Controlul procesului de producție al sticlelor ușoare

Sticlele ușoare au pereți subțiri, iar turnarea de mare viteză necesită o calitate ridicată de topire a lichidului din sticlă. Ușoare fluctuații ale uniformității și temperaturii lichidului de sticlă vor afecta turnarea. Prin urmare, sub premisa că materialul lotului este complet topit, stabilitatea indicatorilor procesului de funcționare a cuptorului este crucială. Încărcarea și descărcarea cuptorului de topire mențin un echilibru dinamic, iar stratul de încărcare ar trebui să fie subțire pentru a se asigura că fluctuația nivelului lichidului din sticlă este controlată într-un interval foarte mic.
Pentru a asigura indicatorii de proces de producție de înaltă precizie, promovați cuptoarele cu ulei, îmbunătățiți tipurile de cuptoare și utilizați cuptoare cu secțiune largă la temperatură înaltă. Pentru cuptor sunt implementate o serie de măsuri, inclusiv izolarea completă, barbotarea fundului bazinului, topirea electrică, pragul cuptorului și controlul microcalculatorului al parametrilor termici.

Pentru a se asigura că lichidul de sticlă topit și limpezit este răcit uniform la temperatura de formare a picăturilor, țările străine au adoptat un canal lung de alimentare cu o lungime de 6~9m, o lățime de 0.4~{{4 }},9m și o adâncime de 0,15~0,25m începând cu anii 1960s, și l-a împărțit strict într-o secțiune de răcire și o secțiune de omogenizare și o secțiune proporțională. arzătorul de amestec (gaz natural sau gaz de spălare) sau un sistem auxiliar de încălzire electrică este utilizat numai pentru controlul temperaturii, fără a fi afectat de fluctuația de temperatură a cuptorului de topire. Datorită puterii calorice ridicate a uleiului greu, mai multe grupuri de arzătoare nu pot fi configurate pentru a încălzi uniform lichidul din sticlă. Prin urmare, este nepotrivit să se utilizeze ulei greu ca combustibil de încălzire pentru jgheabul de alimentare și este folosit doar ca înlocuitor atunci când este necesar. Datorită duratei scurte de viață a elementului de încălzire a tijei de carbon siliciu, din acest motiv, un număr mare de tije (plăci) de molibden au fost folosite ca electrozi în străinătate, care sunt imersate direct în lichidul de sticlă al canalului de alimentare, bazându-se pe " Efectul Joule" al conductivității ionice a sticlei la temperatură ridicată pentru încălzire. Pentru a preveni oxidarea capătului expus al electrodului de molibden, se utilizează o mandră răcită cu apă sau o mandră răcită cu aer. Folosind metoda de încălzire directă a electrodului de molibden, fluctuația de temperatură a jgheabului de alimentare poate fi controlată în intervalul permis. Dacă electrozii de molibden sunt utilizați corespunzător, durata de viață a acestora poate ajunge la mai mult de 8 ani. Odată cu îmbunătățirea continuă a nivelului de control electronic, controlul temperaturii de picurare a jgheaburilor moderne de alimentare poate atinge + (0,5 ~ 1) grade. În plus, controlul zonei și tehnologia de răcire longitudinală sunt utilizate pentru a răci și omogeniza lichidul de sticlă, astfel încât fluctuația de temperatură a lichidului de sticlă la ieșirea canalului de alimentare să fie în intervalul + 0.5 grade , care creează condiții pentru furnizarea de picături de sticlă de înaltă calitate la mașinile de fabricare a sticlelor de mare viteză, reducerea defectelor de proces în procesul de turnare și fabricarea sticlelor ușoare de înaltă calitate.
Pentru a reduce intervalul de fluctuație al greutății de picurare, nivelul lichidului din sticlă din jgheabul de alimentare este controlat cu precizie, iar intervalul de eroare este 0.2-0,5 mm
Procesul de fabricare a produselor din sticlă din lichid de sticlă poate fi împărțit în două etape: turnare și finalizare. Operația de turnare este de obicei controlată de trei valori caracteristice ale temperaturii: temperatura de înmuiere, temperatura de recoacere și punctul de deformare. Pentru diferite produse, parametrii de proces rezonabili ar trebui determinați prin experimente. În plus, sistemele avansate de fabricare a sticlelor, de alimentare și de încălzire și utilizarea unor procese avansate de turnare sunt garanția fundamentală pentru obținerea unei grosimi uniforme a peretelui și obținerea unei greutăți reduse.
Cel mai recent design al cuptorului de recoacere cu aer condiționat cu temperatură constantă este una dintre cheile pentru a rezolva problema recoacerii sticlelor ușoare. Deoarece grosimea medie a peretelui sticlelor ușoare este cu 2 mm mai mică decât cea a sticlelor standard, rata de încălzire a sticlelor de sticlă și rata de disipare a căldurii a sticlelor fierbinți sunt ambele mai rapide, ceea ce necesită utilizarea unei viteze accelerate de conducere a căldurii pentru a îndeplini acest lucru. cerință, adică utilizarea temperaturii de aer condiționat închis pentru a face fluxul de aer să se miște rapid de pe suprafața de sticlă a sticlei. Cuptorul de recoacere este împărțit în 10 zone. Zonele 1-4 sunt zone de încălzire (aer condiționat). De obicei, încălzirea nu este neapărat necesară în zona a 4-a, iar cantitatea de încălzire în zona a 3-a este, de asemenea, foarte mică. Fiecare zonă are 1,8 m lungime. Un aparat de aer condiționat cu ventilator este utilizat în zonele 1-2, respectiv, în timp ce în zonele 3-5, în special în zona a 6-a, trebuie folosite aparatele de aer condiționat cu ventilator dublu, iar zonele 7-10 folosesc în continuare aparate de aer condiționat cu un singur ventilator. Termocuplurile sunt folosite pentru a măsura temperatura și a controla temperatura în fiecare zonă a cuptorului de recoacere. În zona de răcire rapidă, o suflantă este, de asemenea, utilizată pentru a sufla aer rece pentru reglare. Practica a dovedit că atunci când temperatura sticlelor ușoare este sub 400o grade, viteza de răcire a sticlelor este de 20 C/min și nu se provoacă daune sticlelor ușoare. Cuptorul de recoacere este o structura metalica integrala, fara zidarie refractara, incalzita cu energie electrica sau gaz natural, iar cele mai noi materiale izolante sunt folosite pentru a asigura performante bune de izolare termica. Prin urmare, greutatea cuptorului de recoacere este mult mai ușoară decât cea a unui cuptor de recoacere general.

Principala caracteristică a sticlelor ușoare este pereții subțiri și uniformi. Cheia modelării sale este să obțineți o preformă de dimensiuni mari și cu o formă rezonabilă și să vă asigurați că este reîncălzită complet și în mod rezonabil. Pentru a rezolva această problemă, este legată de metoda de turnare de bază utilizată.
Până acum, metodele de bază de turnare pentru sticle și cutii de zi cu zi nu sunt altceva decât suflare cu aspirație, suflare și suflare cu presiune. Principiile și efectele lor sunt diferite. Cu toate acestea, aceeași metodă de turnare adoptă sisteme de lucru diferite, iar efectele nu sunt consistente. Situația de turnare este strâns legată de metoda de turnare, care este deosebit de importantă în turnarea sticlelor ușoare.

Cu excepția cavității miezului, preforma este practic un bloc solid de material. Dimensiunea sa este destul de mică în comparație cu produsul finit. Această metodă de turnare necesită ca preforma să aibă o temperatură foarte ridicată la intrarea în matriță, sticla să aibă o fluiditate bună și să se strecoare foarte mult și să se redistribuie pentru a obține produsul finit. Cu toate acestea, dacă peretele sticlei este subțire, temperatura sticlei din matrița de turnare este, de asemenea, scăzută și este imposibil să se strecoare foarte mult, iar distribuția nu va fi uniformă, iar o sticlă ușoară calificată nu poate fi suflată.

Principala măsură de reducere a greutății sticlei în metoda suflare-suflare este designul formei interne a preformei, ceea ce înseamnă că dimensiunea preformei este mărită și forma este rezonabilă, iar creșterea dimensiunii trebuie să fie o creștere. în volumul bulei de aer care sufla înapoi pentru a reduce greutatea materialului. Practica de producție a dovedit că atunci când volumul bulei de aer cu suflare înapoi atinge 20% ~ 30% din volumul materialului de sticlă, viteza de producție poate fi mărită. Acest lucru se datorează faptului că îndepărtarea de căldură a matriței de preforme este crescută și sarcina termică a matriței de turnare este redusă. Cu toate acestea, deoarece creșterea volumului bulei de aer cu suflare înapoi în metoda de suflare se bazează pe premisa creșterii disipării căldurii a matriței primare, temperatura semifabricatului primar al sticlei devine mai scăzută, capacitatea de reîncălzire scade. , iar timpul de lucru al matriței primare este prelungit, timpul de reîncălzire al sticlei primare este, de asemenea, scurtat, astfel încât grosimea peretelui produsului finit este subțire, dar neuniformă. În plus, atunci când bula de aer cu suflare din spate atinge un anumit volum în metoda de suflare, un inel de distorsiune a grosimii peretelui va apărea în general pe talia sticlei finite, adică un „cerc de gaz” (sau „două -section talie") apare pe corpul sticlei. Deși aspirarea poate fi folosită în locul capetelor de sticle cu suflare cu gaz pentru a reduce „cercul de gaz”, efectul este foarte limitat, ceea ce limitează metoda de suflare pentru a obține o grosime uniformă a peretelui.

Principala caracteristică a metodei prin presare-suflare este că gura sticlei și preforma sunt presate simultan de poanson. Dacă această metodă este utilizată pentru presarea preformei cu gură mică, dimensiunea poate fi mai mare, intervalul de fluaj este mic atunci când sticla este redistribuită după intrarea în matrița de formare și nu se va produce nici un „cerc de aer umflat” și uniformitatea grosimea peretelui produsului finit poate fi garantată. În metoda obișnuită a mașinii cu rânduri prin presare-suflare, poansonul susține materialul de jos în sus și ștampilează preforma pas cu pas. Această metodă este foarte eficientă în producerea sticlelor cu gură mare. Odată cu dezvoltarea rapidă a tehnologiei de răcire și a tehnologiei de prelucrare mecanică, mașina de rând poate presa preforma cu gură mică. Temperatura preformei presate cu gură mică este mai mare decât cea a metodei de suflare, iar temperatura peretelui este mai uniformă, dimensiunea este mai mare și forma este mai rezonabilă. La intrarea în matrița de formare pentru suflare, sticla are o fluiditate bună și un interval mic de fluaj. Uniformitatea grosimii peretelui produsului finit obtinut este mai buna, iar sticla poate fi usoara. Prin urmare, în comparație cu metoda suflare-suflare, metoda presa-suflare are o superioritate incontestabilă în producerea de sticle ușoare.
Cu toate acestea, atunci când mașina de fabricare a sticlelor de tip linie produce sticle cu gură mică prin metoda de suflare cu presiune, datorită principiului structural al mașinii de tip linie în sine, apar unele defecte grave, care împiedică dezvoltarea în continuare a sticlelor ușoare. Principalele manifestări sunt următoarele.
1 Reproductibilitatea ciclului de operare este slabă.
Procesul de accelerare al mecanismului nu are un control precis.
Tamponul punctului final (sau perna de aer) este inadecvat, lungimea și timpul cursei pistonului sunt inadecvate, iar domeniul de reglare este foarte îngust. 4 Coordonarea și proiectarea între diferitele componente ale mecanismului sunt prea complicate și este necesar personal cu experiență pentru a face ajustări precise.

Hermann Haye este unul dintre pionierii producției europene de sticle de sticlă. La mijlocul-1960selor, a folosit pentru prima dată metoda suflare (BB) pentru a testa reducerea greutății sticlelor și borcanelor. Rezultatele testului au arătat că atunci când se utilizează metoda suflare-suflare pentru a forma, greutatea sticlei poate fi redusă doar într-un interval limitat, dar produsul nu poate atinge nivelul sticlelor ușoare. Motivul principal este că diferența de timp de contact dintre metal și sticlă la locul bulei în etapa de formare duce la distribuția neuniformă a sticlei în bula și peretele produsului final.
Soluția la problema de mai sus este utilizarea metodei NNPB. Procesul de turnare NNPB este: alimentarea picăturii în matrița inițială → apăsarea bulei → răsturnarea bulei în matrița de turnare → reîncălzirea → aspirarea matriței de turnare → turnarea auxiliară → suflarea finală → fixarea sticlei pe masa de răcire.
Din proces, se poate observa că nu există nicio problemă de timp de contact diferit al bulelor în metoda NNPB, procesul este simplificat, iar bula presată are o grosime a peretelui mai uniformă. Mai mult, metoda NNPB are un timp de reîncălzire mai suficient decât metoda BB, ceea ce ajută la egalizarea temperaturii sticlei din peretele sticlei după suflarea finală.

După cum se poate observa din tabelul 2-39, esența metodei NNPB este de a face sticla uniform distribuită și să aibă suficient timp de reîncălzire, astfel încât să exercite pe deplin potențialul de rezistență a materialului, astfel încât să se realizeze scopul de a reduce greutatea sticlei și menținerea rezistenței.
Principalele caracteristici ale metodei de suflare cu presiune cu gura mică sunt: ​​uniformitatea temperaturii picăturilor de sticlă este bună, este introdus controlul automat al dispozitivului de greutate a picăturilor, gradul de presare este îmbunătățit, timpul de proces este alocat în funcție de cerințele de proces ale sticlei ușoare, lubrifierea matriței este îmbunătățită, micro-deteriorările pe suprafețele interioare și exterioare ale sticlei sunt reduse, iar sistemul de răcire axială a matriței este adoptat pentru a forma un produs uniform cu pereți subțiri. Procesul de turnare prin suflare prin presiune a sticlei cu gură mică este prezentat în Figura 2-38.
Procesul de turnare: În primul rând, picăturile cad în matrița de turnare și cad în partea de sus a poansonului metalic care se ridică în poziția de primire a materialului. Capul de obturare se deplasează în poziția specificată a matriței inițiale și etanșează gura superioară a matriței inițiale. Apoi poansonul se mișcă în sus pentru a scoate forma semifabricatului inițial. Apoi capul de golire se îndepărtează și răstoarnă semifabricatul inițial în matrița de turnare.
Matrița de turnare este închisă, fălcile sunt deschise, iar semifabricatul inițial este plasat în matrița de turnare pentru reîncălzire și întindere. Apoi capul de suflare se deplasează în poziția corectă deasupra matriței de formare, formând vidul semifabricat în matrița de formare, iar suflarea pozitivă este efectuată în același timp, folosind aer comprimat pentru răcirea internă pentru a forma sticla. În cele din urmă, sticla formată este strânsă cu matrița de formare. Pentru a realiza cu succes operația de suflare cu presiune cu gura mică, în primul rând, trebuie să fie disponibil hardware-ul relevant și, în plus, trebuie îndeplinite următoarele condiții de bază de funcționare.

(1) Gura sticlei Când utilizați o operațiune de suflare cu presiune în gură mică, diametrul interior al gurii sticlei a sticlei produse poate fi de până la 18 mm. În funcție de înălțimea de sub gura sticlei și de diametrul corpului sticlei, se poate produce o dimensiune mai mică a gurii interioare a gurii sticlei.

(2) Înălțimea de sub gura sticlei depinde de designul semifabricatului. Înălțimea maximă de gol a limitei de cursă a mecanismului de perforare este între 160 și 170 mm. Înălțimea maximă a sticlei sub gura sticlei este legată de extinderea semifabricatului, care, la rândul său, este legată de designul, calitatea și volumul sticlei. Au fost produse sticle cu o înălțime sub gura sticlei de până la 280 mm, dar această limită poate fi depășită în funcție de designul și greutatea sticlei. Tabelul 2-40 listează relația dintre masa sticlei și volum.

Dimensiunile limită de diametru de mai sus sunt pentru matrițe care utilizează formarea în vid. Dacă nu se utilizează formarea în vid sau lățimea rezervorului de vid este redusă, pot fi produse sticle care depășesc dimensiunile de mai sus.
(2) Următorii factori ar trebui luați în considerare în proces:
1. Trebuie menținute standarde înalte de uniformitate chimică și termică a lichidului din sticlă.
2. Cea mai scăzută temperatură posibilă de înmuiere a sticlei, adică cea mai scăzută temperatură de lucru.
3. Sticla trebuie să aibă o bună stabilitate chimică și fizică pe întregul interval de temperatură în care se folosește sticla.
Se poate face referire la următoarea relație de vâscozitate și temperatură.

Producția de sticle ușoare prin suflare sub presiune a sticlelor cu gură mică are cerințe ridicate pentru tehnologie și echipamente. Pe lângă cerințele stricte pentru pregătirea, transportul și depozitarea materiilor prime și a materialelor de lot și topirea cuptoarelor menționate mai sus, mașina de fabricat sticle trebuie să aibă mecanismele și dispozitivele necesare pentru a reduce uzura mecanică și a menține o stare bună de funcționare. ; există cerințe ridicate pentru materialul și prelucrarea componentelor cheie, cum ar fi poansoane și țevi de răcire. Datorită diametrelor mici, poansonele trebuie să fie din oțel de înaltă calitate pentru proiectarea mecanismului și pentru a îndeplini cerințele dispozitivului de matriță; prelucrarea generală este de a elimina pe cât posibil uzura metalului; poansonele trebuie lustruite cu precizie de-a lungul axei lor longitudinale; dimensiunile de îmbinare ale poansonelor și îmbinărilor poansonate trebuie menținute în intervalul de toleranță. În plus, designul matriței inițiale și forma sticlei trebuie să îndeplinească cerințele procesului de suflare sub presiune a sticlei cu gură mică.
Pe baza procesului de suflare cu presiune cu gura mică, în ultimii ani, compania Haiye a dezvoltat succesiv metoda HAP și mai multe tipuri de mașini de fabricat sticle, inclusiv H1-2, H6-12 și H{{ 4}}. Grosimea peretelui sticlelor și a conservelor pe care le produce poate fi redusă la 1 mm, făcându-l o mașină ideală pentru producerea de sticle ușoare. Metoda de suflare cu presiune Haiye este utilizată pentru a produce sticle ușoare cu gură mică. Datorită distribuției uniforme a grosimii, rata maximă de reducere a greutății poate ajunge la 33%. Standardul de rezistență al sticlelor ușoare este îmbunătățit semnificativ în comparație cu standardul sticlelor grele. Figura 2-39 arată structura mașinii de fabricat sticle H1-2 Haiye.

Caracteristicile tehnice ale mașinii de fabricat sticle Haiye sunt următoarele.
1 Masa rotativă este folosită pentru a face picăturile să cadă direct în matrița primară.
2 Atât sticlele cu gura mică, cât și sticlele cu gura mare sunt formate prin metoda suflare prin presiune.
3 Are o adaptabilitate puternică și poate produce sticle și cutii grele, ușoare și ultra-ușoare.
4 Folosind o matriță primară și două matrițe de formare, producția cu o singură cavitate este ridicată, ceea ce este de neegalat de orice altă mașină de fabricat sticle.
5 Forma primară are suficient timp de reîncălzire în timpul procesului de transfer și poate fi ajustată.
6 Forma primară nu trebuie să fie răsturnată când este transferată din matrița primară în matrița de formare.
7 Timpul de contact dintre sticlă și matrița de formare și timpul de contact cu matrița primară sunt într-un raport adecvat.
8 Sticla este prinsă de matrița bucală pe tot parcursul procesului de turnare.
9 Răciți toate formele uniform