Технология производства листового стекла (стр. 12 из 16)
-перемещения машин перпендикулярно продольной оси ванны;
-привода вращения роликов с заданной скоростью.
Количество растягивающих устройств на линиях ОсОО «Интергласс» различно и зависит от скорости выработки, толщины ленты стекла :
-на ЛТФ-1 от 1-ой до 5-и пар машин соответственно в 3, 4, 5, 6,7-ой зонах;
-на ЛТФ-2 от 1-ой до 3-х пар машин соответственно в 3, 4 + 2 резервные в 5-ой зоне;
-на ЛТФ-4 от 1-ой до 3-х пар машин соответственно в 3, 4-ой зонах.
Для наблюдения за процессом формования ленты стекла ванна расплава должна оснащаться телевизионной аппаратурой. В системе наблюдения используют промышленные телевизионные установки. Положение ленты в ванне определяется путем оценки по телеэкрану размера свободных полос (расстояние от края ленты до роликов). Для регулирования потоков олова используют ограничители флажкового типа, устанавливаемые друг против друга с двух сторон ванны. Схема расстановки оборудования в ванне расплава представлена на рис. 2.
ПОРОКИ СТЕКЛА, ВОЗНИКАЮЩИЕ В ВАННЕ РАСПЛАВА
При выработке стекла флоат-способом протекают сложные физико химические процессы взаимодействия между расплавленным стеклом и оловом в условиях защитной атмосферы из смеси азота и водорода.
Если содержание кислорода в олове превышает 0,005%, то при снижении температуры в конце флоат-ванны образуется двуокись олова SnO2, которая в виде точек небольшого размера (дросс) прилипает на нижней поверхности ленты стекла в зоне отрыва ленты стекла от расплавленного олова. Часть их переносится на валы печи отжига, вследствие чего на нижней поверхности стекла могут образовываться мелкие выколки.
За время, которое лента стекла находится в контакте с оловом, поверхность стекла при наличии кислорода поглощает двухвалентное олово. При термической обработке флоат-стекла двухвалентное олово окисляется до четырехвалентного, и на поверхности стекла образуется голубоватый налет (блюм). Налет представляет собой скопление микроскопических морщинок, возникающих в результате расширения поверхностного слоя стекла в связи с поглощением кислорода.
Во флоат-ванне, особенно в зоне низких температур, на поверхности олова, а также между лентой стекла и оловом всегда имеются окислы олова, что является причиной появления на поверхности стекла тончайшей пленки (матовости), которая уменьшает светопрозрачность стекла.
Радикальное решение вопроса ликвидации пороков – блюма, дросса и матовости на нижней поверхности ленты стекла – состоит в полном исключении кислорода и серы из атмосферы флоат-ванны.
В случае горения водорода, попадающего из ванны расплава за шибер, через неплотности в зоне контакта шибера с кладкой или в самой кладке, а также в случае попадания мелких частичек пористого огнеупора на поверхность стекломассы в зоне шиберов могут образовываться мельчайшие пузырьки, называемые «мошкой».
Стекломасса содержит растворенную серу, кислород и его соединения. При контакте горячего стекла с расплавленным оловом сера и кислород, находящиеся в поверхностных слоях стекла, могут вступать во взаимодействие с оловом, образуя окислы и сульфид олова. Сера, находящаяся в олове, может взаимодействовать с водородом, содержащимся в атмосфере ванны, давая сероводород.
Защитная атмосфера состоит в основном из азота и водорода. В ней имеются примеси кислорода, водяных паров и др. Назначение водорода – локализовать действие кислорода, который попадает в ванну через неплотности ванны расплава и со стекломассой. Повышение концентрации водорода в атмосфере более 4% в начале ванны и 6-8% в ее конце благоприятно сказывается на уменьшении содержания кислорода. Так как водород хорошо растворим в олове, олово пересыщается водородом и может выделять водород в виде пузырей на контакте со стеклом или огнеупором дна ванны расплава.
В этом случае на нижней поверхности ленты стекла могут образовываться открытые пузыри. Поэтому в защитной атмосфере должно содержаться оптимальное количество водорода, обеспечивающее наиболее выгодные условия эксплуатации ванны расплава.
ОТЖИГ ЛИСТОВОГО СТЕКЛА
Отжигом называют процесс устранения остаточных напряжений в стекле путем регулируемого охлаждения (по заданному режиму) от температуры формования до температуры цеха. Отжиг позволяет предотвратить образование временных напряжений, а остаточные напряжения - ослабить до величины, безопасной с точки зрения прочности изделий.
В интервале температур (440-595оС), называемом интервалом стеклования, происходит преобразование стекла из вязко-текучего состояния в твердое (хрупкое). В этом же интервале происходят и основные изменения физических свойств стекла, в частности уменьшение коэффициента термического расширения примерно в два раза.
При образовании перепада температур или его изменении в этом интервале в стекле возникают временные напряжения, которые релаксируют (уменьшаются) вследствие вязкого течения (смещения) слоев относительно друг друга, причем скорость релаксации достаточно велика (минуты) в высокотемпературной области и резко снижается (часы) – в низкотемпературной области. При температуре ниже 440оС напряжения в стекла остаются неизменными пока сохраняется вызвавший их перепад температур.
После окончательного охлаждения стекла до температуры окружающей среды и исчезновения перепада температур, центральные слои стекла теоретически должны были бы изменить (уменьшить) собственные линейные размеры, но, поскольку стекло уже находится в хрупком состоянии и вязкое течение отсутствует, в нем возникают остаточные напряжения (упругие сокращения).
Напряжения в стекле возникают также из-за химической или термической неоднородностей.
Химическая неоднородность – это стекло другого химического состава и, соответственно, других химических свойств, чаще всего проявляющееся в виде свили. Предельный случай этого явления – это включения в стекле.
Термическая неоднородность – это стекло, сформированное в другом термическом цикле стекловарения и обладающее отличающимися от основного стекла физико-химическими свойствами.
Напряжения, возникающие вследствие неоднородностей, производственным отжигом не устраняются.
Остаточные и временные напряжения в ленте стекла подразделяются на «торцевые», представляющие собой напряжения, распределенные по толщине стекла, и «плоскостные», представляющие собой напряжения, распределенные в плоскости ленты стекла по ее ширине.
Последние («плоскостные») напряжения существенно влияют на целостность ленты, качество поперечного раскроя и отбортовку ленты.
«Торцевые» напряжения всегда присутствуют в стекле любой толщины и любого размера и именно они, при всех остальных одинаковых параметрах, определяют качество раскроя листов стекла.
На основании заданной величины «торцевых» остаточных напряжений рассчитывается температурная кривая листового стекла и, соответственно, длина печи отжига.
Режим отжига зависит от состава и свойств стекла, размеров и толщины изделий. Чтобы определить этот режим, нужно установить две его крайние точки, т.е. тот интервал температур, внутри которого возникают и релаксируют остаточные напряжения. Эти крайние температуры отвечают значениям вязкости стекла 1012 Па х с (ВТО – высшая температура отжига) и 1014 Па х с (НТО – низшая температура отжига).
Режим отжига должен обеспечивать величину остаточных напряжений, определяемую исходя из значения двойного лучепреломления, до 10нм/см на 1мм толщины стекла.
Для получения заданной величины остаточных напряжений стекла медленно охлаждается в интервале температур ответственного отжига.
Режим отжига листового стекла включает три стадии:
-предварительное охлаждение до ВТО (600(610)-570оС);
-ответственный отжиг – это медленное охлаждение до НТО (570-510оС);
-ускоренное охлаждение (510-60оС).
Из ванны расплава лента стекла попадает в печь отжига (лер). Печь отжига предназначена для транспортирования и равномерного охлаждения ленты стекла по заданному режиму от температуры 600оС до 50оС. Процесс отжига является неотъемлемой частью общего технологического процесса выработки листового стекла и полностью определяет качество раскроя ленты стекла и отдельных листов на заданные заготовки.
Для отжига флоат-стекла применяют печи отжига с принудительной циркуляцией воздуха в воздуховодах и интенсивным охлаждением ленты стекла ниже температуры 250оС на открытом рольганге при помощи воздушного душирования.
Тоннель печи отжига состоит из отдельных секций, выполненных из листовой стали. Секции соединены между собой болтами. Внутренний каркас туннеля (в зонах нагревателей) изготовлен из жаропрочной стали, в остальных зонах из обычной стали. Для теплоизоляции печи используют каолиновую или минеральную вату (рабочая температура до 750оС), которым заполняют пространство между наружным и внутренним металлическими кожухами.
Система транспортирования ленты стекла состоит из металлических и асбестированных валов. В зоне ответственного отжига устанавливаются валы из жаропрочной стали. Система транспортирования ленты должна обеспечивать синхронность движения отдельных частей рольганга во всем диапазоне скоростей выработки ленты стекла.
Охлаждение ленты осуществляется муфельной и воздухоструйной системами.
Система электронагрева обеспечивает разогрев перед пуском и плавную настройку термического режима печи отжига во всем диапазоне нагрузок.
Температура в печи отжига поддерживается:
-на ЛТФ-1 в1-ой секции 585+10 оС, в 8-ой секции 475 +10оС
-на ЛТФ-2 в «0» зоне 580+15 оС, в 8-ой зоне 310+10 оС (в зависимости от толщины вырабатываемого стекла)
-на ЛТФ-4 в 1-ой зоне 590+20оС, в 8-ой зоне 360+20 оС ( в зависимости от толщины вырабатываемого стекла)