钢化玻璃工艺参数的设定.docx

许伟光( 洛玻集团洛阳加工玻璃有限公司，河南 洛阳 471004)摘要:在钢化玻璃工艺过程控制当中，工艺参数的设定是否合理对产品的质量和成品率起着决定性的作用，在对每一个参数进行设定时，必须了解该参数的作用和设定的依据，以及相关参数之 间的相互作用，才能保证优质合理工艺的实现。笔者通过多年的生产实践，针对玻璃加热、冷却 和成型工艺参数的设定进行分析和探讨。关键词:玻璃钢化; 温度; 风压中图分类号:TQ171 6 + 82文献标识码:B文章编号:1000 2871( 2011) 04 0025 05Process Parameters Setting of Strengthened GlassXU Wei guang在生产弯钢化玻璃时，一般将钢化工艺过程分加热、冷却和成型三个方面，以下对工艺参数的分析和探讨也主要围绕这三个方面进行。玻璃加热过程工艺参数的设定加热炉上部温度与下部温度的设定炉温设置分上部温度设定与下部温度设定，炉温设定的主要依据是玻璃的厚度，玻璃的钢化温度随玻璃11 1厚度的增加逐渐降低，要钢化的玻璃越厚，温度设定就越低，玻璃越薄，温度设定就相对越高。玻璃风冷钢化时要求玻璃自身必须达到半塑性的状态，这样才能消除玻璃体内的残留应力。平板玻璃的钢化温度是在630 附近，也就是说玻璃在进行风冷钢化时，自身的温度必须达到 630 。对钢化炉加热段上部与下部温 度的设定，最终目的要使玻璃达到上表面与下表面的温度一致，其具体的设定可参考表 1。在钢化生产 10 mm 以上的厚玻璃时，如果加热温度控制不当，在玻璃进行风冷时，容易发生玻璃掉角的 现象，特别是边部有孔的玻璃。出现此类问题，就应考虑玻璃的加热温度设置的合理性，温度设置过高、玻璃 加热过快，都会导致厚玻璃掉角的现象。1 2加热时间的设定加热时间的设置同样依据玻璃厚度，同时要考虑玻璃的规格大小、玻璃的颜色、玻璃的开口状态和玻璃的成型状态。加热时间的合理设定，首先要考虑玻璃的厚度，钢化炉的加热功率是一定的，理论上玻璃的加热时间约 为每毫米厚玻璃 40 45 s，但是如果玻璃上有钻孔或开口，加热时间可以增加 2 5% 5% ，对于 15、19 mm 厚的玻璃加热时间可增加 5% 15% 。另外，玻璃的板面越大，加热时间在此基础上还应相应的延长。1 3 加热平衡的开启与关闭玻璃与搪瓷2011 年 8 月26 表 1 钢化炉加热段上、下部温度设定温度设定玻璃厚度 / mm上部温度 / 下部温度 / 3 2 4720 730715 7255695 700690 6956690 695685 6908685 690680 68510121519675 680660 670660 665650 660670 675655 665655 660640 650一般钢化炉的加热段都具有加热平衡功能。玻璃在加热炉内的加热是由多种途径所构成，分别是辐射、对流和热传导。加热平衡的开启可以提高加热炉内空气的流速，改变炉内空气的流动状态，提高对流加热的 效率，且使加热炉内各个区域的温度相对更加均匀。对于大面积的玻璃在封闭的钢化炉内开启对流加热，一方面可以提高玻璃加热的速率，另一方面有助于 玻璃表面各个区域加热更加均匀。对中间开孔的玻璃进行加热，有时需要对加热炉内的区域温度进行微调， 这时建议开、闭加热平衡。1 4区域温度微调的设定一般钢化炉加热段的温度控制都具有微调功能，都可以实现对炉内的局部温度进行微调。在实际生产弯钢化玻璃时，需要对炉内的某个区域温度进行局部调整，例如应适当提高出炉端靠近炉门处的温度。1 5 玻璃热摆速度的设定热摆的速度对玻璃的均匀加热有影响，不合理的热摆速度会影响钢化玻璃的平整度和钢化效果，导致玻 璃钢化后出现辊道印痕和钢化后的碎片不均匀，同时不利于玻璃的均匀加热。玻璃在加热炉内进行热摆运动的过程，同时也是玻璃与传输辊道之间热交换的过程，玻璃在炉内的摆动 速度越快，可以增加玻璃与传输辊道的热传导面积，一定程度上可以加快玻璃的升温速率。另外，由于玻璃 的厚度越薄，玻璃自身的升温速率就越快，且对风冷钢化时玻璃自身温度要求越为严格，为了使玻璃表面各 区域均匀受热和实现良好的钢化效果，这时必须相应提高玻璃在加热炉内的热摆速度。玻璃厚度越厚，玻璃 自身的升温速率相对较慢，可以相应降低玻璃的热摆速度。例如生产 5 mm 厚的钢化玻璃时可设定热摆速 度为 220 mm / s，在生产 6 mm 厚的钢化玻璃时，热摆速度可适当降低为 200 mm / s。1 6 玻璃长度的设定所有水平钢化炉在生产时都需要对此项工艺参数进行设置。玻璃在炉内的位置完全取决于玻璃长度参 数的设定。此项参数应该按照玻璃的实际长度进行设定，如果玻璃长度参数设定过长，会使玻璃在加热炉的 往复距离缩短。空炉时间的设定空炉时间的合理设定不容忽视，一般钢化炉都具有显示加热炉内各个区域温度的功能。如果电炉内的 某个区的热消耗超过加热效果，这个区域内就会出现温度下降的现象，一旦加热炉出现超负荷的现象，就有 可能出现玻璃在冷却段的破碎。通过查看加热炉内各个区域的温度显示，可以掌握炉内各个区域的温度情 况。空炉时间一定要保证上片玻璃出炉后，加热炉内温度恢复到温度设定值为基准。1 7玻璃冷却过程工艺参数的设定2第 39 卷第 4 期玻璃与搪瓷27 2 1出炉速度的设定玻璃出炉速度的快慢对玻璃在进行风淬火时自身的温度造成很大的影响。出炉的速度越慢，玻璃在传输至风冷段过程中的热量损失就越多。由于玻璃的厚度越薄，对风冷淬火时的温度要求越严格，所以出炉速度的设定主要应该依据钢化玻璃的厚度和玻璃板面的大小，钢化玻璃的厚度越薄，出炉的速度应当越快，例 如在生产 5 mm 厚的钢化玻璃时，出炉速度最好设定为 500 mm / s，而在生产 6 mm 的钢化玻璃时，可以适当 降低玻璃出炉速度，设定在 450 mm / s 即可。出炉速度的设定在依据玻璃厚度的同时，也要考虑玻璃板面的大小，例如: 在做平钢化大板面的玻璃时， 出炉速度设定不当会导致玻璃在吹风时出现裂纹或炸口，这是由于板面过大，出炉速度慢，玻璃前后端冷却 不一致造成的。2 2 玻璃冷摆速度的设定冷摆速度对玻璃的均匀冷却有影响，不合理的冷摆速度会导致玻璃钢化后的碎片不 均。玻璃的厚度越 薄，对钢化时的风压要求越严格。为了使玻璃表面各区域实现良好的钢化效果，需要提高玻璃在风冷段的冷 摆速度，玻璃厚度越厚，可以相应的降低冷摆速度，例如生产 5 mm 厚的钢化玻璃时设定的冷摆速度为 250 mm / s，在生产 6 mm 厚的钢化玻璃时，冷摆速度可降低为 200 mm / s。在生产弯钢化的玻璃时，冷摆速度的设定还要依据玻璃的成型弧度，成型的半径小，冷摆的速度要相对 快一些，成型半径大，速度可以相对慢一些。2 3 钢化时间与冷却时间的设定玻璃在风冷段的冷却工艺分为急冷段和冷却段两个部分，钢化时间是玻璃从加热炉内进入风冷段后的 急冷吹风时间，钢化时间区别于玻璃的冷却时间，钢化时间对玻璃的钢化程度起着重要的作用。急冷时间段 是玻璃表面应力形成的过程，钢化时间的设置主要依据玻璃的厚度，厚度越厚，玻璃的钢化时间相应的越长。冷却时间包括钢化时间，冷却的主要作用在于降低出炉后玻璃的表面温度，玻璃出炉后必须要将其温度 降低到手可以进行接触。不同厚度玻璃的钢化时间与冷却时间的设定可参考表 2。表 2 钢化时间与冷却时间的设定时间设定 / s玻璃厚度 / mm钢化时间冷却时间3456810125 1015 2030 4050 6080 100120 150180 2003060809015018030015280 30040019350 400500钢化风压与冷却风压的设定钢化风压是钢化工艺参数中最为重要的工艺参数之一，钢化风压对玻璃的钢化程度与钢化效果产生直 接的影响。钢化风压的设定一方面依据玻璃的厚度，玻璃的厚度越薄，对钢化风压的要求就越高，钢化风压 设置过大会导致玻璃的自爆机率升高，另一方面也要考虑玻璃的颜色和玻璃的开孔开槽状态。钢化风压的调节可以在计算机上进行，但上风栅的风压与下风栅的风压调节一般需要对上、下风路中心2 4位置的导流板进行调整。导流板位于上、下风路的中心位置，用来调节上风栅风压与下风栅风压的大小，向玻璃与搪瓷2011 年 8 月28 上调是加大上风栅的风压、减小下风栅的风压，向下调是加大下风栅的风压、减小上风栅的风压。冷却风压的主要作用在于降低钢化后玻璃的温度，对玻璃的钢化程度不会产生影响。不同厚度玻璃的 钢化风压和冷却风压可参照表 3。表 3 钢化风压与冷却风压的设定风压设定 / kPa玻璃厚度 / mm急冷风压冷却风压34568101212 167 83 52 310 50 32222222150 22190 122 5风栅间距的设定玻璃在风冷段进行冷却时，风栅与玻璃之间的间距对施加在玻璃表面的风压将产生影响。当吹风的风压一定时，如果风栅与玻璃之间的间距变小，施加到玻璃表面的风压将相对的增大，其碎片数量、机械强度和安性能都会得到提高; 反之，如果风栅与玻璃之间的间距增大，施加到玻璃表面的风压将相对的减小，玻璃钢 化后表面获得较小的应力，其碎片数量、机械强度、安生性能就会相对较差。当钢化时的风压不变时，一定程度上可以通过调节风栅与玻璃之间的距离来达到调节钢化玻璃质量的 目的，但也不能一味地缩短风栅与玻璃之间的距离，距离过小将加大钢化后玻璃表面出现应力斑。不同厚度 的玻璃，风栅与玻璃之间的距离调节范围可参照表 4。表 4 风栅与玻璃间距的设定3 玻璃成型工艺参数的设定吹风延时的设定吹风延时是制做弯钢化玻璃时需要设定的一个工艺参数。在制作弯钢化玻璃时，必须要等到玻璃成型 后才能吹风。吹风延时长，玻璃软态时在风栅里的往复时间就越长，玻璃的弧度好，但同时容易造成玻璃在 风冷段的破碎，颗粒不能满足要求。此项参数的设定要考虑玻璃的成型弧度和玻璃最终钢化后的碎块。3 2 提弧速度的设定在生产弯钢化玻璃时，需要对提弧的速度进行设置，它是指玻璃进入风栅后，风栅由平变弯的速度。其3 1设定的原则是成弧半径小、玻璃厚度薄要求快一些，成弧半径大、玻璃较厚要求慢一些。提弧速度的设置可玻璃厚度 / mm 风栅与玻璃之间的距离 / mm玻璃厚度 / mm 风栅与玻璃之间的距离 / mm3 10 154 10 205 20 306 30 408 35 4510 40 5012 50 6015 60 7019 70 80第 39 卷第 4 期玻璃与搪瓷29 以参考表 5。表 5 弯钢化玻璃提弧速度的设定结语不同的钢化炉虽然参数操作系统与参数控制方式不同，但笔者通过多年对不同厂家和不同型号钢化炉 的接触和实际操作，认为钢化炉控制参数及控制项目基本相同。要想熟练地掌控钢化玻璃的生产工艺，成为 一名合格的钢化工艺人员，必须对这些参数的作用、设定依据、相互关系进行全面的掌握，只有这样才能保证 钢化玻璃优质高效的工艺质量。4参考文献:1 朱雷波 平板玻璃深加工学M 武汉: 武汉工业大学出版社，20022 王承遇 玻璃表面处理技术M 北京: 化学工业出版社，2004檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷檷热烈祝贺四川天齐同北京工业大学的合作项目正式启动锂辉石在医药玻璃材料中的应用研究与开发课题正式展开2011 年 7 月上旬，全球储量最大、品质最好的澳洲锂辉石中国区总代理四川天齐矿业有限责任公司同北京工业大学玻璃研究室正式展开了关于 锂辉石在医药玻璃材料中的应用研究与开发 的项目。澳洲锂 辉石的低膨胀、强助熔和环保的特性能提高医药玻璃包装材料的化学稳定性，能降低熔化温度、高温黏度。 因此该项目旨在研究一种环保型含锂硼硅酸盐医药玻璃组成，以制备达到抗水一级标准的医药玻璃材料，同 时促进医药玻璃行业的节能减排工作。近年来，国际上医药制品不断地推陈出新，药液的 pH 值有较宽范围，急需具有高化学稳定性的医药玻 璃包装制品。锂辉石作为一种优质矿产资源，不仅能提高医药玻璃的品质，同时对医药玻璃行业的节能降耗 工作能产生积极影响。因此通过四川天齐同北京工业大学的此次合作，将最终获取性能优良、价格合理的高 化学稳定性含锂医药玻璃材料的组成。本次研究课题，不仅顺应了当今医药玻璃行业的发展形势，也是响应 了低碳经济的社会号召，同时还能拓展锂辉石的应用领域，因此这也是四川天齐从事锂辉石市场推广以来的 重要研发项目之一。四川天齐同北京工业大学双方都非常重视本次合作，这不但是双方今后展开战略合作 的开端，更为双方未来的紧密合作打下坚实基础。近年来，经过天齐公司的大力推广，澳洲锂辉石已在照明玻璃、玻璃纤维、陶瓷、冶金、化工等领域