译文
名称：ASTM C1279-2009
退火、热处理和全钢化平玻璃边缘和表面应力光弹性无损测量标准方法
1.总则
1.1这个测试方法覆盖了退火、热增强和全钢平板玻璃的边缘和表面应力检测。
1.2这个测试方法是无损的。
1.3这个测试方法是用光线传输，即光线透过玻璃。
1.4这个测试方法不适于化学钢化玻璃。
1.5使用过程描述，表面应力只能在浮法玻璃的锡面上检测。
1.6表面应力的测量仪器设计的表面反射指数是被规范在一定范围内。
1.7值的单位为SI单位。没有其他的测量单位包括在标准中。
1.8这个标准未明确顾及安全的地方，如果有的话，与此相关联的可以使用。这个使用人应当建立适当安全和健康行为和决定其先期使用的适用性。
2.涉及文件
2.1ASTM标准
C162玻璃技术和玻璃生产
C770测量玻璃应力的方法-光系数
C1048热处理浮法玻璃规范-Kind HS、KindFT镀膜和非镀膜玻璃
E691产品和实验室内研究测试方法的测试精度操作
2.2其他文件
工程标准手册
钢化玻璃表面和边缘应力
3.术语
3.1定义：
3.1.1分析仪-一个偏振元件，在被测样品和观察者之间指定位置。
3.1.2起偏器-一个单向平面偏振方向透射光的光源装配。位置在光源和待测样品之中。
3.1.3光程差补偿片-一个光学设备，一种产生高质量透过光程差的双折射材料：位置在待测样品和
分析仪之间。
3.2这种方法的条款定义，涉及C162术语。
4.测试方法概要
4.1这个标准里面描述了两种测试方法：
4.1.1步骤A-描述一种使用接近平行的光线传播到表面上的表面应力测试方法。
4.1.2步骤B-描述一种使用光线垂直方向传播到玻璃表面上边缘应力测试方法。
4.2两种方法都使用光弹性的基本概念。因为要产生应力，材料应具有各向异性和双折射性。当偏振光传播通过各向异性材料，沿着最大和最小主应力方向分解成不同速度和振动方向的光线，这两光线产生相对光程差，相对光程差与测量的应力成正比；而且可以用补偿片精确检测。使用额外背景看钢化玻璃的表面和边缘应力。
5.注意事项和使用
5.1热增强玻璃和全钢化玻璃的强度和性能受热处理过程影响重大。
5.2边缘和表面应力水平被GTA的工程标准手册C1048和外来标准所规定。
5.3这种方法提供了直接方便的无损检测退火和热处理玻璃残余的表面和边缘应力。
6.操作原则
6.1过程A：测量表面应力：
6.1.1测量表面应力要求能够使入射偏振光线在邻近表面的薄层中传播的光学仪器（注1）。棱镜就是起到这种作用。光线以临界角ic入射，用楔形补偿器测量基于表面应力产生的光程差（见图1）。
6.1.2光束以临界角ic和45°偏振入射到棱镜边缘。一个石英补偿片Wc放置在新产生光路中，在样品表面产生的光程差Rs中加上补偿片产生的光程差Rc。分析器A放置在视野和补偿片Wc之间，会产生可见的具有稳定的光程差R的条纹或线条，其中：
R=Rs+Rc
因为样品产生的光程差和表面应力S成正比，光线路径t，因此，可以得出：
Rs=C*S*t=C*S*ax
其中：R：相对光程差
C：光弹系数
S：路径t垂直方向上的表面应力
t：在进口和出口点1、2之间的光传播路径
a：几何因子（与棱镜设计有关）a=t/x，这个常量被制造商所确定。
6.1.3补偿片增加的本体光程差是个与长度y有关的线性变量，按一下计算：
Rc=b*y
b是一个常量，由补偿片制造商确定。观察者在补偿片上看到的总的光程差R。
R=Rs+Rc=a*C*S*x+b*y
6.1.4R的条纹值是不变的，因此斜线见图2。角度θ是这些相对平行的包含光线的条纹倾斜角、见
图1和图2。这种测量应力是与斜角θ的切线成正比，使用量角仪和校准设备常数K Mpa（psi），被制造商确定。
在实际过程（见一下9.1）中，操作者测量观察到的条纹的倾斜角θ。
注1.本章所涉及的表面应力测量仪器是由宾夕法尼亚州北威尔士的应变光学技术设计的。
Note2.浮法玻璃的应力常数通常为2.55到2.65 布儒斯特。可以使用C770测量标准中所描述的方法
来校准。
6.2步骤B：测量边缘应力
6.2.1测量边缘应力是使用一个楔形补偿的偏振设备来完成的，见示意图3.
6.2.2偏振光与样品边缘之间的角度必须为45°，同时分析仪必须垂直偏振方向。整体放大应该至少20倍，以便能够清晰可见刻度板和靠近边缘的光弹性条纹。刻度板在样品邻近位置必须有小于0.1mm（0.004in）刻度。补偿片的分辨率至少5nm，同时补偿片应该被制造商用565nm的波片校准，其校准结果表达为nm/div。
斜角区域的测量深度
6.2.3补偿器通常使用线性楔形类（babinet）或均匀的babinet-soleil类型补偿器。线性楔形类型的要求刻度板放置在楔形补偿器附近而且直线运动幅度和导螺杆及参考刻度板定位楔子位置。
6.2.4均匀区域不要求刻度板，和必须装有测量楔子相对运动的导螺杆。
7.抽样
7.1 A 测量表面应力—测量点数依产品规格确定或按C1048拟定的草案要求。
7.2 B测量边缘应力—从每条边缘中点获取读数。
8.环境
8.1为了避免热应力，样品应该在测试整个过程中达到环境温度。
9.测量步骤
9.1 A—测量表面应力
9.1.1清理表面上得任何油污或其他化学沉积物。
9.1.2样品锡面上的测量点位置放置一些滴特定指数的液体（折射油）。指数（折射率）应该高于被测玻璃的折射率同时要低于棱镜的折射率。
9.1.3按照供应商规定执行光路校准，以在补偿片上获得清晰的等间隔条纹图像。
9.1.4使用量角器测量这些条纹对称平面上的角度θ（单位°）（见图2）
9.1.5已知被测量位置点得表面应力均匀（α1、α2、α3三个方向相差1°以内）或者测量方向被特殊规定，对7.1规定的每个位置进行测量。
9.1.5.1在不确定最大和最小应力的情况下（不规则几何、接近边缘、或不均匀热处理过程），沿着α1、α2、α3方向定位设备，测量每个方向的样式条纹角度θ1、θ2、θ3。
按以下选择α1、α2、α3：
α1 平行于最近边缘
α2 与最近边缘成45°角
α3 垂直于最近边缘（见图4）
9.2 B—测量边缘应力：
9.2.1使用千分尺，测量样品应力测量点处的厚度。
9.2.2靠近玻璃边缘位置放置设备。测量用分划线放在临近设备的位置。
9.2.3使用分划线，测量不透光的密封或者斜角区域（磨边）深度（mm）。如果斜角区域（见图5）深度低于0.25mm，使用视觉推断观察到的条纹样式（见9.2.4）。当深度等于或大于0.25mm时，使用公式推断（见9.2.6）
9.2.4使用视觉推断测量—观察接近样品边缘的光弹性条纹样式（见图6a和图6b）。校准楔子（或双楔子）直到黑色条纹达到边缘，图6b。或穿过边缘十字线（单楔子，图6a）
9.2.4.1当使用双楔子，校准导螺杆，使双楔子移动，直到黑色条纹到达边缘（图6b）而且获得楔子位置的滚筒读数De。
9.2.4.2当使用单楔子补偿器，校准楔子位置直到黑色条纹穿过边缘十字准线（图6a）而且在导螺杆行驶滚筒上得补偿器上获得刻度读数De。
9.2.5使用单楔子或双楔子在玻璃边缘中心获得度数Re，用滚筒读数或刻度乘以校准因子b。
其中：Re 光程差（nm）
De滚筒读数或刻度
b补偿器校准，nm/偏差
9.2.5使用测量推断公式—边缘缝导致边缘读数困难（d＞2.5mm），在分划板刻度设定的x1和x2（图6a和图6b）两个点之间测量光程差R1和R2。这些点对应表1筛选。光程差R1和R2（nm）是在点x1和x2处使用补偿器测量的光程差值。边缘光程差Re（nm）从以下公式获得：
9.2.7使用千分尺测量样品上待测应力点位置的厚度。
10.计算和解释
10.1A 表面应力测量—当使用9.1.5得到测量角时，用以下公式计算表面应力S：
其中K是设备校准常数，由制造商确定，单位Mpa（psi）
10.1.1通过比较在三个方向α1、α2、α3读数S来评估应力状态，这种情况下表面应力是定向的。如果三个方向相同测量产生的角θ1、θ2、θ3值相差1°以内，则计算平均角，即得到的表面应力为以下公式9和公式10：
如果测量角θ1、θ2、θ3相差超过1°，那么使用等式7，得到在α1、α2、α3三个方向上的三个应力值S1、S2、S3，按等式11和等式12计算主应力Smax和Smin。
10.2B：测量边缘应力—从光程差Re计算边缘应力：
其中：D 补偿器刻度读数，表示导螺杆滚筒或刻度
Re =D*b补偿器读数（nm）
T玻璃样品厚度（mm）
CB 应力光学常数，布儒斯特（1Brwstr=10-12/Pa或nm/psi*in）
Se 应力Mpa（psi）
注意3 转化Mpa为PSI单位，Se的Mpa值乘以145即可。
11.报告
11.1 报告中至少应包括：
11.1.1样品生产日期
11.1.2 样品标识（材料）
11.1.3 抽样规则
11.1.4 玻璃厚度
11.1.5表面测量：
11.1.5.1测量位置
11.1.5.2测量方向
11.1.5.3每个位置和计算应力的θ1、θ2、θ3值
11.1.6边缘测量：
11.1.6.1测量位置
11.1.6.2倒角尺寸
11.1.6.3样品测量点厚度
11.1.6.4推断方法是用—可视化推断值（9.2.3）或计算值（9.2.5）
11.1.6.5边缘应力平均值
12.精度和偏差
过程A
12.1按照E691作法，引导实验室间循环测试确定表面应力测量的精度和偏差。表2概括这个研究的结果，这个测试里面，7个实验室使用过程A测量6件样品。每个结果是反复3次的平均值。样
品按应力水平在一个泛的范围内排列。详细分析原始数据和ASTM提出的研究报告格式的中间计算。
12.1.1在所有样品相同位置（点A）收集的数据统计分析，总结出的结果如表2显示，而且列表中包含有测量条纹角度和计算应力值。测试数据从每个样片收集5个点。在每个样片上，相当大的表面应力差异被测出来，产生大量的数据分散性。每个样片的应力差异实际上高于单个点的再现性测量。
12.1.2在表2中，重复性标准偏差Sr表达为实验室内重现性测量的平均值，同时标准偏差Sx表达为实验室内偏差。从使用公式4测量出的角度计算应力。无法保证所有循环测试中使用的设备都被校准确定成与工厂要求的一致。
12.1.3偏差—校准和设备常数K用于转化条纹角度θ为应力，受材料光弹性常数C和测量样品折射率影响。在批量相同材料作为测试样品中，忽略这些仅仅在校准设备时才能消除的更改将导致系统错误。
过程B
12.2根据E691方法确定边缘应力测量精度和偏差，开展实验室间循环测试。表3总结这个研究成果。每个测试结果是3个重复测试的结果平均值。使用8个样品，包括热增强和钢化玻璃，厚度范围2到12mm。数据详细分析以及中间计算包含在ASTM研究报告的文件中。
12.2.1通过参与的实验室使用过程B收集的数据进行统计分析的结果总结如表3所示。每个测试结果是所有四条边中间应力测量的平均值得到的。在磨边超过0.25mm的情况下，使用推断过程。所有结果表达为Mpa（psi）
12.2.2在表3中，重复性标准偏差Sr表达为实验室内再现性平均值及标准偏差Sx表达为实验室内偏差。从光程差和使用样品的光弹性常数Cb=2.65计算应力值，等式12。
12.2.3补偿器使用在过程B要求的校准中。没有保证所有实验室最近都有校准他们的补偿器。
13.关键词
13.1退火玻璃：热增强玻璃；偏振光检测；应力测量；钢化玻璃
厚玻璃退火常见问题的解决方法随着市场对平板玻璃原片不断增长的需求，浮法线的数量急速增加，我国浮法玻璃的产能已连续多年位居世界第一位，同时国内建筑用10mm以上厚度玻璃的需求量也在不断上升。然而厚玻璃生产时成品率偏低，其主要原因是厚玻璃在退火过程中易发生裂边和掰边困难。 1、原因分析 (1)厚玻璃是指厚度在10mm以上的玻璃，国内这种厚度玻璃的生产主要采用拉边机法生产，采用拉边法成形的厚玻璃边子的厚度远远小于生产厚度，这就造成玻璃在退火降温过程中若没有其它措施边子的温度会远远低于牙痕以内的区域，进入退火窑的玻璃温度曲线和经过退火降至室温的玻璃应力曲线见图1所示。 其中a为玻璃板横向温度分布曲线，b为玻璃板横向应力曲线。由于边部温度过低形成较大的压应力造成切割掰边极为困难。 (2)厚玻璃永久断面应力大，造成切割困难。进入退火窑的玻璃板温度一直呈降低趋势，由于玻璃的导热性能低，厚玻璃厚度方向就会存在较大的温度梯度，事实上板芯温度仍偏高，这样使得最终玻璃的永久应力增大，造成切割困难。 (3)在经过退火保温区后进人敞开区冷却时，由于边子薄而温度很低，边子与牙痕以内的区域形成很大的温差，由于巨大温差而产生的暂时应力与永久应力叠加后仍使边子处于极大的张应力状态．从而易发生边部裂边，如图2所示。
2 解决方法 (1)降低玻璃板锡槽出口温度，同时可适当降低退火窑A、B区出口温度，这样可使退火窑各区温减小和玻璃厚度方向温差缩小，从而降低玻璃的永久应力。同时要注意在锡槽出口不应使用过多的电加热和冷却水包，以免出现玻璃表面与内部温度不均匀的现象。 (2)在退火窑入口对玻璃边部加热，即采用LPG喷枪烧玻璃边子。烧边子的作用主要是提高边子的温度，减小其与中部的温差，降低边部压应力，由于边子压应力的降低，使切割掰边得到改善，使用烧边火后边部应力的变化如图3所示。同时避免边缘微裂纹的产生，有助于减轻裂边现象的 发生。
12mm浮法玻璃退火中几个问题的 产生原因及解决办法 12mm浮法玻璃生产中，退火与成型占据着同等重要的位置。12mm浮法玻璃的退火实际上是围绕着劈边、横切白渣、掰边困难、弯曲度大等四个问题的解决而展开的。在解决上述几个问题的过程中，退火窑的温度制度得到了优化。同时，优化的退火温度制度又保证了玻璃内在质量的稳定。本文试图在总结12mm浮法玻璃退火经验的基础上，对一些退火问题的本质进行分析。 1退火窑简介 我公司浮法一线500t/d生产线配置的退火窑是STEIN公司生产的第二代浮法玻璃退火窑。其基本情况间表1。 与CNOD退火窑相比，STEIN退火窑通过控制A区、B区循环热风的温度与风量来控制玻璃带的降温。通过E1区、C区和D 区连接在一起。在退火窑A0区进口，E1区的进出口以及D区中部设置了四道挡帘，并在E1区设置了一压差计。通过调节D区的风温、风量把E1区的压力控制为零压或微负压，目的在于阻止退火窑内前后气体的流动，保证退火温度制度的稳定。 STEIN退火窑在温度控制方式上，采用的是纵向为温度控制，横向为温差控制的方案。为保证玻璃带横向温度的均匀，在A0区设置了板上板下直接电加热器，在A区进出口、B区进口板下设置了活动的边部电加热器。同时，还可以利用退火窑上部冷却
风管中风温、风量的精细调节，对玻璃带实施横向温度调整，把玻璃板处A区B区是的横向温差控制在5℃以内。 2劈边 2.1 现象描述 所谓的劈边，是指在积厚玻璃（板厚δ≥10mm）生产中，玻璃原板的两个光边沿牙印的纵向开裂。这种开裂首先是在玻璃的光边上形成了许多小裂纹，然后小裂纹扩展到牙印处，再沿纵向劈开。劈开的光边长度，短的有2~3m，长的则有20~30m。劈边发生时，常常伴有玻璃的横切白渣问题。劈边发生后，玻璃原板宽度变小，这就给随后的掰边工作造成了很大的困难。严重时，掰边操作无法进行。2.2 产生原因分析 从多次发生劈边到解决劈边的过程来看，我们认为在劈边发生时，玻璃带横向存在着不合理的表层应力分布。设想中的应力分布应如图1中（b）所示。其中（a）为正常时的应力分布状况，（c）为与应力曲线对应的玻璃带。 正常情况下，玻璃带中部存在着微弱的张应力，牙印外的光边也受到了一种微弱的张应力，牙印里300~500mm区域则受到了一微弱的压应力。应力曲线与横坐标轴的交点A、B位置基本固定。此时，玻璃具有比较好的状态切割性能。 当某些退火参数设置不当或外界条件发生较大变化引起劈边时，则表面应力曲线就会变成图中（b）所示的状况。这时，玻璃带中部及光边受到了较大的张应力，牙印里300~500mm区域则受到了一较
第三章浮法退火窑 1、引言 玻璃退火窑是改善玻璃应力的设备，它直接影响玻璃的成品率及玻璃的后续处理，在玻璃生产中处于重要位置。玻璃产品的性能、生产规模及质量决定退火窑的退火特点，因而不同产品退火窑的结构会存在着差异。现在浮法玻璃退火窑为适应浮法玻璃的生产有着自己的特点，它能够处理大吨位锡槽产出的玻璃原片，具有现代化的自动控制技术，产品能够适应各种平板用户对浮法玻璃的要求。 目前，浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑，就其结构而言，它包括辊道和壳体两部分。世界上在制造该种退火窑上较著名的公司有两家，一家是起步最早的比利时CUND公司，另一家为法国STEIN公司，两家产品各有特点，CUND公司以冷风工艺为基础，而STEIN公司则以热风工艺为基础，其他部分基本上趋于一致。 退火窑壳体按照CUND公司一般分为A0区、A区、B区、C区、D 区、RET区、E区和F区，而STEIN公司则分为A0区、A区、B区、C 区、E。区、D区、E区和F区。虽然在过渡区和重要退火区的叫法不一，各部分的功能是一致的。 退火窑辊道由传动系统和辊子组成。辊子一般为钢辊，也有一些生产线采用部分石棉辊。退火窑前端的部分辊子的高度可调，以适应玻璃带出锡槽时的爬坡。退火窑传动一般包括两个传动站，当退火窑运行时，直接带动退火窑辊道的为主传动,另一个为从传动，从传动以主传动95%的速度运行，一旦主传动故障，从传动迅速提速代替主传动。也有的退火窑除了
两个主要传动外还带一个小电机传动。 2、退火窑 退火窑可分为保温段、密封段和敞开段，保温段指在线镀膜区A0区、退火前区A区、重要退火区B区和退火后区C区，密封段指过渡区E0（或D）区和循环热风冷却区D（或RET）区，敞开段指间接冷却区E区和直接冷却区F区。目前，以热风工艺为特色的STEIN退火窑普遍使用在浮法玻璃工厂中，我们公司也普遍使用该公司的产品，下面所要阐述的主要以STEIN退火窑为主。 2.1 A区 退火窑的前一节或两节是A0区，它的顶是可移动式的，用于在线镀膜。该区不具备冷却功能，但边部设立了电加热，辊子直径一般为305mm，对于玻璃原板较宽的退火窑，辊子直径可达365mm，辊间距一般为450mm。 A区所有壳体由钢板焊接而成，其内部为耐热不锈钢。每节下部均设有碎玻璃清扫孔，同时，每节也设有检查孔。壳体四周采用矿物棉毯保温。辊子缝隙、清扫孔、检查孔、加热元件塞子都进行了保温。 A区和B区共用两台冷却风机，A区冷却风为顺流。在A区的顶部，其冷却器为不锈钢风管，平行于玻璃板布置，分区来调节玻璃板横向温度，每区自动控制；在A区的底部，其冷却器为不锈钢风箱，平行于玻璃板布置，也是通过分区来调节玻璃板横向温度，每区手动或自动控制。A区的头部和尾部的上面、下面分别设置热电偶，采用独立控制回路。 下面是A区冷却风控制回路示意图
浮法玻璃生产工艺流程 窑头料仓的混合料经两台斜毯式投料机推入熔窑，熔窑以重油为燃料烧油将配合料熔化成玻璃液，再经澄清均化、冷却后通过玻璃液流入锡槽成型。在流道上没有安全闸板和调节闸板。并没有板宽流量控制装道。 玻璃液在锡液面上自摊平，展开，再经机械拉引挡边和接边机的控制，形成所需要的玻璃带，然后被拉引出锡槽，经过渡辊合，进入退火窑。为避免锡液氧化，锡槽内空间充满氮氢保护气体。 进入退火窑的玻璃带在退火窑内，严格按照制定的退火温度曲线进行退火，使玻璃的残余应力控制在要求范围内。出退火窑的玻璃带随即进入冷端。 玻璃带在冷端经过切割掰断，加速分离、掰边、纵掰纵分后，通过斜坡道，并经吹风清扫，然后进入分片线，人工取片装箱包装堆垛成品由叉车送人成品库。 在冷端机组中，预留了洗涤干燥，缺陷自动检测、喷粉和中片自动取板装箱堆垛设备的位置。生产线上设有紧急落板、掰边、欠板落板三个落板装置。使型不合格板不进入切割区。使掰不合格的板不进入装箱堆垛区。 经破碎和搅碎的碎玻璃通过1#胶带输送机由生产线后部向前部输送，送到2#胶带机上运至退火切裁工段厂房外侧的3#胶带输送机上。正常生产时，3#胶带输送机顺转将碎玻璃送入4#胶带输送机，经提升机进入窑头碎玻璃仓仓内碎玻璃由电振给料机送出经电子秤称量。然后撒到配合料胶带输送机上送窑头料仓。生产不正常时过多的碎玻璃由3#胶带输送机逆转送入碎玻璃堆场。分片处和成品库产生的少量碎玻璃由人工运送到碎玻璃堆场。堆场的碎玻璃由装载车运到碎玻璃地坑处经破碎后由提升机进入室外碎玻璃储仓。使用埋单仓下电振给料机送入4#胶带输送机送往窑头碎玻璃仓使用。 熔窑燃油各项指标参数：熔制温度曲线；液面高度投料速度由中央控制系统自动控制。 锡槽玻璃成型温度曲线；玻璃液流量；拉引速度；玻璃带宽度和厚度由中央控制系统自动控制。 退火窑玻璃带退火温度曲线和冷却速度，各项指标参数由中央控制。
玻璃退火问题与切割 一、厚玻璃退火问题的解决 (1 ) 生碴( 糖状物) 产生生碴的根本原因在于表层应力曲线不合理、板芯温度高、残余的板芯张应力过大, 玻璃板在横掰时经常在断面上出现白色的生碴。在退火曲线上表现为降温速度过快, 调节的方法为降低锡槽出口温度, 使A 区入口温度保持在575～580℃左右, 提高B1 区温度10℃左右、B2 区15～20℃左右、C1 区20～25℃左右、C2 区出口15℃左右, 上述数值是与5mm 玻璃退火温度相比的。 (2 ) 裂口玻璃板在横掰处, 在刀口断面上有小的裂纹延伸到板里约1～10mm 左右。 这种玻璃在冷端斜坡输送辊上稍微受力就会自动炸开, 有的在装箱后运输中炸裂。这种情况出现的原因, 一种是因为横掰辊子抬得过高引起, 这可以通过调节辊子高度解决; 另一种是因为退火造成的, 又可分为两种情况: ①裂口处在退火区温度相对较高, 退火后区裂口处温度偏低, 使此部位张应力太大。可通过降低退火区裂口对应部位玻璃温度或升高退火后区裂口对应部位玻璃温度解决。 ②板上下温差过大, 有的C区板下温度比板上要高60～70℃ , 而F 区离横切较近, F区风管由于板下比板上堵塞严重, 这就造成板下比板上风量小, 这些因素使端面上部受张应力过大, 强行掰断就易产生裂口。调解上可以将C区板上温度适当上调。有时裂口与生碴同时出现, 调解上可先按处理生碴的方法调解, 这时裂口有时会同时消失, 若消失不了再按处理裂口方法调解。 (3 ) 中分表现为中分不走刀口, 出现多角或少角。 某厂曾对12mm 玻璃进行过大片离线应力检测, 应力曲线如图5-11 ( a ) 所示。 冷风工艺的应力曲线应为图5-11( b ) 所示。(注: 应力单位为度, 1 度= 3. 27m μ光程差) 由此可以看出, 板中与两肋受永久压应力, 造成中分不走刀口。这种情况一般可通过提高B 区中部温度或降低C 区中部温度, 增大横向温差, 从而增大中间的张应力加以解决。 (4 ) 掰边表现为掰边时出现多角或少角, 掰不完整。 这种情况主要由自由边薄、散热快、温度低及退火窑边部密封不好使边部压应力过大引起的。可以通过提高边部张应力加以解决, 解决的方法主要有 ①通过烧边火提高边部温度。 ②在自动掰边机的基础上增加杠杆机械轮、顶轮、压轮等辅助掰边设备。用拉边机成形的厚玻璃, 板边比齿印内的玻璃薄, 边部散热比板中部多, 因此, 板边比中部温度低。在退火区, 这种温差的存在, 将使温度均衡后的玻璃边部受压应力,中部受张应力, 切割掰断时, 切口出现多角或少角, 也就是说横切边部不走刀线。在冷却区, 这种温差的存在, 边部将受张应力, 中部将受压应力, 厚度
浮法玻璃退火窑Ａ．Ｂ．Ｃ三区长度计算的新技术 陈正树黄利光俞新浩 （中国新型建筑材料工业杭州设计研究院杭州市３１０００３） 摘要本文针对浮法玻璃退火窑（国产和引进的）Ａ、Ｂ、Ｃ三区在生产中普遍存在长度偏短，尤其是ｃ区，玻璃带冷却不到工艺要求温度的情况；以传热学理论研究分析其原因，然后按玻璃退火工艺要求，用传热学理论推导Ａ、Ｂ、Ｃ三区长度计算的简便新公式． 关键词退火窑冷速推导计算长度的新技术 １前言 浮法玻璃退火窑设计的首要任务是按设计生产规模要求计算确定各区的长度。新式退火窑以往都是按玻璃退火工艺要求，以６ｍｍ玻璃带拉引速度来计算确定各区的允许冷却速度，ｌ＝ａｔ／Ｃｘｖ６。式中△ｔ为该区开始和终了的玻璃温度差，Ｃ为冷速，Ｖ６为６ｍｍ玻璃拉速。根据玻璃退火工艺要求和国外提供的技－术资料。Ａ区的冷却速度为Ｃ＝２２－－－２８℃／ｍｉｎ，Ｂ区为Ｃ＝１６＂－－２０℃／ｍｉｎ，Ｃ区Ｒ和Ｆｌ区均为Ｃ＝４５－－一５５℃／ｍｉｎ，Ｆ２区为Ｃ＝３０一－４０℃／ｒａｉｎ，Ｆ３区为２２－～３０℃／ｍｉｎ，来计算其长度，然后根据辊距和节数确定其长度。这从退火工艺理论来讲是正确合理的。但在生产实践中发现其长度偏短，尤其是Ｃ区。有的建线单位要求加长。但加多少长亦应有所依据；盲目地加得太长也没有必要。太长了不仅需增加退火窑的建设费用，而且对玻璃退火也未必有利。因此，如何正确合理计算确定Ａ、Ｂ、Ｃ三区的长度，成为十分必要。 ２以允许的冷却速度计算确定Ａ、Ｂ、Ｃ三区长度，在生产中发现偏短的 原因一 众所周知，玻璃带在退火窑中退火是有控制的冷却过程。在此过程中，由于玻璃带受到冷却必然释放出热量，此热量必须及时被传到室外，以使炉膛空间保持确定的温度和使玻璃带按允许的冷却速度进行退火冷却到该区确定的终了温度。如Ａ区从６００－－－５５０＂（２，Ｂ区从５５０－－４８０℃，Ｃ区从４８０－－３８０℃。而在生产中发现冷不到终了温度，尤其是ｃ区，而且ｃ区板上下温度差大，这是什么原因？为了解分析其原因，必须从传热学角度来研究分析其原因。 玻璃带在退火窑退火冷却过程是十分复杂的传热过程。对玻璃带本身来讲，是传导传热，因玻璃表面先冷，温度低于内层，热量由内向外流，由于Ａ、Ｂ、Ｃ三区炉膛内空气基本是静止的（不流动），根据传热学理论，是属自然对流，即以自然对流方式将玻璃带由于冷却释放出的热量传给空间，玻璃带由于冷却，从ｔｌ—ｔ２，释放出的热量为ｑ＝心ｌＣｌ．ｈｃ２）ＸＴｋｃａｌ／ｍｉｎ，此热量应与以自然对流方式传给炉膛空间的热量ｑ－＝ｃｔ（ｔ名－ｔ０２ＸＦ相等，列出热平衡方程式： ｑ＝（ｈｃｌ?ｔ２ｃｇＸ／ｒ＝ａ（ｋｔａ）２×Ｆ（１） 式中：Ｘ为拉引量ｋｇ／ｍｉｎ， ｔＩ、ｔ２为玻璃带在该区开始和终了时的温度，℃： ｃｌ、Ｃ２为与ｔｌ、ｔ２相对应的玻璃比热，Ｋｃａｌ／ｋｇ?℃： ０【为自然对流换热系数，Ｋｃａｌ／ｍ２?ｍｉｎ?℃： ｔｇ为玻璃在该区的平均温度，℃ｉ ８８
浮法玻璃退火窑常规操作 3 常规操作 3.1边松 边部压应力大，12mm以下玻璃边部用手能抬起来，玻璃太厚了抬不动。玻璃易横炸。 调整：开大退火后区边部风量，或升高退火前区边部温度。 3.2边紧 边部张应力大，12mm以下玻璃边部用手很难抬起来，玻璃易纵炸。 调整：关小退火后区边部风量，或降低退火前区边部温度。 3.3退火温度调整方法 : A 、 B 、 C 三区以调整温度设定值为主 , 如切手动控制 , 则直接调整风阀开度 , 对温度的调节幅度每次应控制在 2 ℃以内 ; RET区、 F 区及冷端边部吹风则调整风阀开度或变频器频率值;退火
调整应从后往前 , 即先调敞开区风阀 , 如无效再往前调 C、B、A 三区的温度; 3.4 发现异物的处理 : 在锡槽吹扫清洗水包及故障应急处理时应坚守在敞开区后 , 观察板面上是否有硅碳棒等异物 , 锡槽工操作时如发现有异物落于板面上应及时通知退火工; 跟踪异物 , 若在退火窑内炸裂 , 应记下位置 , 事后找出异物交生产科处理 ( 如未找到应汇报 ); 若异物至F 区仍未炸 , 则应敲下异物交生产科处理 ; 严禁异物进入碎玻璃系统; 3．5 改品种时的操作 应注意及时调整退火温度，防止玻璃炸裂，如薄改厚，要及时关小RET区F区的风阀。 4 应急处理 4.1停电
停电时的处理 : 关风机风阀,关风机,进行尽可能的保温;如主传动未停应在RET 区水炸玻璃; 4.2断板 锡槽断板后的处理 : 关闭各区风阀 , 护送残余玻璃安全通过退火窑 , 如玻璃变形严重 , 则应将热电偶提起 ; 关退火窑各风机 , 适当开启电加热维持窑内温度 ; 检查并清理退火窑内碎玻璃 , 尤其是卡在退火窑辊子间的碎玻璃。 4.3风机停转 当出现风机停机时会在中控室盘面上报警 , 应在盘面上予以确认 , 然后到现场找到该风机及相应控制柜和操作盘面 , 重新启动; 如退火窑风机ABC不能启动,应将该风机闸板关死,将中间闸板打开,
玻璃加工之如何改进玻璃退火 相关专题：玻璃 时间：2010-07-02 00:00 来源：中华玻璃网 由于禁受了激烈的温度变更，退火基础情理玻璃在成型过程中。使内外层产生温度梯度，并且由于成品的外形、厚度、受冷却程度等玻璃机械的分歧，引起制品中产生不规则的热应力。这种热应力能降低制品的机械强度和热稳定性，也影响玻璃的光学均一性，若应力逾越成品的极限强度，便会自行破裂。所以玻璃制品中存在不均匀的热应力是一个严重的错误谬误退火是一种热处理过程，可使玻璃中存在热应力尽可能消除或减小至允许值。除玻璃纤维和薄壁小型空心制品外，的确所有玻璃制品都必要履行退火。玻璃制品中的热应力，按其存在特色，分为姑且应力和永久应力两种。 由于其导热性较差，①暂时应力。玻璃在应变点温度以下加热或冷却时。各部位将形成温度梯度，从而产生必然的热应力。这种热应力，随着温差的存在而存在温差越大，姑且应力也越大，并随着温差的消失而消失。这种热应力称为姑且应力。 但在温度失调之前，应该注重的当然姑且应力可以或许自行打消。当姑且应力值超过玻璃的极限强度时，玻璃异常会自行破裂，所以玻璃在脆性温度范围内的加热或冷却速度不宜过快。 由温差产生的热应力，②永久应力。玻璃从应变点温度以上开端冷却时。玻璃冷却至室温、内外层温度失调后，并不能完全消散，玻璃中仿照照旧残存着一定的应力，这种应力称为水久应力。永久应力的大小取决于成品在应变点温度以上时的冷却速率、玻璃的黏度、热缩短系数及制品的厚度等玻璃机械。 就是把具有永久应力的玻璃制品重新加热到玻璃内部质点可以移动的温度，玻璃的退火。把持质点的位移使应力分散（称为应力松懈）来消除或减弱永久应力。应力松弛速度取决于玻璃温度，温度越高，松弛速度越快。是以，一个合适的退火温度范围，玻璃得到精采退火质量的关键实际生产过程中，完全消除永久应力是不可能的通过退火祝愿残余应力增添或均化到最低制约之内，以增强玻璃的机械强度和热稳定性厚玻璃退火的特点厚玻璃的生产体式格局重要有反向法和挡板法两种，这里重要谈判挡板法生产厚玻璃时的退火。挡板法生产的厚玻璃其主要原理是将玻璃液“解冻”挡板区域。其退火的重要特点如下，1。此种方法生产的厚玻璃由于边部较冷，玻璃的边部厚度较薄，因此边部的压应力很大。2。玻璃越厚，热量连结在玻璃体内的时辰越长。3。为了满足切割请求，必须减小钢化应力。4。要防止边子在后退火区冷却太快，边子处产生较高的姑且张应力，导致纵裂损失。 控制边部厚度厚玻璃的退火利弊和玻璃的厚度曲线密切相干，退火改良改良厚度曲线。出格是玻璃板的边部厚度，个体要求厚度曲线要保证边子25毫米处的厚度比平匀厚度薄约1毫米。以往的生产中我经常做不到这一点，首要是边部太薄降低负载，以降低钢化应力厚玻璃生产由于厚度的增添，导致热量在玻璃体内的贯穿连接时辰耽误，若是在高负载下生产厚玻璃会导致玻璃体内的钢化应力增加，给后面的切割和客户的改切带来困难，也会使退火造成麻烦，炸裂增加，降低成品率。因此必须降低负载，以满足合适的钢化应力在A区增加煤气喷枪和在清洗机后增加冷冻水如前所述，边部应力的利弊直接影响纵切的利害，
浮法玻璃退火窑内训资料 1、前言 浮法玻璃退火窑是改善玻璃应力的设备，它直接影响玻璃的成品率及玻璃的后续处理，在玻璃生产中处于重要位置。 玻璃产品的性能、生产规模及质量决定退火窑的退火特点，因而不同产品退火窑的结构会存在着差异。现在浮法玻璃退火窑为适应浮法玻璃的生产有着自己的特点，它能够处理大吨位锡槽产出的玻璃原片，具有现代化的自动控制技术，产品能够适应各种平板用户对浮法玻璃的要求。 目前，浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑，就其结构而言，它包括辊道和壳体两部分。世界上在制造该种退火窑上较著名的公司有两家，一家是起步最早的比利时CUND公司，另一家为法国STEIN公司，两家产品各有特点，CUND公司以冷风工艺为基础，而STEIN公司则以热风工艺为基础，其他部分基本上趋于一致。 退火窑壳体按照CUND公司一般分为A0区、A区、B区、C区、D 区、RET区、E区和F区，而STEIN公司则分为A0区、A区、B区、C 区、E。区、D区、E区和F区。虽然在过渡区和重要退火区的叫法不一，各部分的功能是一致的。 退火窑辊道由传动系统和辊子组成。辊子一般为钢辊，也有一些生产线采用部分石棉辊。退火窑前端的部分辊子的高度可调，以适应玻璃带出锡槽时的爬坡。退火窑传动一般包括两个传动站，当退火窑运行时，直接带动退火窑辊道的为主传动,另一个为从传动，从传动以主传动95%的速度运行，一旦主传动故障，从传动迅速提速代替主传动。也有的退火窑除了
两个主要传动外还带一个小电机传动。 2、退火窑 退火窑可分为保温段、密封段和敞开段，保温段指在线镀膜区A0区、退火前区A区、重要退火区B区和退火后区C区，密封段指过渡区E0（或D）区和循环热风冷却区D（或RET）区，敞开段指间接冷却区E区和直接冷却区F区。目前，以热风工艺为特色的STEIN退火窑普遍使用在浮法玻璃工厂中，我们公司也普遍使用该公司的产品，下面所要阐述的主要以STEIN退火窑为主。 2.1 A区 退火窑的前一节或两节是A0区，它的顶是可移动式的，用于在线镀膜。该区不具备冷却功能，但边部设立了电加热，辊子直径一般为305mm，对于玻璃原板较宽的退火窑，辊子直径可达365mm，辊间距一般为450mm。 A区所有壳体由钢板焊接而成，其内部为耐热不锈钢。每节下部均设有碎玻璃清扫孔，同时，每节也设有检查孔。壳体四周采用矿物棉毯保温。辊子缝隙、清扫孔、检查孔、加热元件塞子都进行了保温。 A区和B区共用两台冷却风机，A区冷却风为顺流。在A区的顶部，其冷却器为不锈钢风管，平行于玻璃板布置，分区来调节玻璃板横向温度，每区自动控制；在A区的底部，其冷却器为不锈钢风箱，平行于玻璃板布置，也是通过分区来调节玻璃板横向温度，每区手动或自动控制。A区的头部和尾部的上面、下面分别设置热电偶，采用独立控制回路。 下面是A区冷却风控制回路示意图
浮法玻璃的退火 浮法玻璃的退火 在确定浮法玻璃退火温度之前，首选要确定浮法玻璃的退火上限和退火下限温度。根据资料介绍浮法玻璃退火上限与退火下限温差在70-80℃之间。萍乡的化学成分72.1 1.2 8.4 4 14 ≤0.1 根据Fulcher 实验公式T上限 =T0+B/(lg13+A)和T下限= T0+B/(lg17.5+A)计算，萍乡退火上限温度为545.1，下限温度为472.3，温差为72.8℃。 依据不同厚度浮法玻璃设定的永久应力值，确定退火窑B区的降温速度。B区的降温速度是由拉引速度和每延长米的降温速度决定的。即B区降温速度℃/min=拉引速度(M/min)×B区每延长米降温速度(℃/M)。根据公式 δ=K×E2×G计算其永久应力 K 常数 4.457 E 玻璃厚度(cm) G B区浮法玻璃的降温速度(℃/min) 不同厚度浮法玻璃的永久应力值 (nm/cm) 在玻璃熔窑的熔化能力确定之后，即可根据生产的玻璃厚度和原板宽度计算出拉引速度(M/min)，由此不难算出B区每延长米所需的降温速度(℃/M)。这样就知道了退火窑B区的温降，即B 区降温速度(℃/M)×退火窑B区长度(M)。依此决定退火窑A区出口温度及B区出口温度。 当退火窑A区、B区进出口温度确定之后，根据公式T介=T表-1.25KCE×103完全可以计算出测温点处玻璃带及空间介质温度，也就是热电偶显示的温度就确定了。注：K 玻璃的物性热工参数，由图表查得 C玻璃带在该区段的冷却速度(℃/min) E 玻璃带的厚度(M) T表玻璃带在该处的表面温度℃ 萍乡浮法玻璃厂熔窑熔化能力(T/D)、生产的玻璃厚度(mm)、拉引速度(m/h)、降温速 度(℃/M及℃/min)及永久应力、AB区玻璃带进出口温度、测点处空间介质温度(℃)如下：
浮法玻璃中退火产生的缺陷及控制 河南理工大学张战营 一、玻璃的退火 玻璃退火的目的是减弱和防止玻璃制品中出现过大的残余内应力和光学不均匀性，稳定玻璃内部的结构。 玻璃的退火可分成两个主要过程：一是玻璃中内应力的减弱或消失，二是防止内应力的重新产生。玻璃中内应力的减弱和消除是以松弛理论为基础的，所谓内应力松弛是指材料在分子热运动的作用下使内应力消散的过程，内应力的松弛速度在很大程度上决定于玻璃所处的温度。 玻璃在加热或冷却过程中，由于其导热性较差，在其表面层和内层之间必然产生温度梯度，因而在内外层之间产生应力。这种由于温度梯度存在而产生的内应力称为温度应力或热应力，此种内应力的大小，既取决于玻璃中的温度梯度，又与玻璃的热膨胀系数有关（玻璃的化学成分决定玻璃的热膨胀系数）。 热应力按其存在的特点可分为暂时应力和永久应力。 暂时应力，当玻璃受不均匀的温度变化时产生的热应力，随着温度差的存在而存在，随温度差的消失而消失，被称为暂时应力。 应力的建立和消失过程。当制品冷却开始时，因为玻璃的外层冷却速度快，所以外部温度比内部温度低，外层收缩大，而这时内层温度较高，且力求阻碍外层收缩，这样造成玻璃外层产生张应力，内部产生压应力。在张应力过渡到压应力之间存在着中间层，其应力值为零。当冷却接近结束时，外层体积几乎不再收缩，但此时玻璃内部仍有一定的温度，其体积力求收缩，此时造成外部受压应力，内层受张应力。由此可见，在冷却结束时，产生的应力恰好和冷却开始时产生的应力性质相反，两者可以得到部分抵消。冷却全部结束时，即当玻璃的外层温度和内层温度趋向完全一致时，上述两种应力恰好抵消。我们称这种应力为暂时应力。 永久应力，当温度消失时（制品的表面和内部温度均等于常温时），残留在玻璃中的热应力称为永久应力，又称为内应力。 玻璃中永久应力的成因，是由于在高温的弹塑性阶段热应力松弛而形成的温
浮法玻璃的退火(2008-07-05 08:28:59) 标签：应力 玻璃板 退火区 冷却区 杂 谈
分类：专业技术
1 浮法玻璃退火的原理和目的 玻璃液在锡槽成形后经过退火窑退火， 由高温可塑性状态转变为室温固态玻璃的过程是 逐步控制的降温过程。在此过程中，由于玻璃是热的不良导体，其不同部位及内外层会产生 温度梯度，造成硬化速度不一样，将引起玻璃板产生不均匀的内应力，这种热应力如果超过 了玻璃板的极限强度，便会产生炸裂。同时，内应力分布不均也易引起切割上的困难。 浮法玻璃退火的目和就是消除和均衡这种内应力， 防止玻璃板的炸裂和利于玻璃板的切 割。 浮法玻璃的应变点温度即退火下限温度是一个关键的温度点，通常情况下在 470℃左 右。退火窑在此温度之前称为退火区，玻璃板处在塑性状态；在此温度之后称为冷却区，玻 璃板处于弹性状态。玻璃板在塑性状态和弹性状态下会产生不同的应力(张应力和压应力)， 调整方向正好相反。由于浮法玻璃是连续性的生产，玻璃板是连续运动的玻璃带，其退火与 传统退火理论有所不同。如：玻璃板下由于紧贴辊道，散热空间较板上小，相同的情况下， 板上的散热量要高于板下，浮法玻璃的退火我们主要考虑玻璃板横向和上下表面的温度控 制，退火后理想的状态是；玻璃板有一定的应力曲线分布(边部受压应力、中部受张应力、 板上受张应力、板下受压应力)，使其具有一定的强度，又不易破碎和有利于切割。 2 退火窑的主要结构和分区 现在浮法退火窑是全钢电加热风冷型， 主要的结构有两种： 比利时的克纳德冷风工艺和 法国的斯坦茵热风工艺。现在国内大多数采用克纳德结构，我们主要讨论此结构的退火窑。 退火窑一般分力 7 个区，从前至后分别是 A 区、B 区、C 区、D 区、E 区、Ret 区和 F 区，有 的区还可分成几个小区。 A 区：又称加热均热区，温度范围在 600～550℃，在此区玻璃板尽可能均化开，自动控制达 到退火前的温度范围，此区设有上、下电加热抽屉及管束式辐射冷却器，冷却方式为风机抽 风，辐射换热冷却。 B 区：又称重要退火区，温度范围在 550～450℃。此区是玻璃板产生永久应力区。控制好冷 却速度，可以减少永久应力。此区每节内装有板上边部电加热箱与管束辐射冷却器，冷却方 式为抽风，辐射换热冷却。 C 区：又称缓慢冷却区，温度范围在 450～270℃，此区在不产生过大的暂时应力条件下，提 高冷却速度， 使玻璃板温度降低， 此区装有板上边部电加热箱与多层管束辐射冷却器, 冷却 方式为风机抽风辐射换热冷却。 以上三区为保温区， 壳体内一般充填硅酸铝纤维毡， 故要求其密闭性和保温性能要好。 通常， 浮法玻璃应变点在 B 区后部，A 区、B 区也称为退火区，C 区以后称为冷却区。 D 区：又称为封闭或自然冷却区。
浮法玻璃的特征缺陷产生原因与消除方法 一. 概述 1952年至1959年间英国皮尔金顿兄弟有限公司创造了浮法玻璃生产工艺，可以看作是平板玻璃制造中的一次革命。开始时还只打算用它来代替当时流行的成本很高的镜面玻璃制造方法。不久就发现，它完全可以代替全部或绝大部分各种常用的平板玻璃制造方法。浮法是一种新型的工业制造方法，它本身已具有全自动化生产的可能条件。我国也于1970年独自研制成功了“洛阳浮法玻璃工艺技术”。伴随着我国经济腾飞，浮法玻璃也得到迅猛发展，截止到2005年底，我国已建成140多条浮法玻璃生产线。 浮法的原理是：冷却到1100℃的玻璃液，从玻璃熔窑冷却部经流液道进入锡槽。锡槽用电加热保持所要求的温度。为了防止锡的表面层氧化，在锡槽空间充满氮气加一定比例氢气的保护气体。液态玻璃在自身重量的作用下在锡液的表面铺开。在表面张力的作用下玻璃层的平衡厚度保持在6～7㎜左右。当要求玻璃带的厚度小于6㎜时，可在玻璃带的两边用拉边机机头将玻璃拉伸。要求厚度大于7㎜时拉边机头则设置成负角度，将玻璃向中部推，从而堆厚。玻璃带离开锡槽后则由过渡辊台提升辊引入退火窑。 当生产厚度小于平衡厚度的玻璃时，玻璃带要受拉伸的作用。与传统的引上法类似，玻璃中存在的化学不均匀或热学不均匀都会显示出特别明显的光学畸变。玻璃板上的厚度差别，表面不平整或玻璃中存在的不均匀物，都会在透视光或反射光中出现光学的不正常现象。浮法玻璃的像畸变可分为平行于拉制方向、横向或斜向等类。属于第一类的有不连续线上的变形。它是在拉制方向的线上断断续续出现的形变。有时也在连续的线上出现或只有一段变形（脊形歪痕，英文ridge distortion），但出现在玻璃带行进的方向上。横向形变是在横跨玻璃带的线上出现变形区。斜向畸变（鲱鱼骨型扭曲变形，英文herringbone distortion）一般出现在玻璃带的两侧而向倾斜的方向发展。 在玻璃带的上面或下面还可能出现线道（拉引线道，英文ream）。下面有时还出现“冷玻璃线”（粗筋，英文ripple）。 在保护气体（掺有少量氢的氮气）气氛中，虽然在操作的高温下玻璃是不会与锡发生反应的，可是如果有少量的氧或硫进入系统中就会形成SnO或SnS，一部分挥发进入锡槽的气氛中或凝结在槽顶，最后聚积成滴落在玻璃带上面使玻璃变形。玻璃上的锡滴坑（英文drip crater）就是这样形成的缺陷，它与小滴的锡或锡的化合物有关。在显微镜下能分辨出，周围有一道有色的反应环，玻璃表面出现轻微的变形。 浮法玻璃带下方在辊子转动时按转动周期有少量锡的化合物附着在玻璃带上形成印纹，还可能造成微裂纹，称为滚轴印纹（英文roller imprints）或锡印纹（带裂纹的锡渣斑，英文dross spots）。 由于浮法操作的化学变化可能既在玻璃带的下方出现开口气泡，又在上方出现表面气泡，玻璃内部带熔液环的气泡也会使玻璃表面轻微变形。 至于玻璃生产中因原料系统和熔化系统造成的玻璃缺陷，如与平拉法和引上法完全共同的缺陷，像澄清气泡、结石、线道等，限于篇幅，则不在本文讨论之列。 应该说，经过多年的摸索和研究，大部分浮法玻璃的特征缺陷都已在很大程度上解决了，但在浮法研制与发展过程中，有些缺陷还顽固地存在，长期困扰着从事浮法玻璃生产和研究设计的人们。我们应该感谢浮法玻璃行业的前辈们，由于他们的不懈努力，积累了大量宝贵的经验，才使我们今天能够在面对浮法缺陷的时候能够有成熟的方法消除它，使浮法玻璃的质量日益提高。 二. 浮法玻璃成形缺陷的外观描述、产生原因与消除方法 1．锡滴 锡滴（英文drip crater）是指掉落到玻璃带上表面含锡的固态或液态物，通常是SnS、SnO2或Sn，也称为“掉锡点”。掉锡点一般很小，粒径约为0.1～0.5㎜，大部分在0.3㎜左右，肉眼很难从运行的玻璃带上发现它。切割之后玻璃板在辊道上输送时，用手触摸会有触感。对静止的玻璃板仔细观察，可发现小黑点。在50倍的显微镜下观察，看得非常清晰，呈现出两种形状：一种是亮晶晶的小珠，不打光是小黑珠；另一种是带网格的薄膜，网线发亮。掉锡点虽小，但能使直径约5～10㎜的周围玻璃表面产生严重的光学扭曲，所以又称“光畸变点”，使玻璃成品成为废品。 掉锡点的形态因在锡槽内所处的温度环境而不同。900℃温度附近区域落下，形成较圆的珠状体，并嵌入玻璃板中，嵌入深度约为其粒径的三分之一左右，冷却后手指甲抠不掉。低于800℃部位落下，嵌入玻璃板中较浅，冷却后能用指甲抠去。低于700℃部位落下在玻璃板上成了边缘体，酷似贴膜，无法抠下来。
材料的应力与退火温度测定 一、实验目的意义 普通的无机材料在制备过程中都要经历各种高低温差不同的热冲击(受热与放热)，如果材料经受的热冲击激烈与不均匀，则该材料就存在热应力。材料中存在应力会大大减少材料的使用寿命，因此必须采取措施改进材料的受热与放热工艺流程，退火工艺流程能将材料的应力减少到该材料可以正常使用为止。 本实验的目的： 1. 了解材料应力与退火的基本原理。 2. 掌握材料应力与退火的测试方法。 3. 掌握材料的应力消除与退火工艺流程设计。 二、实验基本原理 1、应力分类： 材料中存在的应力分为：(A) 热应力；(B) 结构应力；(C) 机械应力。 (1) 热应力 材料由于不均匀地受热与放热(存在温度差)产生的应力。根据其存在的特点可以分为：(a) 暂时应力；(b) 永久应力。 (a) 暂时应力 在温度低于应变点时处于弹性变形温度范围(脆性状态)的材料，其经受不均匀的温度变化时所产生的热应力，随温度剃度的存在与消失，该应力也会相应地存在与消失，此应力被称为暂时应力。 (b) 永久应力 在温度低于应变点时处于弹性变形温度范围(脆性状态)的材料，其经受不均匀的温度变化时所产生的热应力，当材料所承受的温度剃度消失时(材料的内部与表面同为室温或常温)，其应力仍然残留于材料中，该应力被称为永久应力或内应力。 (2) 结构应力 基本化合物组成导致材料结构不均匀所产生的应力被称为结构应力。因为材料的结构存在缺陷，如气泡、条纹、结石……等，上述缺陷存在于材料的内部与表面，已经无法清除，因此产生应力。此种应力应为永久应力，无法根除。 (3) 机械应力 在材料的后加工过程中，因制造工艺控制不当或者生产机械设备使用不当所产生的应力被称为机械应力。如玻璃与陶瓷的制造模具、陶瓷坯体的釉料涂层设备、玻璃与陶瓷制品的成型输送设备…等，只要严格执行正确的制造工艺及良好的生产机械设备，由此产生 1
第36卷第3期燕山大学学报V ol.36No.3 2012年5月Journal of Yanshan University May2012 0引言 目前，玻璃的生产方法主要是浮法，浮法玻璃制品广泛应用于建筑、交通以及各个经济部门。随着电子、化工、轻工、机械等行业的迅速发展和市场竞争的日趋激烈，对玻璃的质量要求越来越高，同时工业能源的资源也日趋紧张，因此缩短开发周期，优化工艺过程，提高产品质量，降低生产成本，已经成为生产的急切要求。玻璃热应力的消除控制直接影响了玻璃的质量，所以对玻璃退火应力的分析变得非常的重要。 孙承绪等建立了浮法玻璃退火过程中玻璃带内温度场的数值计算与制图方法，给出了玻璃带厚度方向温度场的分布随时间的变化关系，用RD2-3型改进应力松弛试验机检测了6mm厚玻璃在570~480℃区间的应力情况[1]。邵宏根通过有限元方法分析了不同厚度玻璃在相同热流密度条件下的降温情况和上下表面热流密度差对玻璃温度场的影响[2]。林亢对玻璃退火上下限温度进行了论述，阐述了热应力的产生和变化机制，定性的分析了冷制品重热后再退火和热制品连续退火过程中玻璃温度和应力的变化情况，对热应力、结构应力和永久应力进行了计算[3-6]。韩文梅等基于ANSYS 软件模拟分析了航空层合玻璃的热应力最大值和最小值随温度的变化规律[7]。冯跃冲基于ANSYS 软件对退火窑进行了模拟计算，计算了玻璃的永久应力[8]，但没有给出玻璃应力在退火过程中具体变化规律。随着计算机的发展和计算技术的不断提高，数值模拟技术成为了一种方便、实用的研究方法[9-11]，本文在以上基础上，基于ANSYS有限元软件建立了浮法玻璃的退火模型，得到了玻璃应力和表面层与中间层温度随退火时间的变化规律，并对它们的变化情况进行了理论分析。得到了B区退火完成时玻璃的表面层和中间层应力、温差在不同退火速度下的量值，给出了它们随退火速度的变化规律。 1基本理论 张朝晖编写的《热分析教程与实例解析》书中介绍了ANSYS有限元模拟软件对热应力的模拟计算，分析了由于互相接触的不同结构体或同一结构体的不同部分之间的热膨胀系数不匹配，在加热或冷却时彼此的膨胀或收缩程度不一致，而导致热应力产生的情况[12]。此处的热应力区别于玻璃退火过程的热应力，玻璃退火过程中热应力是指由于玻璃内出现温度差，即温度梯度而产生的温差应力。由膨胀系数差和温差存在而产生的应力称为结构应力。因此ANSYS软件的热应力是指玻璃退火过程中的温差应力与结构应力的叠加称为玻璃的应力。 文章编号：1007-791X(2012)03-0235-06 玻璃退火的应力分析 张景超*，李贺光，闫玺 （燕山大学理学院，河北秦皇岛066004） 摘要：基于ANSYS有限元模拟软件建立了玻璃线性冷却的退火模型，通过该模型对玻璃退火过程进行了数 值模拟，得到了玻璃温度随时间的变化曲线。在退火过程中的不同时刻，对玻璃模型表面和中间层的应力值、 温度值进行采样，得到了应力随时间的变化曲线，分析了温度梯度和应力松弛对玻璃应力的影响。通过设置不 同的B区平均热力密度，改变退火速度，得到了玻璃永久应力随B区退火速度的变化规律。 关键词：玻璃退火；数值模拟；应力分析 中图分类号：O344文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1007-791X.2012.03.010 收稿日期：2011-08-18基金项目：国家自然科学基金资助项目（60977061） 作者简介：*张景超（1960-），男，辽宁凤城人，教授，博士生导师，主要研究方向为光电检测及传感技术，Email：ysu-zjc@https://www.doczj.com/doc/6413005.html,。
浮法玻璃退火技术 1、浮法玻璃中热应力的类型与形成原因 浮法玻璃的退火是指熔融玻璃液在锡槽中成型后，于退火窑中通过适当控制温度降低速度，以消除或减少玻璃中热应力到允许范围内，保证玻璃制品的机械强度、热稳定性、光学均匀性以及其他各种性质。 浮法玻璃在退火过程中可能产生的热应力有永久应力和暂时应 力两种。 永久应力是当高温玻璃经退火到室温并达到温度均衡后，玻璃中 仍然存在的热应力,也称为残余应力。暂时应力是随温度梯度的存在 而存在，随温度梯度的消失而消失的热应力。 永久应力一般产生于转变温度和应变温度范围之间，暂时应力则 伴随着整个退火过程。 ①暂时应力 当浮法玻璃处于弹性形变范围内（应变温度Tg′以下）进行加 热或冷却过程时，由于其导热性较差，在其内外层之间必然产生一定的温度梯度，因而在内外层之间产生一定的热应力。如: 当玻璃从Tg′以下逐渐被冷却时，玻璃内外层产生了温差。玻璃外层温度低于内层，故外层收缩大于内层，这样，外层的收缩受到内层的膨胀作用（拉伸作用），内层膨胀受到外层的压缩作用，因此玻璃在冷却时表 面受到张应力，内部受到压应力。 如果在外层玻璃冷却到一定温度而使整块玻璃进行均热时，玻璃外层已不再收缩，内层却随着温度的不断降低而继续收缩。这样外层
受到压应力，内层受到张应力。它们的大小和冷却过程中所产生的应力大小相等，方向相反，所以当玻璃的温度均衡后，玻璃中的应力也就消失了。但必须注意，当暂时应力超过玻璃的极限强度时，同样会产生破裂。相反，玻璃在加热时表层受到压应力，内部受到张应力。 由于玻璃属于脆性材料，能够承受的抗压能力是抗张能力的10 倍，因此，玻璃能够承受的加热速率可以比冷却速率大一些。 ②永久应力 当浮法玻璃由高温（转变温度Tg 以上）塑性状态下，急剧冷却时，外层首先冷却并硬化至弹性状态，而内部仍处于塑性状态，继续冷却和收缩，这样，外层受到压应力，内层受到张应力，当内层也硬化后，这种应力就随之残留下来，而成为永久应力。 过大的永久应力会使浮法玻璃在储存、运输、加工、使用过程中炸裂。 2、玻璃退火的定义和目的 在玻璃工艺中，所谓玻璃的退火主要是指将玻璃置于退火窑中经 过足够长的时间通过退火温度范围或以缓慢的速度冷却下来，以便不再产生超过允许范围的永久应力和暂时应力,或者说是尽可能使玻璃 中产生的热应力减少或消除的过程。 玻璃退火的目的是消除浮法玻璃中的残余内应力和光学不均匀性，以及稳定玻璃内部的结构。 浮法玻璃的退火可分成两个主要过程: 一是内应力的减弱和消失，二是防止内应力的重新产生。
浮法玻璃退火窑辊道传动不同步的危害和解决方案 摘要：浮法玻璃退火窑辊道的辊子直径通常前端选用的大一些，后端小一些。经过传动机构，实际线速度会有微小差别，造成前后不同步。这一微小差别往往被忽视。本文阐述了辊道不同步造成的危害，提出了解决方案。 关键词：浮法玻璃；退火窑；辊道；不同步； 前言：退火窑是浮法玻璃生产线中三大热工设备之一，而退火窑辊道则是退火窑的关键设备之一。退火窑辊道为玻璃的拉引成型提供动力，同时作为输送设备将玻璃带匀速输送到各功能区。退火窑辊道的辊子由吊挂式轴承支承，通过电机无级调速驱动传动轴，由固定在传动轴和辊子轴端的螺旋齿轮副带动。所有辊子是通过一个传动站传递动力的，如果各辊子的外皮线速度不一致，必将导致玻璃带与辊子之前产生滑动摩擦，同时玻璃带的运动又会与传动装置产生干涉，对设备传动不利。 1.问题的发现 退火窑辊子的轴端传动齿轮是能过胀套结构与轴头连接的，如果传动扭矩过大齿轮会移位脱出，这也是出于安全考虑的一种设计，是正常现象。本人在凌源四七五浮法玻璃厂工作期间，在一次齿轮脱出的检修过程中，我们发现齿轮的脱出方向与正常传动可能脱出的方向相反。这说明这根辊子并不是按理论设计上牵引玻璃带前进，而是由玻璃带反拖运行的。这一发现立刻引起了我们的注意，进而对整个辊道装置进行了检查。辊道前端的一段是直径305mm的辊子，后面一段采用的是直径216mm的辊子。结果发现216区段的传动副的间隙方向都与理论设计相反，越往末端越严重。 2.问题的分析 经过查阅设计图纸，和实际测量得出如下数据：传动轴上的齿轮齿数Z1=23，305mm辊子的齿轮齿数Z2=55，216mm辊子的齿轮齿数Z3＝39。这样305mm 与216mm辊子的线速度比值为=1.00126。误差率为0.126％，前端辊子线速度大于后端辊子。此误差相当微小，在设计中可能被忽略。然而退火窑辊道为实现退火降温功能往往长度达到百米左右。我们假定216mm辊子区段长度为20米，按0.126％的误差率计算，其累计误差可达25.2mm。这种误差是从第一个216mm 辊子开始，逐个积累的。这样会使玻璃带在216mm辊子上滑移。使本来应该由辊子带运动玻璃带运行的设计变成由玻璃带反推辊子运行。作用在每根216mm 辊子上的反力等于该辊子受到的摩擦力。这些反力通过齿轮反作用在传动轴上，由子辊子数目较多，所以作用在传动轴上的反力，也就是传动轴上承受的将会应力很大，如果这种应力大于传动轴之间用于传动的联轴器的设计出力，将会造成传动装置破坏失效。 3.不同步问题对玻璃生产的影响