Влияние процессов теплопереноса при формировании и отжиге на качество стеклянных труб

• Автор: Яркин, Михаил Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 164 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ,ПРОТЕКАЩИХ В СТЕКЛЕ ПРИ

ТЕРМООБРАБОТКЕ ТРУБ.

1.1. Способы изготовления стеклянных труб и практические методы снижения в них остаточных напряжений .

1.2. Поведение стекол при повышенных температурах

1.3. Особенности расчета полей температур и напряжений, возникающих при производстве изделий из стекла .
1.4. Экспериментальные методы исследования теплофизических и реологических свойств стекла

1.5. Выводы и постановка задачи исследования .

2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕНОСА ПШ ФОРМОВАНИИ

И ОТЖИГЕ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО СТЕКЛЯННЫХ

2.1. Выбор расчетной схемы
2.2. Анализ теплопереноса в тонкостенном полупрозрачном цилиндре .
2.3. Конвективный и радиационный теплообмен на наружной и внутренней поверхностях
трубы при вытягивании и отжиге
2.4. Расчет температуры в тонкостенном цилиндре
2.5. Вычисление напряжений .
2.6. Выводы .
Стр.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕШКШЗИЧЕСКИХ
И РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТЕКЛА в
3.1. Установки и методики цроведения экспериментов
3.2. Обработка результатов экспериментального исследования
3.3. Анализ результатов и сопоставление экспериментальных и расчетных зависимостей .
4. ВЫБОР РАЩОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ТЕРМООБРАБОТКИ
СТЕКЛЯННЫХ ТРУБ
4.1. Методика расчета напряжений в стеклянных трубах
4.2. Интенсификация охлаждения на внутренней поверхности трубы . III
4.3. Оптимизация охлаждения на наружной поверхности трубы .
4.4. Оптимизация режима отжига труб
4.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ .
ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЛИТЕРАТУРА


Метод горизонтального вытягивания обладает высокой производительностью, не требует сооружения многоэтажных корпусов и обеспечивает благоцриятные условия труда. Ограниченность ассортимента вырабатываемых труб до мм и спиральная полосность сокращает возможности его применения. Основным недостатком метода непрерывной вальцовки является низкая производительность (6-8 м/час) и пониженная прозрачность труб. Большая точность, горизонтальное направление технологического процесса, позволяющие организовать поточное производство, могут сделать этот процесс целесообразным для производства труб с точными геометрическими размерами при диаметрах до 0 мм. Наиболее распространенным методом получения труб с условными проходами от до 0 мм является метод вертикального безлодочного вытягивания, сущность которого состоит в следующем: труба I (см. Рис. Схема вертикального вытягивания стеклянных труб. V-мундштук; 8 - подмашинная камера; 9 - шахта холодильника. ВВТ. Вертикальное движение трубы обеспечивается валками 5. Расплав стекла поступает из ванной печи в подмашинную камеру круглой формы. Температурный режим в подмашинной камере поддерживается либо несколькими тангенциально расположенными горелками постоянного направления, либо периодически поворачивающимися газовыми горелками. В центре дна камеры имеется отверстие для ввода шамотного мундштука, изолированное от дна камеры графитовой втулкой, облегчающей вертикальное перемещение мундштука 7. Через металлическую трубу, введенную в мундштук, подается воздух от вентиляторов высокого давления. Сверху на мундштуке установлена шамотная коническая насадка, размеры которой определяют размеры выпускаемых труб. Над мундштуком по центру устанавливается кольцевой холодильник, обеспечивающий охлаждение "луковицы" и трубы цри вытягивании. Регулированием высоты холодильника над зеркалом стекломассы и расположением относительно продольной оси вытягиваемой трубы добиваются необходимых геометрических размеров вытягиваемых труб. В процессе дальнейшей вытяжки труба охлаждается к первой паре валков до 0 - 0 К. Широкий ассортимент вырабатываемых труб, значительно больших диаметров чем методом ГВТ, хорошее их качество при сравнительно высокой производительности позволяют прийти к выводу, что метод безлодочного вертикального вытягивания труб имеет преимущество перед другими методами. Главным недостатком метода ВВТ является вертикальное направление производственного процесса, что требует использования крупногабаритного оборудования. Основным видом брака труб, как и листового стекла, является разрушение под действием остаточных напряжений после резки / /. Причинами других видов брака: эллипсности, инородных включений, полоснос-ти, кристаллизации и т. Для снижения остаточных напряжений трубы подвергают специальной обработке - отжигу, при котором они уменьшаются до величин, гарантирующих надежную работу изделий. Отжиг стеклянных труб проводят в муфельных печах непрерывного действия - лерах. Схема лера (типа ОП-) представлена на рис. Рабочая камера I отапливается газом, сжигаемым в топках 2, находящихся в головной части лера. Продукты горения из топочной камеры по подовым каналам 3 тоннеля и металлической трубе 4 движутся к вентилятору. Отжигаемые трубы транспортируются по леру непрерывно движущейся сеткой. Трубы в лере последовательно проходят зоны нагрева, отжига и студки и охлаждение завершается на открытом конце конвейера. Для снижения остаточных напряжений некоторые авторы рекомендуют уменьшать скорости сетки конвейера при отжиге / /, удалять источник нагрева / /, однако это снижает производительность процесса и увеличивает габариты оборудования. Наиболее перспективными представляются такие режимы вытягивания, при которых не требуется последующего отжига. В / /, например, в полость трубы в направлении её вытягивания рекомендуется подавать охлаждающий агент. Величина максимальных растягивающих нацряжений при этом составляет до 2 % предела прочности при растяжении / /. Некоторые авторы / / считают целесообразным к воздуху примешивать распыленную воду или водяной пар, что увеличивает интенсивность теплообмена.