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文档简介
1、1 第五章 退火窑 了解玻璃产品的退火过程和退火窑的基本 结构 了解退火窑的设计、选型 掌握玻璃退火过程的原理 2 5-1 玻璃的应力及退火制度 5-2 退火窑分类及窑型 5-3 连续式退火窑 一、网带式退火窑 二、辊道式退火窑 3 5-1 玻璃的退火过程 退火的目的: 消除或减少应力,提高光学均匀性,稳定内部结构。消除或减少应力,提高光学均匀性,稳定内部结构。 一、玻璃内的应力(热应力) 暂时应力:暂时应力:弹性状态下,T产生,取决于T和 冷却时,外层要收缩,温度高的内层阻止,张应力, 内层压应力。 温度差消失,暂时应力也消除。温度差消失,暂时应力也消除。 注意:应力超过玻璃极限强度时,会自
2、行破裂。加热与冷却不易过快注意:应力超过玻璃极限强度时,会自行破裂。加热与冷却不易过快 永久应力:永久应力:塑性状态下,质点退让表现出来。 急冷却时,内层(塑性状态)要收缩,硬化的外壳阻止,张应力 外层(弹性状态)压应力。 永久应力必须经退火过程消除。 应力大小用光程差应力大小用光程差(Nm/cmNm/cm)表示表示。 4 二、玻璃的退火原理: 消除永久应力: 高温内部质点移动应力松弛 温度范围: 上限:保温3分钟消除95%应力,=1013.4泊 下限:保温15分钟消除5%应力,=1013.7泊 从上限降温下限:慢冷阶段 从下限降温室温:快冷阶段 5 三、退火制度 6 1、加热阶段 加热到高退
3、火温度。速度不能过快,防止破裂。 有时,先冷却到退火温度。 2、保温阶段 有足够的温度和时间,使应力松驰,消除应力。 3、慢冷阶段 缓慢冷却,防止产生新永久应力。 4、快冷阶段 尽快冷却,但要防止破裂。 7 四、退火曲线的确定 退火温度退火温度 加热、冷却速度加热、冷却速度 保温时间保温时间 8 退火温度的确定 1、 实验确定法 观察法、曲线法 2、 公式计算法 根据退火常数确定(表5-1) T=1/M1(logA+M2) A=1/260a2 根据组成玻璃的各氧化物含量用计算近似确定T高 (表5-2、5-3) 根据粘度与化学成分关系求得=1013泊时的温度。 T=Ax+By+Cz+D (表5-
4、4、5-5) 9 10 11 12 13 加热及冷却速度及保温时间的计算 1、实验计算法 (1)加热速度和加热时间 h=20/a230/a2 (2)保温时间(min) =0.37/A0102a2 当10nm/cm时,=15a2 对连续压延和平拉玻璃:需先降温后,再进入退火温度。 保温时间:1= 520a2/n 预冷时间:2= 133a2/n 总时间: =1+2 n退火后允许的应力。 14 (3)冷却速度和冷却时间 一般退火时,h=/13a2 对精密退火:h=/26a2 当5nm/cm时,h=0.4/a2 冷却速度可随温度降低渐增(每10递增一次,到10/a2 为止,以后恒定不变) h=h0/2
5、(1+2t0-t/20) (5-25) 当要求10nm/cm时, 有保温阶段时,h=0.6/a2 没保温阶段时,h=5/13a2 制品厚度大于5mm 时,h快=10/a2 制品厚度小于5mm 时,h快=25/分 15 2、经验计算法 加热速度:h0=h2=k2/a2 慢冷却速度: h1=k1/a2 快冷速度:h2=h0 保温时间一般为取1020分钟 16 17 5-2 退火窑分类及窑型 通常按制品的移动情况把退火窑分为三类: 间隙式 半连续式 连续式 18 19 一、间隙式退火窑(图5-4a、b) 制品不动,窑内温度随时间而变。 明焰式(大型、厚壁 、特种制品)、 隔焰式(光学玻璃粗、精退火)
6、 特点: 生产能力低,燃耗多,占地大,劳动条件差,操作 不易机械化, 调节灵活,能满足特殊产品的精退火要求。 正逐步被连续式退火窑取代。 20 二、半连续式退火窑(图5-6c、d) 制品间歇移动,温度制度恒定 牵引式(卷扬机牵引小箱) 隧道式(铰车牵引小车) 特点: 温度变化是不连续的,跳跃式的,对退火不利。 截面上温度分布不均匀 热损失大,热耗40008000KJ/kg制品 劳动强度大 窑内运行设备易损失,需经常维修。 21 三、连续式退火窑: 垂直输送带式(e) 日用玻璃制品退火用 网带式退火窑( f) 日用玻璃制品退火用 辊道式退火窑( g) 平板玻璃退火用 22 对退火窑的总体要求 1
7、、确保退火质量 2、降低燃料消耗 3、在优质,低耗的基础上做到“快速” 4、在保证退火质量下,结构力求简单,操作也要 方便。 23 5-3 连续式退火窑 网带式退火窑 日用玻璃的退火窑 辊道式退火窑 浮法、平拉、压延平板玻璃的退火窑 24 一、网带式退火窑 特点: 1、水平气流 2、热交换以对流为主 3、长度方向温度分段控制 结构:网带及传动装置,窑膛,燃烧设备 25 26 按使用燃料可分为以下几类: 内炉加热式退火窑 强制气流循环式退火窑 烧重油的退火窑 电热退火窑 利用反射隔热技术的退火窑 27 28 内炉加热式退火窑 直火式火箱设于网带下面(图5-7) 布满棋盘状小孔,使燃烧产物分散上升
8、。 特点:温度分布不均匀,需要改进 29 强制气流循环式退火窑 结构(图5-10a、b) 加热带,慢冷带,快冷带(利用轴流风扇和风机强制循环) 慢冷带间接冷却;快冷带直接冷却 特点: 温度分布不均 气流速度快,对流快 风扇,热交换器,风扇的位置可调 网带使用期长 可利用冷却带排出的热空气作助燃空气,消耗低 高速喷嘴亦可形成强制气流循环(图5-11) 30 31 32 33 烧重油的退火窑 燃烧设备: 中压外混喷嘴 R型低压喷嘴 特点: 合理的火焰流程,达到退火温度且分布 均匀,符合退火曲线,耗油少,结构简单。 34 油嘴使用安装的特点: 1、火焰的温度分布特性刚好满足退火要求。 2、减少时间。
9、 3、只安装一支喷嘴,有利于减少横向温差。 4、隔焰加热均匀,平稳。但油耗多。 逆向安装喷嘴效果最好。 35 36 37 38 电热退火窑 使用电热丝或电热板作发热体, 也可采用远红外电热板。 39 二、辊道式退火窑 传动装置: 耐热钢管组成辊道,用电动机经变速箱 和传动机构带动所有钢辊转动。 钢辊转速:浮法wmax=900m/h 40 41 退火窑结构 1、钢壳: 若干节,每节3m 退火窑分为十个区域: A区:均匀加热带,预退火区 B区:重要退火带,退火区 C区:缓慢冷却带,间接冷却区 D区:间冷到直冷的过渡带,封闭自然冷却区 Ret1和Ret2区:热风循环冷却区 E区:敞开自然冷却区 F区:敞开强制冷却区 42 2、 加热系统: A区:板上两边装有电加热元件 板下横向分五区装加热元件 B区:板上两边都装有加热元件 板下不装 C区:板上两边加热 43 3、冷却系统: 前端间接冷却 A,B,E区用热交换器冷却,板上,板下 分五区 后端直接冷却 Ret区自动控制的热空气直接冷却 F区:风机提供室温空气冷却 44 4、 控制系统 A、B、C区仪表全自动控制 F1、F2、F3手动控制 45 5、传动辊,传送系统 辊数:160多根 辊径:1=300mm,2=200mm 材质:镍铬合金 三台传动系统 46 退火窑温度划分 1 均匀加热带:1720m,570550 2 重要退火带:202
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