2.2.3.14 Технологический процесс выработки стеклоизделий
Формование – процесс превращения расплавленного стекла в твердое изделие заданной формы. При формовании стекла тесно переплетаются друг с другом явления теплопроводности лучистого теплообмена и течения стекломассы, вязкость которой изменяется в широких пределах. Превращение расплавленной стекломассы в готовое изделие характеризуется непрерывным нарастанием вязкости. Общий ход этого процесса во времени обусловлен двумя характерными и важными стадиями: формообразование и фиксация формы. На стадии формообразования происходит придание пластичной стекломассе требуемой конфигурации изделия в результате приложения внешних сил, характер которых обусловлен видом изделия и применяемым способом его формования. Поведение стекломассы на этой стадии определяется реологическими и поверхностными свойствами: вязкостью, поверхностным натяжением, упругостью и характером температурного изменения этих свойств.
На стадии фиксации происходит закрепление конфигурации отформованного изделия в результате затвердевания стекломассы, характер которого обусловлен видом изделия и применяемым способом его охлаждения.
Основными характеристиками процесса формования стекла являются:
рабочий интервал вязкости стекломассы и соответствующий ему температурный интервал (рис. 2.16);
продолжительность формования.
Рис. 2.16 - Зависимость логарифма вязкости lgη = f(t) от температуры.
При температуре ниже температуры стекловарения стекло представляет собой твердое хрупкое тело, а при температуре выше 400 – 600ºС стекло имеет свойства, типичные для жидкости.
Формование изделий из стекломассы осуществляется в интервале вязкостей 102 – 108 Па∙с.
Из всех физико-химических свойств вязкость особенно сильно зависит от химического состава стекла. К оксидам, понижающим вязкость стекла, относятся оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, а к повышающим – SiO2, Al2O3, ZrO2.
Узкогорлая стеклянная тара вырабатывается на двух секционных машинах: Тандем 8+8 D.G. 5 ½ ”EF”. Секционные машины состоят из отдельных секций, которые работают независимо друг от друга и представляют собой самостоятельные автоматы.
Секционные машины обладают следующими преимуществами по сравнению со стеклоформовочными аппаратами иного типа:
− более высокий коэффициент использования машин во времени: каждая секция может включаться и выключаться независимо от работы других секций;
− универсальность: при небольшой переналадке на машинах можно вырабатывать узкогорлую и широкогорлую стеклянную тару, а также мелкие прессованные изделия;
− возможность одновременной выработки в каждой секции различных видов изделий одинаковой массы и с одинаковой продолжительностью формования, при этом время отдельных технологических операций в каждой секции можно регулировать в относительно широком диапазоне;
− минимальное число быстроизнашивающихся деталей;
− лёгкость и относительная безопасность обслуживания;
− возможность параллельной установки под одним питателем двух автоматов, что резко повышает производительность линии.
Движением отдельных механизмов секционных машин и регулированием продолжительности отдельных операций управляют с помощью пневматических устройств, которые позволяют приводить в действие приёмный лоток и металлический плунжер; открывать и закрывать формы; поворачивать направляющую головку, донный затвор и дутьевую головку узла; поворачивать пульку на 180°; открывать и закрывать горловые кольца; снимать бутылки с донышка чистовой формы; регулировать черновое и чистовое выдувание.
Формование стеклотары идёт по способу двойного выдувания (рис. 2.17).
Рис 2.17 - Схема изготовления бутылок по способу двойного выдувания на секционных машинах.
В черновую форму, установленную горловой частью вниз, через направляющую воронку подаётся капля стекломассы (поз. I). Горловую часть формы в этот момент замыкают горловые формы и металлический плунжер. После попадания в форму капля стекломассы запрессовывается в горловую часть подаваемым сверху сжатым воздухом- происходит уплотнение пульки и формование горла (поз. II). Длительность формования горла строго определена для каждого вида изделий и подбирается практически. В период выхода металлического плунжера из отверстия для начального дутья внутренняя часть горла разогревается внутренним теплом стекломассы. Подаваемый в отверстие сжатый воздух (поз. Ш) выдувает пульку и одновременно охлаждает металлический плунжер. После раздувания пульки черновая форма открывается и пулька, которую поддерживают закрытые горловые формы, повернувшись на 180° (из положения “горлом вниз” в положение “горлом вверх”), подается в открытую форму (поз. IV). С момента открывания черновой формы и до момента начала выдувания в чистовой форме наружная часть пульки подогревается за счёт тепла внутренних слоёв стекломассы (поз. III, IV, V). В чистовой форме происходит окончательное чистовое выдувание изделия. Дутьевая головка чистового стола машины имеет дополнительное устройство, которое позволяет совмещать процесс выдувания с процессом охлаждения изделия внутри- продуванием (поз VI). По окончании выдувания чистовая форма открывается, и отставитель хватками устанавливает изделие сначала на охлаждающий столик (поз. VII), а оттуда- на конвейер машины [6].
На ОАО фирме Актис для секционных машин применяют чугунные формы производства ООО Литмаш.