浮法玻璃生产技术与设备(第二版)5 玻璃的退火与退火窑(1)

浮法玻璃生产技术与设备浮法玻璃是一种常见的平板玻璃制造技术，广泛应用于建筑、汽车和电子等领域。

本文将介绍浮法玻璃的生产技术和相关设备。

一、浮法玻璃生产技术概述浮法玻璃生产技术是一种通过将玻璃原料熔化后，将其均匀地浮在锡液上，然后逐渐冷却和固化而制成的平板玻璃。

这种技术具有高效、高质量和低成本的特点，因此成为了主流的玻璃生产方法。

二、浮法玻璃生产工艺1. 玻璃原料准备：将石英砂、碳酸钠、石灰石等原料按一定比例混合，并进行破碎、洗净等处理，制成玻璃熔料。

2. 玻璃熔化：将玻璃熔料加热至高温，使其熔化成液态。

3. 浮法成型：将熔化的玻璃液均匀地倒在一槽锡液上，由于玻璃密度较大，所以能够在锡液上浮起来，并形成一块平整的玻璃带。

4. 玻璃冷却：玻璃带在浮在锡液上的同时，逐渐冷却，使其固化成平板玻璃。

5. 玻璃切割：将固化的玻璃带切割成所需尺寸的平板玻璃。

6. 玻璃淬火：对切割好的平板玻璃进行淬火处理，增强其强度和耐热性。

三、浮法玻璃生产设备1. 玻璃熔化炉：用于将玻璃原料加热至高温，使其熔化成液态。

2. 浮法槽：用于将熔化的玻璃液均匀地倒在锡液上，形成玻璃带。

3. 冷却系统：用于控制玻璃带的冷却速度，使其逐渐固化成平板玻璃。

4. 切割机：用于将固化的玻璃带切割成所需尺寸的平板玻璃。

5. 淬火炉：用于对切割好的平板玻璃进行淬火处理，增强其强度和耐热性。

四、浮法玻璃生产的优势和应用浮法玻璃生产技术具有以下优势：1. 高效：浮法玻璃生产线能够连续生产大量玻璃，提高生产效率。

2. 高质量：浮法玻璃具有平整度高、光洁度好等优点，适用于各种高要求的应用领域。

3. 低成本：相比传统的玻璃生产方法，浮法玻璃生产技术成本更低，能够降低产品价格。

4. 环保：浮法玻璃生产过程中的废气、废水等可以进行处理和回收利用，减少对环境的污染。

浮法玻璃广泛应用于建筑行业，如建筑外墙、窗户、玻璃幕墙等；汽车行业，如汽车前挡风玻璃、车窗等；电子行业，如显示器、太阳能电池板等。

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。