En este artículo, discutiremos sobre la importancia de la medición precisa de la temperatura en diferentes segmentos del proceso de fabricación de vidrio en toda el área de la industria del vidrio (flotado/lámina, vidrio para envases, vajilla, ópalo, vidrio especial, etc.).
Los fabricantes de vidrio siempre se preocupan por mejorar la calidad de sus productos y la eficiencia de sus procesos, a la vez que reducen los costos de fabricación. Estas son áreas que... medición de temperatura puede desempeñar un papel importante para lograr tales objetivos.
Al considerar la dependencia de la viscosidad con la temperatura del vidrio, es evidente que cualquier cambio en la uniformidad térmica ocasionará numerosos problemas en el proceso de conformado posterior. Para lograr la máxima homogeneidad química y térmica del vidrio, es fundamental medir con precisión la temperatura en las diferentes etapas del proceso de fabricación, ya que cualquier cambio en la temperatura puede afectar su calidad, siendo la temperatura un parámetro clave para medir y controlar el sistema de combustión, lo que se traduce en un ahorro energético.
La medición de temperatura puede realizarse mediante termopares que miden la temperatura directamente en contacto con el vidrio fundido (termopares de inmersión con dedal de platino) o mediante la instalación de termopares en el techo del horno o distribuidor, etc., midiendo la temperatura atmosférica. Otra tecnología es el uso de la radiación. pirómetros.
Los termopares con dedal de platino se sumergen en el vidrio fundido, lo que permite leer con gran precisión su temperatura. La precisión de la temperatura medida por el termopar con dedal de platino permite a los fabricantes de vidrio conocer con exactitud la temperatura real del vidrio.
En este caso par termoeléctrico Mide la temperatura en contacto con el medio a medir. Dado que este medio es vidrio fundido, la situación es crítica, ya que la temperatura supera los 1400 °C y el vidrio fundido puede contaminar el material en contacto directo. Para solucionar este problema, se utiliza un dedal de platino en el extremo de contacto del termopar para prolongar su vida útil.
Los dedales fabricados con una aleación especial de platino que contiene rodio 10% con pequeñas cantidades de óxido de zirconio u óxido de itrio (como estabilizador de grano), están desarrollados especialmente para la aplicación en las industrias del vidrio.
Estos materiales ofrecen un rendimiento significativamente superior al del platino convencional y sus aleaciones. Se trata de una nueva clase de materiales, optimizada para aplicaciones especiales:
- Alta resistencia con buena ductilidad en el rango de alta temperatura (hasta 1700°C).
- Excelente capacidad de soldadura mientras que la resistencia es
- Resistencia excepcional a la corrosión y una microestructura más estable durante un servicio más prolongado.
Estas características permiten una mayor vida útil de los componentes individuales y un uso más económico de los metales preciosos, por ejemplo, mediante la reducción del espesor de pared. La mayor resistencia del material también tiene un efecto estabilizador en los equipos fabricados con él. De este modo, los componentes de refuerzo, como el molibdeno, la cerámica o los metales refractarios, se vuelven prácticamente redundantes. La inclusión de zirconio finamente distribuido como dispersión impide el crecimiento del grano a una temperatura justo por debajo del punto de fusión. Gracias a su microestructura modificada y más fina, es considerablemente menos sensible a los procesos de corrosión a lo largo de los límites de grano que otros materiales comparables. Esto garantiza una mejor resistencia a la corrosión.
Termopares de tres niveles:
Existen diseños especiales para el termopar utilizado en los antehogares del horno; el diámetro exterior se reduce para aumentar el tiempo de respuesta y se protege con un recubrimiento de platino. La temperatura a diferentes niveles de vidrio fundido varía. Termopar de tres niveles, Los tres sensores de termopar se montan en un solo conjunto, dando como resultado un termopar de tres niveles, y se utilizan para proporcionar el perfil de temperatura del vidrio fundido (capa inferior, capa intermedia, capa superior).
Las máquinas IS de alta velocidad operadas en triple o incluso cuádruple gota requieren un enfriamiento más intenso del vidrio en el antecrisol y hablar de producción NNPB significa una consideración especial en la medición de temperatura con termopares de tres niveles, donde la tolerancia máxima de peso debe ser de -/+1 por ciento y las herramientas precisas para medición de temperatura se hizo inevitable.
Los termopares de tubo cerámico, que miden la temperatura atmosférica, también son una buena solución para controlar la temperatura del proceso. Sin embargo, en comparación con los termopares de dedal de platino, son menos precisos. Esto se debe a que la temperatura atmosférica del horno o antecrisol puede verse afectada fácilmente por la potencia de los quemadores, especialmente cuando la llama toca el termopar, mientras que la temperatura real del vidrio fundido será ligeramente diferente a la atmosférica.
El pirómetros de radiación son otra solución utilizada durante mucho tiempo en la fabricación de vidrio en hornos, distribuidores, canales de antecrisol, así como para medir la temperatura de la superficie del vidrio en la producción de vidrio flotado, producción de bulbos y tubos, etc. Los pirómetros de fibra óptica Tempsens están especialmente diseñados para aplicaciones de la industria del vidrio que brindan un alto rendimiento con bajo mantenimiento.
La parte del sensor y el resto de la electrónica están conectados a través de un cable de fibra óptica, esto permite mantener el conjunto electrónico alejado de las altas temperaturas.
Al comparar los termopares y los pirómetros de fibra óptica, es necesario mencionar que los termopares tienen mayor precisión y son más exactos.
En los siguientes párrafos, analizamos brevemente la aplicación de termopares en ciertas partes del proceso de fabricación de vidrio:
Corona del horno y corona del regenerador
El arco de la cámara de fusión, donde se calienta el material sólido para producir vidrio fundido, se denomina corona. El sobrecalentamiento de la corona puede provocar la erosión prematura del refractario de corona y, si la temperatura es baja, puede afectar la eficiencia de fusión y aumentar el consumo de combustible. Por ello, es fundamental medir y controlar la temperatura correcta de la corona.
La temperatura más alta en el horno de fusión se encuentra en la corona, que puede superar los 1600 °C. Por ello, recomendamos el uso de termopares con láminas cerámicas de doble protección HWT (espesor de pared grueso) para prolongar su vida útil. En la corona hay varios puntos de medición en el centro, la derecha y la izquierda; este mismo tipo de ensamblajes se puede utilizar para la corona regenerativa.
Fondo del horno
Los bloques de fondo son la parte más costosa de un tanque de fusión. Es fundamental medir la temperatura con precisión, ya que incluso una diferencia de 2-3 grados puede aumentar el consumo de combustible del horno. Además, la temperatura del fondo es un factor importante que puede afectar el proceso de conformado. Es difícil que un termopar resista toda la vida útil de un horno; el termopar TEMPSENS ha logrado este objetivo en numerosos proyectos. Si el termopar se va a utilizar en vidrio en contacto directo con vidrio fundido, se utilizan termopares con dedal de platino, o si algunos hornos tienen un orificio o cavidad para el termopar, se utilizan termopares con lámina de alúmina recristalizada.
Antecorazón
El proceso de acondicionamiento del vidrio se lleva a cabo en el extremo de trabajo (el distribuidor), así como en el antecrisol, donde el enfriamiento del vidrio se logra eliminando el calor del vidrio fundido a lo largo del canal del antecrisol.
Un sistema de control de antecrisol de vidrio incluye un sistema de detección de temperatura y un sistema de control. El sistema de detección de temperatura incluye un conjunto de sensores de temperatura preposicionados. Los termopares simplex y tríplex (de tres niveles) consisten en un conjunto de termopares inferior, medio y superior para detectar el perfil vertical de temperatura del vidrio fundido en una ubicación fija. Las señales de salida de estos sensores de temperatura son recibidas por los controladores del sistema de control, que proporcionan señales de control y regulan el funcionamiento de los dispositivos de entrada de calor y de entrada de refrigeración. Es fundamental que la salida del termopar y la calibración del controlador sean precisas, fiables y repetibles.
El control de temperatura en el canal de precrisol es una herramienta valiosa que garantiza la uniformidad térmica requerida del vidrio fundido. La temperatura se mide mediante termopares o termómetros radiométricos. Se utilizan tres termopares triplex para obtener información consistente y fiable de la distribución de la temperatura en la sección transversal de la última parte de la zona de ecualización. A partir de la salida de estos nueve puntos de medición de temperatura, se calcula un índice que caracteriza la eficiencia térmica del canal de precrisol. Por ejemplo, su valor debe superar los 90 % cuando los envases de vidrio se fabrican mediante el proceso NNPB.
Otro ámbito en el que trabaja TEMPSENS es SONDA DE NIVEL DE VIDRIOPara el control de nivel de vidrio, fabricada con una sonda de aleación de platino. La protección interior y exterior se realiza mediante tubos de alúmina recristalizada. Estas sondas están disponibles en diferentes tipos de soportes según las necesidades del cliente y ofrecen una excelente vida útil.
