Отжиг стеклоизделий, печи. Кривая отжига штучных изделий

Быстрое охлаждение отформованного стеклоизделия может привести к созданию в нем внутренних напряжений. Когда процесс охлаждения заканчивается и температура наружных и внутренних слоев выравнивается, внутренние напряжения могут остаться (тогда они называются остаточными) или исчезнуть (такие напряжения называются временными). Остаточные и временные напряжения возникают при разных температурах охлаждения стекла. На возникновение напряжений влияют различные факторы, например скорость охлаждения изделий, их массивность. Для того чтобы в изделии не было опасных для эксплуатации напряжений, его подвергают тепловой обработке — отжигу. Стекло может разрушиться, если остаточные напряжения в нем достигают 700 кгс/см². В процессе отжига эти напряжения снижаются до 35 кгс/см², т. е. до 5%. Для каждого вида стекла в зависимости от его конфигурации и химического состава устанавливают свой режим отжига. Для этого определяют, прежде всего, температурный интервал, в котором могут возникнуть или исчезнуть остаточные напряжения. Этот интервал, называемый зоной отжига стекла, ограничивается высшей и низшей температурой отжига. Разница между высшей и низшей температурами отжига для обычных стекол составляет 100° С, а для оптического стекла — 150° С. Процесс отжига стекла состоит из четырех стадий (рис. 3).

Рис. 3 Кривая отжига: а — штучных изделий, б — листового стекла; I—IV — стадии отжига

I стадия — предварительный нагрев или охлаждение (отрезок I). Изделия доводятся до заданной высшей температуры отжига со скоростью, не вызывающей их разрушения. II стадия — выдержка при постоянной температуре (отрезок II). Изделия выдерживают при высшей температуре отжига в течение времени, достаточного для заданного уменьшения напряжений. III стадия — медленное охлаждение (отрезок III). Изделия охлаждаются с достаточно малой скоростью, не допускающей возникновения новых остаточных напряжений, превышающих заданные. IV стадия — быстрое охлаждение (отрезок IV). Изделия охлаждаются со скоростью, обеспечивающей допустимые временные напряжения.

Температура, скорость охлаждения и продолжительность каждой стадии зависят от вида изделия, его конфигурации, химического состава. Поэтому для каждого производственного процесса устанавливают свой особый режим отжига. При отжиге листового стекла, вырабатываемого машиной ВВС, II стадия отсутствует. При изготовлении стеклоизделий большое значение имеет контроль качества отжига. Методы контроля качества отжига основаны на том, что в стекле под действием внутренних напряжений возникает двойное лучепреломление, которое проявляется в виде окраски при просмотре в полярископе.

Стеклоизделия отжигают в камерных, вагонеточных, муфельных, роликовых, циркуляционных и вертикальных печах. Наибольшее распространение получили муфельные отжигательные печи ЛМН-1000-18 и 2ПО-180.  Эффективность муфельных печей высока, так как для тепловой обработки стеклоизделий максимально используется тепло самих отжигаемых изделий. Листовое стекло отжигают также в электрических отжигательных печах ЭПО-160.