退火工艺

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
退火区的末端温度。

a. 外观现象 玻璃炸裂形状大多如蜘蛛网状
分布,裂纹形状极不规则,炸裂持续时间
较长。该炸裂对生产影响较严重,最重时,
玻璃炸裂碎片可能堆在辊子下最终“抱死”
期边缘存在的微裂纹或存在的应力所致,
主要原因有:在锡槽中,边部接触异物,
如挡边器等;偶然出现在边缘的小气泡;
板中结石。

c. 措施 炸裂是由退火以外的因素造成的,
无需在退火方面采取措施.

a. 外观现象 如图7-7所示,炸裂呈丫字型。
在炸裂前,分支侧玻璃板往往出现波浪形,
炸裂后的一段时间内,波浪形消失,一段
河南理工大学 张战营

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
况,从对玻璃造成破裂的情况来看,玻璃
带在退火区域以下,两边冷得太快要比中
部冷得快更为不利,因此必须加以防止。

这种情况往往是由于辊子两端轴头漏进冷
空气所造成。因此,轴头密封是至关重要
的。

A. 外观现象 玻璃带边子很紧,很难用手
把玻璃带从棍子上提起。与玻璃带拉引方
向趋于平行的炸裂,这种纵裂一直可以回
时间后,变形又重新出现,炸裂再次发生。

b. 产生原因:是由于玻璃板炸裂产生分支
的一侧存在较大的压应力.

c. 措施
① 在炸裂区及前一冷却区分别增加裂纹分
支侧的冷却强度.

② 如果措施①的效果不理想,可在退火区 进行反方向(相对于冷却区的调整方法)调整 .

a. 外观现象:
如图7-8所示,炸裂呈X型.
某区横向温度发生变化而引起的,这种炸
裂,在玻璃带的两个中腰部存在稍大的张
应力.

c. 措施 只须略微降低两个中腰部位的冷却
强度.

a. 外观现象 如图7-10所示.

b. 产生原因 与2.1中所述的图7-6型炸裂原因
基本相同,如果该炸裂在某段时间内频繁
出现,一般是由于生产现场两侧的环境气
流存在较大的差异所致.
在高温退火区域内的均匀冷却速度。

玻璃板处在退火区域中,如上下表面冷却
强度不同,则当玻璃冷却到室温均衡时,
会引起应力分布不对称,压应力就会向冷
得快的那一面偏移,冷却快(凉)的表面
受压应力,冷却慢(热)的表面受张应力,
如果玻璃原片足够大,玻璃中应力分布的
不平衡必将引起变形——弯曲或翘曲。

若玻璃板的下表面比上表面冷却得快,则

A.外观现象: 玻璃带边子很松,用手很容
易把玻璃带从辊道上提起,肉眼可观察到
边部明显的变形。在某些极端场合,甚至
可听到边松,波浪变形拍打辊子的响声。

B.产生原因:
a. 在退火或永久应力区域(温度高于
450℃),如果玻璃带边部比中间凉,会形
成轻薄或柔韧的边部(松边)。

b. 在冷却或暂时应力区域(温度450℃)如 果玻璃带边部比中间热,会形成轻薄或柔 韧的边部(松边)。
或应力分布不平衡而使玻璃在退火窑中破
裂,这是在实际生产中经常发生的。

综上所述,在退火温度范围内,玻璃带横
向温度的不均匀,当玻璃冷却到室温时,
将产生永久应力,在退火窑中板面较热部
分是处在受张状况,较冷的部分是处在受
压状况。

在退火温度范围而以下,板面较热部分是
处在受压状况,较冷的部分是处在受张状
或约1.5m左右的木板条,以防止纵炸进一
步延伸。

b. 处在退火窑Ret区以后(包括Ret区)纵裂,
可以先将风阀全关,使玻璃瞬时升温,而
后快速将风阀全开使玻璃带受急冷,采用
这种方法可快速地将纵裂纹移向玻璃带的
一边使其中断。

c. 纵裂制止后,可依照图7-1、图7-2及图7
-5的处理措施对症处理。
的一边偏移走偏;若玻璃处于退火温度之
下,则凉边受张应力,热边受压应力,暂
时应力超过允许值时出现炸裂。

这时,玻璃板面的理论应力值是不能测量
的,因为一部分应力由于变形而消除了。

玻璃带离开退火区域,可以比较快的速度
进行冷却,因玻璃不会再产生水久应力了。

但必须指出,此时如果冷却速度过快,或
横向温差太大,则会产生过大的暂时应力
玻璃的表面层处于压缩状态,玻璃板内层
处于拉伸状态。

因此,玻璃板中的永久内应力沿玻璃板厚
度方向分布为:表面为压应力,内层张应
力,大小相等。由于永久应力最终影响玻
璃的切割和使用,因此需要严格控制。

玻璃中永久内应力的大小决定于两个因素: 一是冷却速度,二是玻璃在退火温度下的 冷却过程中热弹性应力的松弛速度,而松 弛速度取决于玻璃热弹应力的大小,热弹 应力取决于冷却速度的大小,因此,玻璃 退火的关键是如何正确的确定和控制玻璃
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。

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。

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

b. 产生原因:是由于玻璃带两侧均存在较
大的压应力所致.

c. 措施
① 在炸裂区及前一冷却区分别增加两边部
的冷却强度或减小中部区域的冷却强度。

② 如果措施①效果部不明显,可在退火区 进行反方向(相对于冷却区的调整方法)调整。

a. 外观现象 如图7-9所示。

b. 产生原因 是在横向单裂的基础上,由于
① 玻璃在退火下限以前,玻璃带边部冷却
速度比中间快。

② 玻璃在退火下限以后,玻璃带边部冷却 速度比中间慢。

e. 实际生产中的横向炸裂多因冷却区的暂时 应力所致
下面针对每一种具体横向炸裂情况,给出 相应的措施


a. 外观现象:如图7-6所示,裂纹接近于直
线型.

b. 产生原因 一般是因玻璃带进入退火窑前
玻璃在退火下限后,玻璃带边部冷却速度
比中间快。

因纵裂又可以分为不同情况和现象,下面
针对每一种现象给予论述并给出措施。

a. 外观现象:
如图7-1所示,发生在最靠近玻璃带边部 区,炸纹较直。

b. 产生原因:
① 炸裂呈裂纹状,一般是因冷却区炸裂处
炸裂的一侧张应力过大。

② 炸裂呈裂缝状,缝隙较大,一般是因退 火区域炸裂一侧产生了过大的张应力。
头向边部发展。

b. 产生原因 该炸裂是由于玻璃带在前部的
退火区受到了较强的冷却,产生了较强的
永久应力。玻璃呈现了相当程度的“钢化”
纵炸倾向。

c. 措施 在退火区或退火区前,使玻璃带宽
度方向整体温度升高,同时还要使中间比
边部多升几度。

a. 延伸至退火窑封闭区(A-C区)内的炸裂,
可在炸裂的上游玻璃带上放置一块石棉板

c. 措施:
对原因①,减小炸裂处冷却区(或上一冷
却区域)炸裂侧的冷却强度。

对原因②,增加炸裂处退火区域内炸裂侧 边部的冷却强度。

a. 外观现象 如图7-2所示,炸裂发生在中
间区域,裂纹相对较直,呈龟裂状或者裂
缝状,裂缝较大。

b. 产生原因
这是因玻璃带中部区域处来自百度文库较高的压应力
所致。
存在,同样也会产生热应力。

当玻璃带边部比中部凉时,若处于退火温
度区域,边部(凉)受压应力,中部(热)
受张应力;若玻璃处于退火温度之下,则
边部(凉)受张应力,中部(热)受压应力。

当玻璃板边部比中部热时,则板面方向所
受应力与上述相反。

上面几种情况所产生的应力,可以用应力
仪测量。通常也可以用手指来作定性的检
带中部区域受到压应力。

玻璃所受张力超过玻璃强度时,会发生纵
裂。

由于玻璃的抗压强度比抗张强度高10倍,因
此在边部呈张力的情况下,边部本身在任
何一种弱点(如结石、析晶等)的作用下,
边部首先破裂。

玻璃在退火过程中,出现上述的宽度方向
应力分布有两种可能:①玻璃在退火下限
以前,玻璃带边部冷却速度比中间慢。②

c. 措施:
对裂纹状纵裂,增加炸裂处冷却区(或前
一冷却区)内中间区域 的冷却强度。

对裂缝状纵裂,在退火区内降低裂缝处中 间区域的冷却强度。

a. 外观现象 如图7-3和图7-4 ,呈现不规 则炸裂。

b. 产生原因 一般是因炸裂处的冷却区(或
上一冷却区)内控制不稳,造成冷却区的
温度场在局部出现大幅度波动所致,因炸
裂形状有明显的纵炸趋势,把它归为纵炸
的一种。

c. 措施
① 稳定冷却区系统控制。

② 在措施①的基础上,再根据实际情况分
别采取图7-1,图7-2的措施。

a. 外观现象 如图7-5所示,该炸裂为蛇形
炸裂,炸裂的裂纹呈明显的波浪式蛇形纹,
持续时间长,炸裂的末端相对于退火窑位
置固定,炸裂末端一般不会偏斜使炸裂纹

c. 措施 检查现场的所有气流通道,如发现
问题,采取相应措施.

a. 外观现象 如图7-11所示,裂纹呈横向小
波浪形,且炸裂的重复性强.

b. 产生原因 这种炸裂与2.1中所述的图7-6型
的炸裂原因相同,但这种炸裂也说明玻璃
在退火区内纵向冷却强度较大,板面永久
应力较大。

c. 措施 适当减小退火区的冷却强度,升高
验,即在离切割机位置相当距离的地方,
用两个或三个手指头将边部轻轻抬起。

如果边部成波状而且很容易被抬起,那么
边部承受压应力,中部承受张应力;如果
边部很紧,而且不易被抬起,则边部承受
张应力,而中部承受压应力。

从所周知,玻璃的抗压强度比抗张强度约
大十倍,所以玻璃板通常首先在承受张应
力的板面上发生破裂,然后裂纹可能继续
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
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。

也就是说,玻璃在高温区域产生及松弛的
热弹应力在玻璃厚度方向表现为:表层张
应力,内层压应力,且大小相等;而当玻
璃冷却至环境室温时,内外温度一致时,
向压应力区发展。

因此,暂时应力对玻璃破坏性最强,只要
产生的张应力等于或稍大于玻璃的抗张强
度,在没有任何外力作用下,玻璃也会自
行破裂。

玻璃板横向温度不对称分布,即玻璃板面
两边部冷却速度不相同,而引起一边温度
高一边温度低,而使板面应力分布也不对
称。

若处于退火温度区域,同样凉边变长受压
应力,热边变短受张应力,玻璃带会向热
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。

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

c. 松边使玻璃带的边部趋向于比玻璃带中部 长的趋势,这时,中部会防止边子变长, 从而使边部受到压应力。反之,边子会使 中部变长,中部区域受到张应力。当玻璃 中出现弱区(如结石、析晶等)或玻璃中
的应力超过自身强度时,横炸就会发生。
玻璃在退火下限以前,玻璃带边部冷却速
度比中间快。

d. 产生上述宽度方向应力分布有两种可能:
压应力大的一边在下表面,板向上弯曲;
反之,向下弯曲。若产生的应力超过允许
值时会发生炸裂。

玻璃在退火区域温度以下,上下表面冷却 速度不一致,则会产生暂时应力,冷却速 度快(凉)的表面受张应力,冷却速度慢 (热)的表面受压应力。

温度对称于中心线分布,但边部比中部凉
或边部比中部热。玻璃带宽度方向有温差
升到退火窑进口端。纵裂纹头一般是逆向
于玻璃带运动方向延伸。炸裂一般是从边
部开始。

B. 产生原因 玻璃在冷却过程中,由于横向
温度梯度不均匀(温差),使边部区域出
现收缩变短的趋势,中部会对边部产生防
止收缩的逆向力,玻璃带边部受到张应力,
而在玻璃带边部收缩变短的同时,又会对
中部区域施加防止伸长的逆向力,使玻璃
相关文档
最新文档