Các điểm chính của quy trình để kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt trong quy trình ủ kính
trong thủy tinhquá trình sản xuất ủ, cáclựa chọn hợp lý nhiệt độ gia nhiệt và kiểm soát hiệu quả nhiệt độ lòlà mắt xích cốt lõi quyết định chất lượng sản phẩm, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền tôi, độ phẳng và năng suất của kính. Nguyên lý hình thành của kính cường lực là làm nóngthủy tinhtoa trạng thái mềm ở nhiệt độ cao, sau đó hình thành ứng suất nén bề mặt và ứng suất kéo bên trong thông qua việc làm lạnh nhanh và đồng đều, từ đó cải thiện đáng kể các tính chất cơ học và hiệu suất an toàn củathủy tinh. Nền tảng của chuỗi thay đổi vật lý này nằm ở việc kiểm soát nhiệt độ chính xác và cài đặt thông số quy trình một cách khoa học. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về những điểm chính như lựa chọn nhiệt độ gia nhiệt, kiểm soát nhiệt độ lò, cài đặt thời gian gia nhiệt,thủy tinhthông số kỹ thuật sắp xếp, yêu cầu quy trình làm mát và kiểm soát chuyển động của kính kết hợp với thực tiễn sản xuất.
I. Logic cốt lõi của việc lựa chọn hợp lý nhiệt độ gia nhiệt và kiểm soát hiệu quả nhiệt độ lò
TRONGthủy tinhsản xuất ủ, điều kiện tải của lò điện là cơ sở cốt lõi để xác định nhiệt độ gia nhiệt. Tuy nhiên, cần làm rõ rằngtải lò điệnđược đề cập ở đây không đề cập đến diện tích mặt phẳng bị chiếm bởithủy tinhtrong lò điện, nhưng đặc biệt đề cập đến mối quan hệ cân bằng động giữa độ dày kính, nhiệt độ gia nhiệt và thời gian gia nhiệt. Mối quan hệ này xuyên suốt toàn bộ quá trình gia nhiệt và là nguyên tắc cơ bản để hình thành các thông số của quá trình gia nhiệt. Các độ dày khác nhau của kính có sự khác biệt đáng kể về nhu cầu nhiệt: kính mỏng có tốc độ gia nhiệt nhanh và khả năng tỏa nhiệt nhỏ, trong khi kính dày thì ngược lại. Việc bỏ qua sự khác biệt này và cài đặt nhiệt độ một cách mù quáng có thể dễ dàng dẫn đến các vấn đề như làm nóng không đều, quá nhiệt hoặc quá nóng của thiết bị.thủy tinh.
Từ góc độ thiết bị sản xuất chính thống trong ngành, phần gia nhiệt của lò điện tôi luyện được hầu hết các nhà sản xuất sử dụng đều áp dụng thiết kế gia nhiệt theo vùng, có thể chia thành nhiều vùng gia nhiệt nhỏ độc lập. Ưu điểm cốt lõi của thiết kế này là nó có thể thực hiện điều chỉnh nhiệt độ mục tiêu và đảm bảo tính đồng nhất của trường nhiệt độ trong lò. Trong điều kiện sản xuất bình thường luôn cóthủy tinhtrong khu vực gia nhiệt của bộ phận làm nóng ở điểm giữa của lò điện đang hấp thụ nhiệt và vận chuyển liên tụcthủy tinh được duy trì trong toàn bộ khu vực làm việc của lò điện, tạo thành sự cân bằng khu vực giữa gia nhiệt và hấp thụ nhiệt. Sự cân bằng khu vực này trực tiếp xác định hiệu ứng sưởi ấm cục bộ. Khi tốc độ tiêu thụ nhiệt ở một khu vực nhất định vượt quá tốc độ cung cấp nhiệt của bộ phận làm nóng, nhiệt độ ở khu vực đó sẽ giảm đáng kể, đó là sự hình thànhhiện tượng quá tải.
Cần nhấn mạnh rằng sự thành công củathủy tinhủ phụ thuộc vào chất lượng gia nhiệt của vùng nhiệt độ thấp củathủy tinh tờ giấy. Là chất dẫn nhiệt kém, nếu nhiệt độ cục bộ trong lò giảm sẽ dẫn đến chênh lệch nhiệt độ quá mức ở các bộ phận khác nhau của lò.thủy tinhtờ giấy. Trong giai đoạn làm mát tiếp theo, tốc độ co ngót của các khu vực khác nhau không nhất quán, tạo ra ứng suất bên trong rất lớn. Khi ứng suất bên trong này vượt quá khả năng chịu lực của bản thân kính sẽ gây ra hiện tượng thủy tinhđổ vỡ và mất mát sản xuất. Vì vậy, tránh hiện tượng quá tải một cách hiệu quả và duy trì nhiệt độ ổn định cho từng khu vực trong lò là mục tiêu cốt lõi của việc kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt.
Để thực hiện kiểm soát nhiệt độ lò một cách hiệu quả, ngoài việc cài đặt chính xác nhiệt độ gia nhiệt theo điều kiện tải, còn cần trang bị hệ thống giám sát nhiệt độ và điều chỉnh phản hồi hoàn chỉnh. Bằng cách bố trí các cảm biến nhiệt độ ở các khu vực khác nhau của lò, dữ liệu nhiệt độ theo thời gian thực có thể được thu thập và truyền đến hệ thống điều khiển. Khi phát hiện nhiệt độ ở một khu vực nhất định sai lệch so với giá trị cài đặt, hệ thống có thể tự động điều chỉnh công suất của bộ phận làm nóng ở khu vực đó để bù đắp lượng nhiệt thất thoát kịp thời. Đồng thời, người vận hành cần thường xuyên kiểm tra, hiệu chỉnh các bộ phận làm nóng và cảm biến nhiệt độ để đảm bảo thiết bị luôn ở tình trạng hoạt động tốt, tránh lỗi kiểm soát nhiệt độ do lỗi thiết bị. Ngoài ra, hiệu suất bịt kín của thân lò cũng ảnh hưởng đến độ ổn định nhiệt độ. Các vấn đề như độ kín cửa lò kém và hư hỏng lớp cách nhiệt của thân lò sẽ gây thất thoát nhiệt và phá hủy sự cân bằng của trường nhiệt độ trong lò. Vì vậy, cần tăng cường bảo dưỡng thân lò hàng ngày để đảm bảo hiệu quả bịt kín và cách nhiệt.
II. Thiết lập khoa học về thời gian gia nhiệt để đảm bảo đủ và đồng đều nhiệt
Trên cơ sở xác định nhiệt độ gia nhiệt,thiết lập hợp lý thời gian gia nhiệtcũng rất quan trọng. Công suất gia nhiệt của lò ủ về cơ bản được cố định khi thiết bị rời khỏi nhà máy nên thời gian gia nhiệt trở thành thông số quan trọng để điều chỉnh độ hấp thụ nhiệt củathủy tinh. Nếu thời gian gia nhiệt quá ngắn, kính không thể đạt đến trạng thái mềm hoàn toàn và không thể hình thành lớp ứng suất đồng đều sau khi làm mát, dẫn đến cường độ ủ không đủ. Nếu thời gian gia nhiệt quá dài,thủy tinhdễ bị mềm quá mức, dẫn đến biến dạng bề mặt, uốn cong cạnh và thậm chí các khuyết tật như bong bóng, đá cũng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Kết hợp với kinh nghiệm sản xuất công nghiệp, việc thiết lập thời gian gia nhiệt thường mấtthủy tinhđộ dày làm cơ sở cốt lõi, tạo thành một tiêu chuẩn tham chiếu tương đối hoàn thiện: đối với kính có độ dày thông thường, thời gian gia nhiệt là khoảng 35 ~ 40 giây trên mỗi milimet độ dày. Ví dụ: khi sản xuất kính cường lực có độ dày 6 mm, thời gian gia nhiệt có thể được đặt theo tiêu chuẩn 6 × 38 giây = 228 giây (38 giây là giá trị tham chiếu trung gian trong khoảng 35 ~ 40 giây và có thể được tinh chỉnh theo các yếu tố nhưthủy tinhloại và nhiệt độ môi trường xung quanh trong sản xuất thực tế). Đối với kính dày có độ dày lớn hơn từ 12 ~ 19mm, do hiệu suất dẫn nhiệt thấp hơn nên cần thời gian gia nhiệt lâu hơn để đảm bảo đủ nhiệt bên trong. Do đó, phương pháp tính toán cơ bản về thời gian gia nhiệt được điều chỉnh thành 40 ~ 45 giây trên độ dày 1mm.
Cần lưu ý rằng tiêu chuẩn về thời gian gia nhiệt ở trên chỉ mang tính tham khảo cơ bản và cần điều chỉnh linh hoạt bằng cách xem xét toàn diện các yếu tố khác nhau trong thực tế sản xuất. Ví dụ, các loại kính khác nhau có sự khác nhau về tính chất vật lý như nhiệt dung riêng và nhiệt độ hóa mềm, do đó thời gian gia nhiệt của kính nổi thông thường và kính phủ Low-Ethủy tinhcần phải khác biệt. Những thay đổi về nhiệt độ môi trường cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả sưởi ấm. Ở môi trường có nhiệt độ thấp vào mùa đông, nhiệt độ ban đầu củathủy tinhthấp và thời gian gia nhiệt cần được kéo dài một cách thích hợp. Ngoài ra, mật độ đặt kính trong lò điện và trạng thái dòng không khí trong lò cũng sẽ ảnh hưởng đến thời gian gia nhiệt. Do đó, người vận hành cần liên tục tích lũy kinh nghiệm trong quá trình sản xuất và linh hoạt tối ưu hóa thời gian gia nhiệt theo tình hình sản xuất thực tế để đảm bảo tính đầy đủ và đồng đều củathủy tinhsưởi ấm.
III. Tối ưu hóa việc sắp xếp vị trí kính để đảm bảo tính đồng nhất của tải lò
Để nhận ra sự gia nhiệt đồng đều củathủy tinh, ngoài việc kiểm soát chính xác nhiệt độ và thời gian, phương pháp sắp xếpthủy tinhtrên bàn nạp giấy cũng đóng một vai trò quan trọng. Mục tiêu cốt lõi của việc bố trí vị trí hợp lý là đảm bảo tính đồng nhất của tải trọng dọc và ngang trong lò điện, tránh hiện tượng cục bộthủy tinhquá dày đặc hoặc quá thưa thớt, do đó duy trì sự ổn định của trường nhiệt độ trong lò và cải thiện hiệu ứng làm nóng tổng thể.
Cụ thể, các yêu cầu tiêu chuẩn về sắp xếp vị trí chủ yếu bao gồm hai khía cạnh sau:
Thông qua việc sắp xếp vị trí tiêu chuẩn ở trên, tính đồng nhất của tải lò có thể được đảm bảo một cách hiệu quả, cung cấp các điều kiện cơ bản để sưởi ấm đồng đềuthủy tinh.
IV. Kiểm soát chính xác quá trình làm mát để đảm bảo chất lượng ủ
Sau khi đun nóng,thủy tinhbước vào giai đoạn làm nguội. Tốc độ làm nguội vàlàm mát đồng đềutrực tiếp xác định hiệu quả ủ củathủy tinh. Theo nguyên lý hình thành của kính cường lực,thủy tinhở trạng thái mềm cần được làm nguội càng nhanh càng tốt để tạo thành lớp ứng suất nén đồng đều trên bề mặt. Tuy nhiên, tốc độ làm mát không nhanh nhất có thể. Nó cần phải phù hợp với độ dày, loại và các đặc tính khác củathủy tinh. Đồng thời, cần đảm bảo khả năng làm mát cân bằng giữa mặt trước và mặt sau của máy.thủy tinhđể tránh căng thẳng bên trong do làm mát không đều dẫn đến vỡ kính.
Các yếu tố ảnh hưởng cốt lõi của tốc độ làm mát bao gồm độ dày kính vàthủy tinhtính chất vật lý. Nói chung, tốc độ làm mát của kính mỏng có thể được tăng lên một cách thích hợp, trong khi tốc độ làm mát của kính dày cần được kiểm soát để tránh các vết nứt do chênh lệch nhiệt độ quá cao giữa bên trong và bên ngoài. Ví dụ, độ dày của kính 5 mm tương đối mỏng và tốc độ dẫn nhiệt tương đối nhanh. Công suất làm mát yêu cầu lớn hơn gấp đôi so với 6mmthủy tinh. Điều này là do kính mỏng mất nhiệt nhanh chóng trong quá trình làm mát và cần khả năng làm mát mạnh hơn để đạt được khả năng làm mát nhanh và đồng đều. Tuy nhiên, dàythủy tinhmất nhiệt chậm. Nếu khả năng làm mát quá mạnh sẽ khiến bề mặt nguội đi và co lại nhanh chóng, nhiệt bên trong không thể tiêu tán kịp thời, tạo thành gradient nhiệt độ rất lớn và ứng suất bên trong, dẫn đến gãy.
Trong việc lựa chọn môi trường làm mát, môi trường làm mát lý tưởng cho giai đoạn làm mát trong quá trình ủ là không khí lạnh khô. Không khí khô lạnh có thể tránh được sự ngưng tụ hơi ẩm trên bề mặtthủy tinh, ngăn ngừa các khuyết tật như hình mờ và đốm sương mù trên kính, đồng thời, nhiệt dung riêng của không khí lạnh ổn định, hiệu quả làm mát đồng đều và có thể kiểm soát được. Để đảm bảo hiệu quả làm mát, lượng không khí và tốc độ gió của hệ thống làm mát cần được điều chỉnh chính xác theo thủy tinh độ dày đảm bảo công suất làm mát trên một đơn vị diện tích đạt tiêu chuẩn đề ra. Ngoài ra, việc thiết kế lưới không khí làm mát cũng cần phải khoa học và hợp lý. Các cửa thoát khí của lưới không khí phải được phân bổ đều để đảm bảo rằng mặt trước và mặt sau của kính có thể thu được cùng một lượng không khí làm mát và tốc độ gió, thực hiện làm mát cân bằng.
V. Kiểm soát trạng thái chuyển động của kính để tránh các khuyết tật bề mặt và rủi ro vỡ
Trong toàn bộ quá trình ủ, trạng thái chuyển động củathủy tinhcó ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm. Yêu cầu kính phải duy trì chuyển động liên tục và ổn định trong quá trình sản xuất, không được để lại vết xước hay vết do biến dạng trên bề mặt kính. Phong trào này chủ yếu bao gồm hai giai đoạn sau:
Ngoài việc kiểm soát trạng thái chuyển động, chất lượng của kính nguyên bản cũng có tác động quan trọng đến hiệu ứng ủ. Bản gốcthủy tinhkhông nên có khuyết tật như vết trầy xước, bong bóng, đá và vết nứt. Những khuyết tật này sẽ trở thành điểm tập trung ứng suất. Trong quá trình gia nhiệt và làm nguội, ứng suất tại vị trí khuyết tật sẽ tăng mạnh, cuối cùng gây ra hiện tượngthủy tinh vỡ. Vì vậy, cần kiểm tra nghiêm ngặt kính gốc trước khi sản xuất, loại bỏ kính có khuyết tật, đảm bảo chất lượng sản phẩm kính cường lực từ nguồn gốc. Đồng thời, trong quá trình xử lý và bố tríthủy tinh, cần thực hiện các biện pháp bảo vệ để tránh trầy xước hoặc hư hỏng do va chạm trênthủy tinhbề mặt.
VI. Phần kết luận
Tóm lại, các liên kết như chọn nhiệt độ gia nhiệt, kiểm soát nhiệt độ lò, cài đặt thời gian gia nhiệt,thủy tinh sắp xếp, quá trình làm mát vàthủy tinhđiều khiển chuyển động trongthủy tinhquá trình ủ có mối liên hệ với nhau và ảnh hưởng lẫn nhau, cùng quyết định chất lượng sản phẩmkính cường lực.
Trong thực tế sản xuất, người vận hành cần hiểu sâu logic cốt lõi của từng điểm quy trình, thiết lập chính xác nhiệt độ gia nhiệt và thời gian gia nhiệt dựa trên các thông số cơ bản nhưthủy tinhđộ dày và loại, tối ưu hóa việc sắp xếp vị trí kính, kiểm soát chặt chẽ tốc độ làm mát và tính đồng nhất, tiêu chuẩn hóa việc kiểm soátthủy tinhtrạng thái chuyển động, đồng thời tăng cường kiểm tra các tờ gốc và bảo trì thiết bị.
Chỉ thông qua kiểm soát quá trình toàn diện và tinh tế, tỷ lệ năng suất và sự ổn định chất lượng của tôi luyện mới có thểthủy tinh được cải tiến một cách hiệu quả, đáp ứng yêu cầu về hiệu suất của tôi luyệnthủy tinhtrong các kịch bản ứng dụng khác nhau và thúc đẩy sự phát triển chất lượng cao củathủy tinhcông nghiệp sản xuất tôi luyện.
