中國洛陽
浮法玻璃的發(fā)明者之一，姜宏先生等人的專著《
浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)和
設(shè)備》談到，上世紀(jì)初Hitchcook和 Heal提出的使玻璃液在熔融的
金屬液表面進(jìn)行
熱處理的設(shè)想是浮法玻璃發(fā)明的雛形。以后經(jīng)歷了約五十余年的努力，最終誕生的浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)明，對
玻璃制品的發(fā)展和世界文明的推動(dòng)，做出了多么巨大的貢獻(xiàn)！熔融金屬的本質(zhì)一是對玻璃的支撐、二是對玻璃表面的
加熱。這種作用的本質(zhì)一直是玻璃制品制造的精髓，可以追溯到對玻璃制品的發(fā)展有劃時(shí)代意義的玻璃吹制技術(shù)的發(fā)明，至今仍然是容器玻璃制造的最重要的方法之一，吹制技術(shù)的原理就是火焰的利用和氣力成型的巧妙結(jié)合，火焰可使玻璃分離、結(jié)合、成型、又可使玻璃具有光亮的表面，所以玻璃火焰技術(shù)的機(jī)理及合理使用值得我們永不停頓的探討和發(fā)展。
一.火焰用于玻璃制品的
切割、爆口
玻璃制品的切割，爆口工藝就是生產(chǎn)過程中制品分解成部分，或者去掉工藝性的部分。在機(jī)器吹吹、壓吹法生產(chǎn)中吹口的去除，人工吹制時(shí)冒蓋和制品的分離，管制安瓿針劑瓶自動(dòng)拉延后的一分為二，玻璃儀器制造中燈工的基礎(chǔ)操作等。主要有下面一些方法：a，在切割處噴射高溫尖銳火焰，隨后用傳熱很快的金屬刀鋒輕觸受熱的玻璃，制品就會(huì)在切割處分離。這是利用玻璃受急冷急熱時(shí)瞬間產(chǎn)生極大的溫度因力，超過了玻璃的
強(qiáng)度極限。因?yàn)楦羁跁r(shí)伴有玻璃的
爆裂聲，這一工藝在一般的玻璃制品廠稱為爆口。此方法的進(jìn)一步發(fā)展是利用
硬度高于玻璃的割刀，先在玻璃的切割處劃痕，留下
裂紋，然后再用火焰噴燒 此時(shí)制品也會(huì)自行分開，究其本質(zhì)火焰在裂紋上下產(chǎn)生
熱應(yīng)力，使裂紋迅速擴(kuò)大而
斷裂。由于玻璃是一種
脆性材料，表面一旦有微小的裂紋，其強(qiáng)度就大大降低，一般只有原來的百分之一。這樣熱
應(yīng)力就可以小些，也即加熱的火焰溫度可以低些，同樣情況下能源就可節(jié)約。也因?yàn)椴Ａ懈罟ぞ叩陌l(fā)展，成本已低。爆裂應(yīng)力小，割口處易平整，所以這種方法值得推廣。所用的設(shè)備只有一些單工位的手工機(jī)械，效果不大，在一些品種規(guī)格較多的工廠，還是直接由人工在完成。這是造成玻璃制品質(zhì)量不穩(wěn)定，廢品多的主要原因。b，純火焰切割法，在玻璃制品要切割處設(shè)置圈火，制品做一定的轉(zhuǎn)動(dòng)，在切割火焰的加熱下達(dá)到玻璃的
熔融溫度，被切去的部分可以靠重力落去，或手動(dòng)挑去，也有的正好利用玻璃熔融時(shí)的
表面應(yīng)力的
收縮作為成型工藝形成制品的一部分，視制品的不同采用不同的方法。在機(jī)械化大規(guī)模壓吹法生產(chǎn)的玻璃杯、壺中，使制品倒置，切割下來的吹口隨重力分離，但要保持均勻。如和全自動(dòng)壓吹法H28機(jī)配套的30工位愛而特里烘爆口機(jī)就是按此原理工作的。在安瓿針劑瓶的制造時(shí)，需要割口后封口，在使一個(gè)連體瓶分開的同時(shí)，割口的火焰使玻璃收成瓶底。
二.火焰用于玻璃制品的烘口
玻璃制品的烘口工序，一是因?yàn)椴Ａе破非懈詈螅淝懈畈糠钟捎趹?yīng)力的不
均勻性，存在一定的不平度及邊緣爆裂。二是在
模具成型的制品中，由于模具對制品的成型封口作用，或多或少總會(huì)留下過渡的痕跡，需用進(jìn)一步提高質(zhì)量。對不同的玻璃制品，要求不同的處理方法。一般有兩種：砂輪磨削和火焰烘口。砂輪磨削機(jī)理是砂輪的磨粒在高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力下對玻璃表面的
切削作用，切削面的質(zhì)量取決于砂輪切削的程度，玻璃表面質(zhì)量要求越高、切削程度要求越精細(xì)。一般采用分:粗、半精、精磨、
拋光工序，采用不同的砂輪和不同的磨削參數(shù)以提高生產(chǎn)的速度。磨削的特點(diǎn)是整體
平整度高，見棱見角，僅管費(fèi)時(shí)費(fèi)工，但對高檔的玻璃制品是唯一的選擇。烘口機(jī)理是玻璃在熔融狀態(tài)下產(chǎn)生的
表面張力，在其作用下切割處的尖端狀態(tài)變圓滑。分析玻璃制品磨口特點(diǎn)，可加深對火焰烘口的認(rèn)識(shí)，世界能源價(jià)格不斷上漲，而玻璃工業(yè)是用能的大戶，降低玻璃制品的能耗一直是玻璃工作者追求的目標(biāo)和重大挑戰(zhàn)。玻璃在加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生表面
張力這是所有液態(tài)物質(zhì)的一大特性，就像玻璃的成型是利用了玻璃具有的粘性隨溫度變化的特性一樣，這是制造玻璃制品的理論基礎(chǔ)。同時(shí)熔融的物質(zhì)表面具有最為光滑的表面，就象我們常常形容湖水的表面，在沒有風(fēng)的狀態(tài)下是一平如鏡。所以，火焰烘口也是高效、高質(zhì)制造玻璃制品的一大技術(shù)，其關(guān)鍵就是掌握如何控制火焰正好使口部光滑張開，而制品的口部整體又不發(fā)生
變形。由于重力的作用，過渡高溫的地方將產(chǎn)生局部下突的波浪形變型，對正立的制品則為局部增厚。從能源利用的角度也是一種浪費(fèi)。要求烘口的
噴槍能集中均勻的加熱，及采用和制品口部形狀相吻合的火焰，要比單個(gè)燒槍的組合好的多。
三.火焰用于玻璃制品的拋光
玻璃制品的
表面拋光的應(yīng)用范圍更廣，要使玻璃制品具有一定的形狀，在實(shí)際的生產(chǎn)中都要使用一定的工裝模具，這樣玻璃表面就會(huì)留下模具接觸印記，同時(shí)在成型口部小底部大的制品時(shí)為了取出制品，模具需要采用剖分式，制品的表面就會(huì)留下外突的線痕，這些都隨模具的制造
精度，新舊，成型時(shí)鎖模力，成型力大小，以及玻璃料和模具的溫度，模具的
冷卻結(jié)構(gòu)等有密切相關(guān)，但總會(huì)存在。特別是在大批大量的機(jī)械化生產(chǎn)中，要達(dá)到質(zhì)量與成本的經(jīng)濟(jì)性，就要統(tǒng)籌、綜合考慮。按玻璃制品成型的理論和烘口機(jī)理，玻璃制品這些缺陷可以通過表面火焰處理來提高，這就是玻璃制品的表面火焰拋光。順理成章，在火焰烘口的基礎(chǔ)上，增加結(jié)構(gòu)相同的工位，只要對火焰的大小及部位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，就可來進(jìn)行玻璃制品的火焰拋光工序。但是，由于制品的表面比口部大的多，形狀豐富的多，同時(shí)整體受熱，制品更易變形。同時(shí)，如果冷卻不當(dāng)，將使制品產(chǎn)生新的應(yīng)力。如何考慮這些特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的機(jī)構(gòu)和燒槍，達(dá)到可控的加熱及冷卻，這是玻璃火焰
機(jī)械設(shè)備需理解、分析的關(guān)鍵。常見的傳統(tǒng)烘口、拋光設(shè)備有帶式和圓盤式兩類，習(xí)慣稱為燒口機(jī)，玻璃制品在成型后放入其上進(jìn)行烘口、拋光處理。帶式燒口機(jī)有兩種形式：一種是水平長圓形，一種是垂直長圓形。兩種功能類似，只是所在的
平面的面積大小。網(wǎng)帶上在制品走過區(qū)域設(shè)有多道火焰燒槍，形成烘口、拋光工位。在此區(qū)域設(shè)有制品自身轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，一般也是由鏈輪、鏈條自動(dòng)嚙合組成。制品在輸送前進(jìn)的同時(shí)完成口部和外表面的火焰處理。火焰的結(jié)構(gòu)傾向于短而高溫，使熱影響區(qū)域僅停留在制品的表面，減少變形。此類設(shè)備適應(yīng)于形狀為圓形，高度接近的大批大量生產(chǎn)的制品，由于鏈?zhǔn)綗跈C(jī)兼有制品輸送的作用，通常可以做得較長，這樣可以設(shè)一些控制
保溫的措施，減少制品產(chǎn)生新的熱應(yīng)力而爆裂。圓盤式燒口機(jī)也有兩種形式：一為單層轉(zhuǎn)盤式，制品在轉(zhuǎn)盤上公轉(zhuǎn)同時(shí)自轉(zhuǎn)，采用的加熱方式同帶式烘口機(jī)，火焰
固定。由于是圓盤，在同樣的功能下結(jié)構(gòu)可以做的緊湊，所以設(shè)備成本最小。二為雙層轉(zhuǎn)盤式，分別為制品層和火盤層，制品在作公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)時(shí)，火盤層跟著制品作同步公轉(zhuǎn)。這樣制品在烘口及上側(cè)的拋光過程中，火焰始終跟隨，保持火焰的效率，
穩(wěn)定性最好。不足的是結(jié)構(gòu)龐大，中間的旋轉(zhuǎn)配氣混合系統(tǒng)要求高，僅適合大規(guī)摸生產(chǎn)的玻璃制品。
根據(jù)玻璃制品火焰技術(shù)運(yùn)用的原理，結(jié)合最新的機(jī)械及控制技術(shù)，為了高效、高質(zhì)的生產(chǎn)玻璃制品，開發(fā)能適應(yīng)不同玻璃制品需求的火焰機(jī)械設(shè)備顯得非常重要。可以看到應(yīng)在下面幾個(gè)方面做出努力：a，燒口制品增加劃線工序，提高爆口的質(zhì)量。b，帶式烘口
拋光機(jī)發(fā)展隨動(dòng)火頭，保持制品和火頭的相對精度。c，單圓盤式采用最新的轉(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)定位技術(shù)，做到轉(zhuǎn)位時(shí)間盡可能短，定位精度高，火盤加燒槍組合拋光，減少新的熱應(yīng)力，減低能耗。d，對異型玻璃制品，研發(fā)跟制品形狀相似的拋光頭機(jī)構(gòu)。德國瓦爾特公司已推出
CNC控制的燒槍。e，對大量手工制品，開發(fā)高效、低價(jià)的割口、烘口、拋光多工位機(jī)械，上海暉弘公司已推出這樣的一體機(jī)，用機(jī)器來保證玻璃制品火焰處理的均勻、穩(wěn)定。
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