تجهیزات حمام قلع
اگر به مذاب شیشه اجازه داده شود تا بدون اعمال هیچ گونه نیرویی به غیر از نیروی وزن بر روی سطح قلع مذاب پخش شود، مذاب تا جایی گسترده خواهد شد که به ضخامت تعادلی 7 میلیمتر برسد. تجهیزات حمام قلع وسایلی هستند که بر روی ریبون شیشه تأثیر میگذارند. برخی از آنها موجب میشوند تا بتوان شیشه با ضخامتهای بالاتر یا پایینتر از 7 میلیمتر با عرضهای مختلف تولید کرد و برخی دیگر در پایداری ریبون شکل گرفته در حمام نقش دارند. در ادامه به معرفی مهمترین تجهیزات حمام قلع و نقش آنها میپردازیم.
دیوار کربنی کناری (Side Wall Carbons)
در طول ساخت حمام، دیوارههای کناری حمام با آستری کربن یا گرافیت پوشانده میشود. هدف از نصب دیواره کربنی این است که، در صورتی که ریبون شیشه در شرایط اضطراری از کنترل خارج شد، از تماس ریبون با آجر نسوز دیوارههای اطراف جلوگیری شود و از خرده شدن آنها محافظت نماید. این آستری کربنی از ابتدای حمام تا آخر ناحیه Reheat نصب میگردد اما در برخی موارد نیز میتوان این آستری را تا ابتدای ناحیه باریک حمام(Narrow) ادامه داد.
کولرهای انتهای ناحیه گرم حمام(Hot End Cooler)
این کولرها برای استخراج گرما از ریبون در ابتدای حمام طراحی شدهاند تا بتوانند دمای مذاب را به محدوده مورد نظر در اولین تاپرلر برسانند. این کولرها در واقع ریلها و یا قوطیهایی هستند که با عبور آب، حرارت را در طول عرض ریبون خارج میکنند. معمولاً کولرهای مورد نظر به صورت جفتی بوده و از دو سمت وارد حمام میشوند.
تاپرلرها (Top Roll Machine)
تاپرلرها یکی از اجزای مهم در تولید شیشه فلوت هستند. هنگامی که از تاپرلر در حمام قلع استفاده نمیکنیم حداقل ضخامت شیشهای که میتوانیم تولید کنیم، 6 میلیمتر است. در صورتی که بخواهیم محصولات با ضخامتهای مختلف داشته باشیم، ناگزیر به استفاده از تاپرلرها هستیم. نحوه قرار گرفتن تاپرلرها در حمام برای تولید شیشههای کمتر از 6 میلیمتر نسبت به شیشههای بالاتر از 7 میلیمتر متفاوت است. روشی که برای تولید شیشههای کمتر از 6 میلیمتر استفاده میشود ADS ، و روش مورد استفاده برای تولید شیشه های با ضخامت بالاتر از 7 میلیمتر، RADS نامیده میشود. هنگام تولید شیشههای نازک، زاویه تاپرلرها به نحوی است که هنگام چرخش، لبههای ریبون را به سمت بیرون و دور از مرکز ریبون میکشد و باعث نازکتر شدن آن میشود. و برعکس، هنگام تولید شیشههای ضخیم، زاویه تاپرلرها به گونهای است که در اثر چرخش لبههای ریبون را به سمت مرکز آن هل میدهند و در نتیجه شیشه ضخیم تولید میشود.
تعداد تاپرلرهای مورد استفاده و همچنین سرعت چرخش آنها نیز در تولید انواع مختلف شیشه تأثیرگذار است.
سطح تماس ریبون با تاپرلرها در انتهای خط تولید در قسمت کاتینگ برش خرده و وارد کریدور خرده شیشه میشود.
فنس و پوشر (Fences & pushers)
فنس و پوشر لولههایی هستند که با آب خنک میشوند و یک بلوک کربنی در انتهای آنها متصل شده است. اگرچه فنس و پوشر از نظر شکل ظاهری قطعات متفاوتی هستند، اما از نظر کارایی مشابه بوده و باعث میشوند موقعیت ریبون شیشه در طول مسیر عبور از حمام هدایت شده و ثابت بماند. به طور کلی، فنس فقط در یک سمت حمام استفاده میشود و معمولاً پوشر در سمت مخالف قرار میگیرد تا مانع از حرکت آزادانه ریبون در حمام شده و موقعیت آن را در میانه حمام تثبیت کنند. فنس و پوشر هر دو تنها با لبه ریبون برخورد دارند.
فنس یک بلوک کربنی توخالی است که به انتهای لولهای که با آب خنک میشود متصل شده است. بلوک توخالی با قلع پر میشود تا اجازه دهد که استخراج حرارت از کربن به لوله خنک شده با آب، بهتر انجام شود. کربن نیاز دارد تا به اندازه کافی سرد نگه داشته شود تا از چسبیدن شیشه داغ به آن جلوگیری شود.
فنس از دو طریق ریبون را کنترل میکند.
1- به صورت گرمایی
فنس که به صورت جزئی در قلع غوطه ور میشود، قلع نزدیک به خود را سرد میکند. قلع سرد شده دانسیته بالاتری دارد و در نتیجه به سمت پایین حرکت میکند و با قلع داغتر زیر ریبون جابجا میشود. این جریان کنوکسیونی، ریبون را به سمت فنس جابجا میکند. به همین دلیل فنسها نباید در دو جهت مخالف هم قرار بگیرند، زیرا با افزایش عرض، ممکن است ریبون بین دو فنس بپرد.
2- به صورت مکانیکی
فنس میتواند به روش مشابه با پوشر مورد استفاده قرار بگیرد. پوشر یک بلوک جامد است که به انتهای یک لوله خنک شونده با آب متصل شده است. به دلیل اینکه پوشر در ناحیه شانه مورد استفاده قرار میگیرد، و در این ناحیه شیشه خنکتر است، بلوک کربنی میتواند توپر باشد، و به همین جهت به خنککاری کمتری نیاز دارد و خطر چسبیدن ریبون به آن نیز کمتر میباشد. کنترل ریبون توسط پوشرکاملاً مکانیکی انجام میشود.
فلگ (Flag)
فلگ برای کنترل جریانات قلع در کنارههای حمام، که ممکن است باعث ایجاد ناپایداری و اعوجاج در ریبون شیشه شود، استفاده میشود. از کربن ساخته میشود و از انواع مختلف آن بسته به مکانی که در حمام مورد نیاز است، استفاده میشود. دو نوع فلگ وجود دارد .
1- فلگ استاندارد یا full depth که نزدیک به شانه نصب میشود.
2- فلگ غوطهور (submerged)که بیشتر در بالای جریان قرار میگیرد.
صرفنظر از نوع و موقعیت، هر دو نوع فلگ هدف یکسانی دارند و آن کنترل جریان قلع سردتر از قسمت Narrow به قسمت Reheat میباشد،که باعث پایداری ریبون میشود.
استفاده از فلگ استاندارد در موقعیت فلگ غوطهور ممکن است باعث ایجاد خطر شود. فلگ غوطهور بیشتر، از زیر سطح قلع عبور میکند و در نتیجه هنگامی که ریبون تحت شرایطی پایداری خود را از دست بدهد و به سمت کناره ها حرکت کند، از روی فلگ عبور کرده و با آن تماسی ندارد. در صورتی که از فلگ استاندارد در چنین موقعیتی استفاده شود، ریبون با فلگ تماس پیدا کرده و باعث بالارفتن ریبون از آن میشود.
مانع ثابت (Fixed Barrier)
هدف استفاده از مانع ثابت در حمام، جلوگیری و یا کاهش اختلاط جریانات قلع در قسمت باریک حمام با قسمت عریض آن میباشد. با این کار گرمای قلع در قسمت شکلگیری حفظ میشود و علاوه بر این قسمتهای دارای عمق بیشتر قلع، نیاز به استفاده از کولرهای خروجی حمام را کم میکنند. در واقع با این کار در مصرف انرژی صرفهجویی میشود و همچنین عیوبی نظیر کانتور و همچنین پارامترهایی نظیر کیفیت اپتیکی و کشش و انبساط ریبون را کنترل میکند. هنگام ساخت حمام، محل قرارگیری مانع در بین آجرها خالی گذاشته میشود و معمولاً بعد از شروع به کار حمام مانع در محل خود قرار میگیرد. مانع ثابت از 24 قطعه کربنی مخصوص ساخته شده که در شکاف مخصوص خود در کف حمام قرار میگیرد. ارتفاع قطعات مانع به اندازهای است که 15 میلیمتر پایینتر از سطح قلع قرار میگیرد. در شکل زیر یکی از قطعات مانع نشان داده شده است.
کولرهای قسمت باریک حمام (Narrow Section Cooler )
کولر های قسمت باریک حمام نیز میتوانند مشابه با کولرهای ابتدایی در نظر گرفته شوند. تعداد کولرهای مورد استفاده در این قسمت به میزان گرمایی که قرار است از شیشه گرفته شود، بستگی دارد.
موتورهای خطی (Linear Motors)
موتورهای خطی در قسمت باریک حمام استفاده میشوند و معمولاً هنگام اولین پرکردن قلع از آن استفاده میکنیم. هنگامی که شمشهای قلع در حمام قرار میگیرند و در اثر گرمای المنتهای موجود در سقف به مذاب تبدیل میشوند، پروفایل دما در مذاب قلع یکنواخت نیست. به همین دلیل از موتورهای خطی برای یکنواخت کردن قلع مذاب و کنترل پروفایل دما استفاده میکنند. موتور خطی در واقع یک موتور سه فاز است که بر اساس ایجاد میدان مغناطیسی در نتیجه عبور جریان الکتریکی از میان سیمپیچ مسی کار میکند. به دلیل فاصله کمی که موتور خطی با سطح قلع دارد، میدان مغناطیسی ایجاد شده، باعث ایجاد یک جریان قوی در قلع میشود. معمولاً فاز موتور را به گونهای میبندند که قلع از وسط به سمت کنارهها حرکت میکند. دمای قلع در مرکز بیشتر است، با حرکت به سمت کنارهها توزیع یکنواخت دما انجام میشود. لبه موتور خطی باید 25 میلیمتر بالاتر از سطح قلع قرار گیرد. تعیین این ارتفاع بسیار اهمیت دارد. در صورتی که لبه موتور خیلی به سطح قلع نزدیک باشد، ممکن است باعث بروز عیب شود و در صورتی که خیلی دور باشد، ممکن است پروفایل دمایی مناسب در قلع به وجود نیاید. همچنین برای کارایی بهتر بایستی موتور خطی حداقل 500 میلیمتر با دیواره کناری حمام فاصله داشته باشند.
محفظه آشغالگیر (De-Drossing Pockets)
محفظه آشغالگیر ناحیهای در انتهای حمام است که سربارههای معلق بر روی سطح قلع میتوانند از طریق آن از حمام جدا شوند. سرباره معلق بر روی قلع بیشتر شامل اکسید قلع است که اگر جدا نشود به سطح زیرین ریبون شیشه میچسبد. با پیشرفتهای اخیر در صنعت شیشه فلوت و آببندی بهتر حمام و جلوگیری از ورود اکسیژن به حمام، مشکل تشکیل سرباره کمتر شده است.
محفظه آشغالگیر با کمک موتور خطی جریان قلع را به گونهای هدایت میکند که سربارهها وارد محفظه آشغالگیر میشوند و بعد از گذشت مدت زمانی که سربارهها در این مکان جمع شدند، به صورت دستی خارج میشوند.