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铂铑合金漏板[精编文档]铂铑合金漏板漏板是玻璃显微生产中主要装置之一,形状为一个槽型容器。在拉丝过程中熔融玻璃流入漏板,由它将其调制到适合温度,然后通过底板上的漏咀流出,并在出口处被高速旋转的拉丝机拉伸为连续玻璃纤维。在以上过程中漏板自身通过电流发热调制玻璃液的温度,并维持足够均匀的温度分布以满足拉丝工艺需求。漏板由下列几个部分组成:①底板,其上有所需数目的漏咀;②侧壁;③堵头;④接线端子,也称为电极;⑤过滤网;⑥法兰边等。要使拉丝作业稳定,纤维直径均匀,就必须有良好设计的漏板。一块设计成功的漏板,除了应满足拉丝工艺作业性能要求外,还要求漏板在高温下有较长使用时间,包括漏板本身的结构尺寸能保持稳定、不易变形,也包含漏板材料能长期耐受高温玻璃液的侵蚀、冲刷。此外,漏板的工作温度在1300℃左右,除受到侵蚀之外还承受相当的动静态应力。这些特殊的工作环境和较高的使用要求使得可用于制作漏板的材料选择极其困难,历经数十年的研究和探索,至今仍只有铂及其铂族元素组成的合金得到较为广泛和良好地应用。而铂铑合金既短缺又昂贵,所以在设计漏板时必须考虑到尽可能用最少量的铂铑合金生产更多的产品,在单位面积的底板上尽量排列更多的漏咀。同时应针对铂铑合金的机械性能采用相应的加工工艺,并使之加工损耗降为最低。漏板一般可分为两大类。一类为坩锅拉丝漏板,通常用于中、小型玻璃纤维厂,底板孔数从100孔至800孔;另一类是池窑拉丝漏板,底板孔数从800孔至8000孔,而且孔数仍在扩大。与该漏板配套的还有排料漏板和池窑启动漏板(由耐热不锈钢组焊而成)。另外还有一些具有特殊要求的漏板如高强、高弹纤维用漏板等。漏咀的设计漏咀是漏板上影响玻璃纤维成型的关键部位,它决定了拉丝生产的流量及其生产率,它们之间的关系可用泊肃叶公式表示:(1)式中F—流量,g/h;D—漏咀内径,mm;H—漏咀上方玻璃液面高度;L—漏咀长度;η—玻璃液粘度漏咀是玻璃纤维成型作业的基本单元。高温玻璃液在漏咀上方以一定的流体静压力进入漏咀,然后从漏咀出口流出,被其下方的拉丝机以一定的牵引速度拉细,经冷却装置冷却成为所要求直径的玻璃丝。因此漏咀设计应首先满足的条件是保证拉丝过程连续而不间断。而满足上述条件必须考虑两个因素,一是玻璃液的粘度;二是漏咀的直径。粘度不适当会使纤维成型过程不稳定或出现断头;漏咀直径的大小则应在玻璃液的临界牵伸比之内。所谓牵伸比就是漏咀截面积和最终纤维截面积之比,它反应了粘性玻璃液的被牵引程度。泊肃叶公式是估算漏咀流量的基础,尽管在实际运用中,人们常常结合特定的种种具体条件从大量实验数据中针对该特定情况在公式的系数上或参数的幂指数上作些经验的修正。但是用泊肃叶公式计算流量,对公式中各参数是可以任意选择的。这种选择并不能保证纤维成型稳定所需的条件。例如在粘度(η)确定之后,要达到同样流量,在液面高度(H)、漏咀内径(D)和漏咀长度(L)这三个参数上仍可以有较大的选择余地。一般从工业上讲,应当先确定液面高度。根据多年生产实践经验,漏咀长度与直径之比一般为2~3。这样,最后关键要定的参数就是漏咀直径的大小。漏咀直径的大小与纤维成型稳定与否非常有关。即使在临界牵伸比之下,牵伸比的大小与纤维成型时的张力大小叶很有关系。一般讲,总是希望拉丝时的张力小些,既有利于纤维成型过程的稳定性,也有利于实现更多孔的拉丝。国际上在漏板设计中,由于对玻璃纤维成型机理深入研究的结果,已将漏咀的直径明显减小并且同时大大缩短了漏咀长度。这被誉为是漏咀设计中的一大进展,它不仅使纤维成型过程更高效而稳定,而且可以使漏咀排列得更紧密,使生产每吨玻璃纤维产品所需用得铂合金量大大减少。原来这一进展也与漏咀和漏板的加工技术进展分不开。老式的一个个漏咀朝漏板上焊接的方式使漏咀不可能排得太近,因为焊接工具要伸到漏咀之间得空间中。现在用冷挤压方法加工漏板和漏咀,就有可能做到这点。由于漏咀短而且靠得紧,所以漏板对纤维成型得丝根区得热辐射以及丝根彼此之间得热辐射都加剧了,必须在丝根区加强冷却,常用的办法是在每排漏咀(或每隔一排漏咀)间加上屏蔽辐射热的冷却片,在大尺寸漏板上,有时也用中空通水的冷却管。否则不能使纤维成型。所以人们已把这些冷却片或管视为漏板不可分割的一部分。通过设计、试验、再设计、再试验,如此反复多次,最后可以得到适合特定玻璃成分,铂合金成分和作业条件下的最佳漏咀形式,同时也可以得到适合该特定条件下对泊肃叶公式的具体修正经验公式。例如洛温斯坦归纳了几种漏咀的修正后的泊肃叶公式,见图1。图1中几种不同形状漏咀的流量(F)的修正泊肃叶计算公式(公式中的K是经验系数)为:(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)图2显示了我国常用的3中不同形式的漏咀。在生产能力相同的条件下,显然(c)形式的漏咀排列可以更紧密,设计效果更佳,因为它