Краткий обзор предприятий производящих хрусталь

9 . Расчёт режима отжига стеклоизделия
Режим отжига стеклоизделия определяется свойствами стекла, формой о размерами изделий, технологией их изготовления, конструктивными особенностями печи отжига. параметры отдельных этапов отжига (температуры, продолжительности, скорости нагрева) выбирают исходя из допустимого для каждого конкретного изделия напряжения на основе законов возникновения, распределения и релаксации напряжений.
Нагрев стекла до температуры отжига (1 этап отжига) проводится с максимальной скоростью, ограниченной возможностью разрушения изделия. Возникающее при быстром нагреве временные термоупругие напряжения накладываются на остаточные напряжения, образовавшиеся в изделиях при его формировании. разрушающие напряжения без учёта их знака условно принимают равным 70 МПа.
Вычисляем верхнюю температуру отжига по методу М.В. Охотина:
=-6,14 Na2O+3,15CaO(+MgO)+3,78 Al2O3+598,03=
=-6,14*1+598,03=591,89
Для закрепления формы изделия помещают в печь отжига, охлаждают до температуры ниже верхней температуры отжига (450…500). Для расёта принимаем эту температуру 480.
Скорость на первом этапе отжига рассчитывается по формуле:
=(20…30)/
где а- полутолщина листа стекла, см.
Принимаем a=0,5 см, тогда
=25/=100 /мин
Время первой стадии =(591-480)/100=1,11 мин
Выдержка при режиме отжига (2 этап) приводит к выравниванию температур в изделии и релаксации имеющихся в нём остаточных напряжений.
Время выдержки при температуре отжига в зависимости от предшествующей скорости нагрева изделия и его толщины составляет
=(70…120)=100*0,25=25 мин
Выдержку можно производить при любой температуре, лежащей в зоне отжига, однако понижение температуры на каждые 10 увеличивает время релаксации напряжений примерно в 2 раза.
Нижнюю температуру отжига принимают на 150 ниже , то есть
= 591-150=441
Ответственное (медленное) охлаждение (3 этап) является важнейшей стадией отжига, поскольку именно на ней в изделии могут вновь образоваться постоянные напряжения.
Определяют скорость и время ответственного охлаждения:
=(2…5)/=2/0,25= 8 град/мин
150/8=18,75 мин
Быстрое охлаждение стекла ниже (4 этап). На этой стадии – от до комнатной температуры – вероятность релаксации термоупругих напряжений и появление остаточных напряжений пренебрежимо мало.
Рассчитываем скорость и время охлаждения изделий до комнатной температуры (20) на последней стадии процесса отжига:
=(10…15)/=15/0,25=60 град/мин
(441-20)/60=7,01 мин
Таким образом общая продолжительность процесса отжига составит:
=1,11+25+18,75+7,01=46,87 мин
В промышленных условиях температура в отжигательных печах изменяется настолько плавно, что чёткое разграничение этапов отжига отсутствует.
В соответствии с общими тенденциями развития технологии стекла исследования в области термической обработки направлены на интенсификацию отжига стекла. Это достигается сокращением режима отжига (1 и 3 его этапов).