Машины вертикального вытягивания стекла. Отжиг и охлаждение ленты стекла
Стекло приобретает хрупкость при температуре 550—570° С, т. е. когда оно еще содержит значительное количество тепла. Если ленту стекла подвергнуть свободному охлаждению до температуры 70—100° С, то она растрескается в результате неравномерного остывания поверхностных и внутренних слоев в стекле. Для того чтобы вытянутая лента стекла обладала требуемой механической прочностью после выхода из шахты машины, необходимо, чтобы напряжения в ленте не превышали допустимую величину. Для этого ленту стекла отжигают, т. е. подвергают медленному равномерному охлаждению, при котором перепад температур между поверхностью и внутренними слоями будет незначительным и напряжения окажутся настолько слабыми, что не вызовут разрушения стекла. Отжигают ленту стекла при вертикальном вытягивании непосредственно в шахте машины. Для снижения скорости охлаждения стекла в зоне отжига нижние секции шахты машины обычно футерованы слоем листового асбеста.
В процессе формования, отжига и охлаждения температура ленты стекла должна быть снижена от 940—980° С у луковицы до 80—100° С при выходе из шахты машины. От щели лодочки до участка отломки листа лента проходит расстояние около 8 м (высота шахты машины ВВС). При скорости вытягивания 60 м/ч этот путь лента проходит за ,8 мин, а при-скорости 120 м/ч — за 4 мин. Этот отрезок времени вполне достаточен для обеспечения качественного отжига стекла. На пути от щели лодочки до выхода из машины лента стекла проходит три температурные зоны: зону охлаждения от температуры луковицы до температуры начала отжига, зону отжига и зону охлаждения ниже температуры отжига.
Высота зон зависит от скорости движения ленты и от ее толщины: чем тоньше лента, тем больше может быть скорость ее движения, так как более тонкое стекло быстрее приобретает равномерную температуру по толщине.
В первой зоне лента охлаждается от температуры луковицы (930—980° С) до верхней температуры отжига, т. е. до 510—530° С. В этой зоне лента стекла еще пластична и здесь можно применять интенсивное ее охлаждение. Первая зона охватывает подмашинную камеру и распространяется до соединительного звена машины, а при больших скоростях до первой пары валиков. При повышенных скоростях вытягивания применяют дополнительные холодильники. Длительность пребывания ленты стекла в первой зоне высотой 1 м при скорости 60 м/ч—1 мин, а при скорости 120 м/ч — 0,5 мин. Таким образом, при скорости вытягивания ленты 60 м/ч стекло охлаждается со скоростью 390—420 град/мин.
Во второй зоне лента медленно охлаждается от 520—540° С до 420—370°. Зона медленного охлаждения (зона отжига) — наиболее ответственная и поэтому скорость охлаждения должна быть минимальной. Допустимая скорость охлаждения ленты стекла толщиной 2 мм в этой зоне не превышает 130 град/мин. Протяженность этой зоны также зависит от скорости движения и толщины ленты: чем выше скорость вытягивания и толще лента, «тем больше тепла вносит она в шахту машины и тем выше распространяется зона отжига. Начинается эта зона у первой пары валиков и заканчивается в районе 5—6-й пары валиков. Чтобы достигнуть наиболее равномерного охлаждения на участке зоны отжига, нельзя допускать подсосов воздуха, поэтому люки машины до 6-й пары валиков должны быть закрыты.
В третьей зоне (6—13-е пары валиков) лента охлаждается ниже температуры отжига. В этой зоне необходимо интенсивно охлаждать ленту стекла. Температура ленты, выходящей из шахты машины, не должна превышать 100—120° С. При высоких скоростях вытягивания (более 100 м/ч) лента не успевает охладиться до такой температуры, поэтому необходимо применять равномерное обдувание ленты воздухом при помощи вентилятора. При охлаждении ленты отекла следует добиваться равномерного распределения температур по ее ширине. Большие перепады температур между, серединой и бортовыми участками способствуют образованию внутренних напряжений в стекле, а также являются одной из причин, вызывающих горбление ленты при вытягивании.