Puntos clave del proceso para el control de la temperatura de calentamiento en el proceso de templado del vidrio
En el vidrio proceso de producción de templado, la selección razonable de la temperatura de calentamiento y el control efectivo de la temperatura del horno son enlaces centrales que determinan la calidad del producto, afectando directamente la resistencia al templado, la planitud y la tasa de rendimiento del vidrio. El principio de formación del vidrio templado es calentar elvidriohasta un estado ablandado a alta temperatura, luego formar tensión de compresión superficial y tensión de tracción interna a través de un enfriamiento rápido y uniforme, mejorando así significativamente las propiedades mecánicas y el rendimiento de seguridad delvidrio. La base de esta serie de cambios físicos radica en el control preciso de la temperatura y la configuración científica de los parámetros del proceso. Este artículo profundizará en puntos clave como la selección de la temperatura de calentamiento, el control de la temperatura del horno, la configuración del tiempo de calentamiento, las especificaciones de disposición delvidrio, los requisitos del proceso de enfriamiento y el control del movimiento del vidrio en combinación con la práctica de producción.
I. Lógica central de la selección razonable de la temperatura de calentamiento y el control efectivo de la temperatura del horno
En la producción de templado devidrio, la condición de carga del horno eléctrico es la base fundamental para determinar la temperatura de calentamiento. Sin embargo, debe aclararse que la carga del horno eléctricomencionada aquí no se refiere al área plana ocupada por elvidrioen el horno eléctrico, sino que se refiere específicamente a la relación de equilibrio dinámico entre el grosor del vidrio, la temperatura de calentamiento y el tiempo de calentamiento. Esta relación atraviesa todo el proceso de calentamiento del templado y es el principio fundamental para formular los parámetros del proceso de calentamiento. Diferentes grosores de vidrio tienen diferencias significativas en la demanda de calor: el vidrio delgado tiene una alta velocidad de calentamiento y una pequeña capacidad calorífica, mientras que el vidrio grueso es lo contrario. Ignorar esta diferencia y establecer la temperatura a ciegas puede fácilmente conducir a problemas como calentamiento desigual, sobrecalentamiento o subcalentamiento delvidrio.
Desde la perspectiva de los equipos de producción convencionales en la industria, la sección de calentamiento de los hornos eléctricos templados utilizados por la mayoría de los fabricantes adopta un diseño de calentamiento por zonas, que se puede dividir en múltiples zonas de calentamiento pequeñas e independientes. La principal ventaja de este diseño es que puede realizar una regulación de temperatura específica y garantizar la uniformidad del campo de temperatura en el horno. En condiciones normales de producción, siempre hayvidrioen el área de calentamiento del elemento calefactor en el punto medio del horno eléctrico que está absorbiendo calor, y el transporte continuo devidrio se mantiene en toda el área de trabajo del horno eléctrico, formando un equilibrio regional entre el calentamiento y la absorción de calor. Este equilibrio regional determina directamente el efecto de calentamiento local. Cuando la tasa de consumo de calor en un área determinada excede la tasa de suministro de calor del elemento calefactor, la temperatura en esa área disminuirá significativamente, que es la formación delfenómeno de sobrecarga.
Debe enfatizarse que el éxito del templado delvidriodepende de la calidad del calentamiento del área de baja temperatura de la lámina devidrio . Como un mal conductor del calor, si se produce una caída de temperatura local en el horno, conducirá a una diferencia de temperatura excesiva en varias partes de la lámina devidrio. En la etapa de enfriamiento posterior, la tasa de contracción de diferentes áreas es inconsistente, generando una enorme tensión interna. Cuando esta tensión interna excede la capacidad de carga del propio vidrio, causará la rotura del vidrioy la pérdida de producción. Por lo tanto, evitar eficazmente el fenómeno de sobrecarga y mantener la temperatura estable de cada área en el horno son los objetivos principales del control de la temperatura de calentamiento.
Para realizar el control efectivo de la temperatura del horno, además de establecer con precisión la temperatura de calentamiento de acuerdo con la condición de carga, también es necesario equipar un sistema completo de monitoreo de temperatura y regulación de retroalimentación. Al colocar sensores de temperatura en diferentes áreas del horno, se pueden recopilar datos de temperatura en tiempo real y transmitirlos al sistema de control. Cuando se detecta que la temperatura en un área determinada se desvía del valor establecido, el sistema puede ajustar automáticamente la potencia del elemento calefactor en esa área para compensar la pérdida de calor a tiempo. Al mismo tiempo, los operadores deben inspeccionar y calibrar regularmente los elementos calefactores y los sensores de temperatura para garantizar que el equipo esté en buenas condiciones de funcionamiento y evitar fallas en el control de la temperatura causadas por fallas en el equipo. Además, el rendimiento de sellado del cuerpo del horno también afecta la estabilidad de la temperatura. Problemas como el mal sellado de la puerta del horno y el daño a la capa de aislamiento térmico del cuerpo del horno causarán pérdida de calor y destruirán el equilibrio del campo de temperatura en el horno. Por lo tanto, se debe fortalecer el mantenimiento diario del cuerpo del horno para garantizar el efecto de sellado y aislamiento térmico.
II. Configuración científica del tiempo de calentamiento para garantizar la suficiencia y uniformidad del calentamiento
Sobre la base de determinar la temperatura de calentamiento, la configuración razonable del tiempo de calentamientotambién es crucial. La potencia de calentamiento del horno de templado es básicamente fija cuando el equipo sale de fábrica, por lo que el tiempo de calentamiento se convierte en un parámetro clave para ajustar la absorción de calor delvidrio. Si el tiempo de calentamiento es demasiado corto, el vidrio no puede alcanzar un estado completamente ablandado, y no se puede formar una capa de tensión uniforme después del enfriamiento, lo que resulta en una resistencia al templado insuficiente. Si el tiempo de calentamiento es demasiado largo, elvidrioes propenso a un ablandamiento excesivo, lo que lleva a la deformación de la superficie, la flexión de los bordes e incluso defectos como burbujas y piedras, lo que también afecta la calidad del producto.
Combinado con la experiencia de producción de la industria, la configuración del tiempo de calentamiento generalmente toma el grosor delvidriocomo base principal, formando un estándar de referencia relativamente maduro: para vidrio de grosor convencional, el tiempo de calentamiento es de aproximadamente 35~40 segundos por milímetro de grosor. Por ejemplo, al producir vidrio templado con un grosor de 6 mm, el tiempo de calentamiento se puede establecer de acuerdo con el estándar de 6×38 segundos = 228 segundos (38 segundos es el valor de referencia intermedio en el rango de 35~40 segundos, y se puede ajustar finamente de acuerdo con factores como el tipo devidrioy la temperatura ambiente en la producción real). Para el vidrio grueso con un grosor mayor de 12~19 mm, debido a su menor eficiencia de conducción de calor, se requiere un tiempo de calentamiento más largo para garantizar un calentamiento interno suficiente. Por lo tanto, el método de cálculo básico del tiempo de calentamiento se ajusta a 40~45 segundos por 1 mm de grosor.
Cabe señalar que el estándar de tiempo de calentamiento anterior es solo una referencia básica, y se debe realizar un ajuste flexible considerando integralmente varios factores en la producción real. Por ejemplo, diferentes tipos de vidrio tienen diferencias en las propiedades físicas como la capacidad calorífica específica y la temperatura de ablandamiento, por lo que el tiempo de calentamiento del vidrio flotado ordinario y elvidriocon recubrimiento Low-E necesita ser diferente. Los cambios en la temperatura ambiente también afectarán la eficiencia del calentamiento. En entornos de baja temperatura en invierno, la temperatura inicial delvidrioes baja, y el tiempo de calentamiento debe extenderse apropiadamente. Además, la densidad de colocación del vidrio en el horno eléctrico y el estado del flujo de aire en el horno también afectarán el tiempo de calentamiento. Por lo tanto, los operadores deben acumular continuamente experiencia en el proceso de producción y optimizar dinámicamente el tiempo de calentamiento de acuerdo con la situación real de producción para garantizar la suficiencia y uniformidad del calentamiento delvidrio.
III. Optimización de la disposición de la colocación del vidrio para garantizar la uniformidad de la carga del horno
Para realizar el calentamiento uniforme delvidrio, además del control preciso de la temperatura y el tiempo, el método de disposición delvidrioen la mesa de alimentación de la lámina también juega un papel importante. El objetivo principal de una disposición de colocación razonable es garantizar la uniformidad de las cargas verticales y horizontales en el horno eléctrico, evitar que elvidriolocal esté demasiado denso o demasiado disperso, manteniendo así la estabilidad del campo de temperatura en el horno y mejorando el efecto general de calentamiento.
Específicamente, los requisitos estándar para la disposición de la colocación incluyen principalmente los siguientes dos aspectos:
A través de la disposición de colocación estándar anterior, se puede garantizar eficazmente la uniformidad de la carga del horno, proporcionando condiciones básicas para el calentamiento uniforme delvidrio.
IV. Control preciso del proceso de enfriamiento para garantizar la calidad del templado
Después del calentamiento, elvidrioentra en la etapa de enfriamiento. La velocidad de enfriamiento y la uniformidad del enfriamientodeterminan directamente el efecto de templado delvidrio. De acuerdo con el principio de formación del vidrio templado, elvidrioen un estado ablandado necesita enfriarse lo más rápido posible para formar una capa de tensión de compresión uniforme en la superficie. Sin embargo, la velocidad de enfriamiento no es lo más rápido posible. Necesita coincidir con el grosor, el tipo y otras propiedades delvidrio. Al mismo tiempo, es necesario asegurar el enfriamiento equilibrado de los lados delantero y trasero delvidriopara evitar la tensión interna causada por el enfriamiento desigual que conduce a la rotura del vidrio.
Los factores que influyen en la velocidad de enfriamiento incluyen el grosor del vidrio y las propiedades físicas delvidrio. En términos generales, la velocidad de enfriamiento del vidrio delgado se puede aumentar apropiadamente, mientras que la velocidad de enfriamiento del vidrio grueso debe controlarse para evitar grietas causadas por una diferencia de temperatura excesiva entre el interior y el exterior. Por ejemplo, el grosor del vidrio de 5 mm es relativamente delgado, y la velocidad de conducción de calor es relativamente rápida. La capacidad de enfriamiento requerida es más del doble que la delvidriode 6 mm. Esto se debe a que el vidrio delgado pierde calor rápidamente durante el proceso de enfriamiento y necesita una capacidad de enfriamiento más fuerte para lograr un enfriamiento rápido y uniforme. Sin embargo, elvidriogrueso pierde calor lentamente. Si la capacidad de enfriamiento es demasiado fuerte, hará que la superficie se enfríe y se contraiga rápidamente, y el calor interno no se puede disipar a tiempo, formando un enorme gradiente de temperatura y tensión interna, lo que lleva a la rotura.
En la selección del medio de enfriamiento, el medio de enfriamiento ideal para la etapa de enfriamiento en el proceso de templado es el aire frío seco. El aire frío seco puede evitar la condensación de humedad en la superficie delvidrio, prevenir defectos como marcas de agua y manchas de niebla en el vidrio, y al mismo tiempo, la capacidad calorífica específica del aire frío es estable, y el efecto de enfriamiento es uniforme y controlable. Para asegurar el efecto de enfriamiento, el volumen de aire y la velocidad del viento del sistema de enfriamiento deben ajustarse con precisión de acuerdo con el grosor del vidrio para asegurar que la capacidad de enfriamiento por unidad de área cumpla con el estándar establecido. Además, el diseño de la rejilla de aire de enfriamiento también debe ser científico y razonable. Las salidas de aire de la rejilla de aire deben distribuirse uniformemente para asegurar que los lados delantero y trasero del vidrio puedan obtener el mismo volumen de aire de enfriamiento y velocidad del viento, realizando un enfriamiento equilibrado.
V. Control del estado de movimiento del vidrio para evitar defectos superficiales y riesgos de rotura
En todo el proceso de templado, el estado de movimiento delvidriotiene un impacto directo en la calidad del producto. Se requiere que el vidrio mantenga un movimiento continuo y estable durante el proceso de producción, y no debe haber arañazos o marcas dejadas por la deformación en la superficie del vidrio. Este movimiento incluye principalmente las siguientes dos etapas:
Además del control del estado de movimiento, la calidad del vidrio original también tiene un impacto importante en el efecto de templado. Elvidriooriginal no debe tener defectos como arañazos, burbujas, piedras y grietas. Estos defectos se convertirán en puntos de concentración de tensión. Durante el proceso de calentamiento y enfriamiento, la tensión en la ubicación del defecto aumentará bruscamente, causando finalmente la rotura delvidrio . Por lo tanto, es necesario inspeccionar estrictamente el vidrio original antes de la producción, eliminar el vidrio con defectos y asegurar la calidad de los productos de vidrio templado desde la fuente. Al mismo tiempo, durante la manipulación y colocación delvidrio, se deben tomar medidas de protección para evitar arañazos o daños por colisión en la superficie delvidrio.
VI. Conclusión
En resumen, los enlaces como la selección de la temperatura de calentamiento, el control de la temperatura del horno, la configuración del tiempo de calentamiento, la disposición delvidrio , el proceso de enfriamiento y el control del movimiento delvidrioen el proceso de templado delvidrioestán interrelacionados y se influyen mutuamente, determinando conjuntamente la calidad del producto delvidrio templado.
En la producción real, los operadores deben comprender profundamente la lógica central de cada punto del proceso, establecer con precisión la temperatura de calentamiento y el tiempo de calentamiento basándose en parámetros básicos como el grosor y el tipo devidrio, optimizar la disposición de colocación del vidrio, controlar estrictamente la velocidad y la uniformidad del enfriamiento, estandarizar el control del estado de movimiento delvidrio, y fortalecer la inspección de las láminas originales y el mantenimiento del equipo.
Solo a través del control de procesos integral y refinado se puede mejorar eficazmente la tasa de rendimiento y la estabilidad de la calidad delvidrio , cumpliendo con los requisitos de rendimiento delvidrioen diferentes escenarios de aplicación, y promoviendo el desarrollo de alta calidad de la industria de producción de templado devidrio.
