2 Классификация огнеу1порных материалов

инструментом,котпризаданныеразмаформыет. Яв2.				-ся
теплообменнымаппарато	м.Приформованииспом щью
начальмоменткостеыйакта	-ссповерхностьюыпроисходитее
резкоеохлаждение.Из	-заусадкиповерхнстекланогослояон акт
стеклформойнарушаетсямассычтозамедляет, процесс
формования.Тепловойконтактст		-ссы оказывавлияниекач ство
поверхнформы.Плконтактдостигаетсяыйпригладкой
поверхностиформы.Еслижеформашер,тостеклоховатаяне
заполняетвпадиныповерхн,тепроисходитчечныйконтакттей
стек-ссвыс,т.етеуплообменамиеете			нсивный,а
поверхнстеклоизделиястановитсстькованной.Эффективным
способомприинтенсификациитеплпомобменаявлщьюрм				-ся
увеличевнешповерхностиформиеей.Важнымявл				-ся
темпреформованияратурныйжим(300		-600С)Притем.	-ременее300
Свозник аютследующиебракиформован:по, кладкиечк.Аеслия
температуравышеСувеличивается600продолжительность
формованияприлипание, стеклаформе.Кмат риалу
предъявляютсяследующиетребования:жаростойкость,высокая
теплопр,изновсостойкостьдность		.Материалы,дляизготовления
форм:жаростойкаялегировансталь,чугун,бро,дерево,нзаая
графит.Высокиетребованияпр дъявляютсякчерновымформам.
Материалчистовыхформвыдерживаетменеесущественные
тепловыенагрузки,нокачествообработкичистовой			формы
определяеткачествоповерхностигоизделияового.
19циклические. способыформования:прессование,
прессовыдувание, .
Прессованиевысокопроизводительный			-бформования.
Рабочийинтервалвязкостиприпрессовании10		2	-106,5 Пас.На1	-1
стадиикаплястекломасподаетвформуна. 2сяы			-йопускается
пуанс,опускаетсяг нрлокольцо.Послевоеыднеобходимыйржки
дляфиксацииформыпуансонподи имается3			-ейстадии
удаляпуоткрытияемформытся.Недостатки:невозможность
получитьтонкостен	ныеизделия,кованностьповерхности.
Выдувание- самыйраспространенный		-бформования.Происходит		2-
врезультатерастягус.Рабочийлийвающихинтервалвязкости10

машинах IS-10,8,6Подачакапл.				ивформусуществляетсягорлом
вниз.Вгорловойформесоздаетсявакуум.Происходитформование
горлаизделияспомощьюкерна.Затемкернопускается,действие
вакуумапрекращается,сверхуопускдонныйз .Вгорловуютворется
частьподаесжатыйвоздухися				ыдувапулька.Чеформарноваятся
открываетсяипулькапередаетсячистовуюформу.Вчистовой
формеподводитдутьевагол сдаевкаяжвоздухтыйися
происходитокончательвыдувание.Приметоддвойногоое
выдуваниянабутылкепоявляфидвол,ертсяная						котявл	-ся
следствиемразнотэтоограничивает. лщиннвозм жностьсти
снизимассубу.тБоьсовременнымкилееявляетсяспособ
прессовыдуванияиспо. формовльзуетсяширокогорлойнияры
наавтоматах	IS	иузкогорлойтары.Приспособепрессовыдувания
используетсяболееравномерноераспрст деление,кломассы
устразноняеотсутствует, олщинностьяфидервол. ая
20Непрерывн. процессыформованиие
стеклоиздел:прокат,вытягиванией
Вытягивание стеклпромассынепрерывноизводитсяпод
действиемодносторонн		енаправленныхстягус,илийвающих
создаваемыхвы		тяжныммеханизмом.		Принцип даннспособаго
заключавпостется		пенномоттягиваисходнепрерывноииой
пополняющпитающейи процстекломассыпорциия
(луковицы)изделиезаданнойконфигу				рациилист(,	труба,волокно).
Различают	вертикальное		(вверхиливниз)		горизонтальное
вытяг,апоиузладуформованиявание				—лодочнибезлодочное			.
Вертикальноевытягиваниевверхш рокосподформользуется							-
ваниялодочнымилибезлодочнымспособамиплоскогоили(
рифленого)листтолщинойовекгоа0,8до15ммшириной
лентыдо3000мм,атакжетрубтолстостдиам50енныхтром							—200
ммитрубокдиаметром2		—30мм.
При лодочном способевертикальноговытягиваниялентыстекла
используетсяспециальноеформообразующее				ело — лодочкаввиде
прямоугшамбруса,имеющегольноготногосквознпродольй							-ый
вырез — щель. Припринуди.				тельномпогружениилодочкив
стекломассупослевыдавлиняя				ваетсячерщинакапливальз			ется
наднейввиделуковицы,изкоторойнепрерывнооттягивлентается
стеклапосредствомсисте			мывращающихсявалковвытяж				ной
машинывалки(вза модейст			вуютсжезатвер		девшейлен	той)Для.

интенсохлаждитверденфикациипообесттыияояроныт
нееустанавлива	ютводяныехолодиль.Н достаткамиданногоики
способаявляютсяограниченнаяпроиз			водиневыстельнокоесть
качествоповерхностилентыобуслов			ленноеобразов	анием
продольнойполосностизависящей, отсостоя			ниящелилодочки.
Безлодочное вертикальноевы			тягиваниелентыстеклаосуществ	-
ляетсянепосоредственново			боднойповерхностистекломассы
результатеоптимальногорегу			лированияеевязкостицелью(
образованиялуковицы)путемэкранированияузлаформования
(зеркала -стекла)огр устройствадительнымиводяными
холодильниками.Приэтомдляформованиудержбортовивания
лентыпоеекраямустанпоабортоформующихвливаютрероликов
принудительноговращ		ения,авостальномпроцессеаналогичен
лодочномувытяги	ванию.Данныйспособвесьмараспространенкак
болеепроизводитель	ныйипозволяющийентуучатьстекла
лучшимкачествомпо		верхности, э ехнологияавесьма
чувствикотклоневтехноль ияма			логическомрежиме
недостаточноэффективвытягиваниипри стеклакого(2мм).
Спгособризонтавытягиванияпораспространениелучильного
приформплоливаниискогосттолщинойовогоек0,4а				—20мми
ширинойлентыдомм3650наибольшееиспользование				для
выработкистеклян	ныхтрубдиаметромдок250мм.Очевидные
преимуществаданнспособатомдругомслучаях				—это
возможностьсущественногопо			вышенияскоростиформования
горизонтнаправлениетехнолольное			гическихлинийвыработки,что
повышаетихэксплуатационнуюнадеж			ностьиэффективность.
Пригоризонтальномвытягиваниилентастеклафорсо уется
свободнойповерхностистекломвначалевертикальнопоссы
аналогиисбезло	- дочнымспособпомдвухпарощьюм
бортофороликовпо(краямлентмующих			ы),азатем,сохраняяеще
пла,спомощьютичностьперегиб			- ноговаламеняетнаправление
своегодвижениянагоризонтрис.( Т11аспкльн.9)ойс. обе
позволявырабатыватьстсевысокимклокачест			вомповерхности
оченьширокомдиаптолщин,аглавноезоне			— тонкиестекла.
Прокатка стеклпромассыперизвододическилтся
непрерывноподдействиемсоответственно( ) дно			- илидвусторонних
сжимающерастягивраск( )усилатывающихсоздаваемых, й
враща.лкамиющимися
Периодическаяпр каткасуществляется			одинприем!путем

металлическомнеподвижномстолеборт( ) влениемми					-
ногоилидвухкатящихсяпонемувалквт( порвименяютойпри
необходимостисглаживанияповерхностилис)Э. от
малопроизвспосформованияхарактеренбдительныйобразо					ванием
налистеповерхностиневысокогокачества				— «ко»вреаной	зультате
резкогоееохлаждениятверденияприконтактесхолоднымвалом.
Приспособенепрпрокатструярывнойстекпоступаюи(ломассы					-
щаяизпечичерезсливнпор)формуетсявглентуйтолщиной3					—
40ммиширинойдо3000мммеждудвумявращнающимисявстречу
одинругомуметаллическимиполымивалкамирис.( 11.11,6),
которыеохлаждаютсяизнутриводойизбежаниеприлк мпания
стекломассы.Поступающнаформовестественнымнапоромниея
струястекломассы,растпередвалкамикаясьнатребуемуюширину,
образуетлуковицу,изкоторойпрокатываетсялента,поступающая
посвале	ковпласостоянтическомнаприемнплитую
открытыйроль		гангдляокончательногоохлаждизатв. рдевания
Непрерывнаяпрокат		ка	—	простой,надежныйи
высокопфрособизводительныйрмованиялист,овогоекла
однаневысокоеачествокованость(«»)егоп верх					ности,
неравномгради( )затвернонтноп девающей				ирезкомееох	-
лаждениимеждупрокатнымивалками,исключаетвозможность
применениятакогостеклабезд полнительнойобработки
(полирования) .

21Флоат.				-процесс.Физико					-химическиеосновыфлоат		-процесса.
Флоат-способформованиялентыстеклаосуществляется											в
закрытойванненаповерхностирасплавметалла() овенного
путемсвободно							горастеканстекломсл( ивнвяачалоссыемой
ванныполоткуизпе							чи)движенияпорасплметплавающейвулла
ленты,котораяприэтом,постепенноохлаждаясьизатвердевая,
непрерывнооттягивизваннывр етсящающироликамися
конвейера,расположенногодруго										гоконцаванны.Процесс
формпроподванияисходитдей										ствиемма совойлы
противодейссилвязкогосопрпотивлеияерхностногоия
натяжения.Врезулько тактате										жнейповерхностиленты
идеальногладкповерхностьюрасплавленногойме											таллаиогневой
полировкиееверхнповподе(действрхнпостием											верхностного
натяжения)достигаетисключительновыкачествоокоея
поверхнлистовогоифл ат									-стекла.Дляпредотвра		щенокисления
оловаваннепривысокихтемпорчиератуповестеклархностиах
(отложениеоксидпле)вваннесоздаюткийзолированную
инесрсмесь(тнедазотауводородомю).											3
Приформовании1100Сстеклсо тветствуетвязкостимасса10
Пас.темпера				туравзонеактивнформовс ставлетго900ния							-1000
С.Приформованиилентыстекладействуютсилы2:
1сила.тяжести						-		благодаряейстекломасрас.текаетпо сая
поверхностиМе.
2силаповерхн. натяжения.Постверхносныесилыого
ограничиврастяжениядообрают										зовали(слойнстеклаиязы)до
образованияравнтолщины.весной
h =		2Lρ1					, L = δ2	+δ12 δ1	, где ρ1 и	δ1 -плотиповерхн. остиатяжение
	gρ	2(	ρ − ρ		2	)
			1
награницеМе						-газ, ρ2 и δ2 -плотностьиповерх.натяжениегранице
стекло-газ.
Этосамыйпроизводительэффективспособ, ный
позволяющийырабалисствекбоовоеыватьлдиапазонеьшом
толщин — отдо2мм30приши										ринелентыдо4000мм.К
недостатксп тносятсясобсложностьаапм										паратурногооснащения
иэксплуатацтехнологлин. иической

15Свойства. стекол,определяющиеихспособностьк формованию.

1Реологические. свойства(вязкости,поверхностноенатяжение)

Вязкость-способностьпередслоявиженияотностельного неподвижногосл оя.

dv

F =η S dx где F -приложеннаясила;

пропорциональности(динамическойвязкости);

S -поверхностьсоприксл, евсающихся

движения.

Путемизменениясостекла,такжеаватемпературныхусловий формованияможнорегулирреологическиевать свойства.Температурныйинтервалформованиястекласоответствует вязкости10 2-106,6Пас.Дляусловиймеханиз.формопозволяетания оценитьвыроботочныесвойствастекл:

1.TG-температуракапли TG=2,63(Tlit-Tg)+

интервалформообразования.

η-коэффициент

dvdx -градиентскорости

Tlit, температурный2.

Поверхностоенатяжение	-спосоверхнбностьжидкости
самопросокращениюизвольному	-задействиясил
межмолекулярноговзаим	одей.Дейстсилтвияпо ерхностногоие
наяжениянаправленоуменьшениеплощадиверхности.

σ =

A

S

Меройповерхностнатяженияявляетсяработа,которуюнадого
затратить,чтобыорганизоватьеденицуповерхности.Положительное
влияние:спосо	бствуетпроцессуформованиястекловолокна,флоат				-
стекла.Отрицательное:сужениелентыстеклапри
вытягивании,невозможнополучиизделиясостребрамирымиь.
2Кристализационная. способность.
Дляисключенкристаллизациипривыработкетемпературая
питателяф	ормуемойкаплидолжнабытьвыше,чемтемпература
ликвидуса.Дляхарактерикристалл.Способностивведентики		индексрабочегоинтервала			−Tg ) −170 если
показательназывается				D = (Tlit
D<0тостеклокристаллизуетпривыработке.покристаллазатель. я
Стекла яв-сятемперакристалстекла,котурадоизлжнар циия
бынижетемь	-рывырн70аботки		-80С.
3термические. свойства
стекла(теплопроводн,теплоемк,темпераос) туропроводность
Приохлождениистекоизделийвпр				-сеформскоростьвания
охложопренияделяетс		яЭффтеплопрктивнойводностью			λэф через

этувелперчинутезапласчдачитеплопроводности

излучением,оназависитоттеплопрозрачностисткла						-прозрачность
стеколвИКиз ,теплопрозрачностьучениизависитоткрасящих
компонантов.
Теплопроводность-способнпроводитьтеплоградиентномсть
температурномоле			-отболеегорячихкболеехолодным.
Теплоемкость-количествотеплоты,котороенеобходимоподвести
ктедляповышенияуеготемперназадвеличинуатурынную.
Коэффициенттемпературопр				оводносхаракоростьеризует
выравниваниятемптолщинеературыизднестационарномлия
тепотокел(однойвом				-рыкдругой).		a =	λ	d , λ -
							c
коэф.теплопроводности,			- удельнаятеплоемкость,		d-плотность.
23Меха.	низмвозниквременныхнапреженийостеклеения
приохлождениинагревании
Внутренсобственными)( имиазываютнапряжения,
уравновешенныевпределахданноготелаили(частиего)безучастия
механилтемпературныхическихвоздействий.Постепени
локальностиэтинапряже				ниявстекденлдвекатегорииятсях :
напрIодаяжения			— макроскопические,действующиеобластях,
соизмеримыхразмерамитела;напряженияродаII								—
микроск,действующопическбластях,со ие						измеримыхс
размикронеоднородностеерами				й.
НапряженияродаI,всвоюочере,разднавременныееляютсяьи
постоянные.		Временные напряжениявозникаютпринагревеили
охлаждениистеклавследстнеравнометемпературногоиености
полявобъ		емеизделия,вызывающейнеравномерныепообъему
упругиедефо		рмации,исчезаютпривыравниваниитемпературы.
Такиенапряжение,невызывостдеформацийющиеточных,
называюттакжетермоупру				гими.Напряжения,остающивстеклеся		постоянными.
послевыравниваниятемпера				тур,называются
Временныенапряжвозникают, ния				какправ, нагреваниилоили
охлаждениистеквобтемпературстиниже				Те.	Тg, постоянные — при
егоохлажденииоттемпературвыше					.Всвязинизкой
теплопроводностьюстеклаиз				делиивозникаютградиенты
температур,элементарныеобъемырасши					ряются(	сжимаются)
неравномер,чтоприводиткобразнутванию					реннихупругих
напряжений.

			.Принагреваниитемпературанаруж					ныхслоев
пластивыше,чемвнутреннихкиТ(					2>Т 1),вследствиечегонаружные			ратурная
слоистремятсярасшидобольшихазмеровиться.Темпе
деформрасш( )к цияждслрзеслио(ниебыгоевбылие
связаныдругдругомирасширялисьнезависимо)составилабы
соответственно аТ2 и аТи причем аТ2>а,Т[						(а —ТКЛРстекла)Одна.		ко
вдействительнпластинкислоисвязаны,внутреннийсло пре								-
пятстрасширевуетнеш,чтовызываетвозникновениехю плас								-
тинкеупругихнапряжений:сжатия					-—внаружномслоеупругая( де			-
формацияе		уПр<0)ирастяжения			— вовнутреннем(		уПр>0)Приэтом.
результидефовкаждомрующаяслоемацияпластинеравнаки
температурной Т, абольшеилимееенупругуюьшеад формацию.
		−
ε упр	= α(Т		−
			Т ) где Т	-среднеезначениепотолщ.Прине
охлаждестеклаоттемпературнижеи						T g (вхрупкомсостоянии)в
связиболеебыстрымснижениемте перату						рывнаружныхслоях
(Т 2<Т1)	иболеебыстрымсжатиемих(					α Т2< α Т1 )распределение
временныхтермоупругихнапряже					нийобрнаблюдаемомутнопри
нагревании:напря			растяжения		— внаружныхслоях,сжатия			—
вовн утреннем.Прибольшградтемпературиентах(								−
								Т —Т)
напряжениярастяжмогутпрпределвысинияпрочностистекла, ь
изделиеразруша.Такоеявлрелаксацияниется(временных
напряженычерезобразова				ниетрещин)наблюдается,например,				при
испыстекланаанииермо				стойкость.
22Видывнутренних. напрежстекле.М ханизмний
возникновениянапреженияприохлождении.

Внутренсобственными)( имиазываютнапряжения, уравновешенныевпределахданноготелаили(частиего)безучастия

механическитемпературныхливоздействий.

Временные напряжениявозникаютпринагревеилиохлаж					дении
стеклавследстнеравнометемпературногоиеполяобъности					еме
изделия,вызывающейнеравномпообъемуупругиед рныефор					-
мации,исчезаютпривыравниваниитемпе				ратуры.Такие
напряжение,невызывостдеформацийющиеточн,называютх
такжетермоупру	гими.Напряжения,остающивстеклпослеся		постоянными.
выравниваниятемпера		тур,называются			Временные
напряжениявозникают,какправ, нагреваниилоилихлаждении			Тg,
стеквобтемпературластиниже		Те.		постоянные	— приего
охлажденииоттемпературвыше			.Постоянныенапряженияили(
остаточные)возникаюттакжвсл д				ствиенеравномерности
температурногополявобъстекла, примеоднусловиим					— при
образованииос	таточныхдеформаций.Такие			формациивтвердых
телах,обладпластичностьюющихметаллах(),мо					гутбыть
резупльтатомастическдеформаций,вознслукающих					чае,когда
термоупругиенапряженияпревышаютпределтекучестиматериала.В
стек,явлхряющемся		упкимтелом,длякоторогопределпрочности			T g )
намногонижепределатекучести,прин температурахзкихниже(
пластическиедеформациисоответстве( ,постояннноые
напряжения)невозникают.
Процеобразованиясстаточныхнапряженийпластинестекла,
охлаждаемойсиммедвухсто,причедставленонсхематическио
нарис. 13Каквиднего.из2., стадииохлажденияI пластина,				(T> T g ) ,
находясьввязкопластическомсостоянии					неимеет
напряжесг(=0):термоупругиенапряженияий,возникшиевсл дствие
градиента температур,релаксвсвязин вязкостьюруютзкой
стекла)<(ССЮ<	12	Па-с)Придальнейшем. охлажста( II)енииия		T g , онизатвердевают
температуранаружныхслоевснижаетсяниже
(становятсяуп	ругими),сжимаются,новнутреннийслойсв зи
низкойтеплопр	о-воднстеклаостаетсяввязью			копластическом
состоя.Приэтомвнутреннийиислой,имеющийбольшойобъем,
препятствусжатиюнаружныхсло,чтовыет				зываетобразование
временныхтермоупругихнап:расяжений				тяжения— внаружных
слоях,сжатия	—	повнутрен нем.Поохлажденияерепод
действиемэтихнапряжестеклевозпластическиеникаютй
деформации,приво		дящиекпостепенномууменьше			нию
напряженийвплдоотьл		нойихрелаксо=0,(стадцияи			3).
Придостижениитемпера		турниже	T g	возникшиедеформа	ции
«з амораживаются»вызы		ваютпоявлениеупругойпласти			не
постоянныхнапряжений,зна		чениякоторыхпропорциональны
деформациям,соответственноравнызначениямвременныхтер					-
моупругихнапряжестадия( Од4)знакэтихийнапряжео					ний

противоположны.Разли	чнаяскоростьхлаждениянаружных
внутреннихслост к	лаобусловливаетразличнуюструктуру
этихслоев:наружныхсло	ях,охлаждсболвысокойенныхе
скоростью,фиксируетсянеравновес	наяструктура,
соответствующаяболеевысокмпературамиявля	ющаяся
менееплотнойразница(плотностидостигаеткг/м20	3).
Образованиеградиенструксвойствпотолщинеаурыстекла,
всвоюоче,предькиводпостоянныхвозникн вению
напрIяжений,ода	накоэтиструктурныенапряжения
порядокнижезакалочных.

24. Механизм возникновения остаточных напряжений в стекле при охлаждении.

Остаточные напряжения возникают в стекле при охлаждении выше Tg, при этом особенно опасным является интервал соответствующий вязкости 1012-1013,5 Па*с. При охлаждении, при температурах соответствующих более низкой вязкости, напряжение быстрее снимается из-за относительно низкой подвижности структурных элементов.

Внешний слой переходит в твёрдое состояние, то есть застывает, он теряет способность к пластическим деформациям, в отличии от внутреннего слоя, температура которого меньше

Tg.