搪玻璃反应罐的搪烧过程是一个多次加热及冷却的过程,完全不同于一般的热处理过程,它具有下列特点:
1、搪烧加热温度很高,一般在930℃到960℃,此时,材料的刚度急剧下降,因焊缝冷却收缩及设备支点受力,容易引起搪烧设备变形。
2、搪烧过程中设备的加热是一个渐进升温的过程,其进炉温度很高,升温速度也很快,而真正在搪烧温度下瓷釉熔平保温的时间很短。产品在冷却过程中,由于产品结构、焊缝分布不同,各部位收缩不一致,隐藏下了许多内应力。
3、设备预烧、搪底釉、搪面釉的烧成温度是逐步降低的,这样就要准确把握各道工序烧成的时间。以避免搪玻璃反应罐瓷釉烧生或过火。
4、我们常用热电偶测量搪烧的温度是炉膛内的温度,而非搪烧设备的温度,这样就有一个温差系数,需要靠经验数据认真把握。
5、同一台炉子搪烧不同的产品时其工艺是不同的,同一产品用不同的炉子进行搪烧时其工艺也是不同的。
6、不同生产单位的炉子和搪烧工艺是各不同的。不同的瓷釉对搪烧工艺的要求也是不同的。
7、每件产品的搪烧次数也不一定完全相同,如碰到搪玻璃返修,搪烧次数可能会增加一倍,甚至更多。这样就更容易引起变形,使控制难度增加。
从材料的方面讲,搪烧变形主要是材料的高温刚度下降。尤其对大型产品而言,设备自身重量很大,在选材时要考虑材料的高温刚度。一般来讲材料的碳、锰含量越高,材料的高温刚度会越高,有利于对搪烧变形的控制。但是,同时我们知道碳、锰含量的增加,钢板的屈服强度及硬度均会提高;断面收缩率及延伸率则相应减小。钢材含碳、锰含量愈高,愈不适于冷压加工成型。另外,在搪烧时,碳将被氧化成气体,当气体排出时,会造成瓷层缺陷,搪瓷用钢板的含碳总量应小于0.12%。正是基于以上理论,新推出的Q245GT搪玻璃反应罐专用钢板,适当提高了含锰量的上限,在不影响材料的冷压加工成型的前提下,使材料的高温刚度提高好多,提高了搪烧变形的控制能力。
由于在搪烧过程中,瓷釉与钢板表面发生复杂的物理及化学反应,对钢板的力学性能也会造成一定程度的降低,所以,选材时一定要慎重。
为防止搪烧变形,在搪烧过程中重点注意以下几点:
控制烧成次数,烧成次数越少,设备由于搪烧引起的变形相对也就越小;同时,也就能保证母材有足够的刚度。要做到这一条,首先,要对钢坯的制造严格把关,对坯胎的检验要仔细;其次,要对喷搪工的喷搪技能有更严格的要求;再次,对瓷釉的配比要求要严格控制,不断了解瓷釉配比及搪烧工艺的先进技术,也是减少烧成次数,提高设备性能的一个关键因素;较后,要保持环境的清洁,以避免由于灰尘杂粒对瓷面的污染,导致烧成次数的增加。
钢坯的预烧:钢坯表面的油污、铁锈斑和各种污垢需经预烧去除,更重要的是通过预烧使钢板表面脱碳、然后打砂增加瓷层咬合面积,瓷层上大多数缺陷都和预处理不当有关,它直接影响搪玻璃反应罐烧成次数。带来的直接后果就是瓷层质量隐患可能性增加,同时,预烧还能消除钢坯冷加工成型过程中所产生的内应力。
控制好炉温,重点掌握钢坯进出炉时间及恒温时间,不同瓷釉在烧成过程中有一定的时间相对应,严格按照对应的温控曲线图搪烧。
工件出炉后及时整形,整形后的工件温度在640℃以上,搪玻璃层尚未硬化,在自身重力下还会向原形状进行一定的恢复。这样能较大程度减小法兰的椭圆度和平面度。
大部分生产单位搪烧还采用传统罐横卧在烧架上烧成,这就要求操作工人熟练掌握产品在烧架上的合理安放位置,按照烧成过程中变形情况的判断,适当转动烧成工件的位置。要综合考虑烧架的结构,采用三点定面的原则把工件安放在烧架上,使工件受力均匀,较大限度的减小变形。
搪烧工装设备
针对搪玻璃反应罐搪烧过程特殊性和复杂性,对搪玻璃反应罐所用工装有严格的要求,合理的工装不但可操做性强,还能够控制搪烧过程中引起的变形。
1、烧架
由于目前大部分厂家仍然采用传统的卧烧方式,因为搪烧设备有自身重力,加热到一定温度后,产品材料由于变软而下沉,烧架设计不合理会产生严重的产品变形,造成椭圆度很标,或局部凹陷,应该从两个方面着手解决。首先,适当增加烧架的包角,包角较好达到150度;其次,应采用向心式卧烧架,向心烧架对制品的支撑力分散到每个点状面上,作用力的方向都是指向圆心的,根据力的分解与合成它既能平衡自身的重力又能阻止工件向扁平方向塌陷,从而在一定程度上抵制了制品在烧成时的椭圆性变形。受力见图5。
烧架要做到一一对应,即一个规格对应一个烧架,有的厂家一个规格的烧架对应多规格产品,这样受力不均匀,容易引起变形。
2、整形架
搪烧整形架有罐身整形架和罐盖整形架。整形一般要制造相关的专用设备。整形时要把握好时间,一般在出炉的同时进行,因为刚出炉的时候设备温度高,要温度降到640℃之前结束。