تستخدم أفران تقسية الزجاج لتحسين قوة وسلامة الزجاج من خلال تكوين طبقة إجهاد ضاغطة على سطح الزجاج وطبقة إجهاد شد في الداخل من خلال طرق فيزيائية أو كيميائية. على وجه التحديد، فإن مبدأ عمل فرن تقسية الزجاج هو كما يلي:
2. طريقة المعالجة الكيميائية:
من خلال عملية التبادل الأيوني، يتم تشكيل طبقة إجهاد ضاغطة على سطح الزجاج وتشكيل طبقة إجهاد شد في الداخل. هذه الطريقة مناسبة للمنتجات الزجاجية فائقة الرقة أو صغيرة الحجم أو ذات الشكل المعقد. يتمتع الزجاج المقسّى كيميائيًا بإجهاد ضغط سطحي أعلى، لكن إجهاد الشد الداخلي أصغر، لذلك ليس من السهل تفجيره ذاتيًا ويكون أكثر أمانًا.
باختصار، يمكن لفرن تقسية الزجاج إنتاج زجاج مقسّى أكثر متانة وقوة، وتقليل فقدان الطاقة، وأقل عرضة للفشل أو التلف، وعامل الضرر الذي يلحق بالناس صغير جدًا، بحيث يمكن استخدامه على نطاق واسع في المعدات ذات درجات الحرارة العالية، والبناء، والسيارات، والطائرات والمركبات الفضائية وغيرها من المجالات.
تتضمن خطوات تشكيل فرن تقسية الزجاج بشكل أساسي العمليات الرئيسية التالية: الدفع، الصهر، التشكيل، التسخين، الإطفاء والتفتيش في التخزين.
1. المكونات: أولاً وقبل كل شيء، وفقًا للصيغة المصممة، سيتم خلط المواد الخام المختلفة بالتساوي. لضمان جودة الزجاج.
2. الصهر: سيتم صهر المواد الخام تحت درجة حرارة عالية لتشكيل سائل زجاجي موحد بدون فقاعات. تتم عملية الصهر عادةً في فرن الصهر، والذي يوجد منه نوعان: فرن البوتقة وفرن المسبح. تستخدم أفران البوتقة لإنتاج الزجاج البصري والزجاج الملون، بينما تستخدم أفران الحمام لإنتاج معظم أنواع الزجاج، في الغالب في الإنتاج المستمر.
3. التشكيل: يتم تحويل السائل الزجاجي المنصهر إلى منتجات ذات شكل ثابت. تشمل طرق التشكيل التشكيل اليدوي والميكانيكي.
4. التسخين: يتم وضع ورقة الزجاج في فرن التلطيف للتسخين. أثناء عملية التسخين، تختلف درجة حرارة الطبقات الداخلية والخارجية للزجاج، حيث تكون الطبقة الخارجية عند درجة حرارة عالية والطبقة الداخلية عند درجة حرارة منخفضة، مما يؤدي إلى تمدد الطبقة الخارجية بينما لا تتمدد الطبقة الداخلية، مما يشكل إجهادًا ضاغطًا مؤقتًا.
5. الإخماد: تدخل ورقة الزجاج المسخنة إلى شبكة الهواء للإخماد. أثناء عملية التبريد، تنخفض درجة حرارة الطبقة السطحية بشكل أسرع من درجة حرارة الطبقة المركزية، ويتم قمع انكماش السطح بواسطة الطبقة الداخلية، مما يشكل إجهادًا ضاغطًا، بينما تشكل الطبقة الداخلية إجهادًا شدًا.
6. الفحص والتخزين: أخيرًا، يتم فحص الزجاج المقسّى وتخزين المنتجات المؤهلة للاستخدام.
من خلال هذه الخطوات، يتمكن فرن تقسية الزجاج من تحويل الزجاج العادي إلى زجاج مقسّى عالي القوة، وهو قوي جدًا ومقوى بدرجة حرارة عالية وليس من السهل كسره. حتى لو انكسر، فهو ليس حادًا وأكثر أمانًا.
