Производство пеностекла по двухстадийному способу, страница 5

Несмотря на то, что вопрос о правильной стабилизации пеностекла длительное время изучается многими исследователями, до настоящего времени нет единых рекомендаций по выбору рационального режима вспенивания и конструкции печи.

После завершения процесса вспенивания стремятся вызвать затвердение поверхности блока в форме охлаждением до температуры, при которой была бы исключена возможность термической усадки. Так как при охлаждении в пеностекле возникают временные напряжения и блок в этих условиях находится в критическом состоянии, в печи вспенивания за зоной охлаждения следует зона стабилизации, в которой происходит снятие возникших при охлаждении напряжений и выравнивание температуры по всей толщине блока.

Правильно стабилизированное пеностекло всегда характеризуется определенной усадкой, она происходит вследствие снижения давления внутри ячеек при охлаждении. Сокращение объема происходит до тех пор, пока не будут полностью сняты напряжения растяжения между слоями. При этом блок настолько сокращается, что он полностью отделяется от стенок формы и извлечение его в этот момент не представляет трудностей. При дальнейшем охлаждении блока в форме в связи с опережающим сокращением металла (форм) наблюдается обратное явление. Пеностекло, находясь уже в твердом состоянии, уменьшается в объеме пропорционально присущего ему коэффициента объемного расширения, который значительно меньше, чем у жаростойкого чугуна: происходит опережение сокращения формы, блок в ней сжимается, и извлечение его становится затруднительным.

Отжиг пеностекла

Завершающей стадией режима термообработки пеностекла является отжиг. Все исследователи сходятся во мнении, что скорость отжига должна быть минимальной, но их оценки максимально допустимой скорости охлаждения значительно расходятся. Ф. Шилл говорит о величине 0,7-0,8°С/мин, Т.Н. Кишишян же рекомендует 0,2-0,3°С/мин.

Это объясняется тем, что скорость отжига зависит от многих факторов: химического состава стекла, структуры пеностекла, характера его пористости, величины водопоглощения, вида применяемого газообразователя, формы и размеров отжигаемых изделий, способа их получения и др. Отсутствие надежных методов определения остаточных напряжений в пеностекле и множество факторов, влияющих на скорость отжига, затрудняют, хотя бы с некоторым приближением, выявить влияние режима отжига на конечные свойства пеностекла.

Между тем из опыта работы предприятий, выпускающих пеностекло видно, что стадия отжига является не менее важной, чем процесс вспенивания. Если вспенивание пеностекла сравнительно легко можно регулировать составом пенообразующей смеси, ее свойствами и температурным режимом, то степень отжига изделий контролируется лишь длительностью процесса. Поэтому до настоящего времени существуют различные мнения о продолжительности отжига и о характере температурной кривой этого процесса.

На скорость отжига изделий из стекла наиболее весомо влияет величина коэффициента термического расширения (КТР). Для пеностекла эта закономерность сохраняется. Так, в стекле, имеющем тепловое расширение ниже 65.10-7 1/°С и вспенивающемся при температуре 875-950°С, время отжига блоков толщиной 10 см составляет всего 2 часа. Стекла с высоким содержанием В2О3 , вводимого за счет R2О , отжигаются сравнительно быстро, так как их КТР значительно меньше обычных щелочных стекол. По мере повышения КТР стекла продолжительность отжига пеностекла увеличивается и для обычных стекол, применяемых в производстве (КТР~90.10-7 1/°С), время отжига блоков толщиной 120 мм составляет 12-20 часов.