral do banho de estanho, em que a saliência de posicionamento no corpo de posicionamento forma uma correspondência de posicionamento com a porção de posicionamento rebaixada.

Esse design de-posicionamento automático torna extremamente conveniente a substituição do revestimento de grafite, melhora a eficiência da manutenção e reduz os custos de manutenção.

--Aplicação inovadora de grafite FSB

Além disso, o FSB de grafite recém-desenvolvido é tratado com revestimento de carboneto de silício na superfície e a resistência à corrosão do líquido de estanho é aumentada para 3 vezes a dos produtos tradicionais, ajudando os clientes a reduzir o tempo de inatividade e os custos de manutenção em mais de um milhão de yuans por ano. Esta tecnologia de modificação funcional de superfície melhora significativamente a vida útil e o desempenho do grafite FSB.

--Importância da agitação na produção de vidro float

Na produção de vidro float, a agitação é um equipamento fundamental para garantir a uniformidade do líquido vítreo. A agitação causa o fluxo do líquido de vidro através de efeitos térmicos e movimento físico, melhorando a uniformidade da temperatura e a uniformidade química do líquido de vidro.

A agitação mecânica é usada principalmente em fornos de vidro para a produção de vidro float e vidro óptico, porque esses vidros possuem requisitos de uniformidade extremamente elevados. Na zona de fusão doforno de fusão, a agitação raramente é usada porque a corrente de convecção é forte o suficiente e a temperatura é muito alta; na zona de resfriamento e na base do forno de fusão, a agitação desempenha um papel importante.

--Design e aplicação de agitação de grafite

Os materiais de grafite são amplamente utilizados na fabricação de agitadores na produção de vidro float devido ao seu excelente desempenho em altas temperaturas e estabilidade química. O projeto da agitação de grafite geralmente considera os seguintes fatores:

• Forma do agitador:De acordo com os requisitos de agitação, o agitador de grafite pode ser projetado em vários formatos, como tipo de hélice, tipo de âncora, tipo de turbina, etc.
• Tamanho do agitador:O tamanho do agitador precisa corresponder ao tamanho do forno ou fornalha para garantir o melhor efeito de agitação.
• Velocidade de agitação:Diferentes velocidades de agitação produzirão diferentes forças de cisalhamento e padrões de fluxo, afetando a uniformidade do líquido vítreo.

Estudos demonstraram que existe uma relação linear entre a profundidade de inserção e a velocidade de rotação do agitador, e a velocidade de rotação ideal diminui à medida que a profundidade de inserção do agitador aumenta. O efeito de rotação do agitador pode trazer o líquido de vidro que flui para trás-para cima, para o fluxo direto em altas velocidades de rotação, melhorando o padrão geral de fluxo do líquido de vidro.

--Otimização do processo de mistura

A fim de melhorar a eficiência e a vida útil da agitação de grafite, os pesquisadores realizaram muitas pesquisas de otimização de processos:

• Otimização da velocidade de agitação:Estudos demonstraram que a velocidade do agitador tem um efeito significativo nas propriedades mecânicas dos compósitos. Por exemplo, na fundição por agitação de compósitos de alumínio-grafite, aumentar a velocidade de agitação de 200 rpm para 800 rpm aumentou a dureza, a resistência à compressão e a resistência ao desgaste do material.
• Controle de tempo de agitação:O tempo de agitação adequado pode garantir a distribuição uniforme do líquido vítreo, evitando desperdício de energia e desgaste do equipamento causado por agitação excessiva.
• Método de agitação aprimorado:Além da agitação mecânica tradicional, tecnologias auxiliares, como o tratamento ultrassônico, podem ser combinadas para melhorar o efeito de dispersão no líquido vítreo.

--Aplicação de grafite no processo de formação de vidro

--Aplicação de grafite em sistema de transporte de vidro

Nas linhas de produção de vidro float, os materiais de grafite também são amplamente utilizados em sistemas de transporte de vidro:

Rolo de transição de grafite:um componente essencial para a transição suave do vidro-de alta temperatura do banho de estanho para o forno de recozimento. Por exemplo, uma tecnologia de fabricação de rolos de transição de grafite usa rolos de grafite em flocos de alta-pureza. Como a condutividade térmica do grafite em flocos de alta-pureza diminui com o aumento da temperatura, e mesmo em temperaturas extremamente altas, o grafite em flocos de alta-pureza se torna um isolante, quando o vidro de alta-temperatura entra na mesa do rolo de transição vindo do banho de estanho, a superfície inferior do vidro não será super-resfriada.

Estrutura de suporte de grafite:usado para apoiar e guiar a fita de vidro para garantir a estabilidade da fita de vidro durante o transporte.

Dispositivo guia de grafite:usado para guiar a direção do movimento da fita de vidro para garantir que a fita de vidro seja transportada ao longo do caminho predeterminado.

A aplicação desses componentes de grafite melhora significativamente a eficiência e a qualidade do produto das linhas de produção de vidro float e reduz os defeitos do vidro causados ​​por mudanças de temperatura ou atrito mecânico.

Com mais de 25 anos de experiência em materiais de grafite e suporte à produção, SHJ-CARBONOcontinua a fornecer soluções adaptadas às exigentes condições da indústria do vidro. Nos próximos artigos, exploraremos mais detalhadamente as aplicações de grafite na formação, transporte e manutenção na fabricação de vidro float. Se o seu processo envolve componentes de grafite, nossa equipe de engenharia está pronta para oferecer consultoria profissional e recomendações de produtos com base em suas necessidades específicas.

1. Grafite na produção de vidro float e vidro grosso
2. Grafite na produção de vidro float Vidro revestido com CVD
3. Grafite na reparação a frio de vidro float
4. Aplicação Especial de Grafite em Vidro Float
5. Por favor, preste atenção aos artigos subsequentes para discussão desta parte!