مربع درجة حرارة عالية - نوع المختبر 1600 درجة فرن تلبيد الزجاج

في 1600 درجة ، فإن الزجاج في درجة الحرارة العالية - ، مربع - نوع الفرن المصنوع من الزجاج المختبري يخفف تدريجياً ويذوب في 1600 درجة ، مما يشكل سائلًا متدفقًا في النهاية. هذه العملية البسيطة على ما يبدو تتضمن في الواقع تغييرات فيزيائية وكيميائية معقدة. عندما ترتفع درجة الحرارة إلى 1200 درجة ، تبدأ هيكل رباعي السطوح في الأكسجين في الزجاج. بعد الوصول إلى 1400 درجة ، تتسارع هجرة أيونات المعادن القلوية ، مما يقلل بشكل كبير من لزوجة الزجاج. في 1600 درجة فقط ، يظهر الزجاج المنصهر خصائص تدفق مثالية ، مما يخلق ظروفًا مثالية لعمليات التكوين اللاحقة.

يراقب فنيو المختبر عن كثب الفرن من خلال نافذة المراقبة. يتم ضبط منحنى درجة الحرارة المعروض بواسطة مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء بواسطة نظام التحكم للحفاظ على نطاق تقلب من ± 5 درجة. لا يضمن عنصر التدفئة Zirconia المصمم خصيصًا فقط توحيد درجات الحرارة العالي ، ولكن بنية قرص العسل الفريدة تعمل أيضًا على تحسين كفاءة الإشعاع الحراري بشكل فعال. داخل الفرن ، يقفل الطوب الحراري السداسي السداسي الأملس بشكل آمن ، بينما يقف نظام تبريد الهواء ، جاهزًا لتقليل درجة الحرارة بسرعة عند الحاجة.

مع دخول التلبيد إلى مرحلة حرجة ، يبدأ الفنيون برنامج التحكم في الجو. يتم حقن غاز النيتروجين مع نقاء 99.999 ٪ ببطء في الفرن ، مع الحفاظ على محتوى الأكسجين أقل من 10 جزء في المليون. لا يمنع هذا التحكم البيئي الدقيق فقط عيوب الأكسدة على سطح الزجاج ولكن أيضًا يمنع بفعالية تكوين الفقاعات. في نفس الوقت ، ينفذ نظام التحكم الرقمي برنامج تدرج درجة الحرارة قبل- ، مما يسمح للزجاج المنصهر بإكمال انتقال الطور وفقًا للتاريخ الحراري المحدد مسبقًا.

تصميم فرن تلبيد من الزجاج بنسبة 1600 درجة لمختبر غرفة درجة الحرارة العالي

1. تصميم الخلفية والأهداف

في بحث وتطوير المواد الزجاجية وإنتاج المنتجات الزجاجية المتخصصة ، يعد تلبد درجة الحرارة العالية - خطوة أساسية في تحقيق ذوبان الزجاج والتكوين وتحسين الأداء. تتطلب عملية التلبيد للعديد من النظارات المتخصصة (مثل الزجاج العالي - درجات حرارة 1600 درجة. المعدات التقليدية في هذه درجات الحرارة تعاني من القيود في الاستقرار ، وتوحيد درجة الحرارة ، والتحكم في حالة الزجاج المنصهر. مع وضع ذلك في الاعتبار ، قمنا بتصميم درجة الحرارة العالية - ، مربع - نوع الفرن المصنوع من الزجاج 1600 درجة. من خلال الاستفادة من تقنية التدفئة المتقدمة ، ارتفاع درجة الحرارة - جودة عالية - - ، ونظام التحكم في درجة الحرارة الذكي ، فإننا نهدف إلى إنشاء جهاز مختبر يلبي المتطلبات المتخصصة للاتصالات الزجاجية العالية- وضمان التشغيل المتوحش والآمن. يوفر هذا بيئة درجة حرارة عالية- للبحث التجريبي وإنتاج الدُفعات الصغيرة - للمواد الزجاجية.

الثاني. تصميم المعلمة الفنية

نطاق درجة الحرارة: يمكن أن تصل درجة الحرارة القصوى إلى 1600 درجة ، ويمكن ضبط درجة حرارة التشغيل بمرونة بين درجة حرارة الغرفة و 1550 درجة لاستيعاب متطلبات درجة حرارة التلبيد لأنواع الزجاج المختلفة ، مما يضمن أن جميع النظارات المتخصصة يمكن أن تكمل عملية الذوبان والتلبيس في درجات الحرارة المثلى.

دقة التحكم في درجة الحرارة: استخدام نظام التحكم في درجة الحرارة الذكي العالي - ونوع من النوع B الحراري كمستشعر درجة الحرارة ، تصل دقة التحكم في درجة الحرارة إلى ± 1 درجة. حتى في 1600 درجة ، يحافظ هذا بشكل فعال على استقرار درجة حرارة الفرن ، مما يقلل من تأثير تقلبات درجة الحرارة على توحيد ذوبان الزجاج والأداء ، وضمان نتائج تجريبية دقيقة وقابلة للتكرار.

معدل التدفئة: يمكن ضبط معدل التدفئة من 0-15 درجة /دقيقة. بالنظر إلى خصائص المواد الزجاجية ، يوصى بمعدل تسخين نموذجي من 3 إلى 10 درجة /دقيقة. يتجنب التدفئة البطيئة الإجهاد الناجم عن تدرجات درجة الحرارة المفرطة داخل الزجاج ، مما يمنع التكسير والمشاكل الأخرى أثناء عملية التلبد. كما أنه يسهل السيطرة الدقيقة على حالة الزجاج المنصهرة.

أبعاد الفرن: تتوفر مجموعة متنوعة من أحجام الفرن ، بما في ذلك 250 × 200 × 200 مم (عمق × العرض × الارتفاع) و 350 × 300 × 300 مم. يتم دعم التخصيص أيضًا بناءً على المتطلبات التجريبية. تستوعب مساحة الفرن الأمثل تجارب تلبد لعينات زجاجية من الأحجام المختلفة وتسهل التجارب المقارنة عبر مجموعات عينة متعددة.

تكوين الطاقة: يتم تكوين الطاقة على النحو الأمثل على أساس حجم الفرن. لغرفة الفرن 250 × 200 × 200 مم ، يتم تعيين الطاقة على 10 كيلو وات ؛ لغرفة فرن 350 × 300 × 300 مم ، يتم تعيين الطاقة على 15 كيلو وات. هذا يضمن الوصول إلى درجة الحرارة المرتفعة المرغوبة خلال الوقت المحدد وأن يتم الحفاظ على حالة تسخين مستقرة ، مما يوفر إمدادات الحرارة المطلوبة للذوبان الزجاجي.

ثالثا. التصميم الهيكلي الرئيسي

هيكل الفرن: تم تصميم غرفة الفرن من مادة ألياف الزركونيا عالية الجودة - ، والتي توفر درجة حرارة عالية - ويمكنها تحمل درجات الحرارة حتى 1600 درجة. تقلل الموصلية الحرارية المنخفضة للغاية وخصائص العزل الممتازة بشكل فعال من فقدان الحرارة وتحسين كفاءة الطاقة. تستخدم غرفة الفرن عملية تجميع معيارية ، مع كل وحدة مغلقة مع درجة حرارة عالية - - لاصق مقاوم لضمان بنية ضيقة بدون فجوات ملحوظة. هذا يعزز العزل الحراري مع ضمان الاستقرار الهيكلي في درجات حرارة عالية وتمديد عمر خدمة الفرن.

عناصر التدفئة: يتم استخدام قضبان molybdenum عالية الجودة- جودة - كعناصر تسخين. تظهر هذه القضبان مقاومة أكسدة ممتازة ، واستقرار المقاومة الكهربائية ، وكفاءة التدفئة العالية في درجات حرارة عالية ، مما يجعلها مثالية لتوفير حرارة مستقرة وموحدة للتلبيس الزجاجي في درجات حرارة تصل إلى 1600 درجة. يتم توزيع القضبان بالتساوي على الجوانب الأربعة للفرن ، مع تثبيت قضبان على كلا الجانبين ، أعلى ، وأسفل. هذا ينشئ مساحة تسخين ثلاثية الأبعاد ، وضمان توزيع درجة حرارة أكثر اتساقًا داخل الفرن ومنع ذوبان غير متساوٍ للعينة الزجاجية بسبب اختلافات درجة الحرارة المحلية.

هيكل الفرن: يستخدم جسم الفرن ثلاثة - تصميم قذيفة مركب طبقة. الطبقة الداخلية مصنوعة من درجة الحرارة العالية- - نيكل مقاوم - الصلب من سبيكة الكروم ، والتي يمكن أن تحمل طويلة - تآكل في بيئات درجة الحرارة العالية-. الطبقة الوسطى هي طبقة عزل ألياف عالية الكثافة- ، وتعزل جسم الفرن وتقليل درجة حرارة السطح. الطبقة الخارجية مصنوعة من صفيحة فولاذية عالية الجودة- - ، تعامل مع طلاء رش كهربائي للمتانة ومقاومة التآكل. هذه هيكل قذيفة الطبقة الثلاثة - ، مع دمج - في نظام تبريد الهواء الذكي ، يحافظ على درجة حرارة جسم الفرن أقل من 60 درجة ، مما يضمن سلامة المشغل.

تصميم باب الفرن: يفتح باب الفرن جانبيًا ويتميز بآلية زنبركية- ، مما يسمح للمشغلين بفتحها وإغلاقها بسهولة. يتم استخدام هيكل الختم المزدوج بين الباب وجسم الفرن: درجة حرارة عالية- - ختم حبل مضفر من الألياف الخزفية المقاومة على الداخل وختم مطاطي سيليكوني في الخارج. هذا يضمن ختمًا ضيقًا عند إغلاق الباب ، مما يقلل من تسرب الحرارة. تقع نافذة مراقبة Quartz عالية- عالية - في وسط الباب ، مما يسمح للمشغلين بمراقبة ذوبان الزجاج وتلبيخه دون فتح الباب. علاوة على ذلك ، تم تجهيز الباب مع كل من المتشابك الميكانيكية والكهربائية. عند فتح الباب ، يتم إلغاء تنشيط نظام التدفئة على الفور ، مما يمنع الحروق للمشغلين الذين يتلامسون مع مناطق درجة الحرارة العالية- ومنع تدفق الهواء البارد الذي قد يؤثر على ثبات درجة الحرارة.

رابعا. تصميم نظام التحكم في درجة الحرارة

طريقة التحكم: A 10 - بوصة عالية - تعريف نظام التحكم في درجة الحرارة الشاشة اللمسة اللمس يدمج إعداد درجة الحرارة ، والمراقبة في الوقت الفعلي ، وتحرير البرنامج ، ووظائف استعلام البيانات. واجهة المستخدم بسيطة وبديهية ، مما يجعل من السهل على موظفي المختبر أن يتقن العملية بسرعة. يتحكم هذا النظام في درجة الحرارة داخل غرفة الفرن ، مما يضمن أن عملية تلبيد الزجاج تتبع ملف تعريف عملية الإعداد المسبق.

وظيفة التعديل: مزود بخوارزمية ضبط PID Auto - ، يقوم النظام تلقائيًا بضبط طاقة التدفئة استنادًا إلى تغييرات الوقت - في درجة حرارة الفرن ، مما يؤدي إلى تثبيت درجة الحرارة بسرعة في القيمة المحددة وحفظ تقلبات درجة الحرارة في حدود ± 1 درجة. كما يدعم 50 خطوة للتحكم في درجة الحرارة القابلة للبرمجة ، مما يتيح مراحل التسخين المسبق والاحتفاظ والتبريد لتلبية المتطلبات المعقدة لعمليات تلبيد الزجاج. على سبيل المثال ، يتطلب بعض الزجاج البصري أوقات عقد ممتدة في نقاط درجة حرارة متعددة للتخلص من الفقاعات الداخلية والإجهاد.

عرض وتسجيل وظيفة: يعرض شاشة اللمس معلمات مثل درجة الحرارة الحالية ، ودرجة الحرارة المحددة ، ومعدل التسخين ، والوقت المتبقي ، ونسبة طاقة التدفئة في الوقت الفعلي ، مما يسمح للمشغلين بمراقبة حالة تشغيل المعدات في جميع الأوقات. يتميز النظام أيضًا بتخزين بيانات قوي ، قادر على تسجيل ما لا يقل عن 500 مجموعة من بيانات عملية التلبيد الكاملة ، بما في ذلك منحنيات درجة الحرارة والوقت والطاقة. يمكن تصدير هذه البيانات من خلال محرك أقراص فلاش USB أو نقله إلى جهاز كمبيوتر عبر واجهة RS-485 لتحليله وتنظيمه وأرشفة سهلة.

خامسا تصميم نظام حماية السلامة

حماية درجة الحرارة: يتم تنفيذ آلية حماية التفرد الثلاثية. عندما تتجاوز درجة حرارة الفرن الحد الأقصى المحدد بمقدار 5-10 درجة ، ينشط المستوى الأول من حماية درجة الحرارة المفرطة ، ويبعث على إنذار مسموع ومرئي ويعدل تلقائيًا طاقة التدفئة. إذا استمرت درجة الحرارة في الارتفاع بمقدار 10-15 درجة ، فإن المستوى الثاني من حماية درجة الحرارة يغلق قوة التدفئة. إذا استمرت درجة الحرارة في الارتفاع في الحالات القصوى ، فإن المستوى الثالث من حماية درجة الحرارة المستقلة يغلق على الفور مصدر الطاقة الرئيسي لمنع تلف العينات الزجاجية أو حروق المعدات الناتجة عن ارتفاع درجة الحرارة.

حماية الدائرة الزائدة والاختصار -: مزودة بقواطع دائرة هواء ذكية وسريعة - الصمامات التمثيلية ، يمكن للمعدات إيقاف الطاقة داخل المللي ثانية في حالة حدوث دائرة أوار زائدة أو قصيرة ، وحماية المكونات الأساسية مثل عنصر التسخين ونظام التحكم في درجة الحرارة من الأضرار.

حماية التسرب: يتم تثبيت مفتاح حماية التسرب العالي - ، مع تيار تشغيل لا يزيد عن 30mA ووقت تشغيل لا يزيد عن 0.1s. في حالة حدوث تسرب ، يتم إيقاف تشغيل الطاقة بسرعة ، مما يضمن سلامة المشغلين.

حماية الإرهاق: إذا كسر الحراري أو كان لديه اتصال ضعيف ، فإن نظام التحكم في درجة الحرارة يكتشف الشذوذ في غضون 3 ثوان ويصدر إنذارًا ، ويتوقف على الفور من التدفئة. هذا يمنع درجات الحرارة الناجم عن فشل الكشف عن درجة الحرارة ويضمن السلامة أثناء التجربة.

حماية الجهد الزائد: مزود بجهاز حماية الجهد الزائد ، يقطع الجهاز تلقائيًا الطاقة عندما يتجاوز جهد الإدخال 10 ٪ من الجهد المقنن ، مما يمنع الأضرار التي لحقت المكونات الكهربائية للمعدات بسبب الجهد المفرط.

السادس. الطاقة - حفظ التصميم

نظام عزل الكفاءة العالي -: تستخدم غرفة الفرن مادة ألياف أكسيد الزركونيوم وعملية ختم معيارية ، إلى جانب بنية قشرة الكثافة المركبة ثلاثية- وعزل الكثافة العالي-. هذا يقلل بشكل كبير من فقدان الحرارة ويحسن الكفاءة الحرارية بأكثر من 40 ٪ مقارنة بأفران درجة الحرارة العالية- ، مما يقلل بشكل فعال من استهلاك الطاقة.

تنظيم الطاقة الذكي: يقوم نظام التحكم في درجة الحرارة تلقائيًا بضبط طاقة التدفئة وفقًا للمراحل المختلفة من عملية تلبيس الزجاج. خلال مرحلة التدفئة ، يخرج طاقة عالية لزيادة درجة الحرارة بسرعة ؛ خلال مرحلة العزل ، فإنه يخرج فقط الطاقة المنخفضة المطلوبة للحفاظ على درجة الحرارة ؛ أثناء مرحلة التبريد ، يقلل تلقائيًا الطاقة وفقًا لمنحنى مسبق ، وتجنب نفايات الطاقة وتحقيق وفورات الطاقة.

استرداد حرارة النفايات (اختياري): يمكن تثبيت جهاز استرداد حرارة النفايات لاستخدام غاز العادم العالي - من الفرن لتسخين غاز التدريع (مثل النيتروجين) الذي يدخل الفرن ، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة الطاقة مع تقليل تأثير غاز التدريع على درجة حرارة الفرن ، مما يضمن بيئة صلبة قابلة للثبات.

السابع. مجالات التطبيق

أبحاث مختبر الزجاج المتخصصة: مناسبة لمختبرات المواد في الجامعات ومعاهد البحوث. يمكن استخدامه لتجارب التلبد على النظارات المتخصصة مثل الزجاج المقاوم للدرجات ، الزجاج البصري ، والزجاج - السيراميك. وهو يدرس آثار عمليات التلبد المختلفة على بنية الزجاج والشفافية والخصائص الميكانيكية ، وتوفير دعم البيانات التجريبية للبحث وتطوير مواد زجاجية جديدة.

تصنيع المنتجات الزجاجية الصغيرة المتخصصة: في إنتاج الدُفعات الصغيرة - للمنتجات الزجاجية المتخصصة ، يمكن استخدامه لتلبيس وتصلب مكونات الزجاج الدقيق (مثل العدسات البصرية والأنابيب الزجاجية ذات درجة الحرارة العالية).

اختبار أداء المواد الزجاجية: يمكن استخدامه لمقاومة درجة الحرارة العالية - واختبار الاستقرار الحراري للمواد الزجاجية. من خلال محاكاة ظروف تشغيل درجة الحرارة العالية - ، فإنه يقيم أداء المواد الزجاجية ويوفر أساسًا لاختيار المواد الزجاجية للتطبيق.

عندما تبدأ درجة حرارة الفرن في الانخفاض ببطء على طول منحنى مجموعة ، يدخل الزجاج المنصهر تدريجياً إلى منطقة بلورة النواة. خلال هذه المرحلة ، تبدأ نوى الكريستال الصغيرة في التكوين داخل الذوبان الفائق ، ويتم التحكم في نموها من خلال التحكم الدقيق في درجة الحرارة. يراقب مختبر X - مقياس الانتعاش في عملية التبلور في الوقت الفعلي ، مما يضمن الهيكل المثالي البلوري. هذا التحكم الدقيق في ديناميكيات التبلور هو التكنولوجيا الأساسية لإنتاج الزجاج العالي- الأداء - السيراميك.