Ostatnich kilka lat przyniosło znaczące zmiany na rynku pieców do hartowania szkła. Nastąpił wyraźny schyłek zapotrzebowania na linie hartownicze oparte o czystą technologię radiacyjną. Większość klientów planujących zakup pieca już wie, że powinno kupić piec konwekcyjny jednocześnie nie do końca rozumiejąc jakie korzyści daje to rozwiązanie. O co więc chodzi z tą konwekcją?
Lata 2000–2005 to okres szerokiego wprowadzenia na rynek szkła z powłokami Low-E, które, niestety, spowodowały duże kłopoty z zachowaniem wymaganej jakości geometrycznej tafli po hartowaniu. Okazało się, że dominujące na rynku piece radiacyjne nie radzą sobie z hartowaniem takiego szkła.
Przyczyną wygięcia szkła wewnątrz pieca było nierównomierne jego rozgrzanie. Dlaczego?
Dwie strony tafli czystego szkła bez powłoki mają jednakową zdolność absorbcji promieniowania radiacyjnego, dzięki któremu odbywa się transfer ciepła do tafli (rys. 1). Niestety, w przypadku gdy jedna z powierzchni tafli pokryta jest powłoką Low-E, 85% promieniowania radiacyjnego jest odbijana, a co za tym idzie – absorbacja ciepła obu powierzchni jest znacząco różna (rys. 2).
Rys. 1
Rys. 2
Na skutek różnicy temperatur pomiędzy powierzchnią dolną i górną tafla wygina się do góry (rys. 3). Próby przeciwdziałania temu zjawisku poprzez efektywniejszą pracę grzałek górnych okazały się nieskuteczne i niosły ryzyko „przypalenia” delikatnej powłoki Low-E.
Rys. 3
Rozwiązaniem tego problemu okazało się zastosowanie konwekcji, czyli nadmuchu gorącego powietrza. Początkowo był to nadmuch tylko od góry (rys. 4), a powietrze dostarczały zewnętrzne kompresory. Kłopot ze zróżnicowaniem absorbcji został rozwiązany ponieważ transfer ciepła przez nadmuch jest niewrażliwy na fakt czy tafla jest pokryta powłoką czy też nie.
Rys. 4
W następnej fazie rozwoju technologii konwekcyjnych producenci zaczęli stosować nadmuchy również od dołu tafli i rozwinęli inne, nie oparte na kompresorach, metody generowania konwekcji. Na rys. 5 widzimy piec z górną i dolną konwekcją firmy LandGlass czołowego producenta pieców konwekcyjnych.
Rys. 5
Zatem: „po co nam ta konwekcja?” Pierwszą zaletę omówiliśmy powyżej, czyli:
Skuteczne hartowanie szkła z powłokami Low-E
Możemy powiedzieć, że w latach 2000–2005 podstawowym kryterium wyboru „konwekcja czy radiacja” było kryterium potrzeby hartowania szkła z powłokami.
Sytuacja zaczęła zmieniać się wraz ze wzrostem popytu na szkło bezpieczne laminowane. Dostrzeżono wtedy kolejną zaletę pieców konwekcyjnych, a mianowicie znacznie lepsze parametery geometryczne wszystkich tafli, również tych wykonanych z czystego floatu. Rys. 6 przedstawia różnice zafalowania w części brzegowej dla szkła zahartowanego w piecu radiacyjnym i konwekcyjnym.
Rys. 6
Okazało się, że po zahartowaniu szkła w piecu konwekcyjnym możemy zastosować do laminowania jedną warstwę folii 0,38 mm zamiast trzech lub czterech warstw (rys. 7), co przekładało się na istotne oszczędności.
Rys. 7
(...)
LANDGLASS
Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym
Inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne
Więcej informacji: Świat Szkła 07-08/2016