无金属材料热工.docx

玻璃烤花窑1、摘要本文只要介绍了玻璃烤花窑的温度制度和设计计算，以及简单介绍烤花工艺。玻璃烤花工艺在玻璃制品外观装饰上有广泛的应用，其炉型以及结构和退火窑相似，将釉料用高温成型的方法在玻璃制品上装饰各种样式的装饰物。还起到对玻璃制品的退火去残余应力作用。2、关键字烤花、烤花窑、温度制度、退火3、烤花工艺与烤花窑的简介玻璃产品是非常讲究外观和艺术性的产品，某些玻璃制品需要外观装饰。表面装饰方法包括：磨花或刻花（包括：喷砂、雕刻）等冷加工方法、蒙砂或蚀刻或彩虹金属膜或描金或扩散着色等化学装饰方法、冰花或堆花或堆釉烧（浮雕）等热装饰方法等、利用玻璃制品成型时的高温作用的在线热装饰方法等。烤花（或称：烤彩）是指先将低温色釉、花纸、有机颜料等装饰料通过人工彩绘、印花（包括：胶版印花、丝网印花等）、贴花、喷花、移花等方法粘附在玻璃表面，然后加热让装饰物与玻璃牢固的烧结在一起使其表面鲜艳、光亮、平 滑，从而成为彩饰品。装饰物中的彩釉由基础釉和色料组成。用来烘烤彩印装饰物的热工设备叫做：烤花窑（彩烧窑或烘花窑）。一般用 网带输送制品。烤花窑的热风循环机构分热风强制循环方式和辐射加热方式两 种。烤花窑和退火窑在结构上差别不大，他们有时可以相互交换使用。为了使制 品表面免受火焰中的灰尘、CO、SO2 的污染，玻璃烤花窑一般用电加热，而且 窑墙由洁净材料构成（一般为耐热不锈钢壳，加热段内填保温材料以保证窑内的 温度均匀和减少散热）。如果非要用燃料燃烧加热的话，则用隔焰式烤花窑，窑内为弱氧化气氛。窑头可增设铁烟囱或抽风机将彩釉受热挥发的有机物排出。 玻璃烤花窑内的工作过程分为四个阶段——预烧段、烘烧段、缓冷段和快冷 段。沿窑长方向上的温度分布与这四个阶段的具体要求相适应。玻璃制品烤花质 量的优劣主要取决于前两个阶段。而缓冷阶段则是主要保证玻璃制品的退火质量（因为烤花为再加热过程，相当于一次再退火），以消除残余应力。4、烤花窑的温度制度简介彩印后色釉的烘烤温度一般为 500~600℃（比玻璃的软化温度约低 20℃）。确定烤花温度与烤花时间要考虑玻璃与彩釉的性质、制品的形状、薄厚（薄的时 候要降低烤花温度）以及彩釉的流动温度。烤花温度偏低则彩釉不能充分熔融， 彩釉图案会暗淡无光；烤花温度过高可能使制品变形。升温速度也不能过快，否则会造成制品烤花出现缺陷：这是因为彩釉中含有一定量的有机调和剂，当温度达到 450℃时，这些有机物会完全分解挥发，升温过快会使有机物突然挥发，造成彩釉气泡。升温过快也会导致温度暂时过高，使彩釉粘度降低，出现流釉现象，使图案破坏。而且在升温阶段，如果有机物没有充分的分解时间，当彩釉中有重金属时，残留有机物会造成针孔以及使彩釉图案变黑。5、烤花窑的设计计算简介假设烤花所需总时间为τ，烤花总长度为 L，则窑内网带运行速度 v0=L/τ（m/min）。然后就可以根据烤花温度来计算各段的长度。从而得到沿窑厂的合理温度分布曲线。①预热段（室温 t0~退火温度 ta）预热速度：vp=20/δ2（℃/min）；预热时间：τp=（ta-t0）/vp（min）；预热长度：Lp=v0τp（m）这里，δ为玻璃制品的厚度（cm），t0 可按 20℃计算。②烘烤段（退火温度 ta~烤花温度 td~退火温度 ta）烤花温度：td 应高于彩釉的熔融温度但低于玻璃软化的温度 tf，一般说来，td≈tf-20℃；烘烤时间：τd=102（δ/2）2（min）；烘烤段长度：Ld=v0τd（m）。 ③缓冷段[退火温度 ta~（ta-100℃）]此温度段冷却快，易产生较大的永久应力（残余内应力），故而要缓慢冷却。缓 冷速度：vs=σ/（13δ2）（℃/min）；缓冷时间：τs=100/vs（min）；缓冷段长度：Ls=v0τs（m）。这里σ为玻璃的允许残余内应力值所对应的光程差，一般取σ=20~60nm/cm④快冷段[（ta-100℃）~20℃，20℃为室温 t0]快冷速度：vc=10/δ2（℃/min）；快冷时间：τc=（ta-120℃）/vc（min）；快冷段长度：Lc=v0τc（m）⑤烤花窑总长 L=Lp+Ld+Ls+Lc（m）⑥总烤花时间τ=τp+τd+τs+τc（min）可根据烤花窑长度与产品在各段的时间制定烤花温度曲线，计算的温度曲线与实际温度曲线相比，后者要延长预热段长度，以使色釉调和剂中有机物充分分解。一般来说，烤花窑总长为 18~24m，网带宽度为 1~1.6m。另外，还出现了双网带双烤速烤花炉，以满足不同制品的烤花要求。6、参考文献《无机非金属材料热工设备》姜洪舟