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玻璃瓶的料色对玻璃瓶生产工艺的影响

来源:本站原创 发布时间:2019-05-20 08:49:15 阅读
市场上的玻璃瓶和玻璃罐主要分为四类:无色、浅青色、翠绿和棕色。关于玻璃的颜色,人们越来越关注它的产品性质和生产过程中的化学反应现象。然而,对于生产过程中与玻璃颜色有关的物理现象,如玻璃颜色与传热的关系以及传热过程的差异对生产过程的影响等,还缺乏必要的研究。本文根据生产经验和一些试验数据,对上述问题作了粗浅的探讨,以供参考。


不同颜色的眼镜对近紫外光,可见光和近红外光具有不同的吸收能力。几种颜色的玻璃的透光率曲线如图1所示。
图1几种有色玻璃透过率曲线
如图1所示,棕色玻璃对波长在400nm左右的可见光有很强的吸收能力,最大值在400nm。翠绿玻璃在440nm和630nm左右的波长下对可见光有很强的选择性吸收能力,最大值在440nm和630nm。浅蓝色玻璃对可见光的吸收能力较弱,最小值在500nm。为吸收近紫外线区的光线,棕色玻璃非常强,绿色玻璃中等,浅蓝色玻璃较弱。对于光在近红外区的吸收能力,三种颜色的玻璃之间有一定的差别,但这种差别已经逐渐缩小。当颜色物质相同而颜色浓度不同时,光的吸收能力与颜色浓度的变化成正比。
在玻璃生产过程中,光辐射和传热是两个不可分割的物理现象。对于不同颜色的玻璃,吸收辐射光的能力越强,即吸收高温辐射热的能力越强,玻璃表面吸收的热量越多,以辐射形式通过玻璃体内传递的热量就越少。不同颜色的玻璃引起的吸热能力和传热能力的差异称为“传热差异”。在玻璃生产过程中,当玻璃颜色发生变化或玻璃颜色浓度发生变化时,玻璃的熔化、成形、退火等工艺条件都会发生明显的变化。只有了解不同颜色玻璃的“传热差异”,并对“传热差异”引起的工艺变化采取相应的对策,才能有效地控制生产过程。
3。玻璃颜色与熔融过程
在玻璃熔炉中,有三种形式的传热,辐射,对流和传导。玻璃颜色的变化对传热模式和传热效率具有显着影响。就熔化过程而言,玻璃颜色变化对工艺条件的影响比玻璃组成变化的影响更加明显和严重。炉内不同颜色玻璃的温度分布差异很大。为便于比较,采用48m2燃料马蹄焰炉作为参考炉型,炉体完全绝缘,无鼓泡装置,熔池深1200mm,熔化热点用作铅垂线监测不同颜色眼镜的温度分布。数据处理并列于表1中。
表1。几种有色玻璃的炉内温度参数
玻璃色顶热电偶温度玻璃液体表面温度观察池底部热电偶温度
浅青色1520℃14201430℃12001210℃
翡翠绿1520℃1430℃144.4℃1040℃1060℃
棕色1520℃1450~1460℃1120~1150℃
从表1可以看出,在相同的熔化温度下,不同颜色玻璃的液体表面温度和底部温度有明显的差异。从液体表面温度的角度看,玻璃颜色的“传热差”有着相应的关系。棕色玻璃具有最强的吸热能力和最高的液体表面温度,其次是绿松石玻璃和浅蓝色玻璃。从底部温度的角度看,问题变得有些复杂;淡蓝色玻璃的情况很容易理解,因为它吸收辐射光的能力较差,通过玻璃体将更多的热量传输到池底,所以池底温度较高;E的情况。Merald绿玻璃也很容易理解,因为它具有很强的吸收辐射光的能力,并通过玻璃体内的辐射将热量传递到池底。更少,所以底部温度更低。网址:www.sfmingjie.com
然而,棕色玻璃的情况有点难以理解。它吸收辐射光线的能力非常强。为什么池底的温度比绿色的Gaochuxuduo好?是什么导致了这种“传热异常”?原因可能是这样的:我们可以把罐中的玻璃分成几个液层。因为棕色玻璃的光传输能力较弱,较少的热量以放射性的方式从上层液层传递到下层液层。因此,液层之间的温差比较大,沿着池的深度应该有较大的温度梯度。但是,由于棕色玻璃的吸热能力很强,上部玻璃液体吸热后,温度升高,体积膨胀,对周围区域的推力在水平方向产生。这种推力通过池壁变化到较低的液层。对流力.较低的玻璃液体由于对流的力量逐渐上升,上升中对热量的吸收在体积上膨胀,产生推力进入周围区域,进而增强对流。褐玻璃的吸热能力强,导致熔池对流强烈,传热的增强弥补了辐射传热的不足。这就是为什么棕色玻璃池的底部温度很高的原因。
一般来说,在相同的工艺条件和温度制度下,将基本成分相同但颜色不同的棕色玻璃熔化,可以获得较好的玻璃均匀性和较高的熔化速率。究其原因,正是由于棕色玻璃具有较强的吸热能力,因而产生了较强的对流效应。当然,这避免了鼓泡装置的存在,鼓泡装置的介入会改变传热条件,而鼓泡装置的作用是加强对流。在熔化翡翠绿色玻璃时,若要提高底部温度、玻璃均匀性和熔化效率,安装鼓泡装置是一种有效的措施。在同一炉内更换不同颜色的液体时,必须对熔化部、工作部和进料通道的工艺元件进行相应的调整,以适应玻璃色“传热差”引起的工艺状态的变化。


在玻璃成形阶段,预制件内部与坯料和模具之间的热传递主要通过辐射和传导进行。在该温度范围内,辐射热主要以可见光和近红外线的形式传播。此时,不同颜色的玻璃的吸热能力和传热能力仍然存在很大差异。这种“传热差异”将不可避免地对传热过程产生重要影响。
我们可以把原型和瓶子都看作是几个玻璃层的组合。在整个成型过程中,中间的玻璃层温度最高,而与工艺气体和模具接触的内外层温度最低。通过辐射和传输从高温层到低温层的热传递。辐射传热速度随玻璃颜色的不同而变化。传热速度的顺序是无色、浅蓝、绿松石绿和棕色。
介绍了“表面硬化速度”的概念。是影响模具冷却强度和成型速度的重要因素之一。对于不同颜色的玻璃,传热速度较快,表面硬化速度较慢,传热速度较慢,表面硬化速度较快。在成形过程中,坯料经历了拍击、吹击、再加热、延伸、吹击等工序步骤。热量不断从玻璃体内部转移到玻璃表面,然后通过玻璃表面到达模具周围的空间。模具和工艺气体吸收热量,并逐渐冷却玻璃。当玻璃表面变硬到足以保持玻璃的形状时,瓶子就形成了。
事实上,当瓶子成型时,对于不同颜色的玻璃,瓶子的温度会有很大的不同。无色玻璃出模时传热速度较快,放热较多,瓶内温度较低;褐玻璃出模时传热速度较慢,放热较少,出模时瓶内温度较高,淡青色和翠绿玻璃介于两者之间。生产无色玻璃瓶时,需要较高的冷却强度,否则容易变形;生产棕色玻璃瓶时,需要较低的冷却强度,否则容易出现冷斑和表面微裂纹。调节冷却强度的方法主要有两种,即机械调节和工艺调整。机械调节包括调整工艺气流量、调整模具冷却风量、调整机构作用时间等。工艺调整包括调整机床速度、调整滴点温度、调整坯料形状和重量等。


在玻璃退火阶段,辐射热主要以近红外线的形式传播。在退火温度下,棕色玻璃和祖母绿玻璃的辐射传热能力基本相同,而浅青色玻璃和无色玻璃的光辐射传热能力较高。在相同的设备条件下,进入退火窑的不同颜色瓶的瓶温不同,棕色瓶的温度较高,翠绿色的瓶子是第二个,浅青瓶是第二个。因此,在绝缘带的加热中,不同颜色的瓶子的外部补偿热量是不同的。
在使用电加热退火窑时,会发现不同颜色的瓶子在功耗上存在差异。当然,这不会对消除玻璃内部应力产生重大影响。在缓慢冷却区,无色和浅蓝色瓶释放热量更快,而棕色和青绿色瓶释放热量更慢。因此,当缓慢冷却区进入淬火区时,不同颜色的瓶子的温度略有变化。在后冷却过程中,热辐射逐渐进入远红外区,不同颜色玻璃的放热率没有明显差异,但前一瓶的温差会对冷却过程产生一定影响。当玻璃颜色发生变化时,由于冷端喷涂工艺的要求,为了获得合适的窑门出口温度,需要对冷却带的温度系统进行相应的调整。

 

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