في ورشة إنتاج الزجاج في مصنع الزجاج، يتدفق الزجاج المنصهر عبر الفرن مثل النهر الذهبي.
وبعد خضوعها لعمليات مثل التشكيل والتلدين، يتم تحويلها في النهاية إلى زجاج مسطح شفاف، أو عدسات أدوات دقيقة أو منتجات زجاجية فنية.
كل خطوة في عملية تحويل الزجاج من مادة خام صلبة إلى منتج نهائي شفاف تتطلب تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة.
درجة الحرارة هي "ساحر" صناعة الزجاج، حيث تحدد شفافيته وقوته وثباته الكيميائي.
أنظمة التحكم في درجة الحرارة من لورنتزي إلكتريك، المصممة مع مستشعرات درجة الحرارة, أجهزة التحكم في درجة الحرارة, مرحلات الحالة الصلبة أو منظمات الطاقة SCR، أصبحت نظام دعم أساسي لشركات الزجاج للتحكم في دقة الإنتاج وتحسين جودة المنتج.
الصهر: تتحكم درجة الحرارة العالية في جودة الزجاج المصهور
ذوبان الزجاج هو عملية صهر المواد الخام، مثل رمل الكوارتز ورماد الصودا، في درجات حرارة عالية إلى ذوبان زجاج شفاف وموحد.
يحدد التحكم في درجة حرارة الفرن بشكل مباشر جودة ذوبان الزجاج.
خذ إنتاج الزجاج المصقول كمثال.
يجب أن يحافظ قسم الصهر في فرن الخزان على درجة حرارة ثابتة تبلغ 1550 درجة مئوية ± 10 درجات مئوية لصهر المواد الخام بالكامل والتخلص من الفقاعات والحجارة.
لقد شهدنا ذات مرة مصنعًا للزجاج يعاني من استجابة متأخرة في نظام التحكم في درجة حرارة الفرن، مما أدى إلى تقلبات في درجة الحرارة تصل إلى ±30 درجة مئوية في قسم الصهر.
وقد أدى ذلك إلى وجود كمية كبيرة من الأحجار غير الذائبة في الزجاج المصهور، واحتوى الزجاج المسطح المنتج على 3-5 بقع شوائب في المتر المربع الواحد، مما اضطر إلى التعامل معه كمنتجات معيبة، مما تسبب في خسائر تزيد عن $100,000 في اليوم الواحد.
يوفر حل شركة Lorentzzi Electric "صمام تحكم دقيق" لجودة الصهر: حساسات درجة حرارة مزدوجة حرارية من البلاتين والروديوم مثبتة في قسم الصهر بالفرن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 1600 درجة مئوية، بدقة قياس ± 2 درجة مئوية، وتلتقط تقلبات درجة الحرارة في الوقت الحقيقي داخل الفرن.
يعمل جهاز التحكم الذكي في درجة الحرارة المصاحب، مع نموذج عملية صهر الزجاج المدمج، على ضبط معلمات درجة الحرارة تلقائيًا بناءً على تركيبة المواد الخام.
إن منظم الطاقة SCR ينظم بدقة قوة فوهات حقن الوقود أو عناصر التسخين الكهربائي لضمان بقاء درجة حرارة قسم الانصهار مستقرة ضمن النطاق المحدد.
بعد أن طبقت شركة الزجاج المصقول هذه هذا النظام، ارتفع معدل تمرير السائل الزجاجي الخالي من الفقاعات من 82% إلى 99.5%، بزيادة قدرها 35% في معدل النجاح، وخفضت الخسارة السنوية للمنتجات المعيبة بأكثر من 30 مليون دولار أمريكي.
عملية الصب: درجة الحرارة تشكل شكل الزجاج بدقة متناهية
صب الزجاج هو عملية تشكيل الزجاج المنصهر في شكل معين. التحكم في درجة الحرارة أمر بالغ الأهمية لدقة أبعاد المنتج وجودة سطحه.
على سبيل المثال، في قولبة القوارير الزجاجية والبرطمانات، يجب التحكم في درجة حرارة الزجاج المنصهر الذي يدخل القالب عند 1100 درجة مئوية ± 20 درجة مئوية.
إذا كانت درجة الحرارة عالية جدًا، سيصبح الزجاج المنصهر مائعًا جدًا، مما يتسبب بسهولة في تشوه الزجاجة.
إذا كانت درجة الحرارة منخفضة جدًا، سيصبح الزجاج المنصهر لزجًا للغاية، مما يزيد من احتمالية تكون البقع الباردة والتجاعيد على الزجاجة.
صممت شركة Lorentzzi Electric نظامًا مخصصًا للتحكم في درجة الحرارة لورنتزي إلكتريك لورشة صناعة الزجاجات في مصنع زجاج الأدوية.
يراقب مستشعر درجة الحرارة بالأشعة تحت الحمراء المثبت في مخرج الموقد الأمامي درجة حرارة قطرات الزجاج في الوقت الحقيقي، مع سرعة استجابة تقل عن 0.5 ثانية.
يقوم جهاز التحكم في درجة الحرارة بضبط طاقة التسخين للموقد الأمامي عن طريق منظم الطاقة، ويتحكم بدقة في تقلبات درجة الحرارة في حدود ± 10 درجات مئوية.
وبعد تطبيق هذا النظام، تم تقليل الانحراف في سُمك جدار الزجاجات من ± 0.3 مم إلى ± 0.1 مم، وتم تحسين التشطيب السطحي للزجاجات بدرجة واحدة، مما يلبي المعايير الصارمة للزجاج الصيدلاني.
في تشكيل الزجاج المسطح، تتحكم مستشعرات درجة الحرارة من Lorentzzi، جنبًا إلى جنب مع وظيفة التحكم في الحلقة المغلقة لوحدة التحكم في درجة الحرارة، في فرق درجة الحرارة داخل حوض القصدير إلى ±5 درجة مئوية، مما يضمن خطأ في التسطيح أقل من 0.5 مم/متر لألواح الزجاج الخام، مما يلبي متطلبات تركيب الزجاج المعماري الراقي.
عملية التلدين: التحكم في درجة الحرارة يزيل الإجهاد الزجاجي الداخلي
التلدين هو عملية تثبيت في تصنيع الزجاج.
من خلال تبريد الزجاج ببطء، يتم التخلص من الضغوط الحرارية داخل الزجاج، مما يمنع المنتج النهائي من الانفجار التلقائي أثناء الاستخدام.
يجب التحكم في درجة حرارة التلدين للزجاج العادي ما بين 500-550 درجة مئوية، ويجب أن يلتزم معدل التبريد بدقة بمنحنى العملية - من درجة حرارة التلدين إلى 300 درجة مئوية، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة 50 درجة مئوية في الساعة.
تعرض أحد مصانع زجاج الأثاث ذات مرة لاستدعاء بسبب عدم دقة التحكم في درجة حرارة فرن التلدين، مما أدى إلى انفجار دفعة من زجاج طاولة القهوة أثناء تركيبها من قبل العميل.
يُظهر حل التحكم في درجة حرارة التلدين من Lorentzzi Electric قدرات قوية للتحكم في العملية: تراقب مستشعرات درجة الحرارة المدرعة الموزعة على طول فرن التلدين درجة حرارة الزجاج في الوقت الفعلي في مراحل التلدين المختلفة.
تستخدم وحدات التحكم في درجة الحرارة من Lorentzzi خوارزمية PID الضبابية لضبط طاقة كل قسم من أقسام مروحة التبريد بدقة من خلال منظم الطاقة، مع الالتزام الصارم بمنحنى التبريد المحدد مسبقًا.
بعد التجديد، انخفض الإجهاد الداخلي للزجاج الذي ينتجه المصنع من 8 ميجا باسكال إلى أقل من 3 ميجا باسكال، وانخفض معدل الانفجار الذاتي من 1.21 تيرابايت 3 تيرابايت إلى أقل من 0.11 تيرابايت 3 تيرابايت.
أثناء عملية التلدين للزجاج الإلكتروني الرقيق للغاية، يمكن لإمكانيات التحكم الدقيق في درجة الحرارة التي تتمتع بها أجهزة التحكم في درجة الحرارة من لورينتزي أن تحد من انحراف معدل التبريد إلى ± 2 درجة مئوية/ساعة، مما يزيد من قوة تأثير الزجاج بمقدار 20%.
الخاتمة
لقد دخلت المنافسة على الجودة في مجال تصنيع الزجاج منذ فترة طويلة في معركة الدقة على مستوى الميكرون والعيوب الصفرية، والتحكم في درجة الحرارة هو جوهر هذه المنافسة.
تعمل مستشعرات درجة الحرارة من Lorentzzi كـ "عيون دقيقة لدرجة الحرارة"، حيث تلتقط التغيرات في درجات الحرارة طوال عملية الإنتاج؛ وتعمل وحدات التحكم في درجة الحرارة كـ "محاور ذكية"، حيث تتخذ قرارات التحكم في الوقت الفعلي بناءً على معايير العملية؛ وتعمل منظمات الطاقة كـ "أيدي تنفيذ مستقرة"، مما يضمن أن درجات الحرارة تلبي متطلبات العملية باستمرار.
تعمل المكونات الثلاثة معًا لإنشاء نظام تحكم في درجة الحرارة مغلق الحلقة، يغطي العملية بأكملها بدءًا من ذوبان المواد الخام وحتى تلدين المنتج النهائي.
لتلبية الطلب المتزايد على المنتجات المتطورة مثل الزجاج الكهروضوئي وزجاج شاشات العرض، طورت Lorentzzi منتجات جديدة للتحكم في درجة الحرارة خصيصًا لهذا الغرض: نظام قياس درجة الحرارة الموزع المصمم لأفران صهر الزجاج الكهروضوئي على نطاق واسع، ويدعم المراقبة المتزامنة لـ 32 نقطة؛ وجهاز تحكم في درجة الحرارة عالي الدقة مخصص لتلدين الزجاج المرن، ويحقق دقة تحكم في درجة الحرارة تصل إلى ± 0.5 درجة مئوية.
مع تحوّل إنتاج الزجاج نحو الإنتاج الراقي لورنتزي® ستستمر في الاستفادة من الابتكار التكنولوجي والتحكم الدقيق في درجة الحرارة لإنتاج المزيد من المنتجات عالية الجودة للتحكم في درجة الحرارة، مما يساعد الصناعة على اكتساب ميزة في المنافسة في السوق العالمية.
