玻璃陶瓷餐具抗熱震性在線篩檢方法*

何 飛 黃知龍

(廣東健誠高科玻璃制品股份有限公司 廣東 潮州 515658)

玻璃陶瓷餐具屬于日用玻璃陶瓷，有盤、碗等種類。產品的相關標準規定了抗熱震性要求和抗熱震性的試驗方法。抗熱震性的試驗是采用熱交換的方式，在產品檢驗方面屬于型式檢驗。試驗是抽取代表性產品，以代表性產品的抽樣試驗結果代表本批產品的抗熱震性結果。由于不是對所有產品試驗，則存在產品偶然性的風險。為了降低客觀上的偶然性風險，可以模仿產品使用過程環境和型式檢驗的方法，研究出專門的裝置，在生產線上形成熱冷交換環境，使產品百分之百地通過設定的熱冷交換環境。在這一過程之后，經不起熱冷交換而破損等缺陷產品能直觀地得到識別，并被檢出和隔離。

1 分析和研究

1.1 產生抗熱震性不穩定的原因

產品原料配方中添加了一定比例的成核劑，利用其在產品內部析出均勻的納米級晶體，從而實現對可見光的散射，產生出不透光顏色(如乳白色)。由于產品的不透光特點，產品中存在的一些氣泡、雜質、未熔顆粒不能通過肉眼識別，這類產品也不容易被檢出。產品成形之后會存在一定的內應力，產品中存在氣泡、雜質、微小顆粒時，會引起內應力集中。當產品遇到熱冷環境變化時，應力集中會引起產品開裂。因而通常會造成部分產品的抗熱震性不穩定。

1.2 減少產品抗熱震性不穩定的方法

減少產品抗熱震性不穩定的方法之一是：材料熔煉的控制，既是材料熔煉應充分，輸料管道應進行恰當的保溫；方法之二是：產品篩檢，通過產品篩檢裝置，形成熱冷交換環境，使產品內應力在熱冷交換環境中釋放，產生破裂的產品得到識別并被檢出。篩檢裝置最好與生產線聯接，能達到節能、方便等效果。

1.3 在線篩選裝置形成

篩檢裝置結構示意圖如圖1所示。

1.4 技術方案

玻璃陶瓷餐具抗熱震性在線篩檢設備，包括加熱單元、冷卻單元和干燥單元；加熱單元包括加熱爐、熱循環風機和第一傳動輥，第一傳動輥位于加熱爐內，加熱爐內設有多根加熱管，熱循環風機與加熱爐連接使加熱爐內的熱量均勻；冷卻單元包括多個噴淋器和第二傳動輥，第二傳動輥的上游位于第一傳動輥的下游，多個噴淋器向第二傳動輥噴水，噴淋器噴淋的水中含有黑色墨水；干燥單元包括多把除水風刀、熱風機和第三傳動輥，第三傳動輥的上游位于第二傳動輥的下游，多把除水風刀與熱風機連接，多把除水風刀朝第三傳動輥吹熱風；用第一傳動輥、第二傳動輥和第三傳動輥依次傳動乳白玻璃餐具至加熱單元、冷卻單元和干燥單元。

所述冷卻單元共設有四個噴淋器，第二傳動輥的上方和下方分別設有兩個噴淋器。 所述噴淋器的流量為100～200 L/h。 所述第一傳動輥、第二傳動輥和第三傳動輥均為陶瓷輥棒，第二傳動輥的傳動速度為20～30 mm/s。 所述冷卻單元還包括循環冷卻水塔和冷卻水槽，循環冷卻水塔與冷卻水槽連接，循環冷卻水塔為冷卻水槽提供冷卻水，多個噴淋器與冷卻水槽連接，冷卻水槽位于第二傳動輥下方。通過設置冷卻水槽，回收噴淋水，進一步降低成本。 所述冷卻水槽內的冷卻水中含有0.2%的黑色墨水。 所述冷卻單元和干燥單元之間設有擋板，通過設置擋板防止冷卻單元的噴淋水影響產品干燥。 所述除水風刀包括第一風刀、第二風刀和第三風刀。第一風刀豎直設置，第二風刀和第三風刀分別位于第一風刀的左右兩側，第二風刀和第三風刀分別朝第一風刀傾斜設置。第一風刀、第二風刀和第三風刀形成多角度風幕對產品進行除水干燥，確保產品全方位干燥，提高干燥效率。 所述除水風刀的風速為100～150 m/s，溫度為70～80 ℃，熱風機的加熱功率為10 kW，熱風機的風機功率為5.5 kW。所述篩檢設備還包括控制單元，加熱爐、第一傳動輥、第二傳動輥和第三傳動輥分別與控制單元電性連接，控制單元用以控制加熱爐內的溫度，以及第一傳動輥、第二傳動輥和第三傳動輥的傳動速度。

1-加熱爐 2-熱循環風機 3-第一傳動輥 4-加熱管 5-噴淋器 6-第二傳動輥 7-循環冷卻水塔 8-冷卻水槽 9-擋板 10-熱風機 11-第三傳動輥 12-第一風刀 13-第二風刀 14-第三風刀

2 工作原理及效果

玻璃陶瓷餐具抗熱震性能在線篩檢設備的工作原理：將乳白玻璃餐具裝于不銹鋼籃筐，保持產品之間斜立和分開，保證空氣和水能在產品之間通過，將裝有乳白玻璃餐具的籃筐通過第一傳動輥送進加熱爐進行加熱，根據產品需要承受的急冷、急熱溫差和冷卻水溫度，調節加熱溫度 T1，根據產品大小調節第一傳動輥的傳送速度，使所有產品均勻加熱至所需溫度；乳白玻璃餐具在加熱爐中被加熱至所需溫度 T1，出爐后利用第二傳動輥快速傳送至冷卻單元，噴淋器連接溫度為 T2的冷卻水，從上下兩個角度對產品進行噴淋急冷，產品所承受急冷、急熱溫差△T=T1-T2，抗熱震性能不符合要求的產品會在快速降溫的過程中發生破裂，產生裂紋或是直接開裂，冷卻水中含有0.2%的黑色墨水，使得冷卻水帶有一定的顏色，產品裂紋中滲進帶顏色的墨水，有利于質檢人員發現未開裂但已經形成裂紋的產品；經冷卻單元噴淋急冷后的產品進入干燥單元，通過多把除水風刀多角度形成風幕對產品進行除水干燥，經過干燥后的產品到達收集臺，把破損和有裂紋的產品挑出。

經過篩檢裝置的運行和試驗，產品在線篩檢取得效果，會有部分不合格產品被檢出。經篩選之后的產品再進行常規的抽檢測試。未發現個別產品抗熱震性不合格的問題。在線篩檢中，篩檢裝置的控制操作必須規范化，確保篩檢的有效和穩定性。另外，常規的抽檢還是必要的，是對在線篩檢效果的驗證。在線篩檢可以使產品得到全部檢測，常規抽檢的頻次可以適當減少，但不能完全中止。當常規抽檢發現問題時，應對被抽檢批次產品進行重新在線檢測，并對篩檢裝置及工藝進行檢查和調整，確保在線篩檢有效和穩定。

玻璃陶瓷餐具抗熱震性在線篩檢的裝置和方法是有效的，能使抗熱震性不合格產品得到直觀的識別并被檢出。在產品質量控制方面，相對常規抽檢更加有效。本方法在產品質量控制方面具有意義和作用，在有條件的生產線上可以配套及應用，有助生產企業產品質量的穩定和提高。