由于玻璃自身特性决定了它的不良导热性,从而导致玻璃在退火过程中因为温度差必然存在着应力。本文根据超厚浮法玻璃的退火原理分析,从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。
超厚浮法玻璃的退火技术和成型工艺同是最为关键的生产技术,两者密不可分。
(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或消除玻璃中因温差造成的残余应力和光学不均匀性及稳定玻璃内部的结构,使之容易切割,达到安全使用的目的。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;当玻璃厚度增加两倍,例如由5mm增加到15mm,则残余应力R也将增加两倍。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=60℃。
(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。470°c以下,退火窑用于冷却玻璃,这样做的方法是试图保持横向(横越玻璃带)温度曲线良好的均匀性来避免破损。冷却过程发生的一切都是暂时的,这意味着在冷却的玻璃中找不到暂时过程产生的应力,这就是为什么把这些条件叫暂时应力。即使当玻璃内外层温度一致时,暂时应力消失也必须注意,因为在此温度下,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,暂时应力超过抗张强度会使玻璃破碎。
(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困难。
(4)改善超厚玻璃退火的措施:①退火的主要目的是降低或消除玻璃的残余应力,而残余应力消除关键是降低B区的冷却速度,而冷却速度与B区进出口的温度差及拉引速度有关。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降低了。有的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区进出口温度的增加,冷却速率变大,退火应力大大增加。
②拉引速度的快慢影响玻璃在B区的停留时间,在拉引量恒定的情况下,为达到降低冷却速率的目的,采用宽板慢速的方法无疑是正确的。在保证锡槽安全的基础上,适当降低其出口温度也是个好办法。
③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是减少横向温差和改善玻璃板宽度方向内应力的最好措施。
④在玻璃板下采用液化气烧边火,来改善超厚玻璃边部温度偏低是十分有效的。
⑤加强ABC三区进口的上下挡帘的分隔效果,保证各区良好的降温速率,防止形成过堂风,导致超厚玻璃退火的失败。
⑥在锡槽的低温段两侧加强密封,适当开启电加热来改善玻璃带两侧的温差,调整锡槽出口温度使得进入退火窑以前玻璃板的横向温差尽可能小并且能满足退火需要。
⑦玻璃炸裂常常发生在冷却区(退火窑出口和与切割区之间),有时很难知道调整必须是在退火区还是在冷却区(高于或低于880℃~470℃)。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,借助在线应力仪给技术人员的判断提供了客观依据,不致于造成操作失误。
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