坩堝式拉絲技術(shù)對(duì)比

坩堝法玻璃纖維拉絲精密控制技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，拉制過(guò)程的控制對(duì)象范圍和控制要求精度更高，穩(wěn)定性和可靠性更高?？刂茖?duì)象范圍增加，包括：

(1)漏板恒溫恒壓控制。

(2)電熔控制與坩堝爐型的合理集合。

(3)加球控制要求采用連續(xù)式加球，以減小間斷式加球?qū)ο到y(tǒng)液位及溫度的沖擊而引起固有缺點(diǎn)。

(4)涂油器也要求變頻調(diào)速控制以使內(nèi)外層浸潤(rùn)濟(jì)一致。

(5)拉絲機(jī)控制與漏板溫度變化規(guī)律的結(jié)合等。不僅對(duì)以上控制對(duì)象增加要求，而且控制精度和控制效果也有更高要求。

傳統(tǒng)的坩堝拉絲控制對(duì)象主要包括：漏板控制、電熔控制、加球控制三方面。其控制方式對(duì)應(yīng)為：漏板控制一般采用恒壓控制，也有少數(shù)采用恒溫控制方式；電熔控制基本是恒流儀表控制；加球控制多是不連續(xù)的間斷式加球控制。這些控制方式雖然可以滿足基本生產(chǎn)要求，但對(duì)于高質(zhì)量要求的玻纖細(xì)紗來(lái)說(shuō)，仍存在以下主要缺陷：(1)漏板電流電壓控制精度不高，漏板溫度波動(dòng)大，紗的線密度波動(dòng)較大。(2)各種現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的儀器儀表與生產(chǎn)工藝結(jié)合性較差，沒(méi)有針對(duì)坩堝法玻璃熔制的特點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的控制。(3)故障率較高，穩(wěn)定性差等。因而需要生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行精密控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量及穩(wěn)定性。

坩堝法拉絲作為我國(guó)特有的玻璃纖維生產(chǎn)技術(shù)，其投資少，生產(chǎn)調(diào)整靈活，在我國(guó)中小型玻纖企業(yè)應(yīng)用廣泛。近年來(lái)，坩堝法拉絲在增產(chǎn)增效、節(jié)能降耗等方面有了明顯的進(jìn)步，但在產(chǎn)品質(zhì)量上，與池窯拉絲產(chǎn)品的差距越來(lái)越大，尤其體現(xiàn)在纖維基本性能上，如線密度、浸潤(rùn)劑涂覆的均勻性等方面。其原因不僅在于坩堝法生產(chǎn)固有的熱容量小、工藝不易穩(wěn)定的缺陷，而且與所采用的落后的生產(chǎn)過(guò)程控制技術(shù)有很大關(guān)系，尤其是目前坩堝法拉制的細(xì)紗產(chǎn)品，控制技術(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響更大。

坩堝式拉絲技術(shù)又稱“坩堝式饋料拉絲技術(shù)”。制造光纖用材料在坩堝容器內(nèi)重新熔融并從坩堝底部的噴嘴流出拉制成纖維的拉絲技術(shù)。制造無(wú)包層和塑料包層光纖時(shí)用單只坩堝饋送玻璃料拉絲。制造自聚焦型或梯度型光纖時(shí)，用兩只同心套裝的坩堝，中心坩堝饋送纖芯玻璃料，外層坩堝饋送包層玻璃料，拉絲時(shí)打開(kāi)噴嘴，兩種玻璃熔體一起由嘖嘴流出并拉成纖維。

由于中心坩堝的噴嘴位于外層坩堝噴嘴的上方，兩種玻璃熔體相互接觸，玻璃內(nèi)活動(dòng)性離子就可滲透或擴(kuò)散從而形成折射率分布的光纖。雙坩堝拉絲技術(shù)與固態(tài)管棒法拉絲技術(shù)相比，制造的光纖的芯和包層界面質(zhì)量高，容易制造梯度(漸變)型光纖。雙坩堝拉絲技術(shù)已廣泛用于制造多組份玻璃光纖、氟化物玻璃光纖和硫族玻璃光纖。

采用恒壓、恒溫及無(wú)擾動(dòng)切換控制裝置，采用性能、控制調(diào)節(jié)質(zhì)量和穩(wěn)定性更好的移相功率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)漏板變壓器的輸出功率，取代傳統(tǒng)的可控硅觸發(fā)回路;采用5位高精度溫度控制器，確保漏板溫度精度高，周期震蕩幅度?。浑妷盒盘?hào)的采樣也使用獨(dú)立的高精度真有效值電壓變送器，保證電壓采樣信號(hào)不失真，這樣即使是恒壓控制時(shí),系統(tǒng)也具有很好的穩(wěn)定性。

與傳統(tǒng)的恒壓儀表控制相比，在電壓信號(hào)采樣、控制儀表的控制精度和輸出功率觸發(fā)等諸多環(huán)節(jié)上完全提高一大步，系統(tǒng)具有恒溫、恒壓與它們的串級(jí)控制，使得系統(tǒng)在信號(hào)抗干擾、信號(hào)漂移、觸發(fā)穩(wěn)定性和控制精度上都獲得很大提高和改進(jìn)。在系統(tǒng)升溫和拉絲過(guò)程中方便地使用恒壓控制和恒溫控制的無(wú)擾動(dòng)切換功能。

通常采用的封閉式鎂合金熔煉坩堝的結(jié)構(gòu)與普通的敞開(kāi)式坩堝有較大的區(qū)別。為了通入保護(hù)氣體，坩堝必須具有封閉的結(jié)構(gòu)（非密閉會(huì)有保護(hù)氣體泄漏）。下圖所示為坩堝的結(jié)構(gòu)示意圖。

坩堝蓋具有非常重要的功能。一方面，在它上面有加料口、清理口和熔池?zé)犭娕嫉娜肟冢硪环矫?，它阻隔了金屬鎂液與周圍的空氣。坩堝蓋的密封作用可防止空氣進(jìn)入熔化狀態(tài)的鎂液中，加上在坩堝內(nèi)部通入保護(hù)性氣體，從而避免了鎂的氧化和燃燒，減少了金屬鎂的損失。

鎂合金的熔爐大多采用雙層坩堝結(jié)構(gòu)。坩堝內(nèi)層為耐熱低合金鋼板，外層為高鎳鉻不銹鋼板。兩層鋼板最好是緊密結(jié)合的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。這樣，與鎂液接觸的內(nèi)—層坩堝不含Ni等降低耐腐蝕性的元素，避免了對(duì)鎂液的污染；另一方面，外層坩堝具有高溫抗氧化性，雖然與空氣接觸，但不會(huì)產(chǎn)生氧化皮的脫落，沒(méi)有劇烈的氧化，從而具有較長(zhǎng)的壽命。

雙層坩堝的另一突出優(yōu)點(diǎn)是保證了安全性。即使內(nèi)層坩堝產(chǎn)生裂紋等破壞現(xiàn)象而發(fā)生鎂液泄漏時(shí)，由于有外層坩堝的阻擋作用，也不會(huì)發(fā)生鎂液的燃燒。但是不足之處是傳熱效率會(huì)降低。

坩堝式電阻爐系周期作業(yè)式，坩堝式電阻爐的爐殼由優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成圓柱體，內(nèi)爐襯由碳化硅或聚輕高鋁耐火材料制成。爐襯內(nèi)加熱元件由合金絲燒制而成，坩堝式電阻爐的電爐門通過(guò)鉸鏈固定在電爐面板上，爐門開(kāi)啟靈活。坩堝式電阻爐的額定溫度有1000~1600℃內(nèi)的多種選擇。

鎂熔體不會(huì)像鋁熔體一樣與鐵發(fā)生反應(yīng)，因此可以用鐵坩堝熔化鎂合金并盛裝熔體。通常采用低碳鋼坩堝來(lái)熔煉鎂合金和澆注鑄件，特別是在制備大型鎂合金鑄件時(shí)，大多采用低碳鋼坩堝，

熔煉鎂合金的坩堝容量一般在50~350kg范圍內(nèi)。小型坩堝常常采用w<0.12%的低碳鋼焊接件制作；鎳和銅嚴(yán)重影響鎂合金的耐蝕性，因此鋼坩堝中這兩種元素的（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）應(yīng)分別控制在0. 10%以下。熔煉鎂合金之前，按下圖要求準(zhǔn)備坩堝。

舊坩堝可繼續(xù)使用的最小壁厚要求見(jiàn)下圖。

在鎂合金的熔煉過(guò)程中，特別是采用熔劑熔煉工藝時(shí)，通常會(huì)在坩堝底部形成熱導(dǎo)率較低的殘?jiān)?。如果不定期清除這些殘?jiān)瑒t會(huì)導(dǎo)致坩堝局部過(guò)熱，并且坩堝表面會(huì)生成過(guò)量的氧化皮。坩堝壁上沉積過(guò)量的氧化物也會(huì)導(dǎo)致坩堝局部過(guò)熱。因此，記錄每個(gè)坩堝熔化爐料的次數(shù)應(yīng)當(dāng)作為一項(xiàng)日常安全措施。坩堝必須定期用水浸泡，去除所有的結(jié)垢。通常無(wú)熔劑熔煉方法的結(jié)垢比較少。