Problemi tipici che si verificano durante il processo di riscaldamento Il riscaldamento è la fase più tipica della tempera del vetro;molto dipende da questa fase per far emergere il prodotto di alto livello.La qualità del vetro temperato è molto influenzata da

Problemi tipici che si verificano durante il processo di riscaldamento

Il riscaldamento è la fase più tipica della tempera del vetro;molto dipende da questa fase per far emergere il prodotto di alto livello.La qualità del vetro temperato è fortemente influenzata dal processo di riscaldamento utilizzato nel forno.Il riscaldamento non uniforme provoca la deformazione del vetro durante il processo di tempra.Il problema più comune è causato dal rapido riscaldamento della superficie inferiore del vetro dovuto alla conduzione del calore dai rulli ceramici.La conseguente espansione della superficie inferiore piega i bordi del vetro verso l'alto e il vetro si muove sui rulli come una barca, provocando un danno chiamato “opacità della linea centrale”.Altri risultati di riscaldamento non uniforme includono bordi surriscaldati, che causano la deformazione nota come sella bistabile e possono provocare la rottura dei bordi durante il processo di riscaldamento.

Vetro rivestito: una sfida per le aziende di trasformazione

Il continuo movimento verso una migliore efficienza energetica negli edifici sta fornendo un forte impulso all’applicazione del vetro rivestito.I rivestimenti sputtered (off-line) a bassa emissività o a controllo solare stanno diventando standard nei paesi in cui i climi sono soleggiati tutto l’anno o freddi in inverno e caldi in estate.Per i produttori di vetro con tecnologia tradizionale ciò ha comportato la necessità di adottare processi di tempera un po' più lenti a causa dei tempi di riscaldamento più lunghi.Allo stesso tempo, i trasformatori hanno difficoltà a incrementare la propria capacità produttiva senza compromettere l'obiettivo di una qualità eccezionale con tutti i tipi di vetro.

I problemi sono molto più gravi quando si lavorano vetri rivestiti Low-E e riflettenti.Oltre al problema del calore conduttivo proveniente dai rulli, il rivestimento sulla superficie superiore del vetro riflette la radiazione degli elementi riscaldanti superiori, mentre gli elementi riscaldanti inferiori riscaldano il vetro due volte, perché la radiazione dal basso penetra nel vetro ed è riflesso dalla superficie superiore rivestita.

A sua volta, quando nel forno vengono introdotti carichi variabili uno dopo l'altro, può verificarsi una distribuzione non uniforme del calore.Quando entra nel forno, il vetro freddo assorbe il calore dal letto a rulli.Per inerzia termica, il vetro precedente esce dalla zona fredda in cui ha oscillato e di conseguenza il lotto successivo entra in una rulliera che può presentare un eccesso di calore sui bordi e una zona fredda al centro.Ciò può essere parzialmente compensato regolando il calore della sezione trasversale in modo che riscaldi solo l'area caricata.

Un riscaldamento non uniforme può inoltre provocare la formazione di striature fredde in direzione del vetro.In questo caso la temperatura irregolare causata dagli elementi resistivi provoca un'iridescenza che si vede più chiaramente in un test di polarizzazione, ma può essere visibile anche ad occhio nudo.

Anche il vetro stesso può causare problemi di riscaldamento.Il calore radiante viene assorbito in modo diverso nelle aree stampate del vetro rispetto al vetro liscio.Lo stesso vale per le lastre di vetro sagomate.

Questi problemi possono influenzare negativamente la forma o la planarità del prodotto finale, le sue qualità ottiche o la superficie del vetro.L'uniformità del riscaldamento si ottiene compensando la differenza di temperatura mediante riscaldamento profilato;da qui l'importanza fondamentale di avere la possibilità di un riscaldamento profilato.

Convezione per vetro rivestito e velocità

“Il calore si trasmette al vetro in tre modi diversi: per irraggiamento, conduzione e convezione.Indipendentemente dal tipo di forno, queste tre modalità di trasferimento del calore sono sempre presenti.Possono essere ulteriormente analizzati nelle seguenti parti:

1. Radiazioni

Radiazione diretta

Radiazione indiretta

2. Conduzione dai rulli ceramici.

3. Convezione – Può essere classificata in tre categorie.

Convezione naturale.

Convezione assistita tramite aria compressa.

Convezione forzata.

La misura in cui ciascuno di questi contribuisce al processo di riscaldamento dipende dal tipo di forno, dal tipo di vetro e dalla fase del processo di riscaldamento.Nei forni tradizionali la principale fonte di scambio termico è la conduzione dai rulli (nelle fasi iniziali del riscaldamento) e poi l'irraggiamento.Nei forni a convezione totale il calore si trasmette prevalentemente per convezione.La convezione deve svolgere un ruolo importante affinché i vetri rivestiti possano essere riscaldati in modo efficace.

Per superare questi problemi, i produttori di macchinari sono alla costante ricerca di nuove soluzioni basate sull’utilizzo della convezione.La convezione è considerata un must per qualsiasi linea di produzione in cui viene realizzato il vetro rivestito.Oltre a contribuire a migliorare la qualità del prodotto finale, il riscaldamento convettivo presenta un altro importante vantaggio rispetto ai sistemi radianti, ovvero la velocità di riscaldamento.

Sistemi di tempera basati su forni radianti riscaldano il vetro float con velocità di circa 40 sec/mm di spessore.Con il riscaldamento convettivo i tempi di riscaldamento possono essere ridotti a 25-30 sec/mm di spessore, aumentando la resa e la produttività fino al 40-50%!Poiché il vetro a bassa emissività e altri tipi di vetro rivestito richiedono tempi di riscaldamento molto più lunghi in un forno radiante, la produttività aumenta ancora di più.“(citato dall’articoloLa convezione dà il vantaggio, di Juha Karisola)

Svantaggi della convezione forzata

Ci sono tre aspetti negativi della tempera a convezione forzata.Innanzitutto, è difficile controllare le correnti di convezione all'interno del forno e richiede una progettazione adeguata dell'attrezzatura e delle competenze dell'operatore.In secondo luogo, la tempera a convezione forzata consuma circa il 10% in più di elettricità a causa del riscaldamento indiretto tramite getti d'aria.Inoltre, le macchine a convezione forzata sono anche più costose da acquistare e da mantenere.

Qualità dei bordi e vetro temperato

La qualità dei bordi gioca un ruolo importante durante la fabbricazione, la spedizione e l'installazione dei prodotti in vetro float nelle applicazioni automobilistiche e architettoniche.Il processo di tempra induce sollecitazioni di trazione transitorie durante la fase iniziale della tempra sia sulla superficie che sui bordi del vetro float.A seconda della temperatura e della viscosità del vetro, queste sollecitazioni possono o meno essere alleviate dal rilassamento viscoso prima che le sollecitazioni benefiche permanenti inizino ad accumularsi. In considerazione della buona qualità del vetro float, le sollecitazioni di trazione temporanee possono essere sostenute dalle superfici ma non necessariamente dai bordi.Infatti la qualità del bordo che dipende dal tipo di finitura del bordo è inferiore a quella delle superfici lato stagno e aria.Di conseguenza, su questi bordi può verificarsi una frattura prematura se la combinazione di tensione temporanea e gravità del difetto è insopportabile.Tale rottura prematura si verifica quando la temperatura del vetro non è sufficientemente elevata e la velocità di raffreddamento è troppo elevata.La rottura del vetro durante la tempera riduce la produttività e allo stesso tempo riduce la qualità del vetro.

Macchinari per la lavorazione cinese: Boon e Bane

Non c’è dubbio che la Cina sia l’economia più vivace del mondo, oggigiorno e l’industria del vetro cinese sta dando notti insonni ai produttori e ai trasformatori del vetro di tutto il mondo, ma purtroppo questa vivace economia e i suoi produttori di macchinari hanno fallito in modo significativo quando si tratta di macchine per la tempera del vetro. , puoi contare sulle tue dita alcuni produttori di macchine di qualità (scommetto che non ti esaurirai nemmeno con una mano), ma per ironia della sorte le macchine temperatrici cinesi stanno proliferando in ogni angolo del mondo, sia esso il mercato più sofisticato del Nord America, dell'Europa occidentale o i paesi in via di sviluppo come l’India, il Vietnam o i paesi africani.Queste macchine economiche stanno trovando il mercato nei posti più improbabili, ho menzionato la questione ad alcuni produttori di vetro nel mio paese e invariabilmente la risposta è stata un costo iniziale inferiore, tuttavia nessuno dei produttori ha menzionato che c'è un problema con la qualità (anche se l'impianto i manager hanno una storia diversa da raccontare).

Non è necessario guardare molto lontano, il modo in cui i produttori di macchine per la tempera in Cina si sono moltiplicati in un brevissimo lasso di tempo lo dice già da solo.Guardando indietro cinque anni fa, c'erano cinque produttori di macchine per la tempera in Cina, oggi se ne contano tre dozzine, e la maggior parte di loro con pochissima ricerca e sviluppo e vendendo a un costo pari a quasi un terzo dei produttori europei.Sebbene il costo iniziale inferiore abbia aiutato molti trasformatori e nuovi trasformatori hanno acquistato queste macchine e hanno aumentato il volume del vetro lavorato, ma nella maggior parte dei casi a scapito della qualità.Nel mio Paese ben il 75% delle macchine temperatrici utilizzate sono di origine cinese.