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)
5 玻璃的退火与退火窑(1)
5.1.3 应力的检验
利用玻璃中的内应力使玻璃在光学上成为各 向异性体，影响玻璃光学性能的现象来检验 玻璃中内应力的大小. 玻璃中的内应力可以用光程差表示。 应用偏光仪测定玻璃中单位行程的光程差， 从而可以根据不同玻璃的偏光应力系数B来 计算玻璃中的内应力。
残余应力与玻璃板厚度的关系
5.1.1.3 玻璃退火的标准
5.1.2.2 重要冷却区(B区) 所谓重要冷却区是指玻璃在退火过程中最关 键的区域，因为经退火后的玻璃中的永久应 力的大小及其分布状况，主要决定于玻璃在 此区的冷却速度和温度的分布情况。 主要消除玻璃中残存应力的地方。 出A区温度在510~520℃左右 。
5.1.2.3 冷却区(亦称后退火区，C区)
5 玻璃的退火与退火窑
机械零件的退火 将钢件（钢坯）加热到临界温度以上 30°C~50°C保温一段时间，然后再缓慢 地冷却下来（一般用炉冷），其目的是用来 清除铸、锻、焊零件的内应力，降低硬度， 以易于切削加工，细化金属晶粒，改善组织， 增加韧性。
浮法玻璃的退火是指从锡槽出来的玻璃带， 按一定的温度曲线，进行冷却的过程。其目 的是消除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。 玻璃的退火可分为两个主要过程：一是内应 力的减弱和消除，二是防止内应力的重新产 生。
一般光学玻璃制品退火要求高些，退火后的 残余应力要求在2～5.0nm/cm之内。 普通钠钙硅玻璃相为100nm/cm。 玻璃退火后的残余应力随玻璃板的厚度增加 而增大。
5.1.1.4 退火温度的确定
玻璃在此塑性变形时的温度范围，称为玻璃的退火 温度范围。 最高退火温度是指在此温度下保温2min，应力可 以消除95%； 最低退火温度是指在此温度下保温2min，应力可 以消除5%。这两个温度构成了玻璃的退火温度范 围。 退火温度的上下限，一般介于50～100℃之间，它 与玻璃本身的特性有关。根据理论计算和生产经验， 浮法玻璃的最高退火温度约为540～570℃。
浮法玻璃生产工艺及设备
（1）熔化部
熔化部是配合料熔化和玻璃液澄清、均化的部分。 由于工业上的玻璃池窑大都采用火焰对玻璃液表面加热，所以熔化部分为上、下两部分。上部被称为：火焰空间；下部被称为：窑池。 火焰空间包括：大碹（拱顶）和胸墙等，窑池则由池壁和池底等构成。
（2）分隔装置
玻璃池窑的分隔装置是指玻璃池窑的熔化部与冷却部之间的分隔装置，它包括：玻璃液分隔装置和气体空间分隔装置。
浮 法 玻 璃 生 产 线 的 立 体 结 构 效 果 图
平板玻璃池窑俯视结构图
两种燃油平板玻璃池窑的立体结构简图 传统上的 支烟道换火型 （连通式蓄热室） 现代用的 分支烟道换火型 （分隔式蓄热室）
平 板 玻 璃 池 窑 的 火 焰 加 热 原 理 图
玻璃熔制部分
玻璃熔制部分：投料部分、熔化部、分隔设备、冷却部、成型部这六部分所组成。 作用： 配合料入窑 高温加热融化玻璃态 澄清、均化、冷却、成型
（4）成型部
浮法成型的平板玻璃池窑与其他成型方法的平板玻璃池窑之间的最根本区别就在于成型部的异同上，关于浮法成型平板玻璃池窑的成型部
热源供给部分
ห้องสมุดไป่ตู้
热源供给系统主要是指：小炉与燃料烧嘴。 因燃煤气的热值较低，所以煤气和助燃空气均需要通过蓄热室的预热来提高燃烧温度。 燃重油、天然气、城市煤气等高热值燃料时， 不必对燃料预热也能达到足够高的燃烧温度（重油加热也有自燃和爆炸的危险）。
锡槽
分类：1、宽流式、窄流式 直通型、宽窄型 活动胸墙式、固定胸墙式 锡槽结构：流道、流槽、流槽本体、过渡 辊台 生产厚玻璃板的方法： 挡墙法 采用负角度机械拉边法 挡墙拉边机法
余热回收部分
余热作用：
预热空气和煤气 加热余热锅炉中的水 干燥原料、加热原料
浮法玻璃退火
上的残余应力
应力的分类
❖ 宽度方向上 ---在浮法玻璃厚度方向上沿板宽方向所产生 的残余应力 ---玻璃带边部处于压应力状态(尺寸较长)， 中部处于张应力状态 (尺寸较短)， 因为边部 比中部更早通过应变点 (482℃)
退火窑各区的设置
或降低发生炸裂区的中部温度（加大风量） ❖ 注意：炸板后一定要检查炸板区下面是否有碎玻璃
在玻璃板下或辊子中间，并将其及时清掉，以防止 这些碎玻璃造成玻璃板下表面划伤。
ห้องสมุดไป่ตู้
应力的产生说明
应力的产生说明
❖ 在温度低于应力点时，处于弹性变形温度范 围内（即脆性状态）的玻璃在经受不均匀的 温度变化时所产生的热应力，随温度梯度的 存在而存在，随温度梯度的消失而消失，这 种应力称为暂时应力。
应力的分类
❖ 厚度方向上 在浮法玻璃厚度方向上沿玻璃前进方向
所产生的残余应力 ---玻璃上表面和下表面首先通过应变点 ---持续的冷却使玻璃上表面和下表面处于压应
退火窑各区的设置
❖ E区 ： RET2区和F1区之间的过渡区 。 ❖ F区： —目的是实现对玻璃的最后的直接强制冷却。 —每个区都配备有风管喷嘴，喷嘴布置在玻璃板的上、
下方，由2台电动风机供给冷却风。 —风管喷嘴布置在离玻璃板固定远处。 —这些区域的窑顶横向分成5个可单独调节的区域。 —这些区域窑底没有横向分区，但总流量可手动调节。
或降低边部温度。
退火窑的应急事故处理
❖ 暂时退火状况 ❖ 所有由暂时应力引起的问题均可通过调整C、
D区或强制冷却区来解决。哪个区发生问题 就调整哪个区。若问题是出在D区或是E区， 则对C区进行调节。
退火窑 PPT课件
问题探讨
•减少永久（残余）应力的分析
减小温度梯度最简单的方法是降低冷却速度，但 这会增加退火时间，须要加长退火窑，尤其是浮法 工艺的拉引速度本身就很大，所以这并不是好办法。
原则： 生产出残余应力尽可能小的玻璃，只有通过制定 最佳退火工艺制度才能达到目的。 对形成残余应力影响大的温度范围，冷却速度要 慢，而影响小的温度范围可适当加快冷却速度。 对于暂时应力，当退火结束后就自行消失，所以 原则上玻璃不会炸裂的前提下，应变点后的退火过 程中应尽量加快速度。
退火基本知识
退火的定义
退火是运用适当的温度制度，适当控 制温度降低速度，将玻璃带中产生的热应 力控制在允许的范围内，连续地把成型后 的玻璃原板降到室温，将残余应力减少到 最低限度，以增强玻璃的机械强度和热稳 定性。
退火基本知识
退火的目的
热应力 ： 玻璃本身是热的不良导体，导热性较差，其内 外层温度梯度、硬化速度不一样，将引起玻璃产 生不均匀的内应力， 这种内应力称为热应力 热应力的危害： 会降低玻璃制品的强度和热稳定性，也会影响 玻璃的光学均一性。 如何消除热应力的危害？ 退火就是最大限度地防止或均衡这种热应力而 进行的热处理。
第六章
退
火
窑
玻璃退火的目的是什么？ 玻璃热应力的的类型？ 玻璃退火有哪几个阶段？
退火基本知识
浮法玻璃退火：是最大限度地减小玻璃热应力的过程。 热应力的概念：玻璃内部因温度差而产生的应力称为 热应力。
玻璃在成型过程中，由高温可塑状态的玻璃液变为室 温固态的玻璃制品，在这个过程中，由于玻璃本身是热的 不良导体，其内外层温度梯度不一样、硬化速度不一样， 将引起玻璃产生不均匀的内应力；这种内应力如果超过了 玻璃的极限强度， 就会导致玻璃破裂。 为了最大限度地防止或均衡这种内应力而进行的热处 理，称为退火。
浮法玻璃生产技术与设备
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
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。
5 玻璃的退火与退火窑(1)
玻璃退火工艺制度的计算（热风循环强制对流区）
热风循环强制对流区（RET区）：采取对玻璃直接吹循 环热风，使玻璃能以比后退火区大的降温速度或相同的 降温速率冷却，使玻璃带的温度由370~380℃降到 220~240 ℃。
通常又分为两个小区，此区后，一般有一3m的自然冷 却段，后面为直接室温冷却区。
玻璃退火工艺制度的计算（室温风强制对流冷却区）
5.1 退火的原理
温度变形被冻结：应力松弛只消除部分的温度差引起的 暂时应力，当玻璃被冷却到室温并达到内外温度平衡时， 这部分松弛下来的应力就残存下来。
玻璃中内应力的检验方法
原理：玻璃中的内应力使玻璃在光学上的各向同性变为 各向异性，从而使玻璃具有双折射的现象，双折射值的 大小与玻璃中的内应力成正比。光的双折射值可按照玻 璃中单位长度所产生的光程差来表示，测出光程差，根 据不同玻璃的偏光应力系数可以计算出玻璃的内应力。 （例如，对于普通的钠钙硅玻璃，应力系数为 2.85×10-12Pa-1），即0.1MPa的内应力所产生的光 程差约为2.85nm/cm
退火温度制度的确定
退火温度上下限差值：一般在50~100℃。与粘度随温度的 变化特性（料性）有关，料性长，其值偏大。浮法的最高退 火温度在540~570℃，最低退火温度在450~480℃。 制定退火温度制度时需要考虑的问题： 1.退火窑中的温度差：计算时取允许应力的一半进行，保温 时间比实际计算的适当延长，冷却速率适当降低。 2.制品的壁厚影响：厚制品的保温温度应适当降低，保温时 间适当延长。 3. 组成的影响
玻璃退火工艺制度的计算（重要冷却区）
重要冷却区：（按照6mm厚的玻璃计算）：
V----6mm玻璃的拉引速率； C---6mm玻璃在此区域允许的冷却速度（ ℃/Min）， ∆t—玻璃的退火温度上下限差值，取70~80℃ ∆n0—光程差； s—玻璃厚度的一半； LB—退火区的长度，m。 为了获得永久应力比较小的玻璃。玻璃应力的产生主要决定于玻 璃的冷却速度和退火区域内时应力形成的原因：玻璃制品在加热或冷却过程 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一定 的热应力。应力的大小与取决于玻璃中的温度梯 度，与玻璃的热胀系数、玻璃 的化学成分有关。
浮法玻璃退火工艺
浮法玻璃退火工艺
永久应力产生原因分析
永久应力大小和产生是分子位移的结果 玻璃是热的不良导体，在冷却过程中，相邻的地方不可能是 同一个降温速度，这就注定在过程中会存在温差，这个温 差，决定了谁先进行到刚性体的先后顺序，最终反映出有的 地方分子停止位移，有的地方还可以位移，这种位移差将， 导致在同一块玻璃上的应力松弛的不同，从而产生永久应力。
1.75:1冷却 速度
退火冷却速度按6mm计算一般选18.52℃/min
各区长度就 可以算出了
浮法玻璃退火工艺
CUND退火窑的结构
电加热
上部辐射管
传动辊道
风机
下部辐射管
热电偶
进风口
出风口
A区的结构
浮法玻璃退火工艺
CUND退火窑的结构
电加热
上部双辐射管
风机
传动辊道
下部双辐射管
热电偶
出风口
进风口
B/C区的结构
6、退火下限：玻璃在此温度保持 3min，应力消除5%的温度范围，450480℃
弹性体 刚性
永久应力与上下限温度范围内的降温速度有太大的关系
浮法玻璃退火工艺
1 退火基本原理
自由流动的熔体
玻璃在冷却过程中，黏度呈指数剧 增。温度由516.05 ℃降至常温， Δt 成型前 ＝486.05℃，物理特性却呈现出连续、
30℃ 在
应力合-10+7=-3=应力松弛的量
450℃以上产生永久应力，以下不 会
板边长于板中部
无论何应力都不能超过极限，包括两者应力的叠加
浮法玻璃退火工艺
永久应力与什么有关
1.与厚度有关 2.与退火区纵向冷却速度有关 3.与退火区横向冷却速度有关 4.与退火区上下冷却速度有关
退火窑-w
★烧城市煤气或天然气的退火窑 ☆烧城市煤气或天然气时，常采用管状煤气燃烧器（亦称扩散 式多孔燃烧器）。（见图）
☆此种加热方式即明焰式，在使用中，沿纵向的温度容易调 节，沿横向的温度分布很均匀，特别适用于窑膛较宽时。 ☆此种退火窑不需烟囱，燃烧产物由窑膛空间排出。
★烧重油或冷发生炉煤气的退火窑 ☆烧重油与烧冷发生炉煤气时相同，均在加热保温带的网带下 面设燃烧室。 ☆燃烧室内用大砖砌成几条互相贯通的烟道（花格形式），使 火焰分布均匀，从而使整个网带平面上的温度比较均匀，烟 气从燃烧室两侧各部位通过两侧的夹墙通道上升到窑内，再 经支烟道汇总到总烟道排出。 窑内温度是通过调节各处的烟气量来控制的。（见附图1，2） ☆对制品的加热方式包括：窑底及夹墙对制品的辐射加热、烟 气对制品的辐射及对流加热。 ☆在燃烧室每侧设一只喷嘴即可。 ☆火焰流程如图所示： 喷嘴
※该区的冷却强度较大，主要是通过加大冷却风量和增大冷 却器面积来实现。（如图，上部设置三层、下部设置二层冷却风管） ※为了控制玻璃板边的温度，该区上面的两个边部仍设有电 加热器（只是功率较B区小些）。
◇D区—— 即C区和Ret区之间的过渡区，起连接作用，其形式为一不保 温的封闭壳体，不设加热器和冷却器，玻璃带在壳体内自然 冷却。
◇窑顶 ★以重油或冷发生炉煤气为燃料的退火窑，考虑到高温下的强 度及砌筑问题，加热保温带的窑顶一般砌成拱形，其它部位 窑顶多半用平顶，这会使窑宽度上的温度分布比较均匀，空 间利用率高些，燃料消耗量小些。 ★强制气流循环式（又称热风循环式或强制对流式）退火窑的 各段窑顶均为平顶，系一金属制成的空心壳体，内壁用耐热 钢，外壁用普通钢，中间充填保温材料。
◇B区（重要冷却区、退火区）—— 该区作用：将已处于高退火温度的玻璃带以一定的冷却速度进 行冷却，从而使玻璃带内的永久应力控制在允许的范围内。
浮法玻璃退火窑
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
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
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。
15mm浮法玻璃的退火技术措施
河 南 建材
１ｍ ５ ｍ浮法玻璃的退火技术措施
任红灿 苗中 林 张乃明 王国强 王晓伟 李红波 孔繁智
洛阳 玻璃股份有限公司（７０９ （ １０） ４
１ｍ ５ ｍ浮法玻璃的生产有三种方式： 全拉边机 法、 石墨挡墙法及拉边机石墨挡墙结合法。生产方
炸裂、 爆边、 多缺角等问题的研究展开的。在此谈谈 我们的一些认识及作法。
１２ 技术措施 ． １检修仪表， 更换阀门定位器。更换退火窑两 ）
侧的保温材料， 增加保温效果， 减少退火窑内的横向 温差。开启锡槽后区边部电加热， 使玻璃板横向温 度趋于均匀。 ２使用特制的“ ） 在线退火窑辊子表面处理装置” 处理“ 压裂”减少玻璃表面的损伤。 ， ３调整辊子高度、 ） 保证玻璃板水平。
不均匀。
另外 Ｆ 区风机全关，２区和 Ｆ 区的风量由弱 １ Ｆ ３ 到强重新调整， 平均比原来风量增加 ３ 一 ０ ０ ４ ％０
２ 爆边、 多缺角问题
２１ 原因分析 ．
爆边、 多缺角等问题在 １ｍ ５ ｍ浮法玻璃中是成 品率低的主要因素之一， 生产中爆边的产生是因玻
２生产过程中Ｓ ２ ） ０ 气体与锡氧化物反应， 在退
ａ１卜
｝
Ｎ－ Ｒ Ｈ－ ｒＩ － － 汀
Ｒ为氨基酸多肚大分子
Ｈ
１ 技术原理
冰花玻璃的制作原理是： 将具有很强粘附力的 胶液均匀地涂在喷砂玻璃的表面时， 因胶液在干燥 过程中， 体积的强烈收缩和胶体与粗糙的玻璃表面 良好的粘结性， 使玻璃表面发生不规则撕裂现象， 胶 体薄膜因龟裂而产生的裂纹成为撕裂的界线， 犹如 叶子的茎脉， 而在撕裂表面形成凹凸起伏、 连续而不 规则的“ 冰花” 花纹。
火窑辊子表面形成一道道的白色坚硬物质， 使玻璃 下表面形成许多小炸口。由于生产 巧ｍ ｍ玻璃的拉
第五章退火窑..知识讲解
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烧重油的退火窑
• 燃烧设备： 中压外混喷嘴 R型低压喷嘴
• 特点： 合理的火焰流程，达到退火温度且分布
均匀，符合退火曲线，耗油少，结构简单。
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• 油嘴使用安装的特点： 1、火焰的温度分布特性刚好满足退火要求。 2、减少时间。 3、只安装一支喷嘴，有利于减少横向温差。 4、隔焰加热均匀，平稳。但油耗多。 • 逆向安装喷嘴效果最好。
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三、退火制度
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1、加热阶段 加热到高退火温度。速度不能过快，防止破裂。 有时，先冷却到退火温度。 2、保温阶段 有足够的温度和时间，使应力松驰，消除应力。 3、慢冷阶段 缓慢冷却，防止产生新永久应力。 4、快冷阶段 尽快冷却，但要防止破裂。
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四、退火曲线的确定 退火温度 加热、冷却速度 保温时间
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电热退火窑
使用电热丝或电热板作发热体， 也可采用远红外电热板。
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二、辊传动机构带动所有钢辊转动。 钢辊转速：浮法wmax=900m/h
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退火窑结构
1、钢壳： 若干节，每节3m
退火窑分为十个区域： A区：均匀加热带，预退火区 B区：重要退火带，退火区 C区：缓慢冷却带，间接冷却区 D区：间冷到直冷的过渡带，封闭自然冷却区 Ret1和Ret2区：热风循环冷却区 E区：敞开自然冷却区 F区：敞开强制冷却区
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强制气流循环式退火窑
• 结构（图5-10a、b） 加热带，慢冷带，快冷带（利用轴流风扇和风机强制循环） 慢冷带间接冷却；快冷带直接冷却 • 特点：
温度分布不均 气流速度快，对流快 风扇，热交换器，风扇的位置可调 网带使用期长 可利用冷却带排出的热空气作助燃空气，消耗低 高速喷嘴亦可形成强制气流循环（图5-11）
浮法玻璃退火技术
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。
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实践证明，此区温降≤160℃ 为宜。
但不能用室温空气直接冷却玻璃，以免玻璃 冷却温度过大而引起炸裂。
采取控制循环热风的温度，对玻璃带进行直 接吹风对流冷却，以使玻璃能以比其在后退 火区稍大或相同的冷却速度进行对流冷却， 使玻璃带的表面温度由370～380℃降到 220～240℃
5.1.2.6 室温风强制对流冷却区(F区)
5 玻璃的退火与退火窑
机械零件的退火
将钢件（钢坯）加热到临界温度以上 30°C~50°C保温一段时间，然后再缓慢 地冷却下来（一般用炉冷），其目的是用来 清除铸、锻、焊零件的内应力，降低硬度， 以易于切削加工，细化金属晶粒，改善组织， 增加韧性。
浮法玻璃的退火是指从锡槽出来的玻璃带， 按一定的温度曲线，进行冷却的过程。其目 的是消除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。
应力产生的原因与该温度区域的冷却速度、 温度梯度、黏度和玻璃厚度有关。
5.1.2 退火的定义和目的
玻璃的退火：主要是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，不再产生超过允许范围的 永久应力和暂时应力。
退火的目的：消除玻璃中的残余应力和光学 不均匀性。
过程：一是内应力的减弱和消失；二是防止 产生新的应力。
主要消除玻璃中残存应力的地方。 出A区温度在510~520℃左右 。
5.1.2.3 冷却区(亦称后退火区，C区)
玻璃退火区域以下，即在玻璃退火的下限温 度以下的冷却，可以以较快的速度进行，但 冷却速度也不能太快。
玻璃在低于退火下限温度进行冷却所产生的 内应力为暂时应力，暂时应力沿板厚度方向 分布与永久应力相反，其最大的张应力在板 的表面。如冷却速度太快，则会引起暂时应 力过大而使玻璃破裂。
一般光学玻璃制品退火要求高些，退火后的 残余应力要求在2～5.0nm/cm之内。
普通钠钙硅玻璃相为100nm/cm。 玻璃退火后的残余应力随玻璃板的厚度增加
而增大。
5.1.1.4 退火温度的确定
玻璃在此塑性变形时的温度范围，称为玻璃的退火 温度范围。
最高退火温度是指在此温度下保温2min，应力可 以消除95%；
玻璃冷却时，玻璃内外层产生了温差，玻璃外表层 温度低于内层，故外层收缩大于内层，外层的收缩 受到内层膨胀的膨胀（拉伸作用—拉应力），内层 受到外层的压缩（挤压—压应力）。玻璃表层受到 张应力，内层受到压应力。
当外层不再降温，内层却随着温度的不断降 低而继续收缩，所产生的应力与前期相反。
若两者大小相等，则温度梯度消失后，没有 应力产生；若不相等，则产生残余的应力， 即永久应力。
பைடு நூலகம்.1.2.1 加热均热预退火区(A区)
在正常生产情况下，玻璃带从锡槽拉引出来 经过过渡辊台，进入退火窑的温度一般为 590±10℃。此温度高于玻璃的最高退火温 度，是可以不再加热的。
边部必须适当加热。
5.1.2.2 重要冷却区(B区)
所谓重要冷却区是指玻璃在退火过程中最关 键的区域，因为经退火后的玻璃中的永久应 力的大小及其分布状况，主要决定于玻璃在 此区的冷却速度和温度的分布情况。
玻璃表面温度降到230℃以下 ，可以加大玻 璃带与介质的温度差，使Δt≥200℃ 。
玻璃带的表面温度已降低约100℃ ，可以加 快冷却。
F区可以分为F1、F2、F3等区域，相应的冷 却方式可以为自然冷却和强制冷风冷却。
出C区温度在410~420℃左右
5.1.2.4 D区 退火窑没有保温，靠钢壳体散热。 出D区温度为370~380℃。
5.1.2.5热风循环强制对流冷却区 （Ret 区）
过去以对流和辐射的方式，把自身的热量传 递给其周围介质和壳体，而使玻璃自身逐步 冷却下来。
，由于玻璃温度已经较低，此区的其综合给 热系数大大减少，这是国内过去和现在几条 老式的退火窑，玻璃带在冷却区后(C区后) 温度降低太慢，玻璃出退火窑时温度偏高的 原因。
5.1.3 应力的检验
利用玻璃中的内应力使玻璃在光学上成为各 向异性体，影响玻璃光学性能的现象来检验 玻璃中内应力的大小.
玻璃中的内应力可以用光程差表示。 应用偏光仪测定玻璃中单位行程的光程差，
从而可以根据不同玻璃的偏光应力系数B来 计算玻璃中的内应力。
残余应力与玻璃板厚度的关系
5.1.1.3 玻璃退火的标准
永久应力—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，也称谓残余应力；
暂时应力—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。
（2）热应力的成因
玻璃制品在加热（应变温度Tg以下）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。
玻璃的退火可分为两个主要过程：一是内应 力的减弱和消除，二是防止内应力的重新产 生。
5.1 退火的原理
玻璃中内应力的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，内应力松弛的速 度在很大程度上决定于玻璃所处的温度。
5.1.1 内应力的类型及成因
(1)应力类型
最低退火温度是指在此温度下保温2min，应力可 以消除5%。这两个温度构成了玻璃的退火温度范 围。
退火温度的上下限，一般介于50～100℃之间，它 与玻璃本身的特性有关。根据理论计算和生产经验， 浮法玻璃的最高退火温度约为540～570℃。
5.1.2 退火窑的分区
按退火工艺分加热均热预冷区(又称预退火 区)、重要冷却区(又称退火区)、冷却区(又 称后退火区)和急速冷却区。急速冷却区又 分直接热风和直接冷风冷却区。