浮法玻璃退火窑辊子材料及其性能

浮法玻璃退火窑辊子材料及其性能
浮法玻璃退火窑辊子材料及其性能

浮法玻璃退火窑辊子材料及其性能

汪 敏,卢合玉

(中国建材国际工程有限公司,上海200063)

摘 要: 退火窑辊子是退火窑的重要组成部分,在阐述玻璃生产对退火窑辊道性能要求的基础上,对目前大量使用钢辊作为退火窑辊道的利弊之处进行了分析,同时对其它材料能否替代钢辊进行了分析和比较。

关键词: 退火窑辊子; 材料; 性能

Annealing Roller Material and Its Property Used in Float

G lass Production

W A N G M i n,L U He2yu

(China Triumph International Engineering Co,Ltd,Shanghai200063,China)

Abstract: Annealing lehr roller is an important part of annealing lehr.This paper analyses advantages and disadvantages of steel roller currently used in anneling lehr based on the description of annealing lehr roller property requirement concerning glass production,and also analyses and compares the possibility of other material instead of steel for annealing lehr roller.

K ey w ords: anneling lehr roller; material; property

浮法玻璃退火窑辊子是退火窑的重要组成部分,其材质和性能直接影响浮法玻璃产品的质量,主要包括玻璃平整度、表面质量以及玻璃产品的成品率,因而历来受到设计、制造部门以及浮法玻璃生产厂的重视。

目前国内在浮法玻璃退火窑辊子材质的选用上,考虑环保和安全生产的要求,除极少数工厂在低温区使用石棉辊外,多数为钢辊。这种由多种钢材组合焊接而成的辊体结构,基本能满足浮法玻璃生产的需要,但也存在一些问题

1 浮法玻璃生产对退火窑辊道的要求

1.1 熔窑辊道的运转特点

退火窑辊道为玻璃生产提供了特有的输送形式。当玻璃在辊道上进行输送时,辊道所承受的载荷属于轻载范围;同时,为了满足玻璃带冷却工艺和冷端操作速度的要求,辊子的转速也仅为低速范围。低速轻载对于退火窑辊子的机械性能来说,都不算是苛刻的条件,而辊子的作业温度才是辊子材料及结构选择的真正依据。辊子的作业温度以退火曲线为依据,一般在退火窑全长范围内玻璃温度按从600℃降至70℃考虑。由于各区的冷却速度并不相同,辊子材料性能的选择需要基于最恶劣生产环境进行设计[1]。

1.2 退火窑辊子应满足的技术要求

根据浮法玻璃生产的特点,对其退火窑辊子的技术要求主要包括辊子表面质量、刚度、结构稳定性和平衡等,现分述如下:

1)为了确保浮法玻璃产品的表面质量,对退火窑辊子的表面提出了十分严格的要求:保证表面光洁度,同时不允许有任何表面缺陷存在,以满足高温机械性能的需要。

2)法玻璃带在通过退火窑的高温区时,玻璃带尚处于塑弹性状态,除必须选取合理的辊距外,单根辊子的刚度将直接影响浮法玻璃带的平整度,也就直接影响浮法玻璃的成品质量,因此对辊子的刚度也有较高的要求。

3)辊子结构稳定性要求在退火环境中,不允许

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辊子产生影响玻璃质量的弯曲变形。

4)辊子作为回转体,平衡也是十分重要的。其不平衡力矩必须控制在允许的范围之内,以保证退火窑辊道运行的平稳性。

2 各种材质的退火窑辊子的适应性分

析比较

2.1 钢辊

2.1.1 钢辊结构简述

现以原板宽为5.2m 浮法玻璃退火窑高温区的辊子为例来进行说明。辊子的局部结构如图1所示。图1中:a 为辊面,宽度5.5m ,用于支承、输送玻璃带,在宽度方向留有适当玻璃带漂移量;b 轴面贯穿退火窑窑壁保温层,保温材料在此形成密封,以阻止窑内热空气外溢或冷空气进入窑内;辊子两端的支承设置在窑外,并与窑壁保持一定的距离;c

轴面处安装轴承,轴承通常选用带紧定套的调心球轴承,在传动侧定位,非传动侧则留有足够的轴向膨胀间隙。传动侧设有安装传动齿轮的圆柱面d ,通常通过胀套与齿轮联接。此外还有用于检测辊子安装精度用的圆柱面e 等。由a ~e 等各功能要素,决定辊子的基本形式由各种等级的碳素结构钢、合金钢和耐热合金钢焊接而成。

图1 

2.1.2 钢辊特点分析

退火窑辊道依靠摩擦力将玻璃带从退火窑引出并输送,在输送过程中通过各种单机设备的配合来完成对玻璃带的切裁、掰断、分离、装箱等工序。但要使浮法玻璃在退火窑辊道输送过程中不产生划伤、缺角等玻璃缺陷,就必须保证玻璃在辊道上平稳输送。多年的浮法玻璃生产实践证明:钢辊在上述要求的适应性方面有以下特点。

1)钢辊的表面质量

为了确保浮法玻璃的平稳输送及其表面质量,对退火窑钢辊的表面质量及材料特性提出了十分严格的要求:材料需高温抗氧化;粗糙度Ra 值需控制在0.8~1.6μm 之间;在玻璃带有效板宽范围内,原则上不允许有任何由离心铸管残留的缺陷如砂

眼、气孔等表面缺陷存在。钢辊在加工过程中完全

可以达到上述要求,然而在长期生产运输过程中,辊子表面的氧化锈蚀现象依然难免。不论是高温区选用的25/20类耐热钢,还是低温区敞开部分选用20号优质碳素钢,都存在以下不足:高温机械力学性能余量较大,而表面高温抗氧化性能又略感不足。

2)钢辊的刚度

浮法玻璃生产对于辊子结构的机械力学性能要求,主要是刚度而不是强度。这是因为浮法玻璃带在通过退火窑的高温区时,尚处于弹塑性状态,在辊距合理的情况下,单根辊子的刚度将直接影响浮法玻璃带的平整度,也就直接影响其成品质量。我们采用力矩2面积数值计算法[2],通过计算机对图1所示辊子作较精确的计算得出:在常温条件下,辊子支点间的最大挠度为1.9mm 。辊子的刚度,在退火窑宽度既定的情况下,主要取决于辊子的直径和壁厚,而对于辊面宽度达5500mm 的长辊,控制其刚度就会增加辊体的重量并涉及到相关部件的承载量的增加。

3)钢辊的结构稳定性钢辊的结构尺寸和精度是按照设计图纸要求加工的,但在高温作业条件下长期运行,其稳定性如何呢?曾经用20/10的钢辊做过实验,在空地上阳光直射5min 后,图1所示的辊子的全跳动达到了1.7mm (允许值为0.12mm )。通过分析认为有可能与钢辊的材料有关系,不锈钢的热膨胀系数为18%,碳钢为12%,而不锈钢的热传导系数只有碳钢的1/3,因此,不锈钢比碳钢受热易膨胀,不易散发。由于不锈钢材质的温度特性,其在C 区的应用还是有局限性的。另外,为了保证钢辊的结构稳定性,对离

心铸管的壁厚的均匀度及其本身的完全变形都需要严格控制,同时,焊接应力的合理处理也是不容忽视的。据报道,上海玻璃机械厂曾采取将辊子轴头组件先作退火处理的措施[3],但总长7m 的辊子要整体进行退火还是难以实现的。

4)钢辊的平衡辊子作为回转体,虽然转速并不太高,平衡也是十分重要的。其不平衡力矩必须控制在允许的范围之内,以保证退火窑辊道运行的平稳性。目前国内一般能达到辊面不平衡偏重G ≤1.5kg 。2.2 纤维辊

2.2.1 纤维辊工艺性能分析

纤维辊的钢芯是经去应力退火后,精加工而成的,其上串压30~40mm 厚的耐热纤维衬垫作包敷材料。耐热纤维是一种导热系数低(λ=

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0.126W/m?℃),传热慢、散热慢的保温材料,在条件相同的情况下,能保持辊子横向温度一致(即横向温差小),而钢辊则与之相反,两轴端散热较快,辊子两端的温差较大。因导热较快,钢辊在运转过程中与玻璃带接触时的温度较高,转1周后再与板带接触时,辊体温度必然存在一定差异,这种差异会使玻璃板带的表面产生微小的横向波纹,影响玻璃质量。而纤维辊由于散热慢,上下温差极微小,避免了上述现象的出现。

2.2.2 使用可靠性分析

纤维辊和玻璃之间的摩擦系数大(f=0.5),运转过程中辊体与玻璃板带基本上不产生滑动,也就不会划伤玻璃,更有利于拉引超厚、超薄玻璃:拉引厚玻璃可达19~25mm,薄玻璃可到0.5mm。另外,纤维辊的硬度(HB135)较之钢辊(HB235~260)的硬度小,一旦有碎玻璃划伤辊体时,钢辊易产生微小的飞刺,对玻璃板面造成轻微划伤,且产生飞刺时在退火窑中是无法排查的;而纤维辊即便有轻微划伤,也不会产生飞刺而划伤玻璃,能够保证玻璃表面质量。自退火窑B区(540℃)开始,玻璃带表面硬度已明显高于纤维辊表面硬度,所以纤维辊不会对玻璃板面产生损伤。

2.2.3 辊子的弯曲度方面

纤维辊芯轴组焊后经过了垂直悬挂消除应力退火,加之表面的纤维包敷层导热系数低,在退火窑中不会产生热弯,具有良好的尺寸稳定性。据相关资料记载,SYP21在1999年3月进行冷修时,纤维辊已使用了11年零7个月。芯轴检测弯曲度(径向全跳动)不超过0.3mm。纤维辊由于进行了严格的静平衡试验,静平衡偏差不超过1.35kg(内控0.5 kg),在退火窑中运转非常平稳,启动电流小、无振动、噪音。而钢辊则不然,经有关专家统计,退火窑钢辊的弯曲现象是存在的。尤其是c区及以后的区段,这时的冷却速度加快,玻璃板与周围空气温差变大,这个区间的辊子容易弯曲,少则几个毫米,多则十几毫米不等,并出现振动和噪音、断板、炸板现象。如:山玻一线、洛玻泰阳线等。山玻一线冷修时用纤维辊替换弯曲的133根钢辊;法国圣戈班收购洛玻泰阳后更换上了80根纤维辊,47根树脂环辊(F 区),整修了40根耐热钢辊以解决钢辊变形问题。

2.2.4 经济情况分析

SYP21使用纤维辊11年零7个月后,对部分纤维辊的纤维部分进行了修复;北京昌平玻璃厂使用了15年,辊体中部磨损不到0.2mm,两侧不到0.5 mm。由此可见,纤维辊整体能够保用12年,芯轴使用年限更长。

同等规格的纤维辊比20/10耐热钢辊造价要低30%,比25/10耐热钢辊要便宜一半的价格,即使对25/4的钢辊也有一定的价格优势。

综上所述,自退火窑B区开始布置纤维辊,不但能够更好的满足工艺要求,而且可节省设备投资。

2.3 陶瓷辊

通过在各种生产条件下对陶瓷过渡辊和退火窑辊的测试,其主要的优点是:对厚玻璃减少下表面压痕;对优质薄玻璃,减少由于氧化锡积瘤而产生的玻璃缺陷。而且陶瓷辊导热率低,减少了玻璃下表面的过度冷却,从而消除应力裂纹。控制陶瓷套的表面缺陷及显微结构是减少裂纹扩散,保证陶瓷套使用寿命的关键。通过评估陶瓷辊作为过渡辊和在退火窑内最热处的辊道应用的特点和回报,陶瓷辊适合该处应用。在过渡辊处和退火窑内用赛璐珂陶瓷辊替代传统钢辊,改进了退火窑最热处与玻璃接触的条件,大大减少了玻璃底面的缺陷。采用套辊设计,即金属芯轴,陶瓷套和端盖固定件优化了这2种应用,确保长时间使用条件下机械应力小,直线度稳定。同时陶瓷套无膨胀,陶瓷表面无变形等特点也确保了玻璃表面的质量[4],不过,陶瓷辊的价格也是需要考虑的方面。

3 结 语

随着新材料科学技术的发展,玻璃工业机械装备的不断开拓创新,我国的浮法玻璃生产技术和专业化生产程度在不断提高。选择既能满足较高的浮法玻璃退火生产的要求,又能满足经济性要求的退火窑辊子的材料是提高整条浮法玻璃生产线性能和生产能力的重要因素。

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[2] 贤 桂.浮法玻璃退火窑辊子的刚度问题[J].中国玻

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理,1996.

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建筑玻璃和工业玻璃,2004.

收稿日期:2008203227.

作者简介:汪 敏,工程师.

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12mm浮法玻璃退火中几个问题的 产生原因及解决办法 12mm浮法玻璃生产中,退火与成型占据着同等重要的位置。12mm浮法玻璃的退火实际上是围绕着劈边、横切白渣、掰边困难、弯曲度大等四个问题的解决而展开的。在解决上述几个问题的过程中,退火窑的温度制度得到了优化。同时,优化的退火温度制度又保证了玻璃内在质量的稳定。本文试图在总结12mm浮法玻璃退火经验的基础上,对一些退火问题的本质进行分析。 1退火窑简介 我公司浮法一线500t/d生产线配置的退火窑是STEIN公司生产的第二代浮法玻璃退火窑。其基本情况间表1。 与CNOD退火窑相比,STEIN退火窑通过控制A区、B区循环热风的温度与风量来控制玻璃带的降温。通过E1区、C区和D 区连接在一起。在退火窑A0区进口,E1区的进出口以及D区中部设置了四道挡帘,并在E1区设置了一压差计。通过调节D区的风温、风量把E1区的压力控制为零压或微负压,目的在于阻止退火窑内前后气体的流动,保证退火温度制度的稳定。 STEIN退火窑在温度控制方式上,采用的是纵向为温度控制,横向为温差控制的方案。为保证玻璃带横向温度的均匀,在A0区设置了板上板下直接电加热器,在A区进出口、B区进口板下设置了活动的边部电加热器。同时,还可以利用退火窑上部冷却

风管中风温、风量的精细调节,对玻璃带实施横向温度调整,把玻璃板处A区B区是的横向温差控制在5℃以内。 2劈边 2.1 现象描述 所谓的劈边,是指在积厚玻璃(板厚δ≥10mm)生产中,玻璃原板的两个光边沿牙印的纵向开裂。这种开裂首先是在玻璃的光边上形成了许多小裂纹,然后小裂纹扩展到牙印处,再沿纵向劈开。劈开的光边长度,短的有2~3m,长的则有20~30m。劈边发生时,常常伴有玻璃的横切白渣问题。劈边发生后,玻璃原板宽度变小,这就给随后的掰边工作造成了很大的困难。严重时,掰边操作无法进行。2.2 产生原因分析 从多次发生劈边到解决劈边的过程来看,我们认为在劈边发生时,玻璃带横向存在着不合理的表层应力分布。设想中的应力分布应如图1中(b)所示。其中(a)为正常时的应力分布状况,(c)为与应力曲线对应的玻璃带。 正常情况下,玻璃带中部存在着微弱的张应力,牙印外的光边也受到了一种微弱的张应力,牙印里300~500mm区域则受到了一微弱的压应力。应力曲线与横坐标轴的交点A、B位置基本固定。此时,玻璃具有比较好的状态切割性能。 当某些退火参数设置不当或外界条件发生较大变化引起劈边时,则表面应力曲线就会变成图中(b)所示的状况。这时,玻璃带中部及光边受到了较大的张应力,牙印里300~500mm区域则受到了一较

第三章浮法退火窑 1、引言 玻璃退火窑是改善玻璃应力的设备,它直接影响玻璃的成品率及玻璃的后续处理,在玻璃生产中处于重要位置。玻璃产品的性能、生产规模及质量决定退火窑的退火特点,因而不同产品退火窑的结构会存在着差异。现在浮法玻璃退火窑为适应浮法玻璃的生产有着自己的特点,它能够处理大吨位锡槽产出的玻璃原片,具有现代化的自动控制技术,产品能够适应各种平板用户对浮法玻璃的要求。 目前,浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑,就其结构而言,它包括辊道和壳体两部分。世界上在制造该种退火窑上较著名的公司有两家,一家是起步最早的比利时CUND公司,另一家为法国STEIN公司,两家产品各有特点,CUND公司以冷风工艺为基础,而STEIN公司则以热风工艺为基础,其他部分基本上趋于一致。 退火窑壳体按照CUND公司一般分为A0区、A区、B区、C区、D 区、RET区、E区和F区,而STEIN公司则分为A0区、A区、B区、C 区、E。区、D区、E区和F区。虽然在过渡区和重要退火区的叫法不一,各部分的功能是一致的。 退火窑辊道由传动系统和辊子组成。辊子一般为钢辊,也有一些生产线采用部分石棉辊。退火窑前端的部分辊子的高度可调,以适应玻璃带出锡槽时的爬坡。退火窑传动一般包括两个传动站,当退火窑运行时,直接带动退火窑辊道的为主传动,另一个为从传动,从传动以主传动95%的速度运行,一旦主传动故障,从传动迅速提速代替主传动。也有的退火窑除了

两个主要传动外还带一个小电机传动。 2、退火窑 退火窑可分为保温段、密封段和敞开段,保温段指在线镀膜区A0区、退火前区A区、重要退火区B区和退火后区C区,密封段指过渡区E0(或D)区和循环热风冷却区D(或RET)区,敞开段指间接冷却区E区和直接冷却区F区。目前,以热风工艺为特色的STEIN退火窑普遍使用在浮法玻璃工厂中,我们公司也普遍使用该公司的产品,下面所要阐述的主要以STEIN退火窑为主。 2.1 A区 退火窑的前一节或两节是A0区,它的顶是可移动式的,用于在线镀膜。该区不具备冷却功能,但边部设立了电加热,辊子直径一般为305mm,对于玻璃原板较宽的退火窑,辊子直径可达365mm,辊间距一般为450mm。 A区所有壳体由钢板焊接而成,其内部为耐热不锈钢。每节下部均设有碎玻璃清扫孔,同时,每节也设有检查孔。壳体四周采用矿物棉毯保温。辊子缝隙、清扫孔、检查孔、加热元件塞子都进行了保温。 A区和B区共用两台冷却风机,A区冷却风为顺流。在A区的顶部,其冷却器为不锈钢风管,平行于玻璃板布置,分区来调节玻璃板横向温度,每区自动控制;在A区的底部,其冷却器为不锈钢风箱,平行于玻璃板布置,也是通过分区来调节玻璃板横向温度,每区手动或自动控制。A区的头部和尾部的上面、下面分别设置热电偶,采用独立控制回路。 下面是A区冷却风控制回路示意图

浮法玻璃退火窑A.B.C三区长度计算的新技术 陈正树黄利光俞新浩 (中国新型建筑材料工业杭州设计研究院杭州市310003) 摘要本文针对浮法玻璃退火窑(国产和引进的)A、B、C三区在生产中普遍存在长度偏短,尤其是c区,玻璃带冷却不到工艺要求温度的情况;以传热学理论研究分析其原因,然后按玻璃退火工艺要求,用传热学理论推导A、B、C三区长度计算的简便新公式. 关键词退火窑冷速推导计算长度的新技术 1前言 浮法玻璃退火窑设计的首要任务是按设计生产规模要求计算确定各区的长度。新式退火窑以往都是按玻璃退火工艺要求,以6mm玻璃带拉引速度来计算确定各区的允许冷却速度,l=at/Cxv6。式中△t为该区开始和终了的玻璃温度差,C为冷速,V6为6mm玻璃拉速。根据玻璃退火工艺要求和国外提供的技-术资料。A区的冷却速度为C=22---28℃/min,B区为C=16"--20℃/min,C区R和Fl区均为C=45--一55℃/min,F2区为C=30一-40℃/rain,F3区为22-~30℃/min,来计算其长度,然后根据辊距和节数确定其长度。这从退火工艺理论来讲是正确合理的。但在生产实践中发现其长度偏短,尤其是C区。有的建线单位要求加长。但加多少长亦应有所依据;盲目地加得太长也没有必要。太长了不仅需增加退火窑的建设费用,而且对玻璃退火也未必有利。因此,如何正确合理计算确定A、B、C三区的长度,成为十分必要。 2以允许的冷却速度计算确定A、B、C三区长度,在生产中发现偏短的 原因一 众所周知,玻璃带在退火窑中退火是有控制的冷却过程。在此过程中,由于玻璃带受到冷却必然释放出热量,此热量必须及时被传到室外,以使炉膛空间保持确定的温度和使玻璃带按允许的冷却速度进行退火冷却到该区确定的终了温度。如A区从600---550"(2,B区从550--480℃,C区从480--380℃。而在生产中发现冷不到终了温度,尤其是c区,而且c区板上下温度差大,这是什么原因?为了解分析其原因,必须从传热学角度来研究分析其原因。 玻璃带在退火窑退火冷却过程是十分复杂的传热过程。对玻璃带本身来讲,是传导传热,因玻璃表面先冷,温度低于内层,热量由内向外流,由于A、B、C三区炉膛内空气基本是静止的(不流动),根据传热学理论,是属自然对流,即以自然对流方式将玻璃带由于冷却释放出的热量传给空间,玻璃带由于冷却,从tl—t2,释放出的热量为q=心lCl.hc2)XTkcal/min,此热量应与以自然对流方式传给炉膛空间的热量q-=ct(t名-t02XF相等,列出热平衡方程式: q=(hcl?t2cgX/r=a(kta)2×F(1) 式中:X为拉引量kg/min, tI、t2为玻璃带在该区开始和终了时的温度,℃: cl、C2为与tl、t2相对应的玻璃比热,Kcal/kg?℃: 0【为自然对流换热系数,Kcal/m2?min?℃: tg为玻璃在该区的平均温度,℃i 88

浮法玻璃生产工艺流程 窑头料仓的混合料经两台斜毯式投料机推入熔窑,熔窑以重油为燃料烧油将配合料熔化成玻璃液,再经澄清均化、冷却后通过玻璃液流入锡槽成型。在流道上没有安全闸板和调节闸板。并没有板宽流量控制装道。 玻璃液在锡液面上自摊平,展开,再经机械拉引挡边和接边机的控制,形成所需要的玻璃带,然后被拉引出锡槽,经过渡辊合,进入退火窑。为避免锡液氧化,锡槽内空间充满氮氢保护气体。 进入退火窑的玻璃带在退火窑内,严格按照制定的退火温度曲线进行退火,使玻璃的残余应力控制在要求范围内。出退火窑的玻璃带随即进入冷端。 玻璃带在冷端经过切割掰断,加速分离、掰边、纵掰纵分后,通过斜坡道,并经吹风清扫,然后进入分片线,人工取片装箱包装堆垛成品由叉车送人成品库。 在冷端机组中,预留了洗涤干燥,缺陷自动检测、喷粉和中片自动取板装箱堆垛设备的位置。生产线上设有紧急落板、掰边、欠板落板三个落板装置。使型不合格板不进入切割区。使掰不合格的板不进入装箱堆垛区。 经破碎和搅碎的碎玻璃通过1#胶带输送机由生产线后部向前部输送,送到2#胶带机上运至退火切裁工段厂房外侧的3#胶带输送机上。正常生产时,3#胶带输送机顺转将碎玻璃送入4#胶带输送机,经提升机进入窑头碎玻璃仓仓内碎玻璃由电振给料机送出经电子秤称量。然后撒到配合料胶带输送机上送窑头料仓。生产不正常时过多的碎玻璃由3#胶带输送机逆转送入碎玻璃堆场。分片处和成品库产生的少量碎玻璃由人工运送到碎玻璃堆场。堆场的碎玻璃由装载车运到碎玻璃地坑处经破碎后由提升机进入室外碎玻璃储仓。使用埋单仓下电振给料机送入4#胶带输送机送往窑头碎玻璃仓使用。 熔窑燃油各项指标参数:熔制温度曲线;液面高度投料速度由中央控制系统自动控制。 锡槽玻璃成型温度曲线;玻璃液流量;拉引速度;玻璃带宽度和厚度由中央控制系统自动控制。 退火窑玻璃带退火温度曲线和冷却速度,各项指标参数由中央控制。

关于浮法玻璃熔窑改进的几项措施 3唐春桥1,孙兴银2,袁建平2,戴玖凤2 (1.深圳南玻浮法玻璃有限公司,广东 深圳 518067; 2.江苏华尔润集团有限公司,江苏 张家港 215600) 摘要:目前,我国的浮法玻璃熔窑结构设计技术有了较大的发展,使熔窑的熔化能力和熔制质量不断提高,熔窑寿命不断延长,熔窑能耗不断降低。但随着新技术的不断涌现,熔窑的结构设计仍有值得改进和完善的地方。本文就浮法玻璃熔窑改进的几项措施进行探讨,以供同仁参考。 关键词:浮法玻璃熔窑;结构;改进措施 中图分类号:T Q171.6+23.1 文献标识码:B 文章编号:1000-2871(2005)05-0023-02 So m e Acti on s Taken for I m prove m en t of Floa t Gl a ssM elti n g Furnace TAN G Chun -qiao,SUN X ing -y in,YUAN J ian -ping,DA I J iu -feng 1 概述 20世纪90年代初期,随着托利多熔窑技术的引进,国内平板玻璃熔窑在设计水平、熔化能力、窑炉寿命、能耗热效、玻璃熔制质量等方面均取得了跨越式的发展,走出了一条引进、消化、创新的路子。如今,国内设计的浮法熔窑,熔化能力从400t/d,向500t/d 、600t/d 、900t/d 稳步发展;窑龄也从5年向8年和10年迈进;熔制缺陷如气泡、结石等的大量减少,使玻璃质量从普通建筑级提高到汽车级和制镜级。 目前,国内针对浮法玻璃熔窑又进行了多方面的设计创新,如采用全等宽投料池、加长1# 小炉到前脸的间距、加长澄清带长度、大碹保温采用复合保温结构、全连通蓄热室改为“全分隔式”或“分组式”蓄热室、集中式烟道布置、采用水平搅拌和垂直搅拌混合的卡脖结构等等。但是浮法熔窑结构设计仍有改进和完善的空间,下面就浮法玻璃熔窑改进的几项措施进行探讨。2 浮法玻璃熔窑改进措施探讨 2.1 设置辅助电助熔装置 目前,在浮法玻璃熔窑上采用辅助电熔装置熔制玻璃的企业为数不多,主要集中在少数合资或外资企业和极少数国内的浮法玻璃企业中,其好处是:⑴在配合料料区采用电助熔,可大幅度提高料层下面的玻璃液温度,使料层获得更多的热量,提高料层的熔化能力,这样可大幅度增加浮法玻璃产量。而在热点区域采用电助熔,可强化热点、突出热点,从而提高玻璃液质量。⑵生产着色玻璃时,开启电加热可提高熔窑的池底温度,加强池底玻璃液对流,减少不动层厚度,同时,玻璃液可获得更多的热量,通过对流传递到配合料层,从而加快配合料的熔化,在一定程度上补偿空间热量的投入,降低熔窑的火焰空间热负荷,延长窑炉寿命。 第33卷第5期2005年10月玻璃与搪瓷G LASS &E NAMEL Vol .33No .5Oct .2005 3收稿日期:2004-10-10

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,

浮法玻璃退火窑内训资料 1、前言 浮法玻璃退火窑是改善玻璃应力的设备,它直接影响玻璃的成品率及玻璃的后续处理,在玻璃生产中处于重要位置。 玻璃产品的性能、生产规模及质量决定退火窑的退火特点,因而不同产品退火窑的结构会存在着差异。现在浮法玻璃退火窑为适应浮法玻璃的生产有着自己的特点,它能够处理大吨位锡槽产出的玻璃原片,具有现代化的自动控制技术,产品能够适应各种平板用户对浮法玻璃的要求。 目前,浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑,就其结构而言,它包括辊道和壳体两部分。世界上在制造该种退火窑上较著名的公司有两家,一家是起步最早的比利时CUND公司,另一家为法国STEIN公司,两家产品各有特点,CUND公司以冷风工艺为基础,而STEIN公司则以热风工艺为基础,其他部分基本上趋于一致。 退火窑壳体按照CUND公司一般分为A0区、A区、B区、C区、D 区、RET区、E区和F区,而STEIN公司则分为A0区、A区、B区、C 区、E。区、D区、E区和F区。虽然在过渡区和重要退火区的叫法不一,各部分的功能是一致的。 退火窑辊道由传动系统和辊子组成。辊子一般为钢辊,也有一些生产线采用部分石棉辊。退火窑前端的部分辊子的高度可调,以适应玻璃带出锡槽时的爬坡。退火窑传动一般包括两个传动站,当退火窑运行时,直接带动退火窑辊道的为主传动,另一个为从传动,从传动以主传动95%的速度运行,一旦主传动故障,从传动迅速提速代替主传动。也有的退火窑除了

两个主要传动外还带一个小电机传动。 2、退火窑 退火窑可分为保温段、密封段和敞开段,保温段指在线镀膜区A0区、退火前区A区、重要退火区B区和退火后区C区,密封段指过渡区E0(或D)区和循环热风冷却区D(或RET)区,敞开段指间接冷却区E区和直接冷却区F区。目前,以热风工艺为特色的STEIN退火窑普遍使用在浮法玻璃工厂中,我们公司也普遍使用该公司的产品,下面所要阐述的主要以STEIN退火窑为主。 2.1 A区 退火窑的前一节或两节是A0区,它的顶是可移动式的,用于在线镀膜。该区不具备冷却功能,但边部设立了电加热,辊子直径一般为305mm,对于玻璃原板较宽的退火窑,辊子直径可达365mm,辊间距一般为450mm。 A区所有壳体由钢板焊接而成,其内部为耐热不锈钢。每节下部均设有碎玻璃清扫孔,同时,每节也设有检查孔。壳体四周采用矿物棉毯保温。辊子缝隙、清扫孔、检查孔、加热元件塞子都进行了保温。 A区和B区共用两台冷却风机,A区冷却风为顺流。在A区的顶部,其冷却器为不锈钢风管,平行于玻璃板布置,分区来调节玻璃板横向温度,每区自动控制;在A区的底部,其冷却器为不锈钢风箱,平行于玻璃板布置,也是通过分区来调节玻璃板横向温度,每区手动或自动控制。A区的头部和尾部的上面、下面分别设置热电偶,采用独立控制回路。 下面是A区冷却风控制回路示意图

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,首选要确定浮法玻璃的退火上限和退火下限温度。根据资料介绍浮法玻璃退火上限与退火下限温差在70-80℃之间。萍乡的化学成分72.1 1.2 8.4 4 14 ≤0.1 根据Fulcher 实验公式T上限 =T0+B/(lg13+A)和T下限= T0+B/(lg17.5+A)计算,萍乡退火上限温度为545.1,下限温度为472.3,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。B区的降温速度是由拉引速度和每延长米的降温速度决定的。即B区降温速度℃/min=拉引速度(M/min)×B区每延长米降温速度(℃/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(cm) G B区浮法玻璃的降温速度(℃/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区每延长米所需的降温速度(℃/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-1.25KCE×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(M) T表玻璃带在该处的表面温度℃ 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及℃/min)及永久应力、AB区玻璃带进出口温度、测点处空间介质温度(℃)如下:

浮法玻璃中退火产生的缺陷及控制 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

浮法玻璃的退火(2008-07-05 08:28:59) 标签:应力 玻璃板 退火区 冷却区 杂 谈
分类:专业技术
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。 B 区:又称重要退火区,温度范围在 550~450℃。此区是玻璃板产生永久应力区。控制好冷 却速度,可以减少永久应力。此区每节内装有板上边部电加热箱与管束辐射冷却器,冷却方 式为抽风,辐射换热冷却。 C 区:又称缓慢冷却区,温度范围在 450~270℃,此区在不产生过大的暂时应力条件下,提 高冷却速度, 使玻璃板温度降低, 此区装有板上边部电加热箱与多层管束辐射冷却器, 冷却 方式为风机抽风辐射换热冷却。 以上三区为保温区, 壳体内一般充填硅酸铝纤维毡, 故要求其密闭性和保温性能要好。 通常, 浮法玻璃应变点在 B 区后部,A 区、B 区也称为退火区,C 区以后称为冷却区。 D 区:又称为封闭或自然冷却区。

前言 浮法玻璃因熔融玻璃液漂浮在熔融的锡液表面成型为平板玻璃而得名。这种生产方法由于无需克服玻璃本身重力,可使玻璃原板板面宽度加大,拉引速度大大提高,产量和生产规模增大;由于玻璃成型是在熔融锡液表面进行,因此可以获得双面抛光的优质镜面,其表面平整度、平行度可以与机械磨光玻璃相媲美,而机械性能和化学稳定性又优于机械磨光玻璃;到目前为止,采用该方法可以生产出厚度在0.3~25mm之间多种品种、规格的优质浮法玻璃,以满足不同用途的需求;另外,浮法工艺还可以在线生产多种颜色玻璃和Low-E玻璃,大大丰富了平板玻璃的范畴,扩大了平板玻璃在各个领域的应用。 中国玻璃工作者自从在洛阳研制出中国浮法后,浮法玻璃在中国迅速得到了发展。经过我国玻璃工作者的不断努力,我国先后在熔窑日熔化量、玻璃生产技术装备、节能降耗、环境保护、多功能玻璃开发以及超薄、超厚品种研制与产业化等方面取得了重大突破。 据统计,至2009年末我国日熔化能力500 t以上熔窑占浮法玻璃总熔化能力的75.4% , 600 t以上占54.48% , 700 t以上占28.83%。600 t以上熔窑占浮法玻璃总熔化能力比重首次超过50% ,成为我国浮法玻璃主力窑型。浮法玻璃生产线规模结构的提高,提高了我国浮法玻璃生产的能源利用效率,降低了污染物和二氧化碳排放水平。从产能上看, 700 t以上36条的能力占28.83% , 600~620 t 的42条能力占25. 65% , 500~550 t的40条能力占20.92% , 400~480 t的38条能力占16.51% , 400 t以下26条能力占8.08%。 大吨位低单位产品能耗和小吨位高产品价值是今后平板玻璃熔窑的发展方向,没有地缘优势,产品无技术特点,小吨位、高能耗的普通浮法玻璃将在市场上没有立足之地。 在技术领域,采用中国浮法玻璃技术建设的生产线,技术装备与实物质量已达到国际先进水平。通过对原料配料称量,熔窑、锡槽、退火窑三大热工设备及自动控制系统成套软件的一系列科技攻关,进而对各关键技术进行系统集成和工程转化,形成了具有自主知识产权并全面达到国际先进水平的新一代中国浮法玻璃技术。 还有像我国自主开发的余热发电技术与装备、烟气脱硫技术与装备、石英尾砂提纯及综合利用技术,全氧燃烧技术与装备也逐渐应用到到浮法熔窑。 目前国际玻璃新技术均向能源、材料、环保、信息、生物等五大领域发展。在材料方面,主要指玻璃原片的生产向大片、薄片、厚片、白片四个方向发展。在研发新技术方面,通过对玻璃产品进行表面和内在改性处理,使其更具备强度、节能、隔热、耐火、安全、阳光控制、隔声、自洁、环保等优异功能。 本次设计遵循以下原则: (1)认真总结国外同级别浮法熔窑的经验和教训,结合国内生产线的实际情况、操作特点,围绕生产优质玻璃液这个重点来进行设计。 (2)着重节能降耗,采用国际先进的节能措施和节能产品,降低生产成本。 (3)全窑工艺尺寸确定既要注重以往的经验数据,同时要有理论创新,要在总结以往经验数据的基础上对新结构确立理论依据。 (4)本熔窑出现的超出国内设计手册的结构设计,必须确保结构安全,此类

浮法玻璃的特征缺陷产生原因与消除方法 一. 概述 1952年至1959年间英国皮尔金顿兄弟有限公司创造了浮法玻璃生产工艺,可以看作是平板玻璃制造中的一次革命。开始时还只打算用它来代替当时流行的成本很高的镜面玻璃制造方法。不久就发现,它完全可以代替全部或绝大部分各种常用的平板玻璃制造方法。浮法是一种新型的工业制造方法,它本身已具有全自动化生产的可能条件。我国也于1970年独自研制成功了“洛阳浮法玻璃工艺技术”。伴随着我国经济腾飞,浮法玻璃也得到迅猛发展,截止到2005年底,我国已建成140多条浮法玻璃生产线。 浮法的原理是:冷却到1100℃的玻璃液,从玻璃熔窑冷却部经流液道进入锡槽。锡槽用电加热保持所要求的温度。为了防止锡的表面层氧化,在锡槽空间充满氮气加一定比例氢气的保护气体。液态玻璃在自身重量的作用下在锡液的表面铺开。在表面张力的作用下玻璃层的平衡厚度保持在6~7㎜左右。当要求玻璃带的厚度小于6㎜时,可在玻璃带的两边用拉边机机头将玻璃拉伸。要求厚度大于7㎜时拉边机头则设置成负角度,将玻璃向中部推,从而堆厚。玻璃带离开锡槽后则由过渡辊台提升辊引入退火窑。 当生产厚度小于平衡厚度的玻璃时,玻璃带要受拉伸的作用。与传统的引上法类似,玻璃中存在的化学不均匀或热学不均匀都会显示出特别明显的光学畸变。玻璃板上的厚度差别,表面不平整或玻璃中存在的不均匀物,都会在透视光或反射光中出现光学的不正常现象。浮法玻璃的像畸变可分为平行于拉制方向、横向或斜向等类。属于第一类的有不连续线上的变形。它是在拉制方向的线上断断续续出现的形变。有时也在连续的线上出现或只有一段变形(脊形歪痕,英文ridge distortion),但出现在玻璃带行进的方向上。横向形变是在横跨玻璃带的线上出现变形区。斜向畸变(鲱鱼骨型扭曲变形,英文herringbone distortion)一般出现在玻璃带的两侧而向倾斜的方向发展。 在玻璃带的上面或下面还可能出现线道(拉引线道,英文ream)。下面有时还出现“冷玻璃线”(粗筋,英文ripple)。 在保护气体(掺有少量氢的氮气)气氛中,虽然在操作的高温下玻璃是不会与锡发生反应的,可是如果有少量的氧或硫进入系统中就会形成SnO或SnS,一部分挥发进入锡槽的气氛中或凝结在槽顶,最后聚积成滴落在玻璃带上面使玻璃变形。玻璃上的锡滴坑(英文drip crater)就是这样形成的缺陷,它与小滴的锡或锡的化合物有关。在显微镜下能分辨出,周围有一道有色的反应环,玻璃表面出现轻微的变形。 浮法玻璃带下方在辊子转动时按转动周期有少量锡的化合物附着在玻璃带上形成印纹,还可能造成微裂纹,称为滚轴印纹(英文roller imprints)或锡印纹(带裂纹的锡渣斑,英文dross spots)。 由于浮法操作的化学变化可能既在玻璃带的下方出现开口气泡,又在上方出现表面气泡,玻璃内部带熔液环的气泡也会使玻璃表面轻微变形。 至于玻璃生产中因原料系统和熔化系统造成的玻璃缺陷,如与平拉法和引上法完全共同的缺陷,像澄清气泡、结石、线道等,限于篇幅,则不在本文讨论之列。 应该说,经过多年的摸索和研究,大部分浮法玻璃的特征缺陷都已在很大程度上解决了,但在浮法研制与发展过程中,有些缺陷还顽固地存在,长期困扰着从事浮法玻璃生产和研究设计的人们。我们应该感谢浮法玻璃行业的前辈们,由于他们的不懈努力,积累了大量宝贵的经验,才使我们今天能够在面对浮法缺陷的时候能够有成熟的方法消除它,使浮法玻璃的质量日益提高。 二. 浮法玻璃成形缺陷的外观描述、产生原因与消除方法 1.锡滴 锡滴(英文drip crater)是指掉落到玻璃带上表面含锡的固态或液态物,通常是SnS、SnO2或Sn,也称为“掉锡点”。掉锡点一般很小,粒径约为0.1~0.5㎜,大部分在0.3㎜左右,肉眼很难从运行的玻璃带上发现它。切割之后玻璃板在辊道上输送时,用手触摸会有触感。对静止的玻璃板仔细观察,可发现小黑点。在50倍的显微镜下观察,看得非常清晰,呈现出两种形状:一种是亮晶晶的小珠,不打光是小黑珠;另一种是带网格的薄膜,网线发亮。掉锡点虽小,但能使直径约5~10㎜的周围玻璃表面产生严重的光学扭曲,所以又称“光畸变点”,使玻璃成品成为废品。 掉锡点的形态因在锡槽内所处的温度环境而不同。900℃温度附近区域落下,形成较圆的珠状体,并嵌入玻璃板中,嵌入深度约为其粒径的三分之一左右,冷却后手指甲抠不掉。低于800℃部位落下,嵌入玻璃板中较浅,冷却后能用指甲抠去。低于700℃部位落下在玻璃板上成了边缘体,酷似贴膜,无法抠下来。

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。 过大的永久应力会使浮法玻璃在储存、运输、加工、使用过程中炸裂。 2、玻璃退火的定义和目的 在玻璃工艺中,所谓玻璃的退火主要是指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,以便不再产生超过允许范围的永久应力和暂时应力,或者说是尽可能使玻璃 中产生的热应力减少或消除的过程。 玻璃退火的目的是消除浮法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。 浮法玻璃的退火可分成两个主要过程: 一是内应力的减弱和消失,二是防止内应力的重新产生。

浮法玻璃退火窑辊道传动不同步的危害和解决方案 摘要:浮法玻璃退火窑辊道的辊子直径通常前端选用的大一些,后端小一些。经过传动机构,实际线速度会有微小差别,造成前后不同步。这一微小差别往往被忽视。本文阐述了辊道不同步造成的危害,提出了解决方案。 关键词:浮法玻璃;退火窑;辊道;不同步; 前言:退火窑是浮法玻璃生产线中三大热工设备之一,而退火窑辊道则是退火窑的关键设备之一。退火窑辊道为玻璃的拉引成型提供动力,同时作为输送设备将玻璃带匀速输送到各功能区。退火窑辊道的辊子由吊挂式轴承支承,通过电机无级调速驱动传动轴,由固定在传动轴和辊子轴端的螺旋齿轮副带动。所有辊子是通过一个传动站传递动力的,如果各辊子的外皮线速度不一致,必将导致玻璃带与辊子之前产生滑动摩擦,同时玻璃带的运动又会与传动装置产生干涉,对设备传动不利。 1.问题的发现 退火窑辊子的轴端传动齿轮是能过胀套结构与轴头连接的,如果传动扭矩过大齿轮会移位脱出,这也是出于安全考虑的一种设计,是正常现象。本人在凌源四七五浮法玻璃厂工作期间,在一次齿轮脱出的检修过程中,我们发现齿轮的脱出方向与正常传动可能脱出的方向相反。这说明这根辊子并不是按理论设计上牵引玻璃带前进,而是由玻璃带反拖运行的。这一发现立刻引起了我们的注意,进而对整个辊道装置进行了检查。辊道前端的一段是直径305mm的辊子,后面一段采用的是直径216mm的辊子。结果发现216区段的传动副的间隙方向都与理论设计相反,越往末端越严重。 2.问题的分析 经过查阅设计图纸,和实际测量得出如下数据:传动轴上的齿轮齿数Z1=23,305mm辊子的齿轮齿数Z2=55,216mm辊子的齿轮齿数Z3=39。这样305mm 与216mm辊子的线速度比值为=1.00126。误差率为0.126%,前端辊子线速度大于后端辊子。此误差相当微小,在设计中可能被忽略。然而退火窑辊道为实现退火降温功能往往长度达到百米左右。我们假定216mm辊子区段长度为20米,按0.126%的误差率计算,其累计误差可达25.2mm。这种误差是从第一个216mm 辊子开始,逐个积累的。这样会使玻璃带在216mm辊子上滑移。使本来应该由辊子带运动玻璃带运行的设计变成由玻璃带反推辊子运行。作用在每根216mm 辊子上的反力等于该辊子受到的摩擦力。这些反力通过齿轮反作用在传动轴上,由子辊子数目较多,所以作用在传动轴上的反力,也就是传动轴上承受的将会应力很大,如果这种应力大于传动轴之间用于传动的联轴器的设计出力,将会造成传动装置破坏失效。 3.不同步问题对玻璃生产的影响

浮法玻璃退火窑 市场深度调研及投资战略咨询报告 2016-2020

核心内容提要 产业链(Industry Chain) 狭义产业链是指从原材料一直到终端产品制造的各生产部门的完整链条,主要面向具体生产制造环节; 广义产业链则是在面向生产的狭义产业链基础上尽可能地向上下游拓展延伸。产业链向上游延伸一般使得产业链进入到基础产业环节和技术研发环节,向下游拓展则进入到市场拓展环节。产业链的实质就是不同产业的企业之间的关联,而这种产业关联的实质则是各产业中的企业之间的供给与需求的关系。 市场规模(Market Size) 市场规模(Market Size),即市场容量,本报告里,指的是目标产品或行业的整体规模,通常用产值、产量、消费量、消费额等指标来体现市场规模。千讯咨询对市场规模的研究,不仅要对过去五年的市场规模进行调研摸底,同时还要对未来五年行业市场规模进行预测分析,市场规模大小可能直接决定企业对新产品设计开发的投资规模;此外,市场规模的同比增长速度,能够充分反应行业的成长性,如果一个产品或行业处在高速成长期,是非常值得企业关注和投资的。本报告的第三章对手工工具行业的市场规模和同比增速有非常详细数据和文字描述。 消费结构(consumption structure) 消费结构是指被消费的产品或服务的构成成份,本报告主要从三个角度来研究消费结构,即:产品结构、用户结构、区域结构。1、产品结构,主要研究各类细分产品或服务的消费情况,以及细分产品或服务的规模在整个市场规模中的占比;2、用户结构,主要研究产品或服务都销售给哪些用户群体了,以及各类用户群体的消费规模在整个市场规模中的占比;3、区域结构,主要研究产品或服务都销售到哪些重点地区了,以及某些重点区域市场的消费规模在整个市场规模中的占比。对消费结构的研究,有助于企业更为精准的把握目标客户和细分市场,从而调整产品结构,更好地服务客户和应对市场竞争。

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

退火玻璃 浮法玻璃的退火 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。 B区:又称重要退火区,温度范围在550~450℃。此区是玻璃板产生永久应力区。控制好冷却速度,可以减少永久应力。此区每节内装有板上边部电加热箱与管束辐射冷却器,冷却方式为抽风,辐射换热冷却。 C区:又称缓慢冷却区,温度范围在450~270℃,此区在不产生过大的暂时应力条件下,提高冷却速度,使玻璃板温度降低,此区装有板上边部电加热箱与多层管束辐射冷却器, 冷却方式为风机抽风辐射换热冷却。 以上三区为保温区,壳体内一般充填硅酸铝纤维毡,故要求其密闭性和保温性能要好。通常,浮法玻璃应变点在B区后部

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