Graphite dans le verre flotté : processus et performances

Chez SHJ-CARBON, nous avons collaboré avecfabricants de verre flottépartout dans le monde pour fournirmatériaux en graphite de haute-qualitéqui offrent stabilité, précision et-performances durables dans des environnements extrêmes. Qu'il s'agisse de soutenir le verre fondu pendant le formage ou de maintenir la précision dimensionnelle à des températures élevées, le graphite joue un rôle essentiel-mais souvent négligé-pour garantir une production fluide et efficace. Avec des décennies d'expertise dans l'ingénierie du graphite, nous comprenons les exigences uniques des processus de verre flotté et adaptonsnos solutionspour les rencontrer. Dans cet article, nous explorerons comment les matériaux graphite sont utilisés tout au long du flux de travail du verre flotté.

Leprocédé de verre flottéest la technologie dominante pour la production de verre plat dans le monde. Il a été inventé par les BritanniquesLes frères Pilkington en 1959. Ce processus peut produire du verre plat de haute-qualité avec une surface plane et sans meulage ni polissage. Son principe de base est de faire couler en continu du verre fondu d'un four de fusion dans un réservoir en étain contenant de l'étain fondu. Étant donné que la densité du liquide de verre (environ 2,5 g/cm³) est inférieure à la densité du liquide d'étain (environ 7,3 g/cm³), le liquide de verre flotte à la surface du liquide d'étain. Sous l'effet combiné de la gravité et de la tension superficielle, le verre liquide s'aplatit naturellement pour former un ruban de verre uniforme, et après refroidissement, il forme une plaque de verre plate.

La ligne de production de verre flotté se compose principalement d'un four de fusion, d'un bain d'étain, d'un four de recuit et d'un équipement de découpe. Le bain d’étain est l’équipement de base de la production de verre flotté et est utilisé pour compléter le processus de formation du verre liquide. Dans le bain d'étain, il est nécessaire de maintenir une température élevée (environ 1 100 degrés / 2 000 degrés F) et une atmosphère inerte (généralement un mélange d'azote et d'hydrogène) pour empêcher le liquide d'étain de s'oxyder.

Le graphite, un allotrope du carbone, possède un ensemble unique de propriétés physiques et chimiques qui en font un matériau indispensable dans le procédé du verre flotté :

1. Stabilité à haute température :Le graphite peut fonctionner de manière stable à 3 000 degrés ou même plus dans une atmosphère inerte, dépassant de loin la température de fonctionnement du bain d'étain dans le processus de verre flotté (environ 1 100 degrés).
2. Excellente conductivité thermique :Le graphite a une conductivité thermique élevée et peut chauffer et conduire le verre de manière uniforme, ce qui en fait un transporteur de chaleur idéal dans la production de verre flotté. La conductivité thermique du graphite de haute-pureté est plus de deux fois supérieure à celle du graphite ordinaire, ce qui est essentiel dans les applications nécessitant une conduction thermique rapide.
3. Bonne conductivité électrique :Le graphite a une bonne conductivité électrique, ce qui lui confère un avantage unique dans les processus nécessitant un chauffage électrique ou un traitement électrochimique.
4. Faible coefficient de friction et autolubrification :Le graphite a un faible coefficient de friction et une bonne autolubrification ; il peut être utilisé comme matériau lubrifiant pour réduire la friction et l'usure.
5. Stabilité chimique :À température ambiante, le graphite présente une bonne stabilité chimique telle qu'une résistance aux acides, aux alcalis et aux solvants organiques. En particulier, le graphite de haute-pureté présente une stabilité chimique extrêmement élevée et ne réagit pratiquement avec aucune substance chimique.
6. Performances d'usinage :Comparé aux matériaux métalliques, le graphite a une densité plus faible et d'excellentes performances d'usinage, et peut être transformé en pièces de diverses formes complexes.
7. Faible taux de dilatation thermique :Même en cas d'augmentation rapide de la température, le faible taux de dilatation thermique peut garantir la stabilité dimensionnelle du graphite et réduire la déformation causée par les changements de température.

Ces propriétés permettent aux matériaux en graphite de bien fonctionner dans l'environnement corrosif et à haute température de la production de verre flotté, ce qui en fait un choix de matériau idéal pour les composants clés du bain d'étain.

Dans la production de verre flotté, le bain d'étain est un équipement de formation de processus doté d'une coque en fer recouverte de briques réfractaires pour contenir l'étain fondu à haute température. Dans le bain d'étain, afin d'éviter que la bande de verre plate ne colle aux briques réfractaires des parois latérales à haute température, undoublure en graphiteest placé à la jonction des briques des murs latéraux et des briques du fond de la baignoire. Il existe principalement les types de revêtements en graphite suivants :

Il existe plusieurs structures de fixation du revêtement en graphite :

Méthode de fixation traditionnelle :Au début, des briques de fond étaient utilisées pour presser le revêtement en graphite, mais l'inconvénient était que le revêtement en graphite ne pouvait pas être remplacé ; ou-des bandes d'acier résistantes à la chaleur ont été utilisées pour presser le revêtement en graphite, mais les bandes étaient faciles à déformer et devaient être dessoudées lors du remplacement.

Dispositif de revêtement en graphite à-positionnement automatique :La dernière technologie utilise une structure capable de stabiliser le revêtement en graphite sans fixation, comme le dispositif de revêtement en graphite à positionnement automatique pour bain d'étain proposé par le brevet chinois CN209428392U, qui comprend :

L'invention concerne un groupe de revêtements en graphite, chaque revêtement en graphite comprenant un corps de revêtement rectangulaire, un côté du corps de revêtement est pourvu d'un corps de positionnement s'étendant vers l'extérieur, et la partie supérieure du corps de positionnement est dotée d'un bossage de positionnement.

La rainure de positionnement adaptée au corps de positionnement est disposée sur la paroi latérale du bain d'étain, et un groupe de parties de positionnement concaves est disposé sur l'extrémité supérieure de la rainure de positionnement.

Le corps de positionnement de chaque revêtement en graphite est installé dans la rainure de positionnement sur la paroi latérale du bain d'étain, la saillie de positionnement sur le corps de positionnement formant une correspondance de positionnement avec la partie de positionnement évidée.

Cette conception à-positionnement automatique rend extrêmement pratique le remplacement du revêtement en graphite, améliore l'efficacité de la maintenance et réduit les coûts de maintenance.

--Application innovante du graphite FSB

De plus, les FSB en graphite nouvellement développés sont traités avec un revêtement de carbure de silicium sur la surface, et la résistance à la corrosion du liquide d'étain est augmentée jusqu'à 3 fois celle des produits traditionnels, aidant ainsi les clients à réduire les temps d'arrêt et les coûts de maintenance de plus d'un million de yuans par an. Cette technologie de modification fonctionnelle de surface améliore considérablement la durée de vie et les performances du graphite FSB.

--Importance de l'agitation dans la production de verre flotté

Dans la production de verre flotté, l’agitation est un équipement clé pour garantir l’uniformité du verre liquide. L'agitation provoque l'écoulement du verre liquide par des effets thermiques et des mouvements physiques, améliorant ainsi l'uniformité de la température et l'uniformité chimique du verre liquide.

L'agitation mécanique est principalement utilisée dans les fours à verre pour la production de verre flotté et de verre optique, car ces verres ont des exigences d'uniformité extrêmement élevées. Dans la zone de fusion dufour de fusion, l'agitation est rarement utilisée car le courant de convection est suffisamment fort et la température est très élevée ; dans la zone de refroidissement et l'avant-foyer du four de fusion, l'agitation joue un rôle important.

--Conception et application de l'agitation du graphite

Les matériaux graphite sont largement utilisés dans la fabrication d'agitateurs dans la production de verre flotté en raison de leurs excellentes performances à haute température et de leur stabilité chimique. La conception de l’agitation du graphite prend généralement en compte les facteurs suivants :

• Forme de l'agitateur :Selon les exigences d'agitation, l'agitateur en graphite peut être conçu sous différentes formes telles que le type à hélice, le type à ancre, le type à turbine, etc.
• Taille de l'agitateur :La taille de l'agitateur doit correspondre à la taille du four ou de l'avant-foyer pour garantir le meilleur effet d'agitation.
• Vitesse d'agitation :Différentes vitesses d'agitation produiront différentes forces de cisaillement et modèles d'écoulement, affectant l'uniformité du verre liquide.

Des études ont montré qu'il existe une relation linéaire entre la profondeur d'insertion et la vitesse de rotation de l'agitateur, et que la vitesse de rotation optimale diminue à mesure que la profondeur d'insertion de l'agitateur augmente. L'effet de rotation de l'agitateur peut amener le liquide de verre qui s'écoule vers l'arrière vers le haut dans le flux vers l'avant à des vitesses de rotation élevées, améliorant ainsi le schéma d'écoulement global du liquide de verre.

--Optimisation du processus de mélange

Afin d'améliorer l'efficacité et la durée de vie de l'agitation du graphite, les chercheurs ont mené de nombreuses recherches sur l'optimisation des procédés :

• Optimisation de la vitesse d'agitation :Des études ont montré que la vitesse de l'agitateur a un effet significatif sur les propriétés mécaniques des composites. Par exemple, dans le moulage sous agitation de composites aluminium-graphite, l'augmentation de la vitesse d'agitation de 200 tr/min à 800 tr/min a augmenté la dureté, la résistance à la compression et la résistance à l'usure du matériau.
• Contrôle du temps d'agitation :Un temps d'agitation approprié peut garantir une distribution uniforme du liquide en verre tout en évitant le gaspillage d'énergie et l'usure de l'équipement provoqués par une agitation excessive.
• Méthode d'agitation améliorée :En plus de l'agitation mécanique traditionnelle, des technologies auxiliaires telles que le traitement par ultrasons peuvent être combinées pour améliorer l'effet de dispersion dans le verre liquide.

--Application du graphite dans le processus de formage du verre

--Application du graphite dans le système de transport du verre

Dans les lignes de production de verre flotté, les matériaux graphite sont également largement utilisés dans les systèmes de transport du verre :

Rouleau de transition en graphite :un élément clé pour une transition en douceur du verre à haute-température du bain d'étain au four de recuit. Par exemple, une technologie de fabrication de rouleaux de transition en graphite utilise des rouleaux en graphite en flocons de haute-pureté. Étant donné que la conductivité thermique du graphite en flocons de haute-pureté diminue avec l'augmentation de la température, et même à des températures extrêmement élevées, le graphite en flocons de haute-pureté devient un isolant, lorsque le verre à haute-température entre dans la table à rouleaux de transition depuis le bain d'étain, la surface inférieure du verre ne sera pas trop refroidie.

Structure de support en graphite :utilisé pour soutenir et guider le ruban de verre afin d'assurer la stabilité du ruban de verre pendant le transport.

Dispositif de guidage en graphite :utilisé pour guider la direction de mouvement du ruban de verre afin de garantir que le ruban de verre est transporté le long du chemin prédéterminé.

L'application de ces composants en graphite améliore considérablement l'efficacité et la qualité des produits des lignes de production de verre flotté et réduit les défauts du verre causés par les changements de température ou le frottement mécanique.

Avec plus de 25 ans d'expérience dans les matériaux en graphite et le support de production, SHJ-CARBONEcontinue de fournir des solutions adaptées aux conditions exigeantes de l’industrie du verre. Dans les prochains articles, nous explorerons plus en détail les applications du graphite dans le formage, le transport et la maintenance dans la fabrication du verre flotté. Si votre procédé implique des composants en graphite, notre équipe d'ingénierie est prête à vous proposer des conseils professionnels et des recommandations de produits en fonction de vos besoins spécifiques.

1. Le graphite dans la production de verre flotté et de verre épais
2. Graphite dans la production de verre flotté Verre à revêtement CVD
3. Graphite dans la réparation à froid du verre flotté
4. Application spéciale du graphite dans le verre flotté
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