बोतल का कांच पिघलना

कांच को पिघलाना एक बहुत ही जटिल प्रक्रिया है। बैच सामग्री उच्च तापमान पर भौतिक, रासायनिक और भौतिक रासायनिक परिवर्तनों और प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला से गुज़रेगी। इन परिवर्तनों और प्रतिक्रियाओं के परिणाम विभिन्न कच्चे माल के यांत्रिक मिश्रण को एक जटिल पिघल, यानी कांच के तरल में बदल देते हैं।
कांच पिघलने की प्रक्रिया के दौरान बैच सामग्री में होने वाले परिवर्तनों और प्रतिक्रियाओं के अनुसार, कांच पिघलने की प्रक्रिया को पांच चरणों में विभाजित किया जा सकता है, अर्थात् सिलिकेट गठन, कांच गठन, स्पष्टीकरण, समरूपीकरण और शीतलन।

अधिकांश सामान्य बोतल ग्लास सिलिकेट से बने होते हैं, और सिलिकेट की गठन प्रतिक्रिया काफी हद तक ठोस अवस्था में की जाती है। इस चरण में, पाउडर की संरचना भौतिक और रासायनिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरती है। पाउडर में बड़ी मात्रा में गैसीय पदार्थ वाष्पीकृत हो जाते हैं। फिर सिलिकॉन डाइऑक्साइड और अन्य घटक परस्पर क्रिया करने लगते हैं। इस चरण के अंत में, मुख्य ठोस-अवस्था प्रतिक्रिया समाप्त हो जाती है, और पाउडर सिलिकेट और सिलिकॉन ऑक्साइड से बना एक सिंटर बन जाता है। अधिकांश ग्लास के लिए, यह चरण मूल रूप से 800 ~ 900 डिग्री पर समाप्त होता है।

गर्म करना जारी रखें, सिलिकेट निर्माण चरण में उत्पन्न सिंटर पिघलना शुरू हो जाता है, कम पिघलने वाला मिश्रण पहले पिघलना शुरू होता है, और सिलिकेट और शेष सिलिकॉन डाइऑक्साइड पिघल जाते हैं और एक दूसरे में फैल जाते हैं, और सिंटर एक पारदर्शी कांच तरल बन जाता है। इस प्रक्रिया को ग्लास निर्माण चरण कहा जाता है। इस समय, कोई अप्रतिक्रियाशील बैच सामग्री नहीं होती है, लेकिन कांच में अभी भी बहुत सारे बुलबुले और धारियाँ होती हैं, और रासायनिक संरचना और गुण भी असमान होते हैं। इस अवस्था में साधारण कांच का तापमान 1200 ~ 1250 डिग्री होता है।

कांच निर्माण चरण के अंत में, कांच में अभी भी कई बुलबुले और धारियाँ हैं। जब कांच के तरल को और अधिक गर्म किया जाता है, तो कांच के तरल की चिपचिपाहट कम हो जाएगी। कांच के तरल में दिखाई देने वाले बुलबुले को खत्म करने की प्रक्रिया कांच के तरल की स्पष्टीकरण प्रक्रिया है।
सिलिकेट निर्माण और ग्लास निर्माण चरणों के दौरान, बैच सामग्री के अपघटन, कुछ घटकों के वाष्पीकरण, ऑक्साइड की रेडॉक्स प्रतिक्रिया, ग्लास और गैस माध्यम और दुर्दम्य सामग्रियों के बीच परस्पर क्रिया के कारण बड़ी मात्रा में गैस अवक्षेपित होती है। इनमें से अधिकांश गैसें अंतरिक्ष में भाग जाती हैं, और शेष अधिकांश गैसें ग्लास तरल में घुल जाती हैं। गैस का एक छोटा हिस्सा अभी भी बुलबुले के रूप में ग्लास तरल में मौजूद है। ग्लास में गैस की तीन मुख्य अवस्थाएँ होती हैं, अर्थात् दृश्यमान बुलबुले, घुली हुई गैसें और गैसें जो ग्लास घटकों के साथ रासायनिक बंधन बनाती हैं। अंतिम दो अदृश्य हैं और ग्लास की उपस्थिति गुणवत्ता को प्रभावित नहीं करेंगे। ग्लास तरल की स्पष्टीकरण प्रक्रिया मुख्य रूप से दृश्यमान बुलबुले को खत्म करने की प्रक्रिया है।
स्पष्टीकरण प्रक्रिया के दौरान, दृश्यमान बुलबुले का उन्मूलन निम्नलिखित दो तरीकों से किया जाता है। 1. बुलबुले की मात्रा बढ़ाएं, उनके ऊपर उठने में तेजी लाएं, कांच की सतह से बाहर तैरें, टूटें और गायब हो जाएं। 2. छोटे बुलबुले में गैस घटकों को कांच के तरल में घुलने दें, और बुलबुले अवशोषित हो जाएं और गायब हो जाएं।
कांच के तरल पदार्थ के स्पष्टीकरण में तेजी लाने के लिए, बैच में कुछ स्पष्टीकरण जोड़ने के अलावा, कांच के तरल पदार्थ के तापमान को बढ़ाने की विधि आम तौर पर अपनाई जाती है। अधिकांश ग्लास का यह चरण 1400 ~ 1500o डिग्री पर पूरा होता है, जो अक्सर कांच पिघलने में उच्चतम तापमान क्षेत्र होता है। स्पष्टीकरण के दौरान कांच के तरल पदार्थ की चिपचिपाहट 1 ~ 10Pa ·s है।

समरूपीकरण की भूमिका कांच के तरल में धारियों और अन्य विषमताओं को खत्म करना है, ताकि कांच के तरल के प्रत्येक भाग की रासायनिक संरचना एक समान हो। इस चरण में, कांच के तरल की ऊष्मीय गति और आपसी प्रसार के कारण, कांच के तरल में धारियाँ धीरे-धीरे गायब हो जाती हैं, और कांच के तरल के प्रत्येक भाग की रासायनिक संरचना धीरे-धीरे एकरूप हो जाती है। यह एकरूपता अक्सर इस बात से चिह्नित होती है कि कांच के तरल के प्रत्येक भाग का अपवर्तनांक समान है या नहीं। अधिकांश ग्लास का यह चरण स्पष्टीकरण चरण के तापमान से थोड़ा कम तापमान पर पूरा होता है।

होमोजेनाइज्ड ग्लास लिक्विड को तुरंत उत्पादों में ढाला नहीं जा सकता है, क्योंकि इस समय ग्लास लिक्विड का तापमान अधिक होता है और चिपचिपापन मोल्डिंग के दौरान की तुलना में कम होता है, जो ग्लास मोल्डिंग ऑपरेशन के लिए उपयुक्त नहीं है। इसे ठंडा करने की आवश्यकता होती है और मोल्डिंग की जरूरतों को पूरा करने के लिए ग्लास लिक्विड की चिपचिपाहट बढ़ाने के लिए ग्लास लिक्विड का तापमान धीरे-धीरे कम किया जाता है। ग्लास लिक्विड के तापमान में कमी का मूल्य ग्लास की संरचना और मोल्डिंग विधि के साथ भिन्न होता है। आम तौर पर, सोडा-लाइम ग्लास को आमतौर पर 200 ~ 300o डिग्री तक ठंडा करने की आवश्यकता होती है। ठंडा ग्लास लिक्विड को मोल्डिंग की सुविधा के लिए एक समान तापमान की आवश्यकता होती है।
ठंडा करने के दौरान, स्पष्ट कांच के तरल को बुलबुले के फिर से अवक्षेपण को रोकना चाहिए। इस चरण में दिखाई देने वाले छोटे बुलबुले को द्वितीयक बुलबुले या पुनर्जीवित बुलबुले कहा जाता है। द्वितीयक बुलबुले पूरे ठंडे कांच के तरल में समान रूप से वितरित होते हैं, जिनका व्यास आम तौर पर 0.1 मिमी से कम होता है, और संख्या कांच के प्रति घन सेंटीमीटर में हजारों तक पहुँच सकती है। चूँकि इस स्तर पर कांच के तरल का तापमान कम हो गया है, इसलिए द्वितीयक बुलबुले को खत्म करना बहुत मुश्किल है। इसलिए, शीतलन प्रक्रिया के दौरान द्वितीयक बुलबुले की पीढ़ी को विशेष रूप से रोका जाना चाहिए।
उपरोक्त कांच पिघलने की प्रक्रिया में पाँच चरण एक दूसरे से भिन्न हैं, लेकिन वे आपस में जुड़े हुए भी हैं। ये चरण वास्तव में एक सख्त क्रम में नहीं होते हैं, बल्कि अक्सर एक साथ होते हैं।

निरंतर संचालन टैंक भट्ठे की लंबाई के साथ प्रत्येक बिंदु पर तापमान अलग-अलग होता है, लेकिन यह समय के साथ स्थिर रहता है, इसलिए एक स्थिर तापमान प्रणाली स्थापित करना संभव है। पिघलने की प्रक्रिया प्रणाली की शुद्धता न केवल पिघले हुए कांच की गुणवत्ता को प्रभावित करती है, बल्कि पिघले हुए कांच के उत्पादन को भी निर्धारित करती है। चित्र 2-10 एक निरंतर संचालन टैंक भट्ठे में बोतल के कांच के लिए पिघलने के तापमान प्रणाली को दर्शाता है।

चाहे वह क्षैतिज लौ पूल भट्ठा हो या सड़क लौ पूल भट्ठा, इसकी तापमान प्रणाली का ग्लास तरल की बेकिंग डिग्री, ग्लास तरल का प्रवाह, मोल्डिंग संचालन, ईंधन की खपत और भट्ठा की उम्र पर प्रभाव पड़ता है। बोतल के गिलास के लिए, बाजार पर कांच की बोतलें और डिब्बे मुख्य रूप से रंग के अनुसार चार श्रेणियों में विभाजित हैं: रंगहीन, हल्का नीला, पन्ना हरा और भूरा। जब कांच का रंग बदलता है या कांच के रंग की सांद्रता बदलती है, तो इसका ऊष्मा हस्तांतरण रूप और ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। पिघलने की प्रक्रिया के संदर्भ में, प्रक्रिया की स्थितियों पर कांच के रंग परिवर्तन का प्रभाव कांच की संरचना में परिवर्तन के प्रभाव से कहीं अधिक स्पष्ट और गंभीर है। भट्ठी में विभिन्न रंगीन कांच के तापमान वितरण में एक बड़ा अंतर है।

तालिका 2-24 से देखा जा सकता है कि एक ही पिघलने के तापमान पर, विभिन्न रंगों के ग्लास के तरल सतह के तापमान और पूल तल के तापमान में स्पष्ट अंतर होते हैं। ग्लास पिघलने वाली भट्टी में ऊष्मा हस्तांतरण के तीन रूप होते हैं: विकिरण, संवहन और चालन। विभिन्न रंगों के ग्लास के लिए, विकिरण प्रकाश को अवशोषित करने की क्षमता जितनी मजबूत होती है, यानी उच्च तापमान विकिरण गर्मी को अवशोषित करने की क्षमता जितनी मजबूत होती है, कांच की सतह उतनी ही अधिक गर्मी अवशोषित करती है, और कम गर्मी विकिरण के रूप में कांच के शरीर के माध्यम से स्थानांतरित होती है। तरल सतह के तापमान के परिप्रेक्ष्य से, भूरे रंग के कांच में सबसे मजबूत गर्मी अवशोषण क्षमता और उच्चतम तरल सतह का तापमान होता है; पन्ना हरा कांच दूसरे स्थान पर है, और हल्का नीला कांच तीसरे स्थान पर है। पूल तल के तापमान के परिप्रेक्ष्य से, समस्या थोड़ी जटिल हो जाती है: हल्के नीले रंग के कांच में विकिरण प्रकाश को अवशोषित करने की क्षमता खराब होती है पन्ना हरा कांच विकिरण प्रकाश को अवशोषित करने की एक मजबूत क्षमता है, और कम गर्मी विकिरण के रूप में कांच के शरीर के माध्यम से पूल तल पर स्थानांतरित होती है, इसलिए पूल तल का तापमान कम होता है। हालांकि, भूरे रंग के कांच में विकिरण प्रकाश को अवशोषित करने की एक मजबूत क्षमता होती है, और पूल के तल पर तापमान पन्ना हरे रंग के कांच की तुलना में बहुत अधिक होता है। इसका कारण यह हो सकता है: पूल में कांच कई तरल परतों में विभाजित है। चूंकि भूरे रंग के कांच का प्रकाश संप्रेषण कमजोर है, इसलिए तरल परतों के बीच तापमान का अंतर बड़ा है, और पूल की गहराई के साथ एक बड़ा तापमान ढाल होना चाहिए। हालांकि, भूरे रंग के कांच की मजबूत गर्मी अवशोषण क्षमता के कारण, ऊपरी कांच के तरल द्वारा गर्मी को अवशोषित करने के बाद, तापमान बढ़ जाता है, मात्रा का विस्तार होता है, और आसपास की ओर एक जोर क्षैतिज दिशा में उत्पन्न होता है। यह जोर पूल की दीवार द्वारा बदल दिया जाता है और एक संवहन बल बनाते हुए निचली तरल परत में स्थानांतरित हो जाता है। संवहन ताप हस्तांतरण की वृद्धि विकिरण ताप हस्तांतरण की कमी के लिए बनाती है, इसलिए भूरे रंग के कांच के पूल के तल पर तापमान अधिक होता है।
आम तौर पर, एक ही प्रक्रिया की स्थिति और तापमान प्रणाली के तहत, एक ही घटक लेकिन अलग-अलग रंगों वाले ग्लास के लिए, भूरे रंग के ग्लास को पिघलाकर बेहतर ग्लास एकरूपता और उच्च पिघलने की दर प्राप्त की जा सकती है। इसका कारण भूरे रंग के ग्लास की मजबूत गर्मी अवशोषण क्षमता के कारण होने वाले मजबूत संवहन के कारण है। बेशक, बुदबुदाने वाले उपकरण के हस्तक्षेप से गर्मी हस्तांतरण की स्थिति बदल जाएगी। पन्ना हरे रंग के ग्लास को पिघलाते समय, यदि आप नीचे के तापमान, कांच की एकरूपता और पिघलने की दक्षता में सुधार करना चाहते हैं, तो बुदबुदाने वाला उपकरण स्थापित करना एक प्रभावी उपाय है। जब आप एक ही भट्टी में तरल के विभिन्न रंगों को बदलना चाहते हैं, तो पिघलने वाले हिस्से, काम करने वाले हिस्से और खिलाने वाले चैनल के प्रक्रिया तत्वों को कांच के रंग के "गर्मी हस्तांतरण अंतर" के कारण होने वाले प्रक्रिया स्थिति परिवर्तनों के अनुकूल होने के लिए तदनुसार समायोजित किया जाना चाहिए।