浮法玻璃的退火
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浮法玻璃退火温度对玻璃的影响
浮法玻璃重新加热到开始塑性变形时才有可能消除应力,玻璃只有在低于退火下线温度下冷却,永久应力才不会产生,因为此时黏度已经增大,热弹力不可能再松弛。
玻璃带在退火区(B区)温差过大,玻璃冷却太快,造成永久内应力超标,导致切割、搬运时容易破裂。
如果冷却太慢,又会使离窑温度过高,暂时应力得不到消除,导致玻璃带不好切割而造成破裂。
玻璃带上下冷却不对称在玻璃板上表现为:
上面较下面冷的快则上面压应力大,板面向下弯曲。
下面较上面冷的快则下面压应力大,板面向上弯曲。
玻璃带横向冷却不匀在玻璃板上表现为:
平板玻璃在退火窑冷却区,如果玻璃边部呈波状而且很容易被抬起(边松),这时,边部温度较中间高,相对中部处于膨胀状态,边部产生张应力而承受压应力,而玻璃中部温度较边部低,相对边部处于收缩状态,此时,中部产生压应力而承受张应力,易在室温下发生掉边和横向破裂。
如果边部很紧不易抬起,这时边部温度较中间低,相对中部处于收缩状态,边部产生压应力而承受张应力,而玻璃中部温度较边部高,相对边部处于膨胀状态,此时,中部产生张应力而承受压应力。
苏愚。
浮法玻璃退火窑的颗粒流动与均匀化分析随着人们对于玻璃品质的不断提高,浮法玻璃退火窑的设计和操作变得至关重要。
浮法玻璃是一种广泛应用于建筑、汽车和家电等领域的高透明度玻璃。
在制造过程中,退火窑是不可或缺的环节,它能够通过控制玻璃的冷却速度和温度分布来优化玻璃的机械性能和光学质量。
而窑内颗粒流动和均匀化是影响退火效果的重要因素。
首先,让我们了解一下浮法玻璃退火窑的基本原理。
浮法玻璃在玻璃液区被连续挤压出来后,进入退火窑。
退火窑通常由多个加热区域和冷却区域组成,每个区域的温度都经过精确控制。
玻璃经过连续的冷却和加热过程,以达到理想的退火效果。
这个过程中,颗粒的流动是决定玻璃均匀化的关键因素之一。
在退火窑中,玻璃颗粒会受到重力和热传导的影响而发生流动。
颗粒在窑内的流动方式通常分为两种,一种是层流流动,即颗粒在退火窑底部形成水平层流;另一种是湍流流动,即颗粒在窑内形成湍流状态。
一般来说,湍流流动可以更好地促进颗粒之间的混合和均匀化,从而提高玻璃品质。
在实际操作中,设计和优化退火窑的关键是要使得颗粒能够均匀地流动。
如果颗粒流动不均匀,将会导致玻璃产生不均匀的应力和温度分布,从而影响玻璃的品质。
为了保证颗粒流动的均匀性,可以通过以下方法进行分析和优化:首先是对于窑内流场的模拟和计算。
利用流体力学模型,可以对颗粒流动进行数值模拟,从而获得颗粒的速度和流动方向信息。
通过模拟和计算,可以发现可能存在的流动死角和流动堵塞等问题,并进行相应的调整和改进。
此外,还可以通过模拟计算来优化窑内的温度分布,以提高退火效果。
其次是通过实验验证模拟结果。
虽然数值模拟可以提供很多有用的信息,但是实验数据仍然是不可或缺的。
实验可以通过对窑内放置探测器来获得颗粒流动和温度分布的实际数据。
通过对比实验结果和模拟数据,可以验证模拟的准确性,并进行必要的修正和调整。
另外,窑内的结构和设备也对颗粒的流动和均匀化起着重要的影响。
合理设计窑内结构,例如燃烧器的位置和排放口的设置,能够改善流场分布,并促进颗粒的流动。
浮法玻璃的退火(2008-07-05 08:28:59)分类:专业技术标签:应力玻璃板退火区冷却区杂谈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。
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,用一台风机抽板上板下的风,同时通知动仪人员维修.若是F区风机,如一用一备都不能启动,则通知动仪人员维修,加大其他区的风阀开度.4.4退火缺陷4.4.1纵炸 :原因 : 由于玻璃边部呈张应力或中部呈压应力 , 即边部较紧所致 ;处理 :退火区 ( 指 A 、 B 区 , 下同 ) 降低边部温度或增加中部温度 ;退火后区 ( 指 C 区及其后各区 , 下同 ) 提高边部温度或降低中部温度 ; 关闭退火窑两侧门窗 , 在 F 区两侧设挡风板。
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度变形被“冻结”下来的缘故。
当玻璃板逐渐冷却到室温均衡时,玻璃中残存的应力实际等于玻璃在高温阶段松弛掉的热弹应力,但方向相反。
浮法玻璃退火窑的烟气冷却与酸洗工艺浮法玻璃是一种常用的工业玻璃制造方法,其制备过程中需要经历退火、冷却和酸洗等环节。
本文将重点讨论浮法玻璃退火窑的烟气冷却与酸洗工艺,介绍其原理、过程和影响因素,并提出优化措施。
一、浮法玻璃退火窑的烟气冷却工艺1. 工艺原理浮法玻璃退火窑烟气冷却工艺的目的是将高温烟气冷却至适宜的温度范围,以保证后续酸洗环节的进行。
通过冷却,可使烟气中的酸性物质与浮法玻璃表面产生反应,降低玻璃表面的杂质含量,提高产品质量。
2. 工艺过程浮法玻璃退火窑的烟气冷却工艺一般分为三个步骤:预冷、主冷和尾气冷却。
首先是预冷,即将高温烟气通过设备预冷至200℃左右。
预冷的目的是为了防止高温烟气直接进入主冷设备,减轻主冷设备的负荷,同时也有助于降低烟气中的粉尘含量。
接下来是主冷,主要通过传热设备(如烟气换热器)将烟气冷却至100℃以下。
主冷设备可以选择不同的形式,如水冷却器、空气冷却器等,具体根据工艺要求和设备性能进行选择。
最后是尾气冷却,即将主冷设备出口处的烟气再次冷却至30℃左右。
尾气冷却有利于降低排放温度,保护环境,并可回收烟气中的热量,提高能源利用效率。
3. 工艺影响因素浮法玻璃退火窑的烟气冷却工艺受多个因素的影响,包括原料质量、冷却设备性能及操作参数等。
首先是原料质量,原料中的杂质含量、粒度大小等都会影响烟气冷却工艺的效果。
较高的杂质含量和较大的粒度会增加烟气冷却设备的堵塞风险,降低换热效率。
其次是冷却设备性能,包括冷却器的传热效率、换热面积等参数。
冷却器传热效率的高低直接影响烟气冷却的效果。
传热面积的大小与冷却效果密切相关,它取决于冷却器的设计和操作参数。
最后是操作参数,如烟气流速、冷却介质的流量与温度,都会影响烟气冷却的效果。
适当提高烟气流速和冷却介质流量可以增加换热强度,加快烟气冷却速度。
二、浮法玻璃退火窑的酸洗工艺1. 工艺原理浮法玻璃退火窑的酸洗工艺的目的是去除玻璃表面的杂质,使玻璃表面更加干净,提高产品质量。
浮法玻璃退火窑退火窑是浮法玻璃生产线的三大热工设备之一。
他的作用就是建立和维持一个满足退火工艺要求的退火温度制度。
玻璃退火区,需创建匀热和结构调整所必需的、均匀的温度场。
退火后区,要控制好冷却速率,防止玻璃炸裂。
除了要保证玻璃品质和成品率,好的退火窑在设计建造时还应该尽量提高退火效率,缩短退火窑长度,在选择材料和设备时要根据退火窑环境的变化进行调整。
另外退火窑在建造时要充分考虑到它的可操作性。
1.退火基本原理玻璃的退火就是为了减小和消除玻璃中的残余内应力,使其在允许值范围内且合理分布。
在降温过程中玻璃由外表向外散热,所以会照成边部和中间,内部和外部的温度梯度。
由于温度的不均就会在玻璃内形成热应力。
当玻璃温度降到最高退火温度时玻璃开始由弹塑体向弹性体转变。
此时的玻璃仍具有黏弹性,根据玻璃的内应力消除理论,在受到不均匀力的作用时,分子间产生位移和形变,以使玻璃达到平衡,消除由温度梯度而产生的内应力。
在这一温度下玻璃中的95%的应力会在2 min 内消失。
随着温度进一步的降低玻璃会向刚性化方向转变,玻璃表面和边部温度低,它们会先达到体积平衡状态不在收缩,而玻璃内部温度比表面高,还会继续收缩,这是就会产生永久应力。
为了消除和减小永久应力,在玻璃退火区(退火上下限温度之间,10050<∆<t )玻璃的冷却必须要缓慢的进行,以保证玻璃退火质量要求。
当温度低于退火温度时,玻璃基本失去塑性,此时的温度梯度产生的暂时热应力都会随着温度的均衡而逐渐消失。
因此在后退火区可以提高冷却速度,但保证在降温过程中不会应为冷却太猛而造成炸板。
2.退火窑的结构分布根据退火的基本原理,玻璃在不同温度下其冷却速率是不同的。
为了根据不同情况和要求进行退火,以便分区加以控制,以达到提高玻璃退火质量的目的,退火窑被分成了均热预退火区(A 区)、重要退火区(B 区)、后退火区(C 区)、热风循环强制对流冷却区(Ret 区)、冷风强制对流冷却区(F 区)。
浮法玻璃的退火在确定浮法玻璃退火温度之前,首先要确定浮法玻璃的退火上限温度和退火下限温度。
根据资料介绍浮法玻璃退火上限温度与下限温度差在70~80℃之间。
萍乡浮法玻璃厂浮法玻璃的化学成分:SiO272.1% Al2O3 1.2% CaO 8.4% MgO 4%Na2O 14% Fe2O3≤0.1% 根据Fulcher实验公式:T上限=T0+B/(lg13泊+A)和T下限=T0+B/(lg17.5泊+A)计算,萍玻厂退火上限温度为545.1℃,退火下限温度为427.3℃,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(℃/min)。
B区的降温速度是由拉引速度m/min和每延长米的降温速度(℃/m)决定的。
即B区降温速度℃/min=拉引速度(m/min)×B区每延长米的降温速度(℃/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(mm)G:B区浮法玻璃的降温(℃/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-1.25K·C·E×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(mm)T表:玻璃带在该处的表面温度(℃)T介:玻璃带在该处的炉膛介质温度玻璃带温度(℃)K值玻璃带温度(℃)K值575 0.175 476 0.23550 0.19 430 0.27532 0.2 384 0.31513 0.215 328 0.375495 0.22 272 0.45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、℃/min)及永久应力、A、B区玻璃带进出口温度、测点处空间介质温度(℃)如下:由上面计算看,B区出口温度可满足退火要求,对厚玻璃B区出口温度可定为380℃,A区温度以不低于545℃为宜。
浮法玻璃退火窑的原料熔化与处理工艺浮法玻璃是一种用于制造平板玻璃的重要工艺。
在浮法玻璃的制造过程中,退火是一个关键环节,它可以改善玻璃的力学性能和光学品质。
退火窑是实现这一工艺的核心设备,它能够使玻璃在高温下进行均匀加热、保持一定时间后缓慢冷却,以消除内部应力并提高玻璃的强度和表面平整度。
原料熔化是浮法玻璃制造过程中的首要环节。
浮法玻璃的主要原料包括石英砂、碳酸钠、石灰石和氟化钠等。
在玻璃窑炉内,通过一系列的化学反应和物理变化,将这些原料熔化成高温下的玻璃液体。
熔化过程主要分为料层融化和玻璃池形成两个阶段。
首先,原料进行预热,以提高熔化速度和保证均匀性。
这一步骤对于节约能源和提高熔化效率非常重要。
预热阶段还可以帮助除去原料中的含气和水分,减少玻璃液体中的气泡数量,从而提高玻璃的质量。
在料层融化阶段,熔窑内的温度逐渐升高,使得原料逐渐软化和熔化。
同时,逐渐形成玻璃池。
这一阶段的关键是控制熔化过程中的温度分布和物料的混合程度。
熔化温度及其分布情况对于形成均匀的玻璃池、提高玻璃质量非常关键。
熔炉中常用的加热方式有油加热、气加热和电加热。
其中,电加热方式是比较常见的,具有温度控制精确、加热效率高和环境污染少等优点。
利用电加热熔窑可以实现对熔化过程的精确控制,确保玻璃液体的温度达到生产要求。
随着熔化过程的进行,原料逐渐熔化,形成的玻璃液体通过热力对流和物料混合,使得玻璃液体的温度和成分分布趋于均匀。
在温度达到一定值后,会进入到玻璃池形成阶段。
玻璃池形成阶段是熔化过程的最后一个阶段。
在这个阶段,玻璃液体表面形成了一层平整的玻璃池,它的厚度和温度分布对于浮法玻璃的质量有着重要影响。
较为理想的玻璃池应具有较大的面积、均匀的厚度分布和适当的温度梯度。
玻璃池的存在为接下来的浮法工序提供了均匀而稳定的玻璃液体。
在浮法玻璃制造过程中,原料熔化和处理工艺直接影响玻璃的质量和性能。
通过优化控制熔化温度、控制熔炉的加热方式以及保证熔化过程的均匀性和稳定性,可以改善玻璃的力学性能和光学品质。
浮法玻璃退火窑的工作条件与工艺优化随着工业技术的不断发展,浮法玻璃作为一种广泛应用于建筑、汽车和电子等领域的重要材料,其生产工艺也在不断完善与优化。
浮法玻璃制备过程中,退火窑是一个至关重要的环节,它能够改善玻璃的物理性能和光学质量。
本文将介绍浮法玻璃退火窑的工作条件,以及如何通过工艺优化来提高产品质量和生产效率。
浮法玻璃退火窑的工作条件可分为温度、时间、气氛和装卸方式等几个方面。
首先,温度是影响退火效果的关键因素。
通常情况下,退火温度应在550℃至650℃之间,过高或过低都会导致玻璃的物理性能和光学质量下降。
此外,退火时间也应根据玻璃的厚度和尺寸进行合理调节,以保证玻璃的稳定性和光滑度。
其次,气氛对于浮法玻璃的退火也起着重要的作用。
在退火过程中,气氛中的氧气含量应尽量低,以减少玻璃的氧化反应,提高退火效果。
常用的气氛有氮气、氢气和惰性气体等。
此外,还应注意气氛中的水分含量,过高的水分会导致氢气氧化反应加剧,影响玻璃质量。
另外,在浮法玻璃退火窑的装卸过程中,也需要注意一些细节。
首先,玻璃的运输方式应尽量避免剧烈震动和碰撞,以防止玻璃表面产生划痕。
其次,装卸玻璃时应使用夹具或真空吸盘等设备,确保操作安全和玻璃质量。
此外,还应注意工人的工作环境,提供足够的防护设备和通风系统,保证工人的安全和健康。
除了工作条件外,工艺优化也是提高浮法玻璃退火效果的关键。
首先,可以通过改变退火窑的设计和结构,提高热量传递效率和温度均匀性。
合理设置加热元件和热风循环系统,可以使加热均匀,减少玻璃的变形和热应力。
其次,应合理选择退火窑的保温材料和隔热材料,以减少能量损失和热量散失。
采用高温抗氧化材料和隔热材料可以显著提高退火窑的热效率,减少能源消耗。
另外,在退火过程中,可以引入自动化控制系统,实现温度、时间和气氛等参数的自动控制和监测。
通过精确的温度控制和及时的数据反馈,可以提高工艺的稳定性和一致性,减少人为因素对退火效果的影响。
浮法玻璃的退火(2008-07-05 08:28:59)分类:专业技术标签:应力玻璃板退火区冷却区杂谈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。
浮法玻璃退火窑的热损失与节能改善措施浮法玻璃退火窑在玻璃生产过程中起到至关重要的作用。
然而,退火窑的运行也伴随着能源的消耗和热损失。
为了提高能源利用率和降低生产成本,制定出有效的节能改善措施成为了当务之急。
一、浮法玻璃退火窑的热损失原因1. 窑内外温差导致的热交换损失:退火窑内外温差较大时,会产生热交换,导致热量的损失。
2. 窑壁和窑门散热损失:退火窑的窑壁和窑门受到了窑内高温的热传导作用,导致热量的散失。
3. 排烟和烟气损失:在退火窑的运行过程中产生的烟气需要通过排烟系统排出,这也带走了一部分热量。
4. 辅助设备能耗过高:如风机、泵等辅助设备的能耗过高,也会导致热能的浪费。
二、节能改善措施1. 加强窑壁和窑门的保温性能:采用高效的隔热材料,如耐高温隔热板、耐火砖等,以减少热量的散失。
此外,可以在窑壁和窑门附近设置适当的隔热层,减少热传导。
2. 控制窑内外温差,减少热交换损失:可以采用双层窗户或保温门,减少室外冷空气和窑内热空气的接触,减少热量的散失。
此外,合理调整窑内外的温度和湿度,减少热交换。
3. 提高烟气利用率:通过对烟气的预处理和回收利用,可有效地降低烟气带走的热量。
可以采用热交换器对烟气进行余热回收,用于预热进入窑内的新鲜空气或水。
4. 优化辅助设备的能效:对于风机、泵等辅助设备,可通过升级换代,选择更加节能高效的设备,减少能源的浪费。
5. 合理控制窑内温度:通过合理控制窑内温度,避免过高的温度造成热能的浪费。
可以安装恒温装置或增加自动控制系统,及时调整燃料供给和通风风量。
6. 转变燃料类型或混合燃料:选择更加清洁和高效的燃料,如天然气、液化石油气等,以减少燃烧过程中的环境污染和能源消耗。
7. 加强设备的维护与管理:定期对退火窑进行检修和清洗,清理窑内积灰,保证设备的正常运行。
同时,加强对设备性能的监测和数据分析,及时发现问题并采取措施加以解决。
三、节能效果评估和监测引入节能措施后,需要对其节能效果进行评估和监测,以确保实际的节能效果。
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。
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。
浮法玻璃的退火(2008-07-05 08:28:59)分类:专业技术标签:应力玻璃板退火区冷却区杂谈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。
E区:为一敞开过渡区。
Ret区:又称为热风循环强制对流冷却区。
此区对玻璃板的冷却采用可调温的热风进行强制直接对流冷却,分为Retl区和Ret2区两个区。
F区:又称为快速冷却区。
温度范围在120—60℃。
此区对玻璃板的冷却采用室温空气强制接触对流冷却。
C区以后为非保温区,炸裂一般发生在D区以后。
3 玻璃板在退火过程中出现的问题和解决方法。
玻璃板在退火过程中容易出现的问题主要是炸裂和切割困难,从炸裂的成因上又分为在退火区和冷却区产生的炸裂,主要形成是纵炸和横炸。
主要发生的地点在D区以后,切割困难主要包括横切掰断不齐和纵刀掰边多角少角,以下分别论述。
3.1 炸裂3.1.1 纵炸:是指沿玻璃板拉引方向上发生的纵向裂纹,一般较长会损失较多的玻璃。
原因:发生炸裂的一侧受张应力过大,如果存在结石或微裂纹等薄弱点,炸口易从此开始向前延伸。
玻璃板具体表现为边紧,用手很难将玻璃板边部从辊道上掂起(指薄玻璃,厚玻璃不明显)。
纵炸一般是从退火窑后区向前区延伸发生,调整一般在炸裂端的前一区开始调整。
调整方法:(1)如果裂纹延伸到Ret区、D区内a.裂纹靠近边部,说明此侧的张应力大(图1) 适当降低A区此侧温度设定值或升C 区此侧温度设定值。
b.若裂纹在板中部,说明板两侧张应力大。
适量降低A区板两侧温度设定值或升C区板两侧温度设定值或按相反方向调整板下部的温度。
(2) 若裂纹在F区以后a.若裂纹在板边部,说明此侧的张应力大,减少Ret区此侧的吹风量,或增加Ret1区中部和另一侧的吹风量。
b.裂纹在板中部,说明板两侧的张应力大,增加板中部的吹风量或减少板两侧的吹风量。
3.1.2 横炸是指玻璃板宽度方向上的炸裂,一般影响几米长的玻璃,有时仅为一条炸线。
原因:主要是受压应力影响,表现为边松,玻璃板运行时有打辊子的现象,用手很容易能将玻璃板边部掂起。
(1)调整方法s.第一种情况:如图2,通常仅为一条炸线,出现在玻璃板有薄弱点的地方(例如:夹杂物),这样的炸裂是正常的,可不必作调整。
图2b.第:二种情况:如图3,呈“丫”字型,“丫”字方一侧压应力过高,增加“丫”字形一侧的吹风量,如不行可在B区或C区做相应的调整。
图3C第三种情况:如图4,炸裂呈“X”型,说明板两侧压应力高,增加板两侧的吹风量或减少板中的吹风量或在A区、C区做相应的调整。
图4(2)切割当中遇到的问题浮法玻璃出退火窑后进入切割区,如确认非切割刀具问题,仍出现横断不齐和掰边多角少角现象,说明是退火原因造成的。
浮法玻璃理想的切割状态是:板两侧受压应力,中间受张应力;板上受张应力,板下受压应力。
故在设定各区温度时,可在不产生炸裂的情况下,人为考虑以上因素,例如:A区板中温度可设定高于板边,C区板下温度高于板上温度。
3.2.1 横断时出现的退火问题a.掰断时,玻璃板为“丫”形,如图5,说明此侧的压应力过大。
调整:适量增加F区此侧的吹风量。
图5b.第二种情况如图6,玻璃板中部压应力大。
调整:增加F区中部吹风量。
图6c.第三种情况如图7,玻璃板中部张应力大。
调整:减少F区中部吹风量或增加边部吹风量。
图7d.第四种情况。
当出现掰断不沿刀痕或掰断声响,这时上表面压应力过大。
调整方法:增加F区上表面吹风量或减少F区下表面吹风量。
3.2.2 纵切时出现的退火问题a.难切割,刀过不好掰。
原因:玻璃板在重要冷却区板上降温过快,板下受过大的张应力造成的,或是Rct 区或F区下部吹风量大造成的。
调整方法:适量提高退火区板上温度,或提高F区或Ret区板上吹风量,减少板下吹风量。
b.掰断时,沿刀痕自动裂开。
说明边部受张应力过大,减少F区此侧的吹风量。
在生产厚玻璃或薄玻璃时,由于成形的特殊性,会造成玻璃板边部和中部相比过薄和过厚的情况,影响退火温度,这就需要在退火温度设定时加以考虑,有时玻璃板运行偏斜或摆动,设备故障如蝶阀坏,均会影响退火。
以上讨论的均是热应力对退火的影响,结构应力和机械应力有时也会对退火造成影响。
例如;原料配错料或大量使用碎玻璃,有时会造成玻璃板在退火窑长时间的不规则状的炸裂;退火窑辊子材质不好,因停闪电次数多受热不均匀而弯曲变形,玻璃板经过这样的辊子时会造成破碎,遇到这种情况,可针对具体条件采取相应的措施。
例如对于辊子问题,对弯曲严重的可校正或更换,也可把辊子加工成带有凹凸槽的花辊子,以消除机械应力的影响。
以上退火的操作,往往凭借的是实际的工作经验,具有较大的主观性,建议在退火窑F区后,横切机前安装在线应力分析仪,应力仪能对玻璃板退火的情况进行直观及时的观测分析,能够尽早发现问题及时做调整。
对浮法玻璃的退火阶段出现的问题,要针对实际情况做具体的分析,不能一概而论,需要强调指出的是,退火窑在新建和冷修时,需加强壳体的密封性和保温性,特别是辊子轴头的密封。
退火浮法玻璃市场上常见的大部分窗玻璃都是退火平板玻璃或简单退火玻璃。
退火浮法玻璃的生产是熔化的玻璃连续不断地流到溶融的锡槽上,并漂浮在锡槽的表面上形成一个平板。
玻璃的厚度取决于熔化玻璃的流动速度。
如果流动速度小,玻璃就厚。
由于锡的熔点低于玻璃,所以熔化玻璃到了锡槽内就慢慢冷却变成固体。
一旦玻璃凝固,就被装进退火炉慢慢变冷使残余应力降到最小。
使用这种制造方法,就可以得到上下两面近似平行的平板玻璃。
尽管退火玻璃具有较小的残余表面应力,但仍然易碎。
退火玻璃是所有工业生产的玻璃中最易碎的,包括强烈的空气、人的撞击以及由于温度的变化产生的热应力变化(热应力破碎将在这章后面详细讨论)。
退火玻璃破碎时,会破碎成许多大小不一的、尖锐的、不规则的碎片。
不同的破碎原因有可能会使这些碎片以很快的速度飞溅,造成一系列身体上的伤害甚至死亡(尤其是在爆炸、地震和强暴风时)。
热处理玻璃该玻璃与钢化玻璃(下面讨论)的生产过程相似,不过,这种玻璃仅仅被加热到1150℉并缓慢冷却,其结果呈内部是张力而外部是压力状态。
这种玻璃比钢化玻璃的弯曲和翘曲能力更小,但它的强度相当于退火玻璃的两倍。
由于它的破碎机理与退火玻璃相似,因此虽然经过热处理提高了强度,但通常仍不被作为安全窗用玻璃。
除了弯曲性(或翘曲性)外,玻璃的所有原始性能都被保留下来没有变化,这就意味着通过加热降低玻璃的应力,使得玻璃能够抵抗更强烈的风沙和冰雹的撞击。
钢化玻璃和热处理玻璃都是热处理的结果,这可以通过边缘或表面压力的大小来定义。
表面压力是热处理过程(强化)的最终结果:玻璃的外表面保持高压状态,中间则为张力状态。
热处理玻璃不防火。
就象钢化玻璃一样,热处理玻璃按固定尺寸生产,在热处理后不能进行切割、钻孔或磨边。
钢化玻璃钢化玻璃是通过加热并快速冷却获得的产品,其内部结构发生了变化并提高了强度。
退火玻璃原片加热到1200℉左右,开始软化,将外表面快速冷却,从而表面产生了很高的压力。
钢化玻璃的强度是普通退火玻璃的四倍,结构的变化带来了重大的好处。
首先,玻璃强度更高了;其次,在破碎时成为非常小的碎片而不是退火玻璃那种较大的碎片,这对于因为人的意外撞击带来的风险大大降低:如滑动门、商店前门或玻璃窗。
其他的例子如汽车的侧玻璃窗和后风挡等。
钢化玻璃还有一个更大的好处,就是可以抵抗由于温度的变化产生的玻璃裂纹。
这种现象就是所谓的热破裂,通常温差较大时发生在玻璃中央和边部,这也可能是由于环境的不同而引起的。
如玻璃被不均匀的阴影或局部阴影罩住引起温度的不同,这种温差导致玻璃内部应力不同,从而产生破碎(裂纹)。
如果是钢化玻璃就不可能出现这样的问题。
如果是镀膜或染色钢化玻璃,这些镀膜或颜色会加大玻璃的吸热量,从而增加玻璃的应力。
对这类玻璃来说,也有一些不足的地方:不是一种安防产品,因而不能保护商店橱窗里的物品,比如不能阻挡或延缓入侵者通过玻璃窗进入室内;发生爆炸时,这种产品也不能阻挡就象霰弹一样的数千爆炸碎片进入室内。
当然,比退火玻璃的抗冲击波性能要好。
在很多情况下,在高风险区域必须使用钢化玻璃及其同类产品,以确保符合当地建筑法规。
化学强化玻璃是另一种类型的玻璃产品,将玻璃浸入低于退火温度的熔融盐池中,玻璃表面会产生离子交换,这是一个复杂的过程,超出了我们的探讨范围。