Главная Обзоры Основные детали процесса закалки стекла

Основные детали процесса закалки стекла

Оглавление

Подготовка стекла

Хорошая предварительная подготовка стекла обязательно должна быть выполнена до его закаливания, чтобы обеспечить хорошее качество продукции и высокий уровень производительности линии закалки стекла.

Порядок предварительной подготовки стекла следующий:

Стекло нарезается по окончательным размерам и заданной форме. Проводится полная обработка кромок стекла: притупление кромок, шлифование кромок (или возможно полировка кромок стекла).
Стекло моется и обязательно содержится в чистоте до момента его закалки.

Каждая из этих предварительных операций должна быть выполнена технологически правильно и тщательно. В противном случае это неизбежно приведет к возникновению дефектов стекла, которые уменьшат производительность линии закалки стекла за счет высокого процента боя стекла при его закалке или снижения качества готовой продукции. Многие из дефектов стекла могут быть визуально обнаружены еще на столе загрузки, особенно если под столом загрузки будут расположены флуоресцентные лампы.

Раскрой стекла

Резка стекла должна выполняться качественно и "чисто". Дефекты стекла, возникающие при его резке, могут привести к снижению производительности линии закалки и увеличению боя стекла при его закалке. Обычно разрушение стекла происходит в зоне охлаждения, но это может происходить и в зоне нагревания.

Микротрещины, возникающие при неквалифицированной резке стела, почти всегда гарантируют разрушение стекла, обычно в зоне закалки.

Большие сколы по краю обрезанного стекла содержат механические напряжения в зарубках, которые приведут к увеличению процента разрушения стекла в зоне охлаждения.

Сильно жесткая и грубая резка стекла оставляет мелкие осколки стекла, сколы и прочие мелкие частицы стекла на краю среза стекла. При поступлении такого стекла в зону закалки, мелкие частицы попадают на поверхность закаливаемого стекла, что почти всегда приводит к различным формам повреждения его поверхности. Жесткая резка стекла обычно вызывается слишком большим усилием, которое прилагается к инструменту резки стекла, когда его колесико притупляется. Различные сорта стекла, выпускаемые различными производителями сырого стекла, режутся по разному.

Рекомендации:
Если ваш персонал не обладает достаточным опытом в резке стекла, то рекомендуется пригласить специалистов для помощи, обучения и инструктажа.

Притупление кромки

Притупление кромок стекла производится обычно под углом 45 градусов, для того чтобы удалить острые кромки края стекла, образовавшиеся после его резки, чтобы предохранять руки от порезов и обеспечить минимум боя стекла при его закалке. Если притупление кромок сделано правильно, тогда края стекла в определенной мере менее восприимчивы к повреждениям от незначительных ударов и толчков, а также снижается количество мелких частиц стекла, которые в температурной секции могут повредить поверхность закаливаемого стекла. Эта операция также удаляет крошечные микротрещины, которые всегда возникают при резке очень близко к краю обреза стекла.

Рекомендации:
Держите скорость прохождения стекла по абразивным ремням не более чем один фут в секунду. Для притупления кромок стекла не следует использовать очень грубые абразивные ремни. Соответственно давление стекла на абразивные ремни должно быть легким. Хорошо бы использовать ограничительное колесо на краю стола для того, чтобы ограничить величину давления, которое может применить к стеклу оператор, хотя некоторые выражают недовольство тем, что это замедляет работу оператора. Мы можем только отметить, что не имеет смысла делать работу быстро, если сделанная работа будет неудовлетворительная. Влажная технология притупления кромки стекла может быть более мягкая, чем другие технологии, но разница в притуплении кромок будет незначительная.

На толстом стекле, скорость подачи на абразивные ремни следует уменьшить, чтобы получить более сильное притупление кромок, особенно по углам листа стекла.

Продуктивность при работе с тонким стеклом особенно чувствительна к хорошему качеству притупления кромок. Подразумевается, что для этого следует использовать ремни с более мелкой абразивностью, применять более легкое давление и меньшую скорость на абразивные ремни.

Техника притупления кромки.
Ремни с мелким абразивом могут быть быстрее повреждены при грубой технике работы, особенно если не притупленные углы стекла будут зажеваны в абразивных ремнях. Правильная техника работы, в общем, должна давать следующий результат. При проверки качества притупления кромки используйте заднюю подсветку. Проведите острием ножа вдоль притупленной кромки, как будто вы пытаетесь ее разрезать. Обычно лезвие снимает только мелкую пыль. Если появятся более крупные частицы стекла, притупление кромки проведено некачественно.

Перед закалкой стекла внимательно осмотрите притупленные кромки при ярком освещении, используя увеличительное стекло хорошего качества с увеличением по крайней мере в 10 раз. Если направление движения ремней при обработке было правильным, мелкие осколки стекла должны быть только на кромках стекла и их не должно быть на боковой поверхности стекла. Если мелкие осколки при притуплении кромок забрасываются на поверхность стекла, необходимо заново отрегулировать абразивные ремни. Эти осколки очень трудно увидеть на прозрачном стекле, на стекле, окрашенном в массе, их обычно хорошо заметно. После закалки внимательно осмотрите нижнюю поверхность стекла. Если мелкие осколки забрасывались в процессе притупления кромки на поверхность стекла, она может быть поцарапана.

Неправильное притупление кромок стекла.

Изломанные кромки.
При неправильном притуплении кромок их края могут быть изломанными в местах контакта стекла с абразивными ремнями.

Изломанные кромки означают, что стекло будет разломано на особый манер. При таком неправильном притуплении кромок мелкие фракции стекла остаются на поверхности, механически сцепленные с ней.

Моечные машины по большей части не могут полностью удалить такие связанные фракции стекла, и они остаются на стекле, когда оно поступает в зону закалки.

Когда в зоне закалки холодное стекло начинает нагреваться, эти мелкие фракции стекла нагреваются гораздо быстрее, чем основная масса стекла. Они быстрее расширяются и механическая связь со стеклом разрушается. Мелкие фракции осыпаются в зоне закалки и часть из них попадает на ролики.

Находясь на роликах эти мелкие фракции осыпавшегося стекла наносят повреждения на нижнюю часть листа закаливаемого стекла в местах его контакта с роликами. Эти повреждения могут иметь различный вид, который зависит от размера и количества мелких фракций стекла, попавших на ролики.

Когда возникают такие проблемы, то повреждения могут быть очень похожими на пятна от нагрева, но это не так. Пятна от нагрева почти всегда могут быть исправлены с помощью использования SO2. Если повреждения возникли по причине, описанной здесь, использование SO2 не поможет.

Таким образом притупление кромок стекла - это очень важный фактор качества продукции и эта операция должна быть под постоянным контролем со стороны оператора шкуровочного станка, мастера и вышестоящего руководства.

Следует иметь в виду, что стекло, поступившее от разных производителей очень часто по-разному ведет себя в процессе притупления кромок.

Вам необходимо найти свою собственную комбинацию этой работы. Не удивляйтесь, если один оператор будет делать хорошее притупление кромок, в то время как другой будет делать брак, используя ту же самую технологию работы. Разница может зависеть как от различных станков, так и от различных типов стекла.

Серьезным фактором является скорость, с которой стекло движется вдоль абразивных лент. Совершенно очевидно, что это важнейший фактор, влияющий на дробление кромки стекла.

Более быстрая скорость сильно увеличивает образование мелких фракций. В этом случае, если внимательно рассмотреть с помощью хорошей лупы, то можно увидеть, что абразивный ремень скорее обдирает кромку стекла, чем шлифует ее. Скорость свыше 1 фута в секунду уже является чрезмерной.

Натяжение ремней. Сильное натяжение имеет тенденцию увеличивать стремление ремня грубо обдирать кромку стекла. Слабое натяжение имеет тенденцию позволить ремню болтаться вокруг кромки стекла без его притупления.

Сила давления стекла на абразивный ремень. Сильное давление стекла на ремень приводит к тем же двум факторам, которые были описаны выше, и в общем случае сильное давление определенно увеличивает проблемы.

Качество абразивного ремня безусловно является важным фактором. Дешевые ремни могут оказаться очень дорогими из-за расходов, связанных с их дальнейшей эксплуатацией. Если вы не хотите впоследствии решать эти проблемы, лучше используйте ремни хорошего качества.

Очень грубый ремень или очень жесткий процесс резки стекла может послужить причиной возникновения большого количества фракций, которые невозможно будет вымыть в моечной машине.

В отдельных случаях в процессе притупления кромки стекло может очень сильно нагреваться. Это зависит от совокупности ряда факторов, таких как покрытие ремня, давление стекла на ремень, недостаточное охлаждение. Могут появляться искры в месте контакта кромки стекла с поверхностью ремня.

Перегретая кромка стекла легко заметна, она обычно выглядит как смазанная поверхность. Стекло становится настолько горячим, что оно плавится в месте соприкосновения с ремнем. Когда горячая поверхность стекла охлаждается (почти мгновенно), на ней возникают микроскопические трещинки, которые приводят к увеличению процента боя стекла в зоне охлаждения.

Следите за качественным состоянием поверхности абразивных ремней, чтобы избежать перегрева кромки стекла.

Промывка

Когда стекло поступает в печь закалки, оно должно быть чистым от остатков, пыли, грязи, стеклянной крошки и фракций.

Остатки от слишком жесткой воды могут загрязнять ролики.
Пыль и грязь могут служить причиной возникновения пятен от нагрева.
Крошки стекла и фракции будут повреждать поверхность стекла.

Процедура
Изначально мы рекомендовали использование мягкой или деминирализованной воды для мытья стекла в соответствии с рекомендациями производителей моечных машин и роликов для закалочных печей. Однако большинство производителей закаленного стекла это не используют. Они пытались использовать это в течении какого-то периода времени и обнаружили, что это не дает каких-либо преимуществ. Однако окончательный выбор за вами.

Предпочтительно не использовать моющее средство в машине для мойки стекла. Если моющее средство используется, оно не должно содержать фосфаты или карбонаты. Не должно быть остатков от моющего средства - если стекло прозрачно чистое, какие-либо остатки вероятно будут незначительными.

Хорошо использовать от 1/2 пинты до 1 пинты белого уксуса на 40 галлонов воды для мытья. Некоторые потребители сообщают о хороших результатах при использовании значительно более высоких концентраций уксуса. Если вода слишком жесткая, высокая концентрация уксуса вероятно будет более предпочтительной. Неизвестны какие-либо проблемы от использования высокой концентрации.

Предпочтительно, чтобы моющие щетки крутились в сторону, противоположную движению стекла в точке контакта со стеклом, так чтобы фракции стекла выметались за загрузочный стол моющей машины. Некоторые моющие машины делают это иначе. В этом случае, первая щетка должна крутиться в сторону противоположную движению стекла. Предпочтительно, чтобы первая нижняя щетка работала так же.

Если щетки будут крутиться в неправильном направлении, фракции стекла и прочие частицы не будут удаляться с поверхности стекла. Фракции стекла, оставшиеся на поверхности стекла могут попадать на ролики закалочной печи, что приведет к дополнительным проблемам с ее ремонтом.

Время цикла

В закалочной печи с двумя нагревательными секциями полное время нагрева будет равняться удвоенному времени цикла. Хорошее правило для времени закалки: одна минута на каждые 1/16 дюйма толщины стекла. Если время закалки более короткое чем это (за счет увеличения температуры закалки) может ухудшиться качество закаленного стекла или производительность печи закалки. Кроме этого при укороченном времени закалки и высокой температуре значительно увеличивается возможность расплавления стекла в местах контакта с роликами печи, что приводит к возникновению проблем.

Значительное оплавление стекла в местах контакта с роликами может привести к поистине катастрофическим последствиям для роликов, которые находятся внутри температурной секции закалочной печи. Компьютерная программа не должна позволять использовать температуру свыше 1320 градусов по Фаренгейту, так как это уже предельно горячее состояние.

Факторы, влияющие на время цикла

Размеры загрузки

Время цикла для больших загрузок соответственно больше, чем для загрузок маленьких.

Цвет стекла

Прозрачное стекло нагревается медленнее (более длительное время цикла), бронзовое стекло нагревается быстрее, а серое стекло еще быстрее.

Для стекла толщиной 1/4 дюйма время цикла будет изменяться примерно следующим образом:
Бронзовое стекло: от 2 до 4 секунд время меньше чем для прозрачного.
Серое стекло: от 4 до 6 секунд время меньше чем для прозрачного.

Толщина стекла

Время цикла зависит примерно пропорционально от фактической толщины стекла. Стекло временами может незначительно отличаться в разных партиях, или даже внутри одной партии. Время цикла должно выставляться для самой толстой части стекла.

Напряжение электропитания

Время цикла незначительно изменяется при колебаниях напряжения электропитания. Если напряжение электропитания понижено, то время нагрева незначительно увеличивается. Если напряжение электропитания увеличено, то время нагрева незначительно сокращается.

Рефлектное покрытие

Рефлектное покрытие оказывает незначительное влияние на время закалки.

Низкоэмиссионное "Е" покрытие

В настоящее время существует большое разнообразие "Е" покрытий. Большинство из них требуют увеличение времени цикла на 10% - 20%. При закалке стекла, размещайте его вверх поверхностью, на которое нанесено покрытие, если только производитель стекла специально не рекомендует обратное. Прогон стекла, поверхностью с покрытием, размещенным вниз, может вызвать проблемы для этого покрытия.

Нормативы времени цикла

Нормативы времени цикла могут значительно различаться для различных моделей закалочной печи, поэтому необходимо руководствоваться программами именно для каждого конкретного производителя.

Нормативы охлаждения для закаленного стекла

Давление воздуха в охлаждающей секции линии закалки зависит от типа стекла и его толщины. Изменение давления охлаждающего воздуха влияет на величину кристаллов, на которые разлетается закаленное стекло при его разрушении.

Нормативы времени охлаждения могут значительно различаться для различных моделей закалочной печи, поэтому необходимо руководствоваться программами именно для каждого конкретного производителя.

Толщина стекла сильно влияет на величину изгиба листа стекла, которое может появиться в результате дисбаланса давления между верхней и нижней подачей охлаждающего воздуха.

Закалка толстого стекла

Общие положения.
Под толстым стеклом здесь понимается стекло толще 1/2 дюйма. Опыт эксплуатации линий закалки показывает, что это является границей, за которой четко проявляются различия при закалке между тонким и толстым стеклом.

При закалке в печи, которая имеет две нагревательные секции, и при условии, что используются нормальные значения температуры закалки, толстое стекло будет сильнее прогибаться в первой температурной секции. В случае сильного прогиба, может получиться так, что лист стекла будет опираться только на четыре угла. Эта ситуация может привести к мелким сколам на углах листа стекла. Если при этом используется высокая скорость качания листа стекла в печи, то это может привести к разрушению углов листа стекла. Эта вероятность увеличивается с увеличением размеров листа закаливаемого стекла.

Прогиб листа происходит в результате того, что величина тепла, которая подается к верхнему краю листа, больше, чем величина тепла, которая подается к нижнему краю листа. Задача температурного контроля заключается в том, чтобы выровнять разницу температур и подавать больше тепла на нижний край листа.

Процедура
Используйте для более толстого стекла более медленную скорость подачи стекла. Не забывайте переключать программу с тонкого стекла на толстое стекло. Производите переключения между толстым стеклом на тонкое и наоборот только при незагруженной печи.

Типичные скорости для толстого стекла следующие:

Скорость качания стекла внутри секции закалки около 225 IPM.
Скорость качания стекла в секции охлаждения около 180 IPM.

Смещение
Когда производите переход с толстого стекла на тонкое и наоборот, производите любые изменения смещения как только секция закалки освободится от стекла, для того, чтобы дать роликам возможность нагреться или охладиться до заданной температуры. Если будет происходить коробление листа стекла, необходимо откорректировать смещение. Если коробление листа стекла происходит после перехода из пассивного режима в активный режим необходимо увеличить температуру пассивного режима секции нагрева примерно на 20 - 40 градусов Фаренгейта.

Такое поведение стекла показывает что ролики более холодные при первой загрузке, чем при последующих загрузках, так что их надо держать более горячими в пассивном режиме, обеспечивая для роликов достаточный запас времени для того чтобы повысить их нагрев после того, как смещение было изменено.

Для примера, нижнее смещение в секции закалки должно быть примерно следующее:
Для установочной точки в 1270 градусов Фаренгейта:

Для стекла толщиной 1/2 дюйма - от 0 до 40 градусов
Для стекла толщиной 3/8 дюйма - от 0 до 20 градусов.

Напор подачи охлаждающего воздуха
Если стекло выходит слишком горячее на разгрузочный стол, увеличивайте напор охлаждающего воздуха, однако сильное и резкое охлаждение может привести к разрушению стекла. Бывают случаи, когда стекло невозможно остудить сразу до температуры, при которой его можно безопасно брать руками со стола разгрузки.

При очень больших загрузках толстого стекла, имейте в виду, что нагрузка на керамические ролики закалочной печи увеличивается неравномерно, так как стекло прогибается, и в случае чрезмерного прогиба, и, соответственно, чрезмерной нагрузки они могут быть повреждены.

Закалка тонкого стекла

Старайтесь обеспечить максимально плоское положение тонкого стекла на роликах закалочной печи за счет уменьшения подачи тепла на нижнюю часть листа стекла.

Имейте в виду, что на тонком стекле больших листов чаще возникают дефекты типа "масленка", если скорость движения стекла подобрана не оптимально.

Качание тонкого стекла в секции закалки происходит с большей амплитудой колебания и с большей скоростью, для уменьшения искривления стекла, а это значит, что уменьшаются максимальные размеры листа, которые можно загрузить в линию закалки.

Напряжения в стекле при увеличении нагрева

Увеличение степени нагрева и затем резкое сильное охлаждение стекла приводит в возникновению напряжений сжатия на поверхности стекла. Изменение этих параметров в определенных пределах приводит к изменению величины напряжений на поверхности стекла. Иногда это имеет значение для определенных целей. В целом, чем сильнее перепад разницы температур, тем более сильные напряжения возникают в поверхностном слое стекла и тем выше вероятность разрушения стекла в зоне охлаждения линии закалки.

Разрушение стекла в зоне охлаждения

Разрушение стекла в зоне охлаждения, до известной степени, неизбежная проблема, приводящая к небольшому проценту разрушения листов стекла. Если это количество увеличивается, то вероятнее всего причиной является низкое качество закаливаемого стекла, которое при нагревании сильно деформируется.

Подразумевается, что вам, пожалуй, не следует увеличивать цикл времени, потому что листы стекла разрушаются случайным образом. Разрушение стекла в зоне охлаждения не всегда происходит по причине того, что стекло охлаждается. Внешний вид разрушений может дать вам ценные подсказку, что явилось действительной причиной разрушения стекла. Некоторые часто встречающиеся примеры приведены ниже с рекомендациями по возможному решению этих проблем.

Стекло было слишком холодным, весь лист целиком
Если полностью весь лист стекла слишком холодный, он быстро размельчается.

Время цикла слишком короткое для температуры в зоне закалки
Если температура в зоне закалки слишком низкая, обратите внимание, какие изменения в программе были сделаны на компьютере.

Стекло слишком холодное, локально
Если лист стекла слишком холодный только в каких-то небольших отдельных областях листа стекла, разрушение стекла начнется именно в этих областях загрузочной зоны.

Секция нагрева печи слишком горячая и неравномерная
Возможно проникновение в зону закалки печи порций воздуха из зоны охлаждения. В этом случае программа старается автоматически увеличить нагрев печи и это происходит неравномерно.

Если лист стекла местами холодный в случайных областях листа, а весь лист стекла нагрет достаточно по его краям, разрушение стекла начнется в этих случайных областях.

Значительные изменения толщины стекла в листе стекла (разнотолщинность)
Значительная разнотолщинность листа стекла приводит к его разрушению при закалке. Для того, чтобы определить существует ли эта проблема, замерьте толщину листа стекла в разных местах с помощью микрометра или штангенциркуля.

Управление температурными зонами может быть неустойчивым
Обрывы в электрических цепях управления, плохие контакты в термопарах, неисправности ртутных контакторов или их отдельных элементов могут быть причиной возникновения таких проблем.

Изношено покрытие у роликов в зоне охлаждения.
Резиновое покрытие роликов в зоне охлаждения может износиться до таких пределов, что будет контактировать с стальными частями роликов. Такое случается в основном при закалке толстого стекла.

Дефекты стекла
Дефекты стекла могут возникать еще при его изготовлении на стекольном заводе. Такое случается не очень часто, но это может стать весьма серьезной проблемой, которую очень трудно доказать и проконтролировать. Если разрушение стекла постоянно происходит только с одним типом стекла, которое поступает только от одного отдельного производителя, то вероятнее всего это стекло имеет производственные заводские дефекты. Эта проблема также проявляется, если разрушение стекла происходить после того, как цикл времени немного увеличен достаточно для того, чтобы стекло до некоторой степени было перегрето и слегка деформировано. Однако имейте в виду, что несогласованный прогрев нагревательных зон, может привести к точно такому же результату.

Дефекты в стекле могут возникнуть также во время резки, обработки краев стекла, мытья и перемещения стекла от одного станка к другому в процессе производства до начала закалки стекла.

Небольшие холодные участки стекла могут вызвать небольшие трещины уже в первые секунды охлаждения стекла.

Ступенчатая подача охлаждающего воздуха может подаваться или слишком рано или слишком быстро.
Обычно это приводит к разрушению только толстого стекла. Если ступенчатая подача охлаждающего воздуха увеличивает давление воздуха очень рано в начале цикла, или если это первое увеличение очень мощное, временные силы сжатия на поверхности стекла могут увеличиться на столько сильно, что стекло разрушится. Обычно сильный треск разрушаемого стекла слышен сразу же, как только поступает первая порция воздуха высокого давления.

Попадание воды или снега в зону охлаждения.
Такое происходит если забор воздух для охлаждения производится снаружи помещения, когда погода сырая, туман, морось, дождь или снег. В этом случае забор воздуха надо производить или изнутри помещения или обеспечить фильтрацию воздуха.

Процедуры для оптимального качества стекла

Общие подходы состоят в том, чтобы минимизировать разницу в размерах загрузки стекла, разных типов стекла, стекла разной толщины. Малые загрузки стекла нагреваются немного быстрее, чем большие загрузки стекла. Темное стекло нагревается немного быстрее, чем стекло прозрачное.

Процедура
Загружайте стекло одинакового типа и толщины в каждую партию для обеспечения хорошего результата. Внутри партии загружаемого стекла старайтесь располагать листы стекла одинакового размера.

Если помещаете маленькие листы стекла для обеспечения полной загрузки, старайтесь размещать их по краям загружаемой партии стекла.

Когда прогоняете стекло нового типа, обращайте внимание на температуру стекла по показаниям пирометра.

Неровная поверхность стекла (фигурная) будет показывать более высокую температуру, чем стекло с гладкой поверхностью.

Толстое стекло требует показаний более низкой температуры, чем стекло более тонкое.

Примечание:
Через определенный период времени линзы пирометра постепенно загрязняются, что приводит к индикации более низкой температуры, чем температура стекла на самом деле. Как результат этого показатель температуры стекла в конце цикла постепенно снижается, а после того как линзы будут прочищены, показатель температуры вернется обратно к нормальному.

Рябь на стекле от искривленных роликов печи

Искривленные и поврежденные ролики в нагревательной секции закалочной печи могут оставлять рябь и волнистые следы на стекле. Таким образом, если на поверхности стекла постоянно появляется рябь такого типа в одних и тех же местах, внимательно осмотрите ролики в закалочной печи. Осматривайте ролики при условиях их быстрого вращения при температуре ждущего режима при ярком равномерном освещении.

Процедура
Запустите закалочную печь пустой и установите температуру печи в пассивном режиме.

С помощью меню компьютера запустите конвейер закалочной печи вперед с максимальной скоростью.

Поднимите верхнюю часть печи примерно на один или два дюйма. Убедитесь, что предохранитель печи закрыт и ртутные контакторы отключены.

Посветите лампой мощностью 150 ватт через закалочную секцию печи. Направьте луч света от лампы примерно в центральную часть секции закалки и осветите верхнюю часть роликов внизу всей нагревательной секции. Освещение должно быть равномерным.

Внимательно осмотрите ролики, особенно под осевым уплотнением. Искривленная центральная часть роликов будет производить биение при вращении роликов. Промаркируйте искривленные ролики.

Измените скорость вращения на нормальную с помощью компьютера.

Замените дефектные ролики на нормальные, либо, в крайнем случае, переместите их в другое, не столь критическое место. Прогрейте холодные ролики как минимум 20 минут до нормальной температуры перед прогоном стекла, в противном случае разрушение стекла будет обеспечено.

Не смачивайте ролики водой, которые находятся в горячей печи. Давление пара может привести к разрушению роликов.

Разрушение стекла в зоне закалки

Если основная часть разрушения стекла происходит в зоне нагрева, то это серьезная проблема.

Следует немедленно выключить печь. Отдельные осколки стекла прилипнут к роликам, и будут царапать поверхность закаливаемого стекла. Чтобы устранить царапины на стекле, необходимо будет тщательно вычистить ролики. Если большие осколки разрушившегося стекла упадут между роликами на нагревательные элементы, возможно короткое замыкание между элементами. Короткое замыкание обычно происходит между смежными зонами и при этом сгорают обе зоны. Ремонт элементов для нагревательной зоны должны производить специалисты. Неправильно сделанный ремонт приведет к резкому снижению производительности линии закалки и снижению качества продукции.

По большей части причиной разрушения стекла в секции закалки являются дефекты стекла, которые случились до нагревания стекла.

Сверление отверстий

Отверстия в стекле фактические являются одним из видов дефекта стекла и увеличивают вероятность разрушения стекла как в зоне закалки, так и в зоне охлаждения.

Отверстия в стекле будут причинять значительно меньше проблем, если будут выполняться следующие условия:
Отверстия должны быть просверлены чисто, то есть без сколов и других повреждений стекла.

Они должны быть расположены от края листа стекла по крайней мере на несколько диаметров просверленного отверстия.

Диметр отверстия должен, по крайней мере, соответствовать толщине стекла.

Если проблемы с просверленными отверстиями возникают:
Убедитесь что стекло не повреждено во время сверления отверстий.
Уменьшите установочную точку температуры активного режима на 25 градусов или больше, чтобы скомпенсировать увеличением времени цикла.

Потрите мелом или смазочным карандашом внутри отверстия перед закалкой (обратите внимание, чтобы смазка не горела внутри, так как стекло после сверления может быть очень горячим). Удалите остатки мела из отверстия, так как мел вероятно может оставлять пятна нагрева на стекле, если попадет на ролики закалочной печи.

Рекомендации из официального правительственного документа "DD-G-1403B"
Нормативы для отверстий в закаленном стекле:
Отверстия должны иметь гладкую внутреннюю поверхность.
Minimum D >= t+1/16"
Maximum D <= 1/3 W
Minimum W >= 8 t
Minimum X:
Если t <= 1/2", X >= 1-1/2 t
Если t > 1/2", X >= 2 t
Minimum Y >= 6-1/2 t
Закругления и выемки R >= t
Где:
W - ширина стекла (меньший размер)
t - толщина стекла
D - диаметр отверстия
R - радиус закругления
X - расстояние от края стекла до края ближайшего отверстия
Y - расстояние от кончика угла листа стекла до края ближайшего отверстия, если угол составляет 90 градусов или более.

Дефекты стекла

В стекле бывает большое разнообразие дефектов и недостатков. Некоторые из них носят только косметический характер, другие могут влиять на целостность листа стекла.

Большинство дефектов обычно возникает до закалки стекла, однако имеются виды дефектов, очень редкие, которые возникают в процессе закалки стекла. Все эти дефекты перечислены ниже, сгруппированные по месту возникновения.

Дефекты возникающие до нагрева

Трещины - это самые серьезные дефекты. Трещины обычно начинаются с обрезанного края стекла и тянутся внутрь листа стекла. Трещины почти всегда гарантируют, что лист стекла разрушится в зоне охлаждения, или возможно в зоне закалки. Даже не пытайтесь закаливать лист стекла, имеющий видимые трещинки.

Раковины и сколы обычно возникают при перемещениях листов стекла. Они возникают на краях стекла при воздействии на край стекла какого-либо воздействия, вызывающее достаточно высокое давление на угол.

Раковины возникают при давлении и толчках на край стекла с силой направленной в плоскости стекла.
Чистые раковины на углах стекла особых проблем не создают. Если возникают трещинки или зазубрины на краю стела, то это уже не чистые раковины. Влияние трещин на закалку стекла уже обсуждалось выше. Зазубренные края могут быть притуплены, в этом случае они не вызовут разрушения стекла. Не забывайте удалять все остатки от притупления кромок с листа стекла, в том числе и со стороны среза, перед его закалкой.

Сколы возникают в результате воздействия на край стекла сил, направленных в плоскости толщины стекла.

Сколы могут выглядеть как раковины, но они разбивают разрезанный край стекла.

Сколы обычно возникают в результате неправильного штабелирования нарезанных листов стекла. Когда штабелируется вместе слишком большое количество листов стекла одинакового размера. Штабелирование на пирамиды и подставки, которые не в достаточной мере обеспечивают поддержку стекла. Все это приводит возникновению зон с высокими механическими усилиями.

Штабелирование больших листов стекла впереди маленьких листов стекла. На маленьких листах обычно появляются сколы, а на больших листах обычно появляются царапины. В любом случае на поверхности появляются повреждения в местах контакта.

Зазубрины это волнистые выбоины на краю обрезанного стекла. Причиной этого обычно бывает неправильная технология резки стекла.

Царапины обычно возникают при скольжении твердых предметов по поверхности стекла. Зачастую такими твердыми предметами являются обрезанные края другого листа стекла (в процессе штабелирования) или мелкие осколки стекла, попавшие между листами стекла в одной пачке.

Мелкие пузырьки в стекле могут быть обнаружены на просвет. Если они присутствуют в большом количестве, они могут привести к разрушению стекла при закалке.

Дефекты возникающие в процессе нагрева

Изгиб это плавная кривизна листа стекла. Обычно он проходит через весь лист стекла и вызывается неправильным балансом давления охлаждающего воздуха.

Бугры это местные резкие выпуклости или вогнутости. Это случается редко в системе роликов в зоне нагрева.

Масленка это выпуклость, которая не зависит от регулирования давления охлаждающего воздуха. Если выпуклость сформировалась, то она не выправляется. Причиной этого может быть как перегрев стекла, так и слишком медленная транспортировка стекла через охлаждающую секцию. Более тонкое и широкое стекло должно двигаться более быстро, чтобы избежать появления масленок.

Пятна от нагрева это слабые замутнения, появляющиеся на нижней поверхности, обычно в разных местах листа стекла, но чаще в его центре.

Щербинки и выбоинки появляются на нижней поверхности стекла и их невозможно удалить. Причиной этого бывает загрязнение роликов. Эти загрязнения обычно состоят из мелких частиц стекла.

Царапины могут появляться в процессе закалки, но это бывает очень редко. Обычно они появляются до или после закалки. Царапины вдоль всего листа стекла могут быть нанесены предметом, скользящим по поверхности стекла, в то время как оно движется по конвейеру вдоль линии закалки. Такие царапины часто приводят к разрушению стекла в зоне охлаждения.

Царапины на поверхности нижней части стекла, могут возникнуть в том случае, если какие-либо ролики повредились. В этом случае при более внимательном рассмотрении, можно заметить, что царапина состоит из большого количества мелких царапин, расположенных по ходу продвижения стекла.

Дефекты, которые могут возникнуть после нагрева

Царапины, раковины и сколы могут возникнуть также после закаливания от неправильного обращения со стеклом. Эти дефекты, в связи со значительными механическими усилиями будут приводить к разрушению листов стекла.

Временами могут появляться масленки в условиях, когда штабелироются вынутые из линии закалки еще теплые листы стекла. Они пропадают как только пакет листов стекла остынет или если позволить листам стекла остынуть на открытом воздухе по отдельности в течении 15 минут или около того. Это может произойти по причинам:
Возникновения обдувом сильными потоками воздуха по краям пакета листов стекла.
Штабелирование больших листов стекла перед маленькими или наоборот.

Пятна от нагрева

Общие представления
Пятна нагрева это повреждения на поверхности стекла возникающие в результате контакта между стеклом и роликами под воздействием определенных неблагоприятных условий.

Пятна нагрева появляются в локальных местах листа стекла и похожи на обработку пескоструйным аппаратом. Места возникновения - это обычно полосы в центре листа стекла(в направлении его движения), но это могут быть и пятна, разбросанные по всему листу стекла. Форма закаливаемого листа стекла (она изменяется при нагревании: становится выпуклая, вогнутая или остается плоская), когда лист стекла сталкивается с неблагоприятными условиями, определяет появление пятен нагрева.

Детальный анализ индивидуальных особенностей повреждений (с использованием лупы 10 кратного увеличения или более) может показать следующее:
Мелкие частички стекла вылущиваются из поверхности стекла и перемещаются по поверхности стекла.

Промывка стекла делает пятна менее заметными, но полностью их не удаляет. Промывка смывает большинство частичек стекла, при этом небольшая часть все же остается. Однако промывка не удаляет лунки в стекле, которые остаются там, где частички стекла вылущились из его поверхности.

Пятна нагрева возникают в ррезультате интенсивного локального нагрева небольших пятен на поверхности стекла. Эти пятна по размеру очень маленькие, тысячная доля дюйма в диаметре. Эти пятна расширяются так сильно, что возникающие механические напряжения превышают прочность стекла, и частички стекла вырываются из его поверхности и оставляют мелкие лунки в стекле.

Точная причина этого интенсивного точечного нагревания на поверхности стекла до сих пор неизвестна, однако практика показала, что следующие факторы могут быть причиной или содействовать возникновению этой проблемы:

Загрязненная и/или оплавленная кварцевая поверхность роликов.
Твердые частички грязи на роликах или на стекле.
Перегретые ролики.
Пробуксовывание стекла на роликах, даже совершенно незначительное
Сильно выгнутая форма стекла
Сильная вибрация роликов

Причины возникновения пятен

Со временем поверхность роликов в конце концов загрязняется. Необходимо либо устранять загрязнение поверхности роликов, либо использовать диоксид серы для того чтобы снизить или совсем избавиться от пятен нагрева.

Основные причины загрязнения следующие:

Диффузия стекла или олова с поверхности флоат стекла, которая контрактовала с расплавленным оловом во время его изготовления, загрязняет поверхность роликов. Этот процесс тем быстрее, чем выше температура стекла и роликов.

Остатки после мытья стекла. Такие остатки могут быть после использования жесткой воды или от моющего средства. Особенно плохое воздействие производят фосфаты и карбонаты. Это приводит к очень быстрому расстеклованию роликов.

Расстеклование кварца вероятно причиняется и усиливается какими-то видами загрязнителей. Расстеклование это термин, которые применяется для обозначения процесса, при котором кварц изменяет свою заданную стекольную структуру на очень неприемлемую кристаллизированную структуру.

Термические характеристики застеклованного кварца очень значительно отличаются от стекольной формы и могут приводить к интенсивному точечному нагреванию, которое в свою очередь вызывает появление пятен нагрева.

Твердые загрязнения могут вызвать проблемы двух разных типов, которые зависят от размеров этих загрязнений. Маленькие частички загрязнения будут причиной образования пятен нагрева. Большие частицы загрязнения могут привести к образованию поверхностных раковин.

Маленькие частицы загрязнения обычно могут быть удалены путем очистки с помощью щеток. Для того, чтобы определить наличие загрязнения роликов, проведите своей рукой по сухим холодным роликам примерно два фута. Если на вашей руке проявится белый порошок, это значит что на роликах скопилось достаточно загрязнения, чтобы привести к появлению пятен нагрева. Это скорее всего скопившаяся пыль (стекольная в том числе) - остатки после заступления кромок стекла, которые не были тщательно вымыты при мойке стекла.

Большие частицы грязи не приводят к появлению пятен нагрева, но они являются причиной возникновения поверхностных раковин. Они обычно состоят из крошек стекла, которые имеют обыкновение приклеиваться к роликам. Они должны быть удалены методом, отличным от очистки с помощью щетки.

Если количество крошек стекла очень большое, ролики необходимо очищать с помощью шлифовки.

Если на ролики налипло всего несколько крупных отдельных частичек стекла, то иногда более практично найти эти частички стекла путем визуального осмотра роликов в печи, затем аккуратно их сбить с поверхности роликов.

Обязательно выключите главный большой контактор.
Возьмите совершенно чистый стальной брусок размером 1/4 - 1 дюйма и подходящей длины. Очень осторожно проведите концом этого бруска по поверхности ролика, для того чтобы убрать эти крупные частички прилипшего стекла с его поверхности. Ни в коем случае не ударяйте бруском по ролику.

Перегрев роликов обычно происходит из-за перегрева контрольной зоны (или нескольких зон). Этот локальный перегрев обычно происходит из-за неправильной работы нагревательной зоны или неправильно установленного смещения зоны. Проблема может возникнуть как в зонах, расположенных в верхней части нагревательной секции, так и в нижней. Источник возникновения пятен нагрева будет обычно возникать в зоне перемещения стекла в секции нагрева, а если линия закалки двухсекционная, то чаще всего они возникают там, где заканчиваются зоны нагрева первой секции и начинаются зоны нагрева второй секции.

Зоны будут перегреваться в том случае, если с компьютера будут подаваться неверные команды или если термопары будут закорочены. В свою очередь эти приведет к перегреву роликов, которые находятся в этих зонах.

Пробуксовка стекла на роликах значительно усугубляет проблему, и это обычно приводит к тому, что изменяются характеристики поверхности самих роликов. Если эти изменения можно увидеть с помощью лупы 10 кратного увеличения, то впоследствии они могут привести к отметинам на стекле, которые будут тянуться в направлении движения стекла.

Возможные причины пробуксовки роликов:
Ролики вращаются с неодинаковой скоростью.
Сильно искривленные ролики расположены в трансфертной зоне (там, где соединяются секции между собой).

Использование диоксида серы

Основная цель использования диоксида серы - устранение или снижение количества пятен нагрева. Если пятна нагрева имеют мягкий характер, то SO2 вероятно устранит их появление, если пятна нагрева имеют жесткий характер, то SO2 вероятно не устранит их появление. В любом случае необходимо обнаружить причину появления пятен нагрева и устранить их.

Если SO2 используется часто, то вероятно необходимо дополнительные усилия для поддержания роликов в хорошем состоянии. Желательно использовать SO2 не очень длительное время, пока не наступит подходящий момент для того, чтобы можно было почистить ролики, а также найти и исправить проблему возникновения пятен.

Если вы применяете SO2, то используйте очень маленькие порции. Если вы почувствовали запах SO2 около печи, то вы используете слишком много диоксида серы.
Установите подачу газа на уровне до 0,1 SCFH, максимально. (SCFH - стандартный кубический фут в час). Допускается в начале работы в течении от 5 до 10 минут увеличить подачу газа до 0,5 SCFH, чтобы ускорить наступление желаемого эффекта, но потом не забудьте завернуть вентиль и уменьшить подачу газа.

После того, как использование газа закончилось, не забудьте убедиться, что вентиль полностью перекрыт.

Смещения

При управлении температурным режимом в зоне закалки используется принцип: ведущий/ведомый. В каждой печи имеется главная зона, которая является ведущей, и температура которой является отправной точкой для определения смещения ведомых зон нагрева. Например, если зона номер два имеет смещение равное двум (-2), то ее контрольная температурная точка будет на два градуса холоднее, чем температура ведущей зоны. Раскладка зон нагрева приводится в описании к каждой модели закалочной печи.

Не поднимайте нижнюю границу смещения так, что установленная температура не сможет поддерживаться, когда стекло поступит в зону закалки. Это станет очевидным, когда температурный контроль будет выдавать значительную отрицательную ошибку в нижних нагревательных зонах.

Не уменьшайте смещение меньше, чем примерно от -50 до -70. Печь не может постоянно поддерживать низкую температуру, потому что тепло от нагрева постоянно поднимается со дна печи через ролики в верхнюю часть печи. Количество тепла, которое останется на дне печи, будет зависеть от размеров загрузки стекла, таким образом, время цикла очень зависит от размеров загрузки стекла.

Изменять смещение требуется достаточно редко, за исключением случаев перехода с толстого стекла на тонкое и наоборот. В этом случае смещения для нижних и крайних нагревательных зон изменяются одинаково с помощью одной команды.

Основные положения:
Обычно нагревательные зоны около боковых стенок закалочной секции, или в конце закалочной секции должны быть установлены немного более холодными (более низкое смещение), чем внутри секции закалки или по отношению к главной нагревательной зоне.

Баланс температур между верхней частью закалочной секции и ее нижней частью, влияет на форму стекла в процессе его нагревания.

Высокое смещение (температура) в верхней части приводит к тому, что лист стекла прогибается. Толстое стекло прогибается более сильнее, чем толстое. Временами небольшой прогиб стекла вполне допустим, но он может привести к повышению нагрузки на ролики во время качания стекла при его закалке.

Высокое смещение в нижней части приводит к изгибанию стекла, оно становится похожим на тарелку.

Если смещение зон, расположенных по краям, слишком высокое, то при закалке листов стекла большого размера, это может привести к появлению дефектов типа масленка.

Табулирование нижних значений смещений

Табуляция нижних значения смещений это дополнительные смещения, которые прибавляются в нижней части печи чтобы помочь обеспечить ровное состояние листа стекла, чтобы он плоско лежал на поверхности роликов во время всего цикла закалки. Эта функция позволяет больше нагревать нижнюю часть стекла в середине цикла закалки и меньше в начале цикла и в его конце, для того чтобы снизить вероятность появления пятен нагрева на поверхности стекла. Эти изменения регулируются компьютером, в соответствии с режимом, заданным оператором закалочной печи.

Зоны

Зоны это отдельные области печи, в которых температура регулируется независимо. Они состоят из нагревательных элементов, которые обеспечивают нагрев, термопар, которые передают значение температуры нагревательного элемента в компьютер, блок компьютера, который обрабатывает поступающую информацию и выдают управляющие сигналы на ртутные контакторы нагревательных зон. Ртутные контакторы включают или выключают подачу энергии в нагревательные зоны в соответствии с сигналами, поступающими от компьютера. Все эти элементы соединены в единую цепь управления.

Разумеется, оператор должен хорошо представлять какие зоны, где находятся и каким образом они управляются.