فرن تقسية الزجاج هو آلة متخصصة تستخدم لتقوية الزجاج عن طريق التسخين والتبريد السريع، مما ينتج عنه زجاج مقسّى أكثر متانة وأمانًا من الزجاج العادي المسخن. تتضمن العملية التحكم الدقيق في درجة الحرارة والتبريد لإحداث إجهادات ضاغطة على سطح الزجاج. إليك كيفية عملها:
1. المعالجة المسبقة
قبل الدخول إلى فرن التقسية:
القطع والحواف:
يتم قطع صفائح الزجاج بالحجم المطلوب ويتم تنعيم الحواف لمنع الكسر أثناء التقسية.
الغسيل:
يتم تنظيف الزجاج جيدًا لإزالة الأوساخ والمواد الملوثة التي قد تؤثر على عملية التسخين والتبريد.
الفحص:
يتم فحص الزجاج بحثًا عن عيوب مثل الرقائق أو الشقوق التي قد تسبب الفشل أثناء التقسية.
2. مرحلة التسخين
التحميل:
يتم تحميل صفائح الزجاج على نظام ناقل أو بكرات تنقلها عبر الفرن.
حجرة التسخين:
يتم تسخين الزجاج إلى درجة حرارة تتراوح بين 620-700 درجة مئوية (1148-1292 درجة فهرنهايت)، وذلك حسب نوع الزجاج وسمكه.
التسخين المنتظم:
توفر السخانات الكهربائية أو التي تعمل بالغاز حرارة ثابتة وموحدة.
يضمن التسخين بالحمل الحراري و/أو الإشعاعي وصول الزجاج إلى نقطة التليين دون تشوه.
التحكم في درجة الحرارة:
تراقب المستشعرات درجة حرارة الزجاج لتجنب ارتفاع درجة الحرارة أو التسخين غير المتساوي.
3. فترة النقع
المعادلة الحرارية:
يتم الاحتفاظ بالزجاج عند درجة الحرارة المستهدفة لفترة قصيرة لضمان تسخين الصفيحة بالكامل بشكل موحد.
يمنع النقع المناسب اختلال التوازن الإجهادي أثناء مرحلة التبريد.
4. التبريد السريع (التبريد)
نظام التبريد:
يخرج الزجاج الساخن من الفرن إلى قسم التبريد، حيث تقوم نفثات الهواء عالية السرعة بتبريده بسرعة.
فوهات الهواء:
يتم نفخ نفثات من الهواء البارد على كلا سطحي الزجاج في نفس الوقت.الحث على الإجهاد:
يتسبب التبريد السريع في انكماش الأسطح الخارجية للزجاج بسرعة، مما يخلق طبقة من الإجهاد الانضغاطي.
يبرد الجزء الداخلي ببطء أكبر، مما يؤدي إلى إجهاد الشد في القلب.
التبريد المتحكم فيه:
يتم التحكم في العملية بعناية لتجنب التشقق أو التشوه.
5. التفريغ والتفتيش
التفريغ:
يتم إزالة الزجاج المقسّى من الناقل.
التفتيش:
يتم فحص الزجاج بحثًا عن التشوهات البصرية وجودة السطح والأبعاد.
العلامات:
إذا لزم الأمر، يمكن وضع علامة أو تسمية على الزجاج المقسّى لإثبات أنه يلبي معايير الصناعة.
الخصائص الرئيسية للزجاج المقسّى
القوة:
الزجاج المقسّى أقوى من الزجاج الملدن بنفس السُمك بنحو 4 إلى 5 مرات.
السلامة:
عند كسره، يتحطم إلى شظايا صغيرة ذات حواف غير حادة، مما يقلل من خطر الإصابة.
المقاومة الحرارية:
يتحمل تقلبات درجات الحرارة بشكل أفضل من الزجاج العادي.
التطبيقات
نوافذ السيارات
التزجيج المعماري (الأبواب والنوافذ والواجهات)
الأثاث (أسطح الطاولات والأرفف)
الأجهزة (أبواب الفرن وأرفف الثلاجة)
من خلال الجمع بين التسخين الدقيق والنقع والتبريد السريع، ينتج فرن تقسية الزجاج زجاجًا مقسّى متينًا وآمنًا مناسبًا لتطبيقات مختلفة.
