浮法玻璃退火工艺

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。

退火工艺中浮法玻璃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。

超厚浮法玻璃的退火技术超厚浮法玻璃的退火技术是成型工艺之外的另一个最为关键的生产技术，两者密不可分。

不少企业在试制超厚玻璃时对退火没有足够重视，由于玻璃板在退火窑中严重炸裂而被迫中断拉引，功亏一篑。

(1)超厚玻璃的退火原理分析：由于玻璃是热的不良导体，在超厚玻璃冷却过程中必然存在内外温差，退火的目的就是如何减少玻璃中因温差造成的内外应力，使之容易切割，达到不影响使用的目的，由STEIN公司提供的玻璃中残余应力的计算公式如下：R=1.69×G×A2×1.1 式中：R-残余应力（kg/cm2）G-退火窑B区的冷却速率（℃/min）A- 玻璃板的厚度（cm）残余应力即所谓结构应力也称永久应力，当玻璃板冷却至室温而残留在玻璃中的应力。

由上公式可知：残余应力与B区的冷却速率及玻璃厚度平方成正比。

当玻璃厚度增加一倍，例如由5mm增加到10mm，则残余应力R也将增加一倍；当玻璃厚度增加二倍，例如由5mm增加到15mm，则残余应力R 也将增加二倍。

B区的冷却速率：G=( Ta－Tb )×V/L 式中：Ta－Tb-B区进出口的温度差℃V-拉引速度m/min L-B区长度m B区进出口的温度差Ta－Tb正是玻璃退火的上下限温度，一般Ta=540℃，Tb=480℃，△T=70℃。

(2)暂时应力对超厚玻璃退火的影响：所谓暂时应力是指：退火下限温度以下，由于快速冷却造成玻璃板的内外温差引起的应力。

在此温度下，玻璃完全变成弹性体，当玻璃冷却到常温时，内外温差消失，暂时应力也就消失了，由于快速冷却造成过大的暂时应力，往往会引起玻璃板的炸裂。

处理暂时应力的方法与处理永久应力的方法是不同的，不熟练的操作人员往往采取不适当的方法而加剧了炸裂，越调越糟，最后被迫放弃快速冷却的手段，甚至停止了F区的冷却风，使得玻璃板到切割区还处于较高的温度，影响了切割的质量。

(3)成型方法对超厚玻璃退火的影响：①采用挡墙法( FS法)生产超厚玻璃时，由于玻璃板横断面厚度是均匀一致的，因此边部不会太凉，采取一定的边部保温措施，可以使内应力大为减少，容易切割。

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。

0引言超厚板成形控制的难点主要有玻璃液的堆积能力、厚薄差的控制、板型稳定性的控制；退火控制难点主要有炸板、裂边、在线切裁问题、客户切裁使用投诉。

上述问题严重影响浮法玻璃的实物质量和成品质量，造成浮法玻璃产量和总成品率下降、质量成本上升，不但影响企业利润，而且对企业的声誉构成威胁。

对以上问题进行有效的解决和稳定的控制对超厚板生产显得尤为重要。

本文在阐述厚板成形、退火理论的基础上，结合多年实际生产经验提出对应问题的解决方案。

1超厚板成形控制（1）厚薄差控制主要通过流道温度和高温区水包控制成形温度来调整厚薄差；对拉边机的定位及其他拉边机的间距设置也是决定厚薄差好坏的重要硬件条件；拉边机速度和角度的匹配对调整厚薄差起到了非常重要的辅助作用。

拉引量和净板宽的大小也是影响厚薄差的重要因素，一般情况拉引量越大、成品板宽越宽厚薄差就相对越难控制。

（2）锡槽内板型控制控制拉边机车位偏差，使板型尽量保持居中，压入深度也要保持基本一致，以免因受力不均或者温度场相差太大导致板型偏移。

锡液深度及深池、浅池的匹配，锡槽挡畦的布局、直线电机的使用等可以调整锡液流向，是决定锡槽板型是否稳定的硬件条件。

拉边机参数的匹配、拉引量的波动、光边的大小，对超厚板锡槽内板型的稳定也都有较大的影响，因此需要有较为合理成熟的拉边机参数、保持拉引量的稳定、合理的光边大小。

（3）锡槽内玻璃液的堆积能力锡槽内的玻璃液的堆积能力是影响超厚板生产的重要因素。

影响锡槽内玻璃液堆厚的因素主要包括拉引量的大小、流道成形温度的高低、拉边机的布局和数量、拉边机参数的设置等。

在生产超厚板时一般都会考虑适当降低拉引量来减小成形堆积压力；拉边机使用数量要比常规厚度多，拉边机角度、速度也要比常规厚度生产时大，以此来提高玻璃液在锡槽内的堆积能力。

2超厚板退火控制（1）炸板炸板主要分为横炸和纵炸两大类。

横炸原因：玻璃板边部压应力大。

处理措施：加大敞开区边部风阀，降低敞开区边部温度（或减少敞开区中部风阀开度）；纵炸原因：玻璃板过紧。