加速分离技术在连续钢化炉上的应用

加速分离技术在连续钢化炉上的应用

摘要:采用加速分离技术可以从根本上消除玻璃在钢化过程中由于前后传动辊轮的速度差异给玻璃造成的划伤。

关键词:消除划伤

众所周知,太阳能玻璃由于光线透过率要求,往往选择薄玻璃即3.2mm玻璃作为其盖板以加强其刚性和外层保护,因此薄玻璃的钢化效果就为我们大家所关注。钢化玻璃除了三度外,玻璃表面是否有擦伤痕迹是衡量薄玻璃钢化质量的一项主要指标。起初我们生产薄玻璃的连续钢化炉是经改进后采用超越离合器来解决薄玻璃出炉段加速分离问题,当时虽然在产质量方面有了很大改善,但玻璃的表面质量一直不理想。当借用平板玻璃冷裁线横切后端的加速分离技术后,这一难题迎刃而解,玻璃表面的因分离而产生的拖痕被彻底消除了。

1 超越离合器的局限性

玻璃是在常温状态下进入钢化炉,在加热段低速运行。经过一段时间运行加热,玻璃温度逐渐达到软化点,当玻璃运行到出炉段时由于玻璃平整度的需要,玻璃的出炉速度大幅提升,一般为加热段速度的3～4倍左右。过去我们对出炉段与加热段的结合部位的加热段部分传动辊(大约600～1000mm范围)采用超越离合器。超越离合器的作用是使靠近出炉段的部分加热段辊轮,能够随着玻璃的加速而被相应快速拖动,属于被动加速,但当玻璃完全离开加热段时仍能按照加热段

主传动速度进行运行,即恢复正常速度。

由于玻璃部分进入出炉段时,玻璃板面会同时与2种速度差异较大(低速v1,高速v2)的辊轮相接触,在出炉段上快速行进的玻璃会拖动后一部分还在加热段辊轮上的玻璃加速前行。这时超越离合器会让加热段辊轮在高速玻璃的拖动下与玻璃几乎同步运行,但其作用力是由玻璃与辊轮表面材料的摩擦力提供的,还须克服机构自身的摩擦阻力。其结果必然会导致玻璃表面出现或轻或重的摩擦痕迹。

2 加速分离装置所起的作用

加速分离装置的核心是有效的设立了过渡段,它的设计思路根本上决定了钢化玻璃表面质量的优劣及产量的高低。通过设立过渡段希望达到两个主要目的:一是快速将玻璃向出炉段推动,使玻璃出炉后仍能保持平整效果;二是能将前片玻璃完整的快移后迅速停下以迎接后片玻璃的到来,避免后片玻璃前端因过渡段辊轮高速转低速不及时出现擦伤。

加速分离装置使用的是自带动力,从根本上克服了超越离合器缺乏动力的不足,它是通过辊轮将动力传递给玻璃使之加速前进。对正在前行的玻璃而言,除了提速时极小的摩擦阻力外,其它阻力均被加速分离装置的自身动力所克服。事实证明,使用加速分离装置不会使玻璃表面出现任何擦伤痕迹。

3 加速分离装置过渡段长度的设置

确保玻璃在与加速辊轮接触时不会因速度差异大而造成摩擦,就必须设立过渡段。设立原则是玻璃在加热速度(低速)状态下行走完玻璃间隔的时间必须大于前片玻璃快速通过过渡段的时间加上电气控制件的反应时间(即电气元件由快速转慢速的时间)。其过渡段距离最少也须大于出炉速度(高速)与电气控制件反应时间的乘积。即在电气控制件反应时间内,玻璃仍以出炉速度向前移动。

如图1所示,假定低速v1=133mm/s,高速v2=500mm/s,取电气控制切换时间t=1秒,最小玻璃间距为wmin,最小过渡段长度为zmin,根据原则确立公式:

Zmin/v2+t＜wmin/v1,

zmin＞t×v2,

解方程式:zmin＞500mm,wmin＞266mm。

当辊轮间隔为90mm时,最小过渡段大约为6根辊子的间隔,最小玻璃间隔大约3根辊子距离。

4 玻璃间隔的选取原则

玻璃钢化产量要大,必须将玻璃摆放间隔尽量减小。前面已知,在

既定的速度和电气控制切换时间下玻璃的最小间隔为266mm。

这是计算的最短玻璃间隔。但在玻璃实际生产过程中,由于综合原因,包括玻璃特性、玻璃规格、钢化炉设计功率、温度损失、玻璃的加热时间、走速变化、控制器件的反应时间快慢等诸多因素,玻璃间隔往往需要设立较安全的间隔。实践中通常将玻璃最低间距控制在300mm或以上。

玻璃间隔的设置会对月产量造成一定影响。

以横向钢化加工太阳能玻璃常规板面1574×802×3.2mm为例,当玻璃间隔差为100mm时产量的变化。

日生产时间24h,炉长24m:450mm间隔的炉长24000mm,加热时间180s,走速133mm/s,玻璃宽802mm,玻璃间隔450 mm,单片时间9s/片,日产时间86400s,日产片数9201片,单片面积 1.26m2,日产面积11593.6m2。350mm间隔的炉长24000mm,加热时间180s,走速133mm/s,玻璃宽802mm,玻璃间隔350mm,单片时间9s/片,日产时间86400s,日产片数10000片,单片面积1.26m2,日产面积12600.0m2,日面积增加1006.4m2。

5 结论

钢化薄玻璃,应该使用加速分离装置。关键要使第2片玻璃在低速状态下走完与第1片玻璃之间的间隔的时间必须大于第1片玻璃快速走完过渡段的时间加上电气反应时间。只有这样玻璃才会实现既快速分离出炉又没有与辊道间因速度差而造成的擦伤。

原理上,玻璃应该整体移到过渡段上后,过渡段对玻璃再进行整体加速。实践表明,如果将整体过渡段进行再分级至2～3个小段,再将出炉段设计为变速段以配合,则靠近加热段的第1过渡段总间隔将会变短,可以提前减速,从而使玻璃摆放间隔还可进一步缩小,钢化生产量还将进一步加大。