浮法玻璃退火工藝

浮法玻璃退火工藝2023/10/10浮法玻璃退火工藝第1頁浮法玻璃退火工藝

3456退火基本原理

退火實踐操作與分析退火應(yīng)力分析退火窯分類與構(gòu)造退火溫度設(shè)計根據(jù)12345浮法玻璃退火工藝第2頁退火窯長度與生產(chǎn)能力有關(guān)浮法玻璃退火工藝第3頁（一）理解幾個概念1、什么是玻璃退火為了減少或消除玻璃制品在成型或熱加工后，由于冷卻過程內(nèi)外溫差而殘留永久應(yīng)力，在玻璃一定溫度范圍內(nèi)（相稱于1013—1014泊溫度）進行熱處理過程稱退火。2、退火目標？利用降溫伎倆和合理降溫速度，在一定允許范圍內(nèi)，減少玻璃殘余應(yīng)力，穩(wěn)定玻璃內(nèi)部構(gòu)造和光學(xué)不均勻性。

浮法玻璃退火工藝第4頁（一）理解幾個概念3、應(yīng)變點Ts（470℃）此溫度下玻璃為彈性體，質(zhì)子不能移動，由溫差引發(fā)彈性變形或應(yīng)力，會伴隨溫差消失而消除，只會產(chǎn)生臨時應(yīng)力。4、轉(zhuǎn)變點Tg（514℃）此溫度下玻璃為半塑性體，質(zhì)子會移動，由溫差引發(fā)應(yīng)力，會由于質(zhì)子移動關(guān)系而松弛一部分，松弛越多玻璃最后產(chǎn)生永久應(yīng)力越大，是很主要溫度。浮法玻璃退火工藝第5頁5、退火上限：玻璃在此溫度保持3min，應(yīng)力消除95%溫度范圍，540-570℃6、退火下限：玻璃在此溫度保持3min，應(yīng)力消除5%溫度范圍，450-480℃永久應(yīng)力與上下限溫度范圍內(nèi)降溫速度有太大關(guān)系（一）理解幾個概念彈塑性體彈性體亞剛性剛性浮法玻璃退火工藝第6頁玻璃在冷卻過程中，黏度呈指數(shù)劇增。溫度由516.05℃降至常溫，Δt＝486.05℃，物理特性卻展現(xiàn)出連續(xù)、漸變規(guī)律。整個退火過程是“應(yīng)力與應(yīng)變成正比”關(guān)系剛體。位移終止，應(yīng)力松弛現(xiàn)象消失，不可逆轉(zhuǎn)永久應(yīng)力被固定，如與此后臨時應(yīng)力在矢量重合部位互相疊加。當(dāng)單種應(yīng)力或疊加應(yīng)力超出玻璃抗拉強度時，玻璃會炸裂。退火基本原理1自由流動熔體完全彈性體高黏滯塑性體過渡為完全彈塑性體彈性體初態(tài)彈塑性體遲緩均熱退火前成型成型前主要浮法玻璃退火工藝第7頁玻璃應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力熱應(yīng)力機械應(yīng)力永久應(yīng)力臨時應(yīng)力板芯應(yīng)力板芯應(yīng)力平面應(yīng)力平面應(yīng)力2退火應(yīng)力分析應(yīng)力分類臨時應(yīng)力：

隨溫度梯度存在而存在，隨溫度梯度消失而消失熱應(yīng)力。永久應(yīng)力：當(dāng)高溫玻璃通過退火后冷卻至常溫并達成溫度均衡后，仍存在于玻璃中熱應(yīng)力，也稱為殘余應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力。浮法玻璃退火工藝第8頁永久應(yīng)力產(chǎn)生原因分析玻璃是熱不良導(dǎo)體，在冷卻過程中，相鄰地方不也許是同一種降溫速度，這就注定在過程中會存在溫差，這個溫差，決定了誰先進行到剛性體先后次序，最后反應(yīng)出有地方分子停頓位移，有地方還能夠位移，這種位移差將，造成在同一塊玻璃上應(yīng)力松弛不一樣，從而產(chǎn)生永久應(yīng)力。永久應(yīng)力大小和產(chǎn)生是分子位移成果浮法玻璃退火工藝第9頁板芯永久應(yīng)力表面永久壓應(yīng)力產(chǎn)生了，邊松也是這個道理

-表達張應(yīng)力+表達壓應(yīng)力10-3=-77710-3=-7450℃450℃400℃400℃550℃550℃550℃550℃10-10-101030℃30℃30℃30℃30℃80℃80℃30℃應(yīng)力合=10+（-7）=(+3)數(shù)字只示意應(yīng)力大小邊部變長浮法玻璃退火工藝第10頁平面永久應(yīng)力左右左中右中550℃550℃550℃550℃550℃550℃550℃550℃不會有應(yīng)力分子移動相同分子都不移動應(yīng)力永久存在30℃30℃400℃400℃+3+3450℃以上產(chǎn)生永久應(yīng)力，下列不會板邊長于板中部應(yīng)力合-10+7=-3=應(yīng)力松弛量無論何應(yīng)力都不能超出極限，包括二者應(yīng)力疊加30℃450℃450℃-3-330℃浮法玻璃退火工藝第11頁永久應(yīng)力與什么有關(guān)1.與厚度有關(guān)2.與退火區(qū)縱向冷卻速度有關(guān)3.與退火區(qū)橫向冷卻速度有關(guān)4.與退火區(qū)上下冷卻速度有關(guān)1.對切裁斷面質(zhì)量影響很大2.對玻璃深加工影響很大浮法玻璃退火工藝第12頁永久應(yīng)力描述在玻璃退火整個冷卻過程中，玻璃體彈性體轉(zhuǎn)化過程是有內(nèi)外差異，外層冷卻速率高與內(nèi)層，會提前收縮，密度增加，轉(zhuǎn)化為彈性體。這種收縮對中心層分子形成向內(nèi)壓力，使中心層受壓應(yīng)力，外層受中心層抵制受張應(yīng)力。當(dāng)中心層隨溫度減少轉(zhuǎn)化為彈性體時，質(zhì)點網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造收縮就會受表面層提前固化固態(tài)性質(zhì)強烈抑制，使熱能不能釋放，而轉(zhuǎn)化成質(zhì)點間離子鍵能，使中心層網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造松馳，密度減少，質(zhì)點間存在拉應(yīng)力。則組成中心層受拉應(yīng)力，表面層受壓應(yīng)力，這種力永久存在。浮法玻璃退火工藝第13頁30℃80℃80℃30℃450℃450℃450℃450℃30℃30℃30℃30℃+10+10450℃下列所產(chǎn)生應(yīng)力隨溫差消失而消失板邊短于板中部10+（-10）=0無論何應(yīng)力都不能超出極限，包括二者應(yīng)力疊加臨時應(yīng)力產(chǎn)生原因分析+10+10-10-10板邊=板中部-10-1030℃30℃-10浮法玻璃退火工藝第14頁臨時應(yīng)力描述

在玻璃低于下限溫度冷卻時，外層收縮量臨時大于內(nèi)層，此時因是完全彈性體，玻璃外層收縮會受到內(nèi)層妨礙，而使外層受到向外推力而產(chǎn)生了張應(yīng)力，內(nèi)層相反，應(yīng)力大小從張應(yīng)力到壓應(yīng)力呈拋物線對稱分布。在某一點時壓應(yīng)力和張應(yīng)力大小相等，應(yīng)力方向相反，互相抵消為零成為稱中性層。玻璃在降到室溫前，會產(chǎn)生新相反應(yīng)力，此時新應(yīng)力逐漸增大，本來應(yīng)力逐漸減小，直到溫差消失，兩種相反應(yīng)力同步泯滅。浮法玻璃退火工藝第15頁退火溫度設(shè)計根據(jù)3玻璃退火起始黏度以不使制品發(fā)生變形為準，這是由高溫高效退火理論決定，就浮法玻璃而言1010.82～11ρ，600～595℃。彈性體初態(tài)彈塑性體高黏滯塑性體自由流動熔體完全彈性體過渡為完全彈塑性體玻璃六個物理特性浮法玻璃退火工藝第16頁兩個階段之退火階段之三個狀態(tài)最佳次佳最次

595℃516℃玻璃作構(gòu)造調(diào)整，減小不可逆轉(zhuǎn)構(gòu)造差所致永久應(yīng)力，符合制品要求值。分別與彈塑性體、彈性體初態(tài)和亞剛體三種物理特性相對應(yīng)。浮法玻璃退火工藝第17頁退火四個狀態(tài)特性構(gòu)造基團位移轉(zhuǎn)為分子位移。黏度劇增使位移活度銳減，減小構(gòu)造差調(diào)整顯著削弱。玻璃在彈性體初態(tài)階段處于次佳退火狀態(tài)。最佳退火狀態(tài)（彈塑性體）溫差所致構(gòu)造差是玻璃冷至彈塑性體時就開始產(chǎn)生。此時玻璃黏度較低，構(gòu)造基團位移活度大，在均勻溫度場作“順向位移”構(gòu)造調(diào)整容易進行，減小構(gòu)造差效果最佳，對減小永久應(yīng)奉獻最大。次佳退火狀態(tài)（彈性體初態(tài)）浮法玻璃退火工藝第18頁這時，≥1014.5ρ位移終止，構(gòu)造調(diào)整停頓，廣義應(yīng)力松弛現(xiàn)象消失。構(gòu)造差引發(fā)永久應(yīng)力被固定，只有分子震動，是單純應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系剛體。溫差只產(chǎn)生臨時應(yīng)力。玻璃處于臨時應(yīng)力活躍，并與永久應(yīng)力相疊加后續(xù)退火階段。最次退火狀態(tài)（亞剛體）分子位移活度幾近衰竭，構(gòu)造調(diào)整近乎停頓，減小構(gòu)造差功能甚微。后續(xù)退火狀態(tài)（完全剛體）退火四個狀態(tài)特性浮法玻璃退火工藝第19頁后續(xù)退火狀態(tài)（完全剛體）最次退火狀態(tài)（亞剛體）次佳退火狀態(tài)（彈性體初態(tài)）最佳退火狀態(tài)（彈塑性體）516-480℃545-516℃568-545℃600-568℃這不是A/B/C分區(qū)哦）四個狀態(tài)關(guān)系浮法玻璃退火工藝第20頁看一看、比一比哪個區(qū)主要B區(qū)A區(qū)600-550550～480600-568545-516516-480568-545最佳退火狀態(tài)100%次佳退火狀態(tài)79.5%次佳退火狀態(tài)20.5%最次最佳退火狀態(tài)100%后續(xù)退火狀態(tài)51%退火階段（溫降84℃）溫降50℃占59.6%溫降34℃占40.4%看來A區(qū)要主要些浮法玻璃退火工藝第21頁退火窯設(shè)計理念以A區(qū)（600-550℃）為“重心”集中了最佳和次佳退火狀態(tài)B區(qū)（550～480）℃，減負7.14%也得益頗多C區(qū)（480～390℃），減負10%意義重大挖掘換熱效率高Ret區(qū)之潛力，以改善其他各區(qū)工況從“六個物理特性階段、兩個退火階段和四種退火狀態(tài)”，得到了浮法玻璃退火窯設(shè)計技術(shù)路線，重點有左邊四條：浮法玻璃退火工藝第22頁二、退火溫度制度退火允許冷卻速度計算冷卻速度光程差取30常數(shù)厚度二分之一浮法玻璃退火工藝第23頁退火殘余應(yīng)力計算殘余應(yīng)力，Kg/m2板厚mm常數(shù)B區(qū)冷卻速度，℃/min相同拉引量不一樣厚度應(yīng)力允許值、使用值、板芯應(yīng)力值算一下吧浮法玻璃退火工藝第24頁二、退火溫度制度退火窯分類與構(gòu)造4目前，浮法玻璃退火窯均為全鋼全電退火窯，就其構(gòu)造而言，它包括輥道和殼體兩部分。世界上在制造該種退火窯上較著名公司有兩家，一家是起步最早比利時CUND公司，另一家為法國STEIN公司，兩家產(chǎn)品各有特點，CUND公司以冷風(fēng)工藝為基礎(chǔ)，而STEIN公司則以熱風(fēng)工藝為基礎(chǔ)，其他部分基本上趨于一致。

浮法玻璃退火工藝第25頁二、退火溫度制度CUND退火窯劃分F區(qū)C區(qū)

F區(qū)F區(qū)A區(qū)Ret區(qū)600-550550～480480～390390～230230～90加熱均熱帶主要冷卻帶遲緩冷卻帶迅速冷卻帶急速冷卻帶退火冷卻速度按6mm計算一般選18.52℃/min1.5:1冷卻速度5:1冷卻速度2.5:1冷卻速度3:1冷卻速度3:1冷卻速度1.75:1冷卻速度各區(qū)長度就能夠算出了B區(qū)浮法玻璃退火工藝第26頁CUND退火窯構(gòu)造電加熱下部輻射管上部輻射管熱電偶進風(fēng)口傳動輥道出風(fēng)口風(fēng)機A區(qū)構(gòu)造浮法玻璃退火工藝第27頁CUND退火窯構(gòu)造電加熱下部雙輻射管上部雙輻射管熱電偶出風(fēng)口傳動輥道進風(fēng)口風(fēng)機B/C區(qū)構(gòu)造浮法玻璃退火工藝第28頁CUND退火窯構(gòu)造熱風(fēng)出口退火輥道上部混合風(fēng)下部混合風(fēng)Ret區(qū)構(gòu)造浮法玻璃退火工藝第29頁退火實踐操作與分析5較為抱負玻璃帶應(yīng)力分布是；兩邊部有一定壓應(yīng)力,中間為較小張應(yīng)力，也就是說我們在退火區(qū)兩側(cè)溫度要控制比中部稍低某些，這樣既能夠減少縱炸危險，又把應(yīng)力控制在了允許范圍之內(nèi)。

浮法玻璃退火工藝第30頁退火常見現(xiàn)象

(1)邊緊邊部張應(yīng)力大，從側(cè)面看，板中部有稍微起鼓現(xiàn)象，在橫掰時易出現(xiàn)板中部縱炸現(xiàn)象，中部斷面會有含糊毛擦，厚板掰邊易劈邊。(2)邊松邊部壓應(yīng)力大，退火敞開部有拍輥現(xiàn)象，橫掰時邊處裂紋不走直線，多缺角現(xiàn)象多。張應(yīng)力張應(yīng)力壓應(yīng)力壓應(yīng)力浮法玻璃退火工藝第31頁退火常見現(xiàn)象(4)向下彎曲板下永久壓應(yīng)力＜板上，邊部有些向下緊繃現(xiàn)象，底面與底面向板時中部有顯著縫隙。(3)向上彎曲板下永久壓應(yīng)力＞板上，邊部有些上翹現(xiàn)象，底面與底面向板時邊部有顯著縫隙。張應(yīng)力壓應(yīng)力板下板上板下板上浮法玻璃退火工藝第32頁降溫梯度是退火關(guān)鍵均熱最關(guān)鍵減少永久應(yīng)力進口溫度要穩(wěn)定，不要板擺橫向要稍有梯度降溫要慢，減少散熱量避免過大臨時應(yīng)力不要在此處炸板就可竭力而為減小壓力過高——F區(qū)壓力會大過低——沒有必要小松緊在此調(diào)整看板整體平整度FRetCBA浮法玻璃退火工藝第33頁溫度對稱性至關(guān)主要在實際生產(chǎn)運行中，玻璃帶在退火窯內(nèi)往往出現(xiàn)跑偏，甚至是擺動（或兩側(cè)保溫強度有差異），這時雖然我們通過調(diào)溫伎倆把兩邊溫度調(diào)成同樣，它實際降溫速度也是不一樣樣，就會失去對工況精確判斷與控制，過程中所形成熱應(yīng)力就會失去平衡，假如強行調(diào)整，就會形成單邊過大臨時應(yīng)力，或兩側(cè)應(yīng)力截然相反使板發(fā)生扭曲，這對退火是相稱不利，就像板上板下降溫速度不一樣而引發(fā)板彎曲同樣。旋轉(zhuǎn)90°看看，是不是與板彎應(yīng)力有類似浮法玻璃退火工藝第34頁玻璃退火控制，對于不一樣品種來說主要控制區(qū)別，就是縱向降溫梯度不一樣而已，如假設(shè)玻璃在進口端，橫向溫度是均勻，那么要想確?？v向降溫一致性，就應(yīng)當(dāng)是；各個區(qū)域閥體開度是同樣，現(xiàn)實生產(chǎn)中這種情況是不也許，不論如何努力，玻璃邊部溫度都是低于中部，而退火窯散熱也符合這一理論，因而我們在玻璃進退火窯時就進行了努力校正，一般做法是將閥體程倒V字形排列，這一排列理論上應(yīng)當(dāng)延續(xù)到F區(qū)，假如不一致，就說明在縱向降溫上各點降溫速度不一致，顯然是不合理。前后閥體控制一致性是退火良好體現(xiàn)浮法玻璃退火工藝第35頁1、合理減少拉引量2、減