杭州浙大玻璃新技术有限公司 刘永一
摘要:本文根据超厚浮法玻璃的退火原理分析、暂时应力对超厚浮法玻璃退火的影响、成型方法对超厚浮法玻璃退火的影响及改善超厚浮法玻璃退火的措施等几个方面论述了超厚浮法玻璃的退火技术,提供了一些切实可行的改进措施,可为超厚浮法玻璃生产厂家起到一定的指导和借鉴作用,以减少企业经济损失。
关键词:超厚浮法玻璃 残余应力 冷却速率 全自动在线应力仪。
超厚浮法玻璃的退火技术是成型工艺之外的另一个最为关键的生产技术,两者密不可分。不少企业在试制超厚玻璃时对退火没有足够重视,由于玻璃板在退火窑中严重炸裂而被迫中断拉引,功亏一篑。
(1)超厚玻璃的退火原理分析:
由于玻璃是热的不良导体,在超厚玻璃冷却过程中必然存在内外温差,退火的目的就是如何减少玻璃中因温差造成的内外应力,使之容易切割,达到不影响使用的目的,由STEIN公司提供的玻璃中残余应力的计算公式如下:
R=1.69×G×A2×1.1 式中:R-残余应力(kg/cm2) G-退火窑B区的冷却速率(℃/min) A- 玻璃板的厚度(cm) 残余应力即所谓结构应力也称永久应力,当玻璃板冷却至室温而残留在玻璃中的应力。
由上公式可知:残余应力与B区的冷却速率及玻璃厚度平方成正比。当玻璃厚度增加一倍,例如由5mm增加到10mm,则残余应力R也将增加一倍;当玻璃厚度增加二倍,例如由5mm增加到15mm,则残余应力R也将增加二倍。
B区的冷却速率:G=( Ta-Tb )×V/L 式中:Ta-Tb-B区进出口的温度差℃ V-拉引速度m/min L-B区长度m B区进出口的温度差Ta-Tb正是玻璃退火的上下限温度,一般Ta=540℃,Tb=480℃,△T=70℃。
(2)暂时应力对超厚玻璃退火的影响:
所谓暂时应力是指:退火下限温度以下,由于快速冷却造成玻璃板的内外温差引起的应力。在此温度下,玻璃完全变成弹性体,当玻璃冷却到常温时,内外温差消失,暂时应力也就消失了,由于快速冷却造成过大的暂时应力,往往会引起玻璃板的炸裂。处理暂时应力的方法与处理永久应力的方法是不同的,不熟练的操作人员往往采取不适当的方法而加剧了炸裂,越调越糟,最后被迫放弃快速冷却的手段,甚至停止了F区的冷却风,使得玻璃板到切割区还处于较高的温度,影响了切割的质量。
(3)成型方法对超厚玻璃退火的影响:
① 采用挡墙法( FS法)生产超厚玻璃时,由于玻璃板横断面厚度是均匀一致的,因此 边部不会太凉,采取一定的边部保温措施,可以使内应力大为减少,容易切割。
② 采用DT法生产超厚玻璃时,由于拉边机只起一个辅助挡边作用,齿印较浅,齿外 的玻璃边很小,齿外的边部比较凉,采取一定的保温措施可以改善边部的应力。
③ 采用拉边机法生产超厚玻璃时,由于完全依靠拉边机来积厚,使得拉边机的角度、 速度和压入玻璃的深度增加。齿印外的玻璃边较宽,玻璃边较凉,使得边部压应力增加,切割困难。
(4)改善超厚玻璃退火的措施:
① 降低残余应力的关键是降低B区的冷却速率G,而G与B区进出口的温度差△T及 拉引速度有关。由于B区的长度已经固定,因此降低A区出口温度使之提前进入退火温度范围就是延长了B区的长度,也就是使得冷却速率G降低了。不少企业在拉引厚玻璃时,A区出口温度偏高,而B区出口温度又偏低,导致B区△T增加,冷却速率G增加,退火应力大大增加。
② 拉引速度和原板宽度及拉引量有关,为达到降低冷却速率G的目的,采用宽板慢速 的方法无疑是正确的。而降低拉引量,是降低拉引速度的有效措施。
③ 减少横向温差是改善玻璃板宽度方向内应力的最好措施,加强退火窑外壳的保温, 辊子轴头和掏碎玻璃孔处的密封,特别是活动辊台两侧的保温及密封显得尤为重要。
④ A区进口的上下挡帘及C区D区的挡帘是分隔退火窑各区的有效手段,如果分隔不 好,形成了过堂风,对超厚玻璃的退火是一个致命的打击。
⑤ 在活动辊台与退火窑之间采用液化气烧边火,来改善超厚玻璃边部温度偏低是十分有效的。
⑥ 在锡槽的低温段段两侧,适当开启电加热来改善玻璃带两侧的温差,使得进入退火 窑以前玻璃板的横向温差减少。
⑦ 在线应力仪是超厚玻璃生产中显示退火应力的测定仪,超厚玻璃退火曲线的调整是 一项技术难度较大的操作,由于各种因素的干扰互相影响,很难一下子调整好,借助在线应力仪好比给技术人员一双眼睛,不致于造成操作失误。我公司推荐带理的全自动在线应力仪,采用计算机控制,能自动定时测量、打印、储存,是指导超厚玻璃生产的关键仪器。
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