Punti chiave di processo per il controllo della temperatura di riscaldamento nel processo di temperatura del vetro

Punti chiave del processo per il controllo della temperatura di riscaldamento nel processo di tempra del vetro

Nel vetro processo di produzione della tempra, la selezione ragionevole della temperatura di riscaldamento e l'efficace controllo della temperatura del forno sono collegamenti fondamentali che determinano la qualità del prodotto, influenzando direttamente la resistenza alla tempra, la planarità e il tasso di resa del vetro. Il principio di formazione del vetro temperato è quello di riscaldare il vetro auno stato ammorbidito ad alta temperatura, quindi formare una sollecitazione di compressione superficiale e una sollecitazione di trazione interna attraverso un raffreddamento rapido e uniforme, migliorando così significativamente le proprietà meccaniche e le prestazioni di sicurezza del vetro. Il fondamento di questa serie di cambiamenti fisici risiede nel controllo preciso della temperatura e nell'impostazione scientifica dei parametri di processo. Questo articolo illustrerà i punti chiave come la selezione della temperatura di riscaldamento, il controllo della temperatura del forno, l'impostazione del tempo di riscaldamento, le specifiche di disposizione del vetro, i requisiti del processo di raffreddamento e il controllo del movimento del vetro in combinazione con la pratica produttiva.

I. Logica fondamentale della selezione ragionevole della temperatura di riscaldamento e dell'efficace controllo della temperatura del forno

Nella produzione di tempra del vetro, le condizioni di carico del forno elettrico sono la base fondamentale per determinare la temperatura di riscaldamento. Tuttavia, va chiarito che il carico del forno elettrico menzionato qui non si riferisce all'area piana occupata dal vetro nel forno elettrico, ma si riferisce specificamente al rapporto di equilibrio dinamico tra spessore del vetro, temperatura di riscaldamento e tempo di riscaldamento. Questo rapporto attraversa l'intero processo di riscaldamento della tempra ed è il principio fondamentale per la formulazione dei parametri del processo di riscaldamento. Diversi spessori di vetro presentano differenze significative nella richiesta di calore: il vetro sottile ha una velocità di riscaldamento elevata e una piccola capacità termica, mentre il vetro spesso è l'opposto. Ignorare questa differenza e impostare la temperatura alla cieca può facilmente portare a problemi come riscaldamento non uniforme, surriscaldamento o sottoriscaldamento del vetro.

Dal punto di vista delle principali apparecchiature di produzione nel settore, la sezione di riscaldamento dei forni elettrici temperati utilizzati dalla maggior parte dei produttori adotta un design di riscaldamento a zone, che può essere suddiviso in più piccole zone di riscaldamento indipendenti. Il vantaggio principale di questo design è che può realizzare una regolazione mirata della temperatura e garantire l'uniformità del campo di temperatura nel forno. In normali condizioni di produzione, c'è sempre vetro nell'area di riscaldamento dell'elemento riscaldante al punto medio del forno elettrico che assorbe calore, e il trasporto continuo del vetro viene mantenuto in tutta l'area di lavoro del forno elettrico, formando un equilibrio regionale tra riscaldamento e assorbimento di calore. Questo equilibrio regionale determina direttamente l'effetto di riscaldamento locale. Quando la velocità di consumo di calore in una determinata area supera la velocità di fornitura di calore dell'elemento riscaldante, la temperatura in quell'area diminuirà significativamente, che è la formazione del fenomeno di sovraccarico.

Va sottolineato che il successo della tempra del vetro dipende dalla qualità del riscaldamento dell'area a bassa temperatura della lastra di vetro . In quanto cattivo conduttore di calore, se si verifica un calo di temperatura locale nel forno, ciò porterà a un'eccessiva differenza di temperatura in varie parti della lastra di vetro. Nella successiva fase di raffreddamento, la velocità di restringimento di aree diverse è incoerente, generando un'enorme sollecitazione interna. Quando questa sollecitazione interna supera la capacità portante del vetro stesso, causerà la rottura del vetro e la perdita di produzione. Pertanto, evitare efficacemente il fenomeno di sovraccarico e mantenere la temperatura stabile di ogni area nel forno sono gli obiettivi principali del controllo della temperatura di riscaldamento.

Per realizzare l'efficace controllo della temperatura del forno, oltre a impostare con precisione la temperatura di riscaldamento in base alle condizioni di carico, è necessario anche dotarsi di un sistema completo di monitoraggio della temperatura e di regolazione del feedback. Disponendo sensori di temperatura in diverse aree del forno, è possibile raccogliere dati sulla temperatura in tempo reale e trasmetterli al sistema di controllo. Quando viene rilevato che la temperatura in una determinata area devia dal valore impostato, il sistema può regolare automaticamente la potenza dell'elemento riscaldante in quell'area per compensare la perdita di calore in tempo. Allo stesso tempo, gli operatori devono ispezionare e calibrare regolarmente gli elementi riscaldanti e i sensori di temperatura per garantire che l'apparecchiatura sia in buone condizioni di funzionamento ed evitare guasti al controllo della temperatura causati da guasti alle apparecchiature. Inoltre, le prestazioni di tenuta del corpo del forno influiscono anche sulla stabilità della temperatura. Problemi come la scarsa tenuta della porta del forno e i danni allo strato di isolamento termico del corpo del forno causeranno perdite di calore e distruggeranno l'equilibrio del campo di temperatura nel forno. Pertanto, è necessario rafforzare la manutenzione quotidiana del corpo del forno per garantire l'effetto di tenuta e isolamento termico.

II. Impostazione scientifica del tempo di riscaldamento per garantire la sufficienza e l'uniformità del riscaldamento

Sulla base della determinazione della temperatura di riscaldamento, l'impostazione ragionevole del tempo di riscaldamento è anche cruciale. La potenza di riscaldamento del forno di tempra è fondamentalmente fissa quando l'apparecchiatura esce dalla fabbrica, quindi il tempo di riscaldamento diventa un parametro chiave per la regolazione dell'assorbimento di calore del vetro. Se il tempo di riscaldamento è troppo breve, il vetro non può raggiungere uno stato completamente ammorbidito e non è possibile formare uno strato di sollecitazione uniforme dopo il raffreddamento, con conseguente insufficiente resistenza alla tempra. Se il tempo di riscaldamento è troppo lungo, il vetro è soggetto a un eccessivo ammorbidimento, che porta a deformazioni superficiali, bordi piegati e persino difetti come bolle e pietre, che influiscono anche sulla qualità del prodotto.

In combinazione con l'esperienza di produzione del settore, l'impostazione del tempo di riscaldamento prende solitamente lo spessore del vetro come base fondamentale, formando uno standard di riferimento relativamente maturo: per il vetro di spessore convenzionale, il tempo di riscaldamento è di circa 35~40 secondi per millimetro di spessore. Ad esempio, quando si produce vetro temperato con uno spessore di 6 mm, il tempo di riscaldamento può essere impostato in base allo standard di 6×38 secondi = 228 secondi (38 secondi è il valore di riferimento intermedio nell'intervallo di 35~40 secondi e può essere regolato finemente in base a fattori come il tipo di vetro e la temperatura ambiente nella produzione effettiva). Per il vetro spesso con uno spessore maggiore di 12~19 mm, a causa della sua minore efficienza di conduzione del calore, è necessario un tempo di riscaldamento più lungo per garantire un riscaldamento interno sufficiente. Pertanto, il metodo di calcolo di base del tempo di riscaldamento viene regolato a 40~45 secondi per 1 mm di spessore.

Va notato che lo standard del tempo di riscaldamento di cui sopra è solo un riferimento di base e dovrebbero essere apportate regolazioni flessibili considerando in modo completo vari fattori nella produzione effettiva. Ad esempio, diversi tipi di vetro hanno differenze nelle proprietà fisiche come la capacità termica specifica e la temperatura di rammollimento, quindi il tempo di riscaldamento del vetro float ordinario e del vetro a basso emissivo deve essere diverso. Anche i cambiamenti nella temperatura ambiente influenzeranno l'efficienza del riscaldamento. In ambienti a bassa temperatura in inverno, la temperatura iniziale del vetro è bassa e il tempo di riscaldamento deve essere opportunamente prolungato. Inoltre, la densità di posizionamento del vetro nel forno elettrico e lo stato del flusso d'aria nel forno influenzeranno anche il tempo di riscaldamento. Pertanto, gli operatori devono accumulare continuamente esperienza nel processo di produzione e ottimizzare dinamicamente il tempo di riscaldamento in base alla situazione di produzione effettiva per garantire la sufficienza e l'uniformità del riscaldamento del vetro.

III. Ottimizzazione della disposizione del posizionamento del vetro per garantire l'uniformità del carico del forno

Per realizzare il riscaldamento uniforme del vetro, oltre al controllo preciso della temperatura e del tempo, anche il metodo di disposizione del vetro sul tavolo di alimentazione gioca un ruolo importante. L'obiettivo principale di una disposizione ragionevole è garantire l'uniformità dei carichi verticali e orizzontali nel forno elettrico, evitare che il vetro locale sia troppo denso o troppo rado, mantenendo così la stabilità del campo di temperatura nel forno e migliorando l'effetto di riscaldamento complessivo.
In particolare, i requisiti standard per la disposizione del posizionamento includono principalmente i seguenti due aspetti:

• Disposizione uniforme del posizionamento del vetro in un singolo forno: Quando si posiziona il vetro, è necessario allocare ragionevolmente la posizione di posizionamento di ogni pezzo di vetro in base alle dimensioni del forno elettrico e alla divisione delle zone di riscaldamento, assicurarsi che la distanza tra il vetro adiacente sia coerente, evitare di posizionare troppo vetro in una determinata zona di riscaldamento, portando a un carico eccessivo e a un'insufficiente fornitura di calore in quella zona. Allo stesso tempo, è anche necessario evitare che il vetro venga posizionato troppo disperso, con conseguente spreco di calore e temperatura locale eccessiva. Quando si producono vetri di diverse dimensioni e spessori in carico misto, è necessario prestare maggiore attenzione alla razionalità del layout e il vetro con spessore e dimensioni simili deve essere posizionato centralmente per facilitare il controllo preciso dei parametri di riscaldamento.
• Tempo di intervallo uniforme tra ogni forno di vetro: Nel processo di produzione continua, l'intervallo di tempo tra l'uscita del vetro dal forno precedente e l'ingresso del vetro nel forno successivo deve essere mantenuto stabile. Se l'intervallo di tempo è troppo lungo, la temperatura nel forno fluttuerà in modo significativo e il vetro successivo che entra nel forno impiegherà più tempo per raggiungere la temperatura impostata. Se l'intervallo di tempo è troppo breve, il calore sottratto dal vetro dal forno precedente non è stato integrato e il vetro dal forno successivo entra nel forno, il che causerà un calo improvviso della temperatura nel forno e innescherà un fenomeno di sovraccarico. Pertanto, gli operatori devono impostare un tempo di intervallo tra forni ragionevole in base a fattori come la potenza di riscaldamento del forno elettrico e la richiesta di riscaldamento del vetro, e implementarlo rigorosamente attraverso sistemi di controllo automatico o operazioni manuali per garantire la stabilità del ritmo di produzione.

Attraverso la disposizione di posizionamento standard di cui sopra, l'uniformità del carico del forno può essere efficacemente garantita, fornendo le condizioni di base per il riscaldamento uniforme del vetro.

IV. Controllo preciso del processo di raffreddamento per garantire la qualità della tempra

Dopo il riscaldamento, il vetro entra nella fase di raffreddamento. La velocità di raffreddamento e l'uniformità del raffreddamento determinano direttamente l'effetto di tempra del vetro. Secondo il principio di formazione del vetro temperato, il vetro in uno stato ammorbidito deve essere raffreddato il più rapidamente possibile per formare uno strato di sollecitazione di compressione uniforme sulla superficie. Tuttavia, la velocità di raffreddamento non è la più veloce possibile. Deve corrispondere allo spessore, al tipo e ad altre proprietà del vetro. Allo stesso tempo, è necessario garantire il raffreddamento bilanciato dei lati anteriore e posteriore del vetro per evitare sollecitazioni interne causate da un raffreddamento non uniforme che portano alla rottura del vetro.

I fattori che influenzano principalmente la velocità di raffreddamento includono lo spessore del vetro e le proprietà fisiche del vetro. In generale, la velocità di raffreddamento del vetro sottile può essere opportunamente aumentata, mentre la velocità di raffreddamento del vetro spesso deve essere controllata per evitare crepe causate da un'eccessiva differenza di temperatura tra interno ed esterno. Ad esempio, lo spessore del vetro da 5 mm è relativamente sottile e la velocità di conduzione del calore è relativamente elevata. La capacità di raffreddamento richiesta è più del doppio di quella del vetro da 6 mm. Questo perché il vetro sottile perde calore rapidamente durante il processo di raffreddamento e necessita di una maggiore capacità di raffreddamento per ottenere un raffreddamento rapido e uniforme. Tuttavia, il vetro spesso perde calore lentamente. Se la capacità di raffreddamento è troppo elevata, causerà il raffreddamento e il restringimento rapido della superficie e il calore interno non può essere dissipato in tempo, formando un enorme gradiente di temperatura e sollecitazioni interne, che portano alla rottura.

Nella selezione del mezzo di raffreddamento, il mezzo di raffreddamento ideale per la fase di raffreddamento nel processo di tempra è l'aria fredda secca. L'aria fredda secca può evitare la condensa di umidità sulla superficie del vetro, prevenire difetti come macchie d'acqua e macchie di nebbia sul vetro e, allo stesso tempo, la capacità termica specifica dell'aria fredda è stabile e l'effetto di raffreddamento è uniforme e controllabile. Per garantire l'effetto di raffreddamento, il volume d'aria e la velocità del vento del sistema di raffreddamento devono essere regolati con precisione in base allo spessore del vetro per garantire che la capacità di raffreddamento per unità di superficie soddisfi lo standard impostato. Inoltre, anche il design della griglia dell'aria di raffreddamento deve essere scientifico e ragionevole. Le uscite dell'aria della griglia dell'aria devono essere distribuite uniformemente per garantire che i lati anteriore e posteriore del vetro possano ottenere lo stesso volume d'aria di raffreddamento e la stessa velocità del vento, realizzando un raffreddamento bilanciato.

V. Controllo dello stato di movimento del vetro per evitare difetti superficiali e rischi di rottura

Nell'intero processo di tempra, lo stato di movimento del vetro ha un impatto diretto sulla qualità del prodotto. È necessario che il vetro mantenga un movimento continuo e stabile durante il processo di produzione e non ci dovrebbero essere graffi o segni lasciati dalla deformazione sulla superficie del vetro. Questo movimento comprende principalmente le seguenti due fasi:

• Movimento di oscillazione a caldo nel forno di riscaldamento: Il suo scopo principale è consentire a ogni parte della superficie del vetro di assorbire il calore in modo uniforme. A causa della possibile leggera differenza di temperatura in diverse aree del forno elettrico, il vetro può far sì che diverse parti della superficie si alternino in diverse aree di riscaldamento attraverso una lenta oscillazione alternata, compensando così la leggera irregolarità del campo di temperatura e garantendo il riscaldamento uniforme dell'intero vetro. La velocità e l'ampiezza del movimento di oscillazione a caldo devono essere rigorosamente controllate. Una velocità eccessivamente elevata può causare la collisione del vetro con i componenti del forno, con conseguenti graffi sulla superficie. Una velocità eccessivamente lenta non può ottenere l'effetto di riscaldamento uniforme. Un'ampiezza eccessivamente grande può causare la deformazione della flessione del bordo del vetro e un'ampiezza eccessivamente piccola rende l'effetto del riscaldamento uniforme non evidente.
• Movimento di oscillazione a freddo nella sezione di raffreddamento ad aria: Serve principalmente a garantire il raffreddamento uniforme del vetro, e quindi rendere i pezzi di vetro rotti uniformi dopo la rottura. Durante il processo di raffreddamento, il vetro può far sì che ogni parte della superficie entri in contatto uniforme con il flusso d'aria di raffreddamento attraverso l'oscillazione alternata, evitando un raffreddamento locale eccessivo o lento. Un movimento di oscillazione a freddo uniforme può garantire la distribuzione uniforme della sollecitazione di compressione sulla superficie del vetro, che non solo può migliorare la resistenza alla tempra del vetro, ma anche garantire che quando il vetro si rompe a causa dell'impatto, i pezzi rotti presentino particelle uniformi di piccole dimensioni, soddisfacendo i requisiti standard del vetro di sicurezza.

Oltre al controllo dello stato di movimento, anche la qualità del vetro originale ha un impatto importante sull'effetto di tempra. Il vetro originale non deve presentare difetti come graffi, bolle, pietre e crepe. Questi difetti diventeranno punti di concentrazione delle sollecitazioni. Durante il processo di riscaldamento e raffreddamento, la sollecitazione nella posizione del difetto aumenterà bruscamente, causando infine la rottura del vetro . Pertanto, è necessario ispezionare rigorosamente il vetro originale prima della produzione, rimuovere il vetro con difetti e garantire la qualità dei prodotti in vetro temperato dalla fonte. Allo stesso tempo, durante la movimentazione e il posizionamento del vetro, è necessario adottare misure protettive per evitare graffi o danni da collisione sulla superficie del vetro.

VI. Conclusione

In sintesi, collegamenti come la selezione della temperatura di riscaldamento, il controllo della temperatura del forno, l'impostazione del tempo di riscaldamento, la disposizione del vetro , il processo di raffreddamento e il controllo del movimento del vetro nel processo di tempra del vetro sono interconnessi e reciprocamente influenti, determinando congiuntamente la qualità del prodotto del vetro temperato.
Nella produzione effettiva, gli operatori devono comprendere a fondo la logica fondamentale di ogni punto del processo, impostare con precisione la temperatura di riscaldamento e il tempo di riscaldamento in base a parametri di base come lo spessore e il tipo di vetro, ottimizzare la disposizione del posizionamento del vetro, controllare rigorosamente la velocità e l'uniformità del raffreddamento, standardizzare il controllo dello stato di movimento del vetro e rafforzare l'ispezione dei fogli originali e la manutenzione delle apparecchiature.
Solo attraverso un controllo del processo completo e raffinato è possibile migliorare efficacemente il tasso di resa e la stabilità della qualità del vetro , soddisfacendo i requisiti di prestazione del vetro in diversi scenari applicativi e promuovendo lo sviluppo di alta qualità del settore della produzione di tempra del vetro.