Расчет режима отжига стеклоизделия

Режим отжига стеклоизделия определяется свойствами стекла, формой и размерами изделий, технологией их изготовления, конструктивными особенностями печи отжига. Параметры отдельных этапов отжига (температуры, продолжительности, скорости нагрева) выбирают исходя из допустимого для каждого конкретного изделия напряжения на основе законов возникновения, распределения и релаксации напряжений.

    Нагрев стекла до температуры отжига (I этап отжига) проводится с максимальной скоростью, ограниченной возможностью разрушения изделия. Возникающие при быстром нагреве временные термоупругие напряжения накладываются на остаточные напряжения, образовавшиеся в изделии при его формовании. Разрушающие напряжения без учета их знака условно принимают равными 70 МПа.

· Вычисляем верхнюю температуру отжига по методу М.В. Охотина:

Для закрепления формы изделия помещают в печь отжига, охлаждают до температуры ниже верхней температуры отжига (450…500˚С). Для расчета принимаем эту температуру 480˚С.

· Скорость на первом этапе отжига рассчитывается по формуле:

где  - полутолщина листа стекла, см.

Принимаем , тогда

· Время первой стадии

Выдержка при температуре отжига (II этап) приводит к выравниванию температур в изделии и релаксации имеющихся в нем остаточных напряжений.

· Время выдержки при температуре отжига в зависимости от предшествующей скорости нагрева изделия и его толщины составляет:

 Выдержку можно производить при любой температуре, лежащей в зоне отжига, однако понижение температуры на каждые 10˚ увеличивает время релаксации напряжений примерно в 2 раза.

· Нижнюю температуру отжига принимают на 150˚С ниже Т_в, то есть

 Ответственное (медленное) охлаждение(III этап) является важнейшей стадией отжига, поскольку именно на ней в изделии могут вновь образоваться постоянные напряжения.

· Определяют скорость и время ответственного охлаждения:

Быстрое охлаждение стекла ниже Т_н (IV этап). На этой стадии – от Т_н до комнатной температуры – вероятность релаксации термоупругих напряжений и появления остаточных напряжений пренебрежимо мало.

· Рассчитываем скорость и время охлаждения изделий до комнатной температуры (20˚С) на последней стадии процесса отжига:

· Таким образом, общая продолжительность процесса отжига составит:

В промышленных условиях температура в отжигательных печах изменяется настолько плавно, что четкое разграничение этапов отжига отсутствует.

В соответствии с общими тенденциями развития технологии стекла исследования в области термической обработки направлены на интенсификацию отжига стекла. Это достигается сокращением режима отжига (II и III его этапов).

 

Заключение

В течение последних десятилетий научно-техническая революция во всех областях науки и техники привела к громадным сдвигам и в науке о стекле, и в технологии стекла.

Стекольная промышленность в настоящее время одна из важнейших отраслей народного хозяйства, оснащенная современной техникой.

За последние годы путем интенсификации процессов варки стекла, главным образом за счет повышения температуры, увеличения размеров ванных печей, применяемых в стекольной промышленности, возросло производство оконного, полированного, теплозащитного и архитектурно-строительного стекла. Применены новые огнеупорные материалы для кладки бассейна печей и каналов выработки, что увеличивает срок непрерывной работы печей. Использование оптимальных химических составов стекла и режимов выработки позволило повысить скорость вытягивания ленты стекла.

В настоящее время предприятия заняты всемерной интенсификацией и повышением эффективности производства на базе научно-технического прогресса.

Принимаются кардинальные меры по созданию высокопроизводительных машин и технологических линий, оснащенных автоматикой, по механизации трудоемких работ и транспортных операций. Ведется работа по экономии материальных и энергетических ресурсов, повышению качества продукции, увеличению объемов использования отходов и попутных продуктов других производств, охране окружающей среды.

Cписок литературы

1. Китайгородский И.И. Технология стекла – М.: Стройиздат, 1967 г., - 564 с., ил.

2. Артамонова М.В., Асланова М.С., Бужинский И.М. Химическая технология стекла и ситаллов: учебник для вузов. – М.: Стройиздат, 1983 г. – 432 с., ил.

3. Жерновая Н.Ф., Онищук В.И., Минько Н.И. Физико-химические основы технологии стекла и стеклокристаллических материалов: учебно-практическое пособие. – Белгород: изд-во БегГТАСМ, 2001 г. – 101 с.

4. Матвеев М.А., Матвеев Г.М., Френкель Б.Н. Расчеты по химии и технологии стекла: справочное пособие. – М.: Стройиздат, 1972 г. – 238 с.

5. Роговой М.И., Кондакова М.Н., Сагановский М.Н. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов: учеб. пособие для техникумов. – М.: Стройиздат, 1975 г. – 320 с. 

6. http://glass2000.by.ru/articles/1_sheetglass.shtml

7. http://www.starglass.ru/?model=116&page=1&cat=387&m=catalog

8. http://www.nzsts.ru/