- 超音波對溫度高達 2300°C 的熔融金屬和熔融玻璃進行脫氣處理
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在顯著降低的溫度下，製程能耗可節省 20%。
熔融玻璃的超音波脫氣
玻璃製造 主要包括兩個工序：玻璃熔煉和玻璃精煉。在玻璃熔煉過程中，先將原料混合成料，再送入熔爐加熱至高溫（最高可達近1,600℃）。原料發生化學反應形成玻璃。之後進行玻璃精煉，目的是去除熔體中的氣泡。玻璃精煉對玻璃產業至關重要。其目的是在進行玻璃成型操作之前，將熔體中的氣泡尺寸和數量減少到可接受的水平。與超音波脫氣相比，玻璃精煉過程耗時更長，能耗更高。
我們開發了一種超音波氣體熔體脫氣技術，可顯著提高此製程的效率，降低精煉溫度，並 節省高達20%的能源成本。本文將介紹此製程及其相對於傳統玻璃精煉製程的改良之處。
在玻璃製造過程中去除氣泡是至關重要的環節。這一環節稱為 精煉，目前已採用多種不同的方法。
玻璃的超音波脫氣
玻璃熔化過程中會產生氣泡，這個過程涉及構成玻璃的原料之間發生的眾多化學反應。其中一些化學反應會產生大量的二氧化碳和其他氣體。通常，1公斤原料會產生100公升二氧化碳 氣體。此外，還會產生二氧化硫、氧氣、硫化氫和其他氣體。
脫氣過程涉及氣泡聚集，即溶解在熔體中的氣體擴散形成氣泡，氣泡上升到表面並被排出。此過程所需時間取決於氣泡直徑和熔體黏度，而熔體黏度取決於熔體溫度。.
超音波脫氣的工作原理
為了提高玻璃精煉效率，人們採用了多種方法，包括添加精煉劑、真空精煉，甚至利用微重力。然而，超音波輔助玻璃精煉技術的應用前景十分廣闊。此技術可將精煉溫度從約1450℃降至1300℃，總能耗最多可節省20%。.
當將合適頻率範圍內的超音波能量施加到玻璃熔體上時，會發生聲空化現象。聲空化是指壓力快速變化產生充滿蒸氣的微小氣泡，這些氣泡在高壓下破裂並產生衝擊波的過程。.
溶解在熔體中的氣體擴散進入空化氣泡。氣泡在空化核上形成。在超音波振盪過程中，氣體從熔體擴散到氣泡內部並持續成長。隨後，微小氣泡在 比耶克尼斯 和 伯努利 力的作用下聚結，當氣泡足夠大時，便會漂浮到熔體表面，並將氣泡內的氣體釋放到大氣中。超音波誘導的聲流和聲束流促進了這個過程。