Исследования по совершенствованию технологии производства электронного стекловолокна 

1. Тенденции развития технологии электронного стекловолокна
С развитием новых технологий, таких как связь 5G и Интернет вещей (IoT), требования к эксплуатационным характеристикам стекловолокна электронного качества становятся все более жесткими. Спрос на высокоскоростную передачу данных и высокочастотную обработку сигналов подталкивает разработку материалов к более высоким стандартам. В то же время ужесточение экологических норм побудило обратить особое внимание на экологичность производственных процессов, включая использование экологически чистых материалов и энергоэффективных технологий для снижения воздействия на окружающую среду. Стремительный рост таких отраслей, как новые энергетические транспортные средства и аэрокосмическая промышленность, также открыл новые возможности для производства стекловолокна, что еще больше увеличило спрос на легкие и высокопрочные материалы. Следовательно, технология производства стекловолокна электронного качества быстро развивается в направлении высокой производительности, многофункциональности, экологичности и интеллектуального производства, стимулируя инновации и оптимизацию производственных процессов и значительно повышая эффективность и качество продукции.

Современные технологии энергосбережения и оптимизации при производстве стекловолокна электронного качества в основном включают усовершенствования технологических процессов, модернизацию специализированного оборудования, общего оборудования общего пользования и комплексное использование тепловой энергии.

2. Усовершенствования технологических процессов
2.1 Технология сжигания чистого кислорода
Технология сжигания на чистом кислороде – это высокоэффективный метод энергосбережения и снижения выбросов в атмосферу при производстве стекловолокна электронного качества. Благодаря замене воздуха на кислород высокой чистоты в качестве окислителя, эта технология позволяет проводить интенсивные реакции окисления при высоких температурах, обеспечивая более полное сгорание. По сравнению с традиционным воздушным сжиганием, сжигание на чистом кислороде дает такие преимущества, как более высокая тепловая эффективность, улучшенная скорость плавления, уменьшение объема дымовых газов и выбросов загрязняющих веществ, улучшение качества стеклообразной жидкости и энергосбережение. На практике требуются точные системы управления для регулирования давления и расхода газа и кислорода, обеспечивающие оптимальные условия горения. В связи с повышением требований к качеству продукции и защите окружающей среды технология сжигания на чистом кислороде будет все шире применяться в производстве стекловолокна электронного качества.

2.2 Регулирование состава стекла
Изменение состава стекла существенно влияет на качество продукции и энергопотребление. Оптимизация состава снижает температуру плавления сырья, сокращая потребление энергии в печах. Кроме того, изменения в рецептурах сырья напрямую влияют на такие важные показатели качества, как выход волокна при вытягивании, скорость намотки и контроль качества полого волокна. Корректировки также касаются методов обработки сырья, таких как уменьшение доли материалов на основе карбонатов в смеси, чтобы свести к минимуму выбросы углерода в результате разложения. Улучшая состав стекла, производители могут повысить качество продукции, конкурентоспособность на рынке и экологическую устойчивость.

2.3 Технология барботирования
Технология барботажа предполагает введение пузырьков газа в расплавленное стекло для улучшения его однородности и распределения температуры, тем самым ускоряя плавление, осветление и гомогенизацию. Это повышает качество стекловолокна за счет уменьшения таких дефектов, как камни и цветовые вариации, и повышает выход годного. Более интенсивный поток стеклообразной жидкости, вызванный барботированием, также улучшает теплообмен между пламенем и расплавленным стеклом, повышая тепловую эффективность.

2.4 Технология высокопоточных втулок
Технология высокопроизводительных втулок повышает эффективность производства за счет увеличения количества отверстий на втулку, что позволяет увеличить поток жидкости из стекла. Ключевые аспекты включают в себя масштабирование втулки, оптимизацию конструкции для стабильного вытягивания волокон и повышение долговечности благодаря использованию передовых материалов и технологий производства из платиновых сплавов. Кроме того, оптимизированные системы распределения электроэнергии имеют решающее значение для обеспечения безопасной работы в условиях высокомощных вводов, что требует согласованного проектирования первичных, вторичных и третичных электрических структур.

3. Модернизация специализированного оборудования

3.1 Оптимизация конструкции печи
Оптимизация размеров печи (например, соотношения длины к ширине), конструктивных конфигураций и соединений между зонами плавки и основными каналами повышает эффективность плавки и качество стекла. Например, конструкции с погружной горловиной или перегородкой улучшают характеристики текучести стекла, увеличивая производительность вытягивания волокна и скорость намотки на полную катушку. Расположение каналов (например, Т-образные, Н-образные) и наклонные или сужающиеся основания каналов дополнительно регулируют скорость потока стекла и температурные градиенты, повышая производительность при одновременном снижении энергопотребления на тонну волокна.

3.2 Технология полной изоляции печи
Полная изоляция камер сгорания печи в сочетании с использованием современных материалов, таких как титан-натриево-кремниевые изоляционные покрытия, микропористые изоляционные плиты, волокнистые напыляемые покрытия и покрытия с высоким коэффициентом излучения, позволяет снизить потери тепла на поверхности и расход топлива на 3-5%. Улучшенная герметизация отверстий (например, отверстий для подачи, смотровых отверстий, дымоходов) сводит к минимуму рассеивание тепла и проникновение воздуха, что еще больше повышает тепловую эффективность и стабильность работы.

3.3 Оптимизация электрической системы ввода-вывода
Модернизация вводных электрических систем с помощью 24-импульсных трансформаторов и систем управления на базе шин снижает потери энергии при передаче электроэнергии. Распределенные системы управления (DCS) заменяются интегрированными решениями для достижения оптимального согласования энергопотребления. Дополнительные распределительные силовые шкафы обеспечивают эффективное распределение нагрузки, поддерживая крупномасштабные операции по вводу в эксплуатацию, что повышает затраты и эффективность.

4. Усовершенствования общественного оборудования.
Основные достижения включают технологию частотно-регулируемого привода (ЧРП) и оптимизацию параметров вентиляторов. ЧРП регулируют скорость вращения оборудования в зависимости от потребностей в режиме реального времени, экономя энергию. Оптимизированная конструкция лопастей вентилятора (например, углы расположения слоев, толщина, последовательность расположения) улучшает аэродинамические характеристики и долговечность конструкции, повышая эффективность охлаждения и сводя к минимуму потери на ветер.

5. Комплексное использование тепловой энергии
Рекуперация отработанного тепла из высокотемпературных дымовых газов в печах и каналах достигается тремя способами:
1. Прямое использование: Отработанное тепло используется для отопления, сушки или других процессов с целью снижения затрат на электроэнергию.
2. Использование с перекрестным обменом: Теплообменники передают энергию дымовых газов в среду (например, воду, воздух) для промышленного или бытового отопления.
3. Выработка электроэнергии с использованием отработанного тепла: тепло дымовых газов преобразуется в электроэнергию для использования на объекте или распределения по сети, что обеспечивает максимальную утилизацию энергии и способствует достижению экологических целей.

Благодаря интеграции этих стратегий производство стекловолокна электронного качества обеспечивает значительную экономию энергии, сокращение выбросов и устойчивый рост.