加熱プロセス中に発生する典型的な問題 加熱はガラス強化の最も典型的な段階です。高水準の製品を生み出すには、多くのことがこの段階にかかっています。強化ガラスの品質は次の要素に大きく影響されます。

加熱プロセス中に発生する代表的な問題

加熱はガラス強化の最も一般的な段階です。高水準の製品を生み出すには、多くのことがこの段階にかかっています。強化ガラスの品質は炉で使用される加熱プロセスに大きく影響されます。加熱が不均一になると、急冷工程でガラスの変形が発生します。最も一般的な問題は、セラミック ローラーからの熱伝導によるガラスの下面の急速な加熱によって引き起こされます。結果として生じる下面の膨張により、ガラスの端が上方に曲がり、ガラスがボートのようにローラー上を移動し、「中心線曇り」と呼ばれる損傷が生じます。その他の不均一な加熱結果には、双安定サドルとして知られる変形を引き起こし、加熱プロセス中にエッジが破損する可能性がある過熱エッジが含まれます。

コーティングされたガラス - 加工業者にとっての課題

建物のエネルギー効率の向上に向けた継続的な動きが、コーティングされたガラスの適用を強力に推進しています。スパッタリング（オフライン）Low-E コーティングまたは日射制御コーティングは、気候が一年中晴天であるか、冬は寒くて夏が暖かい国では標準になりつつあります。従来の技術を使用するガラス加工業者にとって、これは加熱時間が長くなるために、ややゆっくりとした焼き戻しプロセスを採用する必要があることを意味していました。同時に、加工業者は、あらゆる種類のガラスで優れた品質を実現するという目標を損なうことなく、生産能力を高めることに苦心しています。

コーティングされた Low-E ガラスや反射ガラスを処理する場合、問題はさらに深刻になります。ローラーからの熱伝導の問題に加えて、ガラスの上面のコーティングは上部の加熱要素からの放射を反射しますが、下部の加熱要素はガラスを 2 回加熱します。これは、下からの放射がガラスを透過して加熱されるためです。コーティングされた上面から反射されます。

変動する負荷が次々と炉に投入されると、不均一な熱分布が発生する可能性があります。炉に入ると、冷たいガラスはローラー ベッドからの熱を吸収します。熱慣性により、前のガラスは低温で振動していた領域を離れ、その結果、次のバッチがローラー ベッドに入り、端に過剰な熱があり、中央に冷たい領域が生じる可能性があります。これは、負荷がかかった領域のみを加熱するように断面熱を調整することで部分的に補償できます。

加熱が不均一であると、ガラスの方向に冷たい縞が発生する場合もあります。ここでは、抵抗素子によって引き起こされる不均一な温度によって虹色が発生します。これは偏光テストで最もはっきりと見られますが、肉眼でも見える場合もあります。

ガラス自体も加熱の問題を引き起こす可能性があります。輻射熱は、ガラスの印刷された領域では普通のガラスとは異なって吸収されます。成形ガラスライトにも同じことが当てはまります。

これらの問題は、最終製品の形状や平面度、光学的品質、またはガラスの表面に悪影響を与える可能性があります。加熱の均一性は、プロファイル加熱によって温度差を補償することによって達成されます。したがって、プロファイル加熱のオプションを持つことが重要です。

コーティングされたガラスの対流と速度

「熱は、放射、伝導、対流という 3 つの異なる方法でガラスに伝わります。炉の種類に関係なく、これら 3 つの熱伝達方法は常に存在します。それらはさらに次の部分に分析できます。

1. 放射線

直接放射線

間接放射線

2. セラミックローラーからの伝導。

3. 対流 – 3 つのカテゴリに分類できます。

自然対流。

圧縮空気を使用して対流を促進します。

強制対流。

これらのそれぞれが加熱プロセスにどの程度寄与するかは、炉の種類、ガラスの種類、加熱プロセスの段階によって異なります。従来の炉では、主な熱伝達源はローラーからの伝導（加熱の初期段階）とその後の放射です。全対流炉では、熱は主に対流によって伝達されます。コーティングされたガラスを効果的に加熱するには、対流が大きな役割を果たす必要があります。

これらの問題を克服するために、機械メーカーは対流の使用に基づく新しいソリューションを常に探しています。対流は、コーティングされたガラスが製造される生産ラインにとって必須とみなされます。対流加熱には、最終製品の品質の向上に役立つだけでなく、輻射システムに比べて加熱速度というもう 1 つの重要な利点があります。

輻射炉をベースとした焼き戻しシステムは、フロートガラスを厚さ 1 mm あたり約 40 秒の速度で加熱します。対流加熱を使用すると、加熱時間を厚さ 1 mm あたり 25 ～ 30 秒に短縮でき、生産量と生産性が最大 40 ～ 50% 向上します。Low-E およびその他のコーティングされたガラス タイプは輻射炉での加熱時間がはるかに長いため、生産性がさらに向上します。「（記事より引用）対流が有利、ユハ・カリソラ著）

強制対流のデメリット

強制対流焼き戻しには 3 つの欠点があります。まず、炉内の対流を制御することが難しく、適切な設備設計とオペレーターのスキルが必要です。第二に、強制対流焼戻しはエアジェットによる間接加熱のため、約 10% 多くの電力を消費します。さらに、強制対流装置は購入費も維持費も高くなります。

エッジ品質と強化ガラス

エッジの品質は、自動車および建築用途におけるフロート ガラス製品の製造、出荷、設置の際に重要な役割を果たします。焼き戻しプロセスでは、焼き戻しの初期段階でフロート ガラスの表面と端の両方に一時的な引張応力が生じます。ガラスの温度と粘度に応じて、永続的な有益な応力が蓄積し始める前に、これらの応力が粘性緩和によって緩和される場合とそうでない場合があります。フロートガラスの品質の良さを考慮すると、一時的な引張応力は表面によって維持される可能性がありますが、必ずしも維持されるとは限りません。端によって。確かに、エッジの仕上げの種類にもよりますが、エッジの品質は錫や空気側の表面に比べて劣ります。その結果、一時的な張力と傷の激しさの組み合わせが耐えられない場合、これらの端で早期破壊が始まる可能性があります。このような早期破損は、ガラス温度が十分に高くなく、急冷速度が高すぎる場合に発生します。強化中にガラスが破損すると、生産性が低下し、同時にガラスの品質も低下します。

中国の加工機械 - Boon and Bane

中国が世界で最も活気のある経済であることに疑いの余地はなく、今日、中国のガラス産業は世界中のガラス生産者や加工業者に眠れぬ夜を与えているが、残念なことに、この活気に満ちた経済とその機械メーカーは、ガラス強化機械に関しては大きく失敗している。高品質の機械メーカーは指で数えることができます (片手でも疲れることはないと思います)。しかし皮肉なことに、北米、西ヨーロッパ、または最も洗練された市場であっても、世界の隅々で中国製テンパリング機械が急増しています。インド、ベトナム、アフリカ諸国などの発展途上国。これらの安価な機械は、ありそうもない場所で市場を見つけています。この件について私の国のいくつかのガラス加工業者に話しましたが、常に初期コストが低いという答えが返ってきました。しかし、どの加工業者も品質に問題があるとは言いませんでした（工場はマネージャーには別の話があります)。

それほど遠くを見る必要はありませんが、非常に短期間に中国で焼き戻し機メーカーが急増した様子自体が物語を物語っています。5 年前を振り返ってみると、中国には焼き戻し機のメーカーが 5 社ありましたが、現在では 30 社を数えることができますが、そのほとんどが研究開発をほとんど行わず、ヨーロッパのメーカーの 3 分の 1 近いコストで販売しています。初期コストが低いことで多くの加工業者が助けられ、新しい加工業者がこれらの機械を購入し、加工されるガラスの量が増えましたが、ほとんどの場合、品質が犠牲になりました。私の国では、使用されている焼き戻し機械の 75% が中国製です。