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1、浮法玻璃生产工艺流程浮法玻璃生产工艺流程主主 讲:讲:#部部 门:门:#1主要内容v一、概述v二、浮法玻璃原料及配合料制备v三、浮法玻璃熔制技术v四、浮法玻璃成型技术v五、浮法玻璃退火技术v六、浮法玻璃冷端技术2 内 容v1、什么是浮法玻璃v2、浮法玻璃的生产过程v3、浮法工艺的优缺点v4、浮法玻璃的分类v5、浮法玻璃的计量单位v6、如何计算浮法玻璃熔窑的日拉引量v7、如何计算浮法玻璃熔窑的熔化率v8、生产优质浮法玻璃的技术措施一、概述3v1、什么是浮法玻璃 浮法玻璃是因玻璃液漂浮在熔融金属表面获得抛光成型而得名的,是熔融的玻璃液从熔窑内连续流入充有保护气体(N2和H2)的锡槽内漂浮在金属锡液
2、面上,经过摊平、抛光形成厚度均匀、两表面平行、平整和抛光的玻璃带的玻璃,是平板玻璃(板状的硅酸盐玻璃)的一种。一、概述4v2、浮法玻璃的生产过程 由加工合格的各种原料按照配方制备的配合料配合料经熔化熔化、澄清并冷却至11501100左右的玻璃液,通过与锡槽连接的流道及深入锡槽内的流槽,连续流入锡槽锡槽内并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在自身重力、表面张力、拉边机以及过渡辊台拉力的共同作用下,玻璃液在锡液面上铺开、摊平、拉薄(积厚),成型为上下表面平整的玻璃带,在锡槽尾部外过渡辊台及与之连接的退火窑传动辊的牵引下,被引上过渡辊台,传送入退火窑,进退火退火、切裁切裁,就得到了浮法玻璃产品。一、概述
3、5v3、浮法工艺的优缺点 浮法与其他成型方法比较,其优点是: (1)产品质量好,如上下表面平整、互相平行、透光度高等。 (2)产量高,浮法玻璃的产量主要取决于玻璃熔窑的熔化量和玻璃带成型的拉引速度,而且其板宽加大也比较容易。 (3)品种多,用浮法可以生产0.5525mm的优质平板玻璃,供各种用途;同时,浮法还可以生产各种本体着色和在线镀膜玻璃。一、概述6v3、浮法工艺的优缺点 (4)易于科学化管理和实现全线机械化、自动化,劳动生产率高。 (5)连续作业周期长,有利于稳定的生产。 浮法工艺的主要缺点是基建投资和占地面积比较大,同一时间里只能生产一种厚度的产品,偶然事故可能造成全线停产,因此必须要
4、求严格的科学管理制度,使全线的人员和设备、器件、物料都保持良好状态。 一、概述7v4、浮法玻璃的分类 根据国家标准GB11614-2009平板玻璃中平板玻璃的分类,浮法玻璃按颜色属性分为无色透明浮法玻璃和本体着色浮法玻璃;按外观质量分为合格品、一等品和优等品;按公称厚度分为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、19mm、22mm、25mm。一、概述8v5、浮法玻璃的计量单位 目前,浮法玻璃的常用计量单位包括平方米、吨、千克、重量箱等。 国家标准GB/T15764-2008平板玻璃术语中规定:“重量箱,平板玻璃产品的计量单位。50kg为一重量箱。通常以密度
5、为2.5g/cm3、厚度为2mm的平板玻璃10m2为一重量箱。” 通过定义可以实现各单位间的换算,具体方法为:以20作为基数,厚度为几的就用20除以几,即可计算出结果。例如:5mm厚玻璃用205=4就得出了4m2为一个重量箱;8mm厚玻璃就是208=2.5,也就是2.5m2为一重量箱。然后再用每重量箱50kg,换算成吨就可以了。一、概述9v6、如何计算浮法玻璃熔窑的日拉引量 熔窑日拉引量的计算公式为:日拉引量=拉引速度平均板宽平均厚度242.5式中 拉引量 每昼夜拉引玻璃液的总重量,t;拉引速度单位时间内拉引玻璃原板的长度,m/h;平均板宽生产中玻璃原板平均宽度,m;平均厚度生产中玻璃原板平均
6、厚度,m; 24每昼夜小时数,h; 2.5玻璃液的密度,t/m3。一、概述10v7、如何计算浮法玻璃熔窑的熔化率 熔化率是熔窑单位熔化面积每24h熔化的玻璃液量(吨/(平方米天) 熔窑的熔化率计算公式为:熔化率=熔化玻璃液量(t)/熔化面积(m2)熔化天数(d)熔化面积是池窑中能够对配合料和玻璃液起着熔化和澄清作用的受热面积。通常指从投料池壁内侧起到最末一对小炉中心线外一米处的池窑面积。一、概述11v8、生产优质浮法玻璃的技术措施 如何提高浮法玻璃产品的质量?有经验的企业都是根据多年来的生产实践,总结出玻璃生产的“四大稳”原料稳、燃料稳、熔化稳、成型稳原料稳、燃料稳、熔化稳、成型稳。 一、概述
7、12 内 容v1、浮法玻璃化学成分v2、浮法玻璃的成分特点v3、浮法玻璃中各种氧化物的作用 v4、浮法玻璃的原料v5、浮法玻璃的配合料制备 二、浮法玻璃原料及配合料制备13v1、浮法玻璃化学成分 浮法玻璃化学成分基础系统为Na-Ca-Si三元系统,满足三个要求: (1)产品的使用要求; (2)生产工艺要求 ; (3)生产成本要求。 浮法玻璃的化学成分主要包括:二氧化硅(SiO2)、氧化钠(Na2O)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)、氧化铁(Fe2O3)等。 基本含量: Na2O:12%15%; CaO: 8%12% ; SiO2: 69%73% 二、浮法玻璃原料及配合
8、料制备14v2、浮法玻璃的成分特点 经过人们长时间生产实践得出“高钙、中镁、低铝、微铁高钙、中镁、低铝、微铁”的化学组合成分是生产优质浮法玻璃的条件之一。 高钙:浮法玻璃拉引速度快,在成型中必须采用硬化速度快的“短”性玻璃成分,即调整CaO到8%9%。 中镁:CaO含量增加,使玻璃发脆并容易产生硅灰石析晶(CaO.SiO2 )。因此MgO控制在4%左右,以改善玻璃的析晶性能。 低铝:铝高将增加玻璃的粘度,不利于均化和澄清,将Al2O3的含量降低到1.3%以下, 微铁: 熔化时着色能力强的Fe2+被氧化为着色能力弱的Fe3+,但在锡槽中又被还原成Fe2+因此严格限制在0.1%以内。 二、浮法玻璃
9、原料及配合料制备15v3、浮法玻璃中各种氧化物的作用 SiO2:是形成浮法玻璃最主要的氧化物。 SiO2以硅氧四面体的结构单元形成不规则的连续网络,成为玻璃的“骨架”。它能赋予玻璃一系列优良性能,能增加玻璃的粘度,提高玻璃的热稳定性和化学稳定性;玻璃的密度和热膨胀系数随SiO2含量增加而降低。其缺点是熔点高、粘度大,使玻璃熔化、澄清和均化困难,能耗增加。二、浮法玻璃原料及配合料制备16v3、浮法玻璃中各种氧化物的作用 CaO:它能加速玻璃的熔化和澄清过程,并提高玻璃的机械强度、硬度及化学稳定性。适量的CaO在高温时能降低玻璃液的粘度,有利于熔化和澄清,低温时增加玻璃液的粘度,即可以调整玻璃的料
10、性,加快玻璃硬化速度,有利于玻璃的快速成型。因此浮法玻璃成分中采用较高含量的CaO来适应浮法生产工艺高速拉引、快速成型的要求。但CaO会增加玻璃的析晶倾向,因此玻璃中CaO的含量也不宜太大,如大于10%则会使玻璃发脆,成型难度增大。 二、浮法玻璃原料及配合料制备17v3、浮法玻璃中各种氧化物的作用 MgO:适量的MgO可降低玻璃的高温粘度,降低玻璃的析晶倾向和析晶速度,提高机械强度和化学稳定性,对提高玻璃的热稳定性也有良好的影响。MgO对玻璃的粘度有复杂的作用:当温度高于1200时,会使玻璃液的粘度降低;而在1200900之间,又有使玻璃液的粘度增加的倾向;低于900,反而使玻璃的粘度下降。因
11、此,玻璃中的MgO含量也不宜太大。二、浮法玻璃原料及配合料制备18v3、浮法玻璃中各种氧化物的作用 Al2O3:能降低玻璃的析晶倾向和结晶速度,降低玻璃的膨胀系数,提高玻璃的粘度、表面张力、软化温度、化学稳定性、热稳定性和机械强度,是最有效的玻璃稳定剂; Al2O3对增加玻璃液粘度的影响程度比SiO2大,随Al2O3增加,玻璃液粘度和表面张力增大,不仅使玻璃的熔化速度减慢和使澄清时间延长,也不利于均化,容易在玻璃板面形成玻筋及线道;而且对玻璃液在锡槽中摊平、抛光、展薄也不利。因此应对玻璃成分中的Al2O3含量严格控制。二、浮法玻璃原料及配合料制备19v3、浮法玻璃中各种氧化物的作用 Na2O:
12、能降低玻璃的熔化温度,大幅度降低玻璃液的粘度,增加玻璃液的高温流动性,是良好的助熔剂。含量过多,则会降低玻璃的机械强度、化学稳定性以及热稳定性,增大膨胀系数,使玻璃发脆;而且还容易使玻璃析碱、发霉,并使玻璃生产成本增加。因此,玻璃成分中Na2O含量不能太高。 K2O :K2O和Na2O作用基本一样; 用少量的K2O代替Na2O,具有“双碱效应”,能够提高玻璃的化学稳定性,显著减少玻璃析晶,改善玻璃的析晶倾向。 在浮法玻璃生产中引入K2O主要是由于它能够大大降低玻璃的表面张力,有利于玻璃液在锡槽中的摊平和抛光,获得高质量的玻璃表面。二、浮法玻璃原料及配合料制备20v3、浮法玻璃中各种氧化物的作用
13、 Fe2O3:在无色透明浮法玻璃生产中,Fe2O3纯属有害杂质,它能使玻璃着成黄绿色而影响玻璃的光学性能。玻璃成分中的铁含量不仅影响到玻璃的色泽,而且影响到玻璃液的粘度、透热性、硬化速度等性能。钠-钙-硅玻璃中的Fe一般以Fe2+或Fe3+状态存在。 Fe3+离子着色很弱,使玻璃产生淡黄色。而Fe2+会使玻璃产生淡蓝色,着色能力比Fe3+高10倍左右。因此,在生产无色透明浮法玻璃时,成分中的含量及稳定性要严加控制。目前高档无色浮法玻璃制品中Fe2O30.08%。二、浮法玻璃原料及配合料制备21v4、浮法玻璃的原料 自然界中含有玻璃构成元素的物质很多。用于制备玻璃配合料的各种物质,统称为玻璃原料
14、。为了在生产中得到合理的技术经济指标,通常玻璃原料很少使用纯粹的氧化物,而多使用天然矿物原料。 生产浮法玻璃的原料可分为生料和熟料两种。其中生料根据它们的用量和作用不同,可分为主要原料和辅助原料两大类;而熟料是指在实际生产中往配合料中按一定比例加入的碎玻璃。 二、浮法玻璃原料及配合料制备22v4、浮法玻璃的原料 主要原料是指向玻璃中引入各种组成氧化物的原料,是形成玻璃结构的主体原料,它们决定玻璃的基本物理、化学性能。这些原料经熔融、反应后即生成硅酸盐构成玻璃液的主体。 对于浮法玻璃来说,主要原料引入SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O(或K2O)等氧化物,决定着玻璃的物理性质和化学性
15、质。 辅助原料是使玻璃获得某些必要的特性和加速熔制过程的原料,用量虽然少,但作用却很重要。根据作用的不同,辅助原料分为澄清剂、助熔剂、氧化剂与还原剂、着色剂与脱色剂等。二、浮法玻璃原料及配合料制备23v4、浮法玻璃的原料 目前,我国浮法玻璃企业通常使用的原料主要包括石英砂(硅砂)、长石、白云石、石灰石、纯碱、芒硝、碳粉等。 硅质原料是玻璃制造中最主要和用量最大的原料,它主要引入玻璃成分中的SiO2。天然硅砂也叫石英砂,硅砂是配合料中最难熔化的原料。其颗粒的大小、粒度分布,甚至颗粒的形状对于配合料的混匀、分聚、熔化和均化都有重要影响。 当玻璃配合料中由硅质原料引入的Al2O3不能满足玻璃成分需要
16、时,一般就用长石来补充。二、浮法玻璃原料及配合料制备24v4、浮法玻璃的原料 白云石主要成分是CaCO3和MgCO3,它主要引入玻璃成分中的CaO和MgO。浮法玻璃配合料中引入的CaO原料主要有白云石、石灰石、方解石和白垩(CaO3)等,由于需要引入MgO,所以又以用白云石为主,CaO不足部分用石灰石或方解石补充。 石灰石主要成分是CaCO3,主要引入玻璃成分中的CaO。当玻璃成分要求氧化铁含量极严格时,可用方解石代替,它比石灰石纯度高得多,方解石是生产浮法玻璃的优质原料。二、浮法玻璃原料及配合料制备25v4、浮法玻璃的原料 纯碱是一种化工原料,其主要成分是Na2CO3,引入玻璃成分中的Na2
17、O。纯碱熔点低,化学性质活泼,是玻璃生产过程中的助熔剂。 玻璃工业使用的纯碱分为轻质纯碱和重质纯碱。 轻质纯碱密度小,颗粒细小,会使已混合均匀的配合料在运输和储存过程中产生分料现象,且容易被窑内的热气流带入蓄热室,造成格子砖的堵塞和侵蚀,同时也易侵蚀窑体;重质纯碱的密度和颗粒比轻质纯碱大的多,飞扬和分层倾向较小,有利于混合均匀。 考虑到重质纯碱粒度与硅砂的粒度匹配,减少飞料和分层、混合的均匀性,减少对耐火材料的侵蚀,改善操作环境,浮法玻璃配合料一般都选用重质纯碱。二、浮法玻璃原料及配合料制备26v4、浮法玻璃的原料 芒硝是一种化工原料,其主要成分是Na2SO4,引入玻璃成分中的Na2O。浮法玻
18、璃生产采用无水芒硝,它在玻璃熔制过程中的主要作用是促进熔化、加速澄清,是一种有效的澄清剂。 无水芒硝的熔点为884,热分解温度在11201220之间。由于分解温度高于熔点,在熔融时往往形成芒硝溶液,称为芒硝水,对耐火材料侵蚀严重,甚至可以在玻璃板面上形成白色的芒硝泡。 在还原剂的作用下,其分解温度可以降低到500700。还原剂一般使用煤粉,为了促使Na2SO4充分分解,使用中把芒硝与煤粉预先均匀混合,然后加入到配合料内。二、浮法玻璃原料及配合料制备27v4、浮法玻璃的原料 碎玻璃又称熟料,是玻璃生产不可缺少的一种原料。碎玻璃加入后可提高熔化率,有助于澄清和均化。配合料的熔融主要是SiO2的熔融
19、,随着碎玻璃用量的增加,配合料的熔融时间相应缩短,熔化速度提高。当碎玻璃加入量合适时,碎玻璃的助熔作用时玻璃熔体粘度降低,缩短澄清和均化时间。 碎玻璃的加入有利于节省能源、延长窑炉的使用寿命。在节约纯碱的同时,增加碎玻璃的量还可以大大节约燃料。 但碎玻璃的掺入量视玻璃成分而言,对钠钙硅玻璃一般不宜过多,过多会使玻璃发脆,机械强度降低。二、浮法玻璃原料及配合料制备28v5、浮法玻璃的配合料制备 玻璃工业中,把按照一定比例,经混合均匀后的原料叫做玻璃配合料。 配合料的制备包括料单的计算和原料的称量、混合、输送等工艺过程,配合料制备得好坏直接影响玻璃的质量。二、浮法玻璃原料及配合料制备29v5、浮法
20、玻璃的配合料制备 配合料料单的计算,是以构成玻璃的氧化物质量分数和原料的化学成分为基础,计算出熔化100kg玻璃液所需的各种原料的用量,然后再算出每副配合料实际所要称取的各种原料的用量。 在配料过程中,用衡器称取一定物料的操作过程称为原料的称量。既快又准确是对原料称量的要求,如称量错误就会使配合料或玻璃液报废。称量精度是保证配合料质量的重要因素,其精度取决于秤的精度、称料量的多少和误差。称量原料接近秤的全量程时,配合料的称量精度就接近秤本身标定的精度,即误差最小;反之则大。二、浮法玻璃原料及配合料制备30v5、浮法玻璃的配合料制备 一般采用动态实际称量精度来作为衡量玻璃原料称量准确与否的指标。
21、 静态精度是指一台秤用标准砝码标定时,秤的重量显示值与标准砝码值之间的最大偏差值就是这台秤的静态精度,具体表示方法是用该最大偏差值除以该台秤的额定测量值,它是一个相对值。 动态精度是物料实际称量误差除以该台秤的额定称量值。物料的实际称量误差不完全取决于秤本身的静态精度,电器控制系统、给料机的过送量也会引入误差,因此动态精度是由以上三项按“方根和”法则合成。二、浮法玻璃原料及配合料制备31v5、浮法玻璃的配合料制备 根据称量和排料的顺序,原料的称量方式可分为增量法、减量法和累计称量。 增量称量法是称量过程中以进入秤斗的物料量为最终配方值的称量方式,通过给料设备向秤斗内加入规定数量的物料,然后由排
22、料装置将秤斗排空。它要求每次称量开始前,秤斗必须回零。 增量称量法的优点是控制比较简单,投资较少,一旦发生超差,可以到现场及时补救。缺点是秤斗存料。二、浮法玻璃原料及配合料制备32v5、浮法玻璃的配合料制备 减量称量法是在称量过程中由秤斗排出的物料量为最终配方值的称量方式,通过给料装置向秤斗内加入大于规定数量的物料,然后由秤斗下的排料机将规定数量的物料排出。假定要称量Xkg原料,先通过给料机向秤斗加料到Akg,然后由秤斗出料口处的给料机往外排料,直到秤斗中还残留Bkg料时停止排料,使X=A-B。 减量称量法的优点:由于排料为称量过程,消除了秤斗粘料误差,提高了动态精度。其次排料时使用输送设备,
23、可以使物料平稳落下,并可控制排料顺序和速度,使物料形成夹层状、起到预混的作用。这样使系统的精度大大提高。缺点是由于排料是最终配料值,所以一旦出现误差很难补救。二、浮法玻璃原料及配合料制备33v5、浮法玻璃的配合料制备 原料的混合是指多种原料在外力作用下通过运动速度和方向发生变化,使各种原理颗粒得以均匀分布的操作,是使多种不同物料彼此相互分散达到均匀混合的操作。 配合料的混合过程是将称量好的各种原料混合成为均匀合格配合料的过程。 配合料的均匀性主要受混合机的类型、混合时间、含水率、各种原料的用量、原料的颗粒度等因素的影响。 配合料的混合时间与混合机的类型有关,混合时间短达不到混合要求,混合时间太
24、长,混合效率低,还会造成配合料分层。 控制配合料合适的湿度将有利于配合料的混合均匀度,同时,配合料在输送过程中不易结团和分层。二、浮法玻璃原料及配合料制备34v5、浮法玻璃的配合料制备 混合好的配合料需要从混合机输送到窑头料仓,不同的输送方式直接影响配合料的分料程度。为了把分料现象降到最低限度,在输送配合料时,应选取最短距离,尽量防止振动,力求减少倒运次数和落差。 目前,混合好的配合料从混合机运送到窑头料仓的过程一般采用皮带输送,一般把输送配合料的皮带称为原熔皮带。 混合好的配合料通过原熔皮带机输送至窑头,为了均匀地送入各个储料仓内,由皮带输送机转运到一条小型布料皮带(可逆皮带机)上,根据料仓
25、储料情况开动布料皮带机进行往复卸料。二、浮法玻璃原料及配合料制备35v5、浮法玻璃的配合料制备 在配合料输送至窑头之前,碎玻璃经称量后应均匀地铺在配合料上,要保证皮带上的配合料从料头到料尾都有配合料覆盖,为此,要控制碎玻璃秤的排料速度和混合机的排料速度。 皮带输送的优点:配合料在皮带上运行平稳,转移次数少,只要设计合理,就能防止振动,克服分料现象。简单便于维修、运输效率高,有利于实现系统的连锁自动控制。 二、浮法玻璃原料及配合料制备36 内 容v1、浮法玻璃熔制技术工艺流程v2、玻璃熔制工艺原理v3、影响浮法玻璃熔制的因素v4、浮法玻璃的形成v5、浮法玻璃熔制工艺制度v6、浮法玻璃熔窑三、浮法
26、玻璃熔制技术37v1、浮法玻璃熔制技术工艺流程 浮法玻璃的熔制过程是将合格的配合料经过高温加热形成均匀、纯净、透明并符合成型要求的玻璃液的过程,是浮法玻璃制造过程中的主要过程之一。熔制速度和熔制的合理性对玻璃的产量、质量、合格率、生产成本、燃料消耗和池窑寿命等影响很大。三、浮法玻璃熔制技术38v1、浮法玻璃熔制技术工艺流程 浮法玻璃熔制技术工艺流程示意图:三、浮法玻璃熔制技术39三、浮法玻璃熔制技术v2、玻璃熔制工艺原理 浮法玻璃的熔制过程是一个很复杂的过程,包括一系列的物理、化学、物理化学反应,而这些反应的进行与玻璃的产量和质量有密切关系。各种不同配合料在熔制过程中发生的反应见下表:各种不同
27、配合料在熔制过程中发生的反应物理反应化学反应物理化学反应配合料加热配合料脱水各个组分的熔化晶相转化个别组分的挥发固相反应碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐分解水化合物的分解化学结合水的分解硅酸盐的形成与相互作用共熔体的形成固态的溶解与液态间互溶玻璃液、炉气、气泡间的相互作用玻璃液与耐火材料间的作用40v2、玻璃熔制工艺原理 根据熔制过程中的不同特点,从加热配合料到最终成为符合成型要求玻璃液的过程,可分为五个阶段,即硅酸盐形成阶段、玻璃液形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段和玻璃液冷却阶段。直观地,也可分为配合料堆的反应烧结阶段;硅酸盐形成及其熔化物熔化阶段,主要是残余石英砂溶解于已形成的硅酸盐中;澄清
28、消除气泡阶段,主要是降低各种气体在玻璃液中的过饱和程度;逐渐冷却至成型温度阶段。三、浮法玻璃熔制技术41v2、玻璃熔制工艺原理 (1)硅酸盐形成阶段 配合料入窑后,在8001000温度范围发生一系列物理的、化学的和物理-化学的反应,如粉料受热、水分蒸发、盐类分解、多晶转变、组分熔化以及石英砂与其他组分之间进行的固相反应。这个阶段结束时,大部分气态产物从配合料中逸出,配合料最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。硅酸盐形成速度取决于配合料性质和加料方式。 (2)玻璃形成阶段 当温度升到1200 时,烧结物中的低共熔物开始熔化,出现了一些熔融体,同时硅酸盐与未反应的石英砂粒反应,相互熔解。伴
29、随着温度的继续升高,硅酸盐和石英砂粒完全熔解于熔融体中,成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。三、浮法玻璃熔制技术42v2、玻璃熔制工艺原理 在浮法玻璃生产过程中,硅酸盐形成阶段与玻璃形成阶段之间没有明显的界限,即在硅酸盐阶段尚未结束时,玻璃液形成阶段已经开始,并且硅酸盐形成进行得极为迅速,而玻璃液形成却很缓慢。这是由于在实际生产中,配合料被直接投入到1300 左右的投料池中,硅酸盐形成极快(约35min ),而玻璃液的形成必须等待石英砂粒的完全熔解。因此要划分这两个阶段很困难,所以生产上把这两个阶段视作一个阶段,称为配合料熔化阶段。三、浮法玻璃熔制技术43v2
30、、玻璃熔制工艺原理 (3)玻璃液澄清阶段 随着温度继续升高,达到14001500时,玻璃液的粘度约为10Pas ,玻璃液在形成阶段存在的可见气泡和溶解气体,由于温度升高,体积增大,玻璃液粘度降低而大量逸出,直到气泡全部排出。 (4)玻璃液均化阶段 当玻璃液长时间处于高温下,由于对流、扩散、溶解等作用,玻璃液中的条纹逐渐消除,化学组成和温度逐渐趋向均一。此阶段结束时的温度略低于澄清温度。三、浮法玻璃熔制技术44v2、玻璃熔制工艺原理 玻璃液的均化过程早在玻璃液形成阶段时已开始,然而主要的还是在澄清后期进行。它与澄清过程混在一起,没有明显的界限,可以看作一面澄清,一面均化,且澄清加速了均化的进程,
31、均化的结束在澄清之后,并一直延续到冷却阶段。此外,搅拌是提高均匀性的一个很好的方法。 (5)玻璃液冷却阶段 将澄清和均化了的玻璃液均匀降温,使玻璃液具有成型所需的粘度。在冷却阶段应不破坏玻璃液的质量。浮法玻璃冷却阶段结束的温度在1100 1050左右。三、浮法玻璃熔制技术45v3、影响浮法玻璃熔制的因素 配合料化学组成。它对玻璃熔制速度有决定性影响,配合料化学组成不同所需熔化温度就不相同,配合料中碱金属氧化物等氧化物的总量对SiO2和Al2O3总量比值越高,则配合料越容易熔化。 原料性质。原料性质及其种类选择对熔制影响很大,如石英砂颗粒大小、形状及所含杂质的难熔性;配合料气体含率,所含气体的化
32、学组成;为引入同一氧化物而达到最有利于熔制的矿物及化工原料的合理选择等,都影响玻璃熔制速度和熔化质量。三、浮法玻璃熔制技术46v3、影响浮法玻璃熔制的因素 配合料的调制,包括配合料的均匀性、含水量、碎玻璃用量的控制等。其中,配合料的均匀性是一项主要的工艺指标,是否混合均匀对玻璃质量和熔制速度有极大关系,因此,应尽可能地将配合料混合均匀,并注意在输送和储存过程中不受到较大振动,以免引起分层现象。 加料方式。加料方式的不同会影响熔化速度、熔化区的温度、液面状态和液面高度的稳定,从而影响玻璃产量和质量。三、浮法玻璃熔制技术47v3、影响浮法玻璃熔制的因素 熔制的温度制度。熔制温度决定玻璃的熔化速度,
33、温度越高,硅酸盐生成反应越剧烈,配合料颗粒熔解越快,玻璃液形成速度也越快。提高熔化温度是强化玻璃熔制、增加熔窑生产能力的有效措施,在条件允许的情况下应尽可能提高熔化温度,以强化熔制过程。 窑内压力、气氛、玻璃液面以及泡界线是否稳定。 熔窑耐火材料、加热燃料的种类及质量。 窑炉结构及搅拌器等辅助设施的应用。 熔窑的自动化程度等。三、浮法玻璃熔制技术48v4、浮法玻璃的形成 (1)玻璃形成过程 在玻璃形成阶段,配合料的熔化过程中,由于石英砂粒的溶解和扩散速度比各种硅酸盐的溶解和扩散速度慢得多,所以玻璃形成过程的速度实际上取决于石英砂粒的溶解和扩散速度。三、浮法玻璃熔制技术49v4、浮法玻璃的形成
34、(2)玻璃液的澄清 由于配合料的分解、部分组分的挥发、氧化物的氧化还原反应、玻璃与耐火材料的相互作用等原因而析出大量气体,其中大部分气体将逸散于空间,剩余气体的大部分将溶解于玻璃液中,而少部分则以气泡的形式存在于玻璃液中。玻璃的澄清过程就是消除玻璃液中气泡的过程。值得指出的是,玻璃澄清的排泡与去气是两个不同的概念,前者是排除玻璃液中的可见气泡,后者则是要全部排除玻璃液中的气体,包括化学结合的气体。三、浮法玻璃熔制技术50v4、浮法玻璃的形成 (2)玻璃液的澄清 玻璃中气体的存在形式 存在于玻璃液中的气体主要有三种状态,即可见气泡、溶解的气体、化学结合的气体。此外,还有吸附在玻璃熔体表面上的气体
35、。常见的气体有CO2、SO2、SO3、N2、O2、H2O、H2等气体,N2以物理状态存在于玻璃中,其他气体大部分以化学结合状态存在。 a.碳酸盐分解产物和燃烧产物CO2 它在玻璃熔液中的溶解度,取决于能生成比较稳定的碳酸盐的含量,如果碱性氧化物浓度增加,玻璃液吸收CO2的能力也随之增大。而CO2的物理溶解却随温度的升高、过饱和程度的增加而降低。三、浮法玻璃熔制技术51v4、浮法玻璃的形成 (2)玻璃液的澄清 b.硫酸盐分解产物和燃烧产物SO2 它能与配合料、玻璃液相互作用形成硫酸盐或再次分解为SO2或SO3。澄清剂芒硝在高温下受热分解放出SO2和O2或SO3。随着玻璃中含碱量的增加,玻璃液中的
36、SO2再次与一价、二价金属氧化物生成硫酸盐而增多。 c. O2 O2在玻璃中的溶解度是微小的。只有当玻璃液中存在变价氧化物时,因在低温时变价氧化物吸收O2由低价转变为高价,使其溶解度增加,而在高温时高价氧化物分解放出O2变为低价氧化物,其溶解度又降低。这也是变价氧化物能成为玻璃澄清剂的原因。三、浮法玻璃熔制技术52v4、浮法玻璃的形成 (2)玻璃液的澄清 澄清过程中气体间的转化与平衡 玻璃的澄清过程,就是如何利用玻璃液中溶解的气体、气泡中的气体以及炉气三者的平衡关系,即气泡中包含多种气体,其分压各不相同,但应与各自在玻璃液中的气体分压、窑气中的气体分压相同,彼此达到一个动态平衡。并且气体总是由
37、分压高的相进入分压低的相。三、浮法玻璃熔制技术53v4、浮法玻璃的形成 (2)玻璃液的澄清 气体间的转化与平衡除了与上述气体的分压有关系,还与气泡中所含的气体种类有密切的关系。根据道尔顿分压定律,当一种A气体进入到有B气体的气泡中时,气泡的总压将增加,B气体的分压却减小,原有的平衡被打破,就将会从周围玻璃液中吸收B气体,直到两相中B气体的分压相等为止。这就是澄清剂的作用机理。 气体在玻璃中的溶解度与温度有关,温度越高,气体的溶解度越小。三、浮法玻璃熔制技术54v4、浮法玻璃的形成 (2)玻璃液的澄清 影响玻璃澄清的因素 a.配合料中的气体率 气体率过大,则熔制时泡沫多,延长了澄清时间,而且气泡
38、难以消除;气体率过小,则玻璃液难以形成强烈的翻滚,气泡也难以消除。 b.澄清温度 澄清温度的过低或过高,澄清时间的不足或过长,都不利于澄清。一般澄清温度比熔化温度要高一些,但温度过高,也会带来相反的结果,主要由于玻璃液在高温时粘度降低,容易渗透到耐火材料的微小孔道里,将其中所含气体排出,使玻璃液中容易产生微小气泡,此外也会加剧玻璃液对耐火材料的侵蚀,使耐火材料中的Al2O3溶于玻璃液中,局部增加了玻璃液的粘度,不利于澄清。三、浮法玻璃熔制技术55v4、浮法玻璃的形成 (2)玻璃液的澄清 影响玻璃澄清的因素 c.窑压 窑内气体组成或压力保持稳定是很重要的,否则会破坏已建立的平衡状态,不利于玻璃液
39、的澄清。窑内必须保持微正压,正压过大,不利于气体的排除。温度升高,粘度降低,有利于气泡的排除,但要考虑到耐火材料的使用寿命。 加速澄清的措施 延长澄清时间、提高澄清温度、玻璃液沸腾搅拌、鼓泡、加澄清剂等。在配合料中引入适量的澄清剂是一种最常见的方法。三、浮法玻璃熔制技术56v4、浮法玻璃的形成 (3)玻璃液的均化 玻璃液的均化目的是要达到化学均一性和热均一性。 当玻璃液存在化学不均时,就是主体玻璃与不均体两者的性质不同,这将对玻璃制品产生不利影响,如因膨胀系数不同将会产生结构应力;光学性质不同将会产生光畸变;粘度和表面张力不同将会产生波筋、条纹等缺陷;化学成分不同还可能产生析晶、析泡等倾向等。
40、由此可知,不均匀的玻璃液对浮法玻璃制品的产量和质量将有重大的影响。 玻璃液的均匀性与配合料的均匀性、熔制作业的稳定性及耐火材料的质量等有关。玻璃形成和澄清阶段玻璃液中不均体的溶解和扩散是主要的均化过程。三、浮法玻璃熔制技术57v4、浮法玻璃的形成 (3)玻璃液的均化 玻璃液中不均体的溶解与扩散 玻璃液中的不均质体,即玻璃组分的浓度差引起的分子扩散,由玻璃液中某组分较多的部分向该组分较少的部分转移。在静止的玻璃液中不均体的扩散速度是非常缓慢的,提高扩散速度的方法是提高熔制温度和减小玻璃液粘度。同时温度升高也降低玻璃液的表面张力,有利于玻璃液的均化。 玻璃液的表面张力 降低玻璃液表面张力产生的均化
41、效果比降低玻璃液粘度更有效。表面张力小的条纹和不均体,容易被均化;表面张力大的条纹和不均体,即使受到剪切力作用也很难伸长和消失,因此降低玻璃熔体的表面张力,有助于玻璃均化。三、浮法玻璃熔制技术58v4、浮法玻璃的形成 (3)玻璃液的均化 玻璃液的对流 玻璃液在玻璃熔窑内所处位置不同,其温度也不同,因此导致玻璃液产生对流。由于在液流断面上存在着速度梯度,因此玻璃液中的不均体被拉长。其结果不仅增加了扩散面积,而且会增加浓度梯度,加强了玻璃液的扩散均化作用。但是玻璃液在浮法熔窑中的流动属层流而不是湍流,故对流均化过程的作用是有限的。增加玻璃液的对流虽然能够强化均化作用,但对耐火材料的侵蚀作用也增强。
42、三、浮法玻璃熔制技术59v4、浮法玻璃的形成 (3)玻璃液的均化 玻璃液中气泡上升 当气泡由玻璃液深处向上浮升时,一方面由于气泡上升的翻腾作用,带动气泡附近的玻璃液流动,在其断面形成速度梯度,促使不均体均化;另一方面若气泡上升时遇到不均质体,由于气泡的上升力给予不均体以拉力,使它拉成线条,有利于均化进行。三、浮法玻璃熔制技术60v4、浮法玻璃的形成 (3)玻璃液的均化 玻璃液的强制均化技术 强制均化技术主要包括搅拌、鼓泡等。 a.搅拌 它是利用设置搅拌器对玻璃液进行强制均化的有效措施。搅拌器的形式有垂直搅拌器和水平搅拌器两种,浮法玻璃生产使用的搅拌器一般设置在卡脖上。三、浮法玻璃熔制技术61v
43、4、浮法玻璃的形成 (3)玻璃液的均化 b.鼓泡 鼓泡是将净化的压缩空气,从窑底鼓泡管鼓入玻璃液中,使它在熔窑深层的玻璃液中产生一定压力的气泡,并迅速上升到玻璃液的表面而破裂。在上升过程中能吸收玻璃液中的小气泡,使其自身迅速长大,并搅动四周玻璃液,起到强制均化和促进澄清的作用。如在熔化部热点附近适当位置设置一排鼓泡点,鼓出的气泡上升时,在熔窑的宽度方向形成一排“气幕”,将熔化池沿纵向分成两个循环流动区域,并推动两股循环流向前后两个方向运动,前面的环流有着阻挡玻璃液回流的作用,后边的环流迫使配合料较长时间滞留在熔化区域中,得以充分熔化,并不会越出鼓泡带进入澄清区,即不会跑料。三、浮法玻璃熔制技术
44、62v4、浮法玻璃的形成 (4)玻璃液的冷却 即便是澄清均化很好的玻璃液,也不能马上成型制成产品,这是因为不同产品其成型温度不相同或要求玻璃液的粘度不相同。浮法玻璃的成型温度在1100左右,因此必须将熔化并澄清均化好的玻璃液的温度由1350,均匀降至1100左右,然后进入锡槽成型。三、浮法玻璃熔制技术63v4、浮法玻璃的形成 (4)玻璃液的冷却 冷却过程中影响产品质量和产量的有两个因素,玻璃液的热均匀程度和是否产生二次气泡。在玻璃液的冷却过程中,不同位置的玻璃液之间多少总会存在一定温差,即热不均匀性。热不均匀性超过一定范围时,将对生产带来不利影响。因此在实际生产过程中,冷却部一般不采用强烈的冷
45、却措施,而且严格采取保温措施,尽可能使玻璃液的降温均匀一致。 二次气泡的特点是直径小、数量多、分布均,又称为再生泡或灰泡。不同玻璃产生二次气泡的原因不同,一般产生的原因有盐类的继续分解、溶解气体的析出、耐火材料气泡作用、其他化学反应。三、浮法玻璃熔制技术64v5、浮法玻璃熔制工艺制度 合理的熔制工艺制度是正常生产的保证。熔窑熔制四稳作业(即温度稳、压力稳、泡界线稳、液面稳)对于获得高产、优质、低消耗、长窑龄起了重要作用。 在配合料熔制过程中,熔化操作的基本原则就是保证“四小稳”,即保证熔化温度稳定、保证窑压稳定、保证玻璃液面稳定和保证泡界线稳定。 池窑的工艺制度包括温度、压力、泡界线、液面、气
46、氛和换向等。三、浮法玻璃熔制技术65v5、浮法玻璃熔制工艺制度 (1)玻璃熔制的温度制度 这里的温度制度是指熔化部的温度制度,而非全窑的温度制度。温度制度是指沿熔化部窑长方向的温度分布。 温度制度对玻璃熔化速度、玻璃液对流情况、成型作业、燃料消耗、窑龄等都有影响。 对于浮法玻璃熔窑内的温度要求横向温差越小越好,纵向温度要严格执行工艺制度。三、浮法玻璃熔制技术66v5、浮法玻璃熔制工艺制度 (2)玻璃熔制的压力制度 池窑压力制度用压力分布曲线表示。窑内压力是指气体系统所具有的静压。玻璃液面处的压力为零压或微正压,该处的压力统称为窑压。窑压不能为负压,因为负压状态火焰空间将吸入冷空气,改变窑内气氛
47、,降低窑温,增加能耗,还会使窑内温度分布不均匀。但也不能过大,窑压过大将使熔窑冒火严重,不仅增加燃料消耗,而且加剧窑体烧损,并不利于玻璃液澄清和冷却。三、浮法玻璃熔制技术67v5、浮法玻璃熔制工艺制度 (3)玻璃熔制的泡界线制度 在正常作业条件下,进入熔窑的配合料受到3 方面的作用,一是投料机将料堆向前推进的力,另一是从热点向投料口的对流对料堆施加的阻止其前进的反方向的力,第三是高温熔化作用,在三者的作用平衡时,料堆就固定在熔窑的某一位置消失。此后未熔粉料颗粒和反应放出的气体形成泡沫稠密区,并在三者作用下完全熔融,形成清净的玻璃液。泡沫稠密区与清净玻璃液之间就形成了一条整齐明晰的分界线,在线的
48、里面,玻璃形成反应激烈进行,液面有很多泡沫。而在线的外面,液面像镜子一样明亮,这条分界线就是泡界线。通常按照泡界线的位置、形状、清晰度来判断熔化作业的正常与否。三、浮法玻璃熔制技术68v5、浮法玻璃熔制工艺制度 (3)玻璃熔制的泡界线制度 泡界线的形状、位置的稳定是熔化作业正常与否的重要标志,也影响到窑的产量和玻璃液质量。从泡界线的成因来看,其位置应与玻璃液热点一致。在实际操作过程中,有些厂为了防止跑料,将泡界线向投料口方向适当移一些,以便控制,但移动不能过多,以免由于熔化面积过多减小,而影响产量和质量。泡界线应向澄清区凸出,两边对称,最好不能偏斜。泡界线应整齐清楚,线外液面清亮,无沫子。三、
49、浮法玻璃熔制技术69v5、浮法玻璃熔制工艺制度 (4)玻璃熔制的液面控制 玻璃液面稳定是达到整个窑作业稳定的主要条件,是熔窑系统平衡最有决定性的标志。玻璃液面波动,一方面会造成成型部玻璃流的变化,从而影响玻璃成型的质量,另一方面也会加剧玻璃液对熔窑池壁耐火材料的侵蚀,波动剧烈时还会产生溢料现象,蚀损胸墙砖和小炉底板砖,大大减少熔窑的使用寿命,因此控制窑内玻璃液面高度的稳定是尤为重要的。三、浮法玻璃熔制技术70v5、浮法玻璃熔制工艺制度 (5)玻璃熔制的气氛控制 玻璃窑内气体或火焰按其化学组成成分以及具有的氧化或还原能力分为氧化气氛、中性气氛、还原气氛三种。理论上,当窑内空气过剩系数 1 时,燃
50、烧产物中有多余的O2,具有氧化能力,此时的气氛称为氧化气氛或氧化焰; 当= 1 时,燃烧产物中无多余的O2和未燃烧完全的CO,此时的气氛称为中性气氛或中性焰; 当 1 时,燃烧产物中含有一定量的CO,具有还原能力,此时的气氛称为还原气氛或还原焰。 气氛制度的制定主要与配合料组成、澄清剂种类、生产玻璃颜色等有关。三、浮法玻璃熔制技术71v5、浮法玻璃熔制工艺制度 (6)玻璃熔制的换向控制 玻璃熔化过程中,通常要按一定的时间间隔进行火焰的换向操作。这主要是为了稳定熔化温度,不让蓄热室的格子体上部温度过高(不超过该种格子砖所允许的工作温度),同时也为了减少窑体耐火材料的烧损。如果不进行换向,那么就会
51、造成配合料一边熔化好,一边熔化不好,出现横向温差过大,从而影响玻璃的质量。通常间隔的时间为20min一次,即通过换向闸板,使气流(废气与助燃空气)的流向相反。三、浮法玻璃熔制技术72v6、浮法玻璃熔窑 浮法玻璃熔窑属于横火焰蓄热式池窑。浮法玻璃熔窑根据各部功能,其构造分为投料、玻璃熔制、热源供给、废气余热回收、排烟供气等部分。三、浮法玻璃熔制技术73v6、浮法玻璃熔窑 (1)投料系统 投料系统由投料机和投料池组成。投料作业是熔制过程中最重要的工艺环节之一,影响配合料的熔化速度、熔化区的位置、熔化温度及液面的稳定,从而影响熔化率、玻璃质量和燃料消耗量等指标。三、浮法玻璃熔制技术74v6、浮法玻璃
52、熔窑 (2)玻璃熔制系统 玻璃熔制系统主要由前脸墙、熔化部、卡脖、冷却部组成。 浮法玻璃熔窑窑体沿长度方向分成熔化部(包括熔化带、澄清带)、卡脖、冷却部。 熔化部是进行配合料熔化和玻璃液澄清、均化的部分,由于采用火焰表面加热的熔化方式,熔化部分为上下两部分,上部称为火焰空间,下部称为窑池。 前脸墙是横跨在投料池上方,阻止窑内热气体向窑外逸出和热辐射的正面挡墙,其开度应尽可能小,但不能影响下方配合料进入窑内。三、浮法玻璃熔制技术75v6、浮法玻璃熔窑 (2)玻璃熔制系统 冷却部是熔化好的玻璃液进一步均化和冷却的部位,也是将玻璃液分配给各成型设备的部位。冷却部应提供纯净、透明、均匀且温度稳定的玻璃
53、液。与熔化部相同冷却部也为矩形窑池,也分为上部空间与窑池两部分,结构与熔化部大致相同。 卡脖是熔化部和冷却部之间的一段缩窄窑池。与矮碹、吊墙配合使用,对熔化部和冷却部之间的气体空间和玻璃液起分隔作用。卡脖所起的降温作用不大,但对玻璃液流影响较大。三、浮法玻璃熔制技术76v6、浮法玻璃熔窑 (3)热源供给系统 浮法玻璃熔窑热源供给系统主要由小炉、喷枪等设备组成。 小炉是玻璃熔窑的重要组成部分,是使燃料和空气预热、混合,组织燃烧的装置。 小炉结构应保证火焰有一定长度、亮度、刚度、角度,有足够的覆盖面积,不发飘、不分层、还要满足窑内所需的温度和气氛的要求。三、浮法玻璃熔制技术77v6、浮法玻璃熔窑
54、(4)废气余热回收系统 浮法玻璃熔窑废气余热回收系统主要包括蓄热室、余热锅炉等设备。 蓄热室是利用耐火材料做蓄热体(称为格子砖)蓄积从窑内排出烟气的部分热量,用来加热进入窑内的空气。蓄热室结构简单,可加热大量气体,并且可以把冷气体加热到较高温度。但蓄热室是间歇作业,加热温度不易稳定,并且是成对配置,由于火焰换向作业而必须使用交换器,所以,占用空间大,使用的材料多,投资费用也大。蓄热室的结构形式主要有连通式、分隔式、半分隔式、两小炉分隔式和两段式等结构形式。三、浮法玻璃熔制技术78v6、浮法玻璃熔窑 (5)排烟供气系统 浮法玻璃熔窑排烟供气系统用于保证熔窑作业连续、正常、有效地进行。它包括交换器
55、、空气烟道、总烟道烟囱等。 交换器是气体换向设备,按照换向程序依次向窑内送入空气、由窑内排出烟气,还能调节气体流量和改变气体流动方向。对交换器的要求是换向迅速、操作方便可靠、严密性好、气体流动阻力小以及检修方便。 烟道除用作排烟供气外,还可通过设置闸板调节气体流量和窑内压力。总烟道闸板用来调节烟囱对窑内的抽力,总烟道上的调节闸板用来对窑内压力的微调,以稳定生产。三、浮法玻璃熔制技术79 内 容v1、浮法玻璃成型的定义v2、浮法玻璃成型工艺过程v3、浮法玻璃成型工艺因素v4、浮法玻璃成型原理v5、影响成型质量的因素v6、锡槽结构v7、锡槽的附属设备四、浮法玻璃成型技术80v1、浮法玻璃成型的定义
56、 浮法玻璃成型工艺过程为熔化、澄清、冷却的优质玻璃液在调节闸板的控制下经流道平稳连续地流入锡槽,在锡槽中漂浮在熔融锡液表面,在自身重力的作用下摊平、在表面张力作用下抛光、在主传动拉引力作用下向前漂浮,通过挡边轮控制玻璃带的中心偏移,在拉边机的作用下实现玻璃带的展薄或积厚并冷却、固型等过程,成为优于磨光玻璃的高质量的平板玻璃。 玻璃液在前进的过程中经历了在锡液面上的摊开、达到平衡厚度、自然抛光以及拉薄或积厚四个过程。 浮法玻璃的成型设备因为是盛满熔融锡液的槽形容器而被称作锡槽,它是浮法玻璃成型工艺的核心,被看作为浮法玻璃生产过程的三大热工设备之一。四、浮法玻璃成型技术81v2、浮法玻璃成型工艺过
57、程 池窑中熔化好的玻璃液,在1100 左右的温度下,沿流道流入锡槽,由于玻璃的密度只有锡液密度的1/ 3 左右,因而漂浮在锡液面上,完成玻璃的平整化过程,然后逐渐降温,在外力的作用下冷却成板。玻璃带冷却到600620 时,被过渡辊台抬起,在输送辊道牵引力作用下,离开锡槽,进入退火窑,消除应力,再经质量检测,纵横切割,装箱入库。为了防止锡液在高温下的氧化,通常通入弱还原性的保护气体,以提高玻璃质量。 玻璃带成型时的作用力有两种,即表面张力和自身重力,前者阻止玻璃液无限摊开,对玻璃表面的光洁度影响极大;后者则促使玻璃液摊开。当表面张力与自身重力平衡时,漂浮在锡液面上的玻璃带就获得自然厚度。四、浮法
58、玻璃成型技术82v3、浮法玻璃成型工艺因素 对浮法玻璃成型起决定作用的因素有玻璃的粘度、表面张力和自身的重力。在这3 个因素中,粘度主要起定型的作用,表面张力主要起抛光的作用,重力则主要起摊平作用。但是三者对摊平、抛光和展薄都有一定作用,这三者结合才能很好的进行浮法玻璃的生产。 玻璃液刚流入锡槽时,处于自身重力和液-液-气三相系统表面张力的作用下。随着玻璃液的不断流入,在自身重力影响下,玻璃液沿锡液表面摊开,并在锡液面上形成了玻璃液的流体静压,作为玻璃带成型的源流。在1025左右的温度范围内,在自身重力和表面张力的作用下,玻璃液以自然厚度(7mm 左右)向四周流动摊开,此过程称为玻璃的摊平过程
59、。四、浮法玻璃成型技术83v3、浮法玻璃成型工艺因素 在玻璃的摊平过程中,主要涉及玻璃液的平整化,亦即摊得平不平,这是生产优质浮法玻璃之关键。生产实践证明,欲得到平整的玻璃带,必须具备下述条件。 (1)适于平整化的均匀的温度场。玻璃液在锡液面上摊平必须有适于平整化的温度范围。适于浮法玻璃自身摊平的温度范围为1065996 。只有在此范围内,才能使玻璃带摊得厚度均匀、表面平整。 (2)足够的摊平时间。玻璃的平整化除必须有一定的温度范围,以达到一定的表面张力外,还必须具备足够的摊平时间,以保证表面张力充分发挥作用。即1050 时,玻璃液在锡液表面上约需用1min 稍多的时间,即可消除波纹而摊平,达
60、到平整化的要求。四、浮法玻璃成型技术84v3、浮法玻璃成型工艺因素 由于玻璃液在成型过程中被逐渐地冷却,也就是温度逐渐降低粘度不断增大,所以在锡槽设计和生产过程中,适当延长高温区长度或延长高温区作用时间,都对玻璃的平整化有利。但是,提高玻璃液和高温区温度,以降低玻璃粘度,虽然有利于加速玻璃带平整化过程,但若玻璃粘度降低过多,不足以克服玻璃本身的惯性,就可能拉不走,这样就会降低产量。四、浮法玻璃成型技术85v4、浮法玻璃成型原理 浮法玻璃的成型过程原理主要是描述玻璃液在锡液面上的摊开过程、平衡厚度、抛光时间、玻璃液的拉薄或增厚。 (1)玻璃液在锡液面上的摊开过程 自然界的液体自由表面是最光滑平坦
61、的,所以密度大的液体就可以起到理想的成型模具的作用。借鉴玻璃液和锡液不起化学反应以及互不浸润原理,同时后者的密度大于前者,因而玻璃液可浮在锡液面上。玻璃液只是有限度地摊开,当摊开到一定程度时,玻璃液的表面张力和重力充分起作用并达到平衡,玻璃液就形成一定厚度的表面光滑平整的液层。四、浮法玻璃成型技术86v4、浮法玻璃成型原理 (2)平衡厚度 浮在锡液表面的玻璃液,在没有外力的作用下,它的厚度取决于两个因素: 一是表面张力,它力图使玻璃液收缩增厚,从而使其表面积最小; 二是重力,它力图使玻璃液变薄摊开,从而使其位能最低。当这两种相反的力达到平衡时的玻璃液的厚度就被称为平衡厚度。四、浮法玻璃成型技术
62、87v4、浮法玻璃成型原理 (3)玻璃液在锡液面上的抛光时间 浮法玻璃的抛光过程主要依靠玻璃液的表面张力的作用来实现。浮法玻璃在锡槽中的抛光过程是通过控制较小的降温速度和均匀的温度场等,使形成表面张力充分发挥其展平作用的理想条件。浮法玻璃抛光过程的温度范围与摊平过程的相同(1065996),这样在该温度范围内,能够使玻璃液保持适宜的粘度,并保证有足够的时间,以备抛光作用。 实践证明,若流入锡槽的是均质玻璃液,则它在均匀的温度场(抛光区内)停留1min左右的时间,就可以获得光洁平整的抛光表面。四、浮法玻璃成型技术88v4、浮法玻璃成型原理 (4)玻璃液的拉薄 浮玻璃液在重力和表面张力平衡时,在锡
63、液面上形成自然厚度约7mm 的玻璃带。拉引厚度小于自然厚度的玻璃时,必须对玻璃带施加一定的拉力。但是当增加拉引速度时,随着拉引力的增加,玻璃宽度和厚度就成比例地减小,因为在玻璃带被拉薄的同时,表面张力的作用使得玻璃带增厚或使带宽有所收缩,因此要使拉薄过程有效地、顺利地进行,必须选择适宜的温度范围、采用合理的工艺参数和拉薄措施。实践证明,温度范围883769,有利于玻璃带的拉薄,同时,玻璃带在拉薄区内获得了展薄。为了得到并维持玻璃带在拉薄区内所获得的宽度,在拉薄区玻璃带的两边,可根据工艺要求安置若干个拉边机。四、浮法玻璃成型技术89v5、影响成型质量的因素 浮法玻璃成型需要多方面的配合,任何一方
64、面出现问题均会造成玻璃质量的下降,严重者可导致停产,其中影响成型质量的因素主要包括 锡槽温度制度、气氛制度、压力制度等项。 四、浮法玻璃成型技术90v5、影响成型质量的因素 (1)温度制度 温度制度指的是沿锡槽长度方向的温度分布。锡槽的温度制度也可用锡槽内平面上各区的温度来表示。温度制度是锡槽成型作业基础,对玻璃带的拉引速度、锡液的对流状态、玻璃的品种、规格及产量、质量等都有一定的影响。温度制度的确定取决于所生产的玻璃成分、带厚及拉引速度。 流道温度过高时,玻璃液粘度降低,进入锡槽后摊开面积变大,造成玻璃带过薄、过宽,这样容易引起沾边、满槽等事故。而且在拉边机处会感到成型困难。四、浮法玻璃成型
65、技术91v5、影响成型质量的因素 (1)温度制度 流道温度过低时,玻璃液粘度增大,摊平和抛光的条件不充分,玻璃表面质量会受到影响,并容易引起脱边、断板等事故,同时存在成型时不易拉薄或积厚的困难。 流道温度波动时,玻璃带的板根会忽大忽小变化不稳定,玻璃带薄厚也会随之变化,这样容易引起脱边、沾边等事故。 流道温度不均匀时,摊开的玻璃带在横向上会由于温度的不均匀而造成粘度的不均匀,这时生产出来的玻璃产品容易出现“条纹”等质量缺陷。四、浮法玻璃成型技术92v5、影响成型质量的因素 (2)气氛制度 锡的氧化物(SnO2、SnO)严重污染玻璃,使玻璃出现雾点、锡滴、沾锡等缺陷,严重时玻璃甚至不透明,热处理
66、(如钢化)呈现虹彩,因此,浮法玻璃生产要求锡槽内必须保持中性或弱还原气氛,以防止锡液氧化。现在锡槽中都采用N2+H2混合气体做保护气体。 H2对SnO2的还原能力与温度有关。实验证明H2对SnO2的还原能力随温度升高而增强,随温度降低而减弱。在锡槽中为了弥补低温区段H2对SnO2(或SnO)的还原能力,常采用增加H2含量的做法。四、浮法玻璃成型技术93v5、影响成型质量的因素 (3)压力制度 锡槽内的压力制度比之玻璃熔窑要严格得多,因为锡槽内压力过高,保护气体散失就越多,增加了保护气体的耗量,这就会破坏保护气体的生产平衡,给生产带来不利影响,同时也会增加电耗。若锡槽处于负压状态,就会吸入外界空
67、气,使锡槽内氧气含量超过允许值(10cm3/ m3),就会有锡的氧化物产生,这样一则增加锡耗,增加玻璃成本; 二则严重污染玻璃,产生各种由锡氧化物造成的缺陷,如沾锡、雾点、钢化虹彩等等。 正常生产情况下,锡槽内应维持微正压,一般以锡液面处的压力为基准,要求其压力为35Pa ,有时甚至维持在10Pa 左右。四、浮法玻璃成型技术94v5、影响成型质量的因素 (3)压力制度 影响锡槽压力制度的因素: 锡槽的温度制度锡槽。对保护气体而言属高温容器,因此保护气体在锡槽中对温度非常敏感,温度波动对压力制度有明显的影响。 保护气体量及压力。锡槽空间应充满保护气体,若保护气体量不足,必然导致锡槽处于负压状态。
68、保护气体量与其本身的压力成正比,压力降低,同样会导致保护气体的量不足,锡槽就会处在负压状态。 锡槽的密封情况。直接影响压力制度,密封得好,保护气体的泄漏量就少,压力稳定。四、浮法玻璃成型技术95v6、锡槽结构 锡槽是浮法玻璃的关键成型设备,其结构大致分为三部分: 进口端、出口端、主体部分。 进口端是连接熔窑末端和锡槽的通道,它由流道、流槽、安全闸板、调节闸板、顶碹、侧墙、挡焰砖、盖板砖、挡气砖等部分组成。 锡槽和退火窑之间的一段热工设施,叫出口端,也称过渡辊台,其结构在很大程度上决定了锡槽气密性的好坏。四、浮法玻璃成型技术96v6、锡槽结构 锡槽的主体分为等宽型和前宽后窄型两种,现在一般使用后
69、者。主体部分即锡槽的主体结构包括槽底、胸墙、顶盖、钢结构、电加热、保护气体、冷却装置等部分。为了避免锡液氧化,从顶部或侧壁导入保护气体。锡槽顶部还设有电加热装置,以便满足投产前的烘烤升温,临时停产的保温以及正常生产时的温度调节等需要。锡槽底部应有一定的空间高度,以便布置风管冷却槽底,减少槽底钢壳的热变形。四、浮法玻璃成型技术97v7、锡槽的附属设备 锡槽在操作过程中,还需要配备拉边机、挡边轮、冷却器、电加热、槽底风机、摄像头、监视器等一些必要的附属设备相辅助。 拉边机 拉边机是浮法玻璃生产的主要装备之一,它起着节流、拉薄、积厚和控制原板走向的重要作用。 依靠拉边机最前端的拉边轮牵引浮在锡槽液面
70、上的玻璃带前进,并通过调节拉边轮的线速度以及拉边轮的水平摆角、平面倾角等,达到控制玻璃带厚度及稳定玻璃带宽度的目的。四、浮法玻璃成型技术98v7、锡槽的附属设备 拉边机 拉边机按结构可分为落地式拉边机和悬挂式拉边机两种形式。 对拉边机的基本要求是辊头前后伸缩调节灵活,上下控制方便,能做水平回转运动,速度调节精度高,在高温还原性气氛下能长期连续使用。 拉边机的“四度”是指: (a)拉边机的机头压入玻璃带的深度; (b)拉边机与玻璃带走向所形成的角度; (c)拉边机自身的速度; (d)拉边机机杆伸入玻璃带的长度。四、浮法玻璃成型技术99v7、锡槽的附属设备 挡边轮 挡边轮设置在锡槽内两侧适当位置上
71、,防止玻璃带摆动跑偏。挡边轮的材质选用石墨,因而和玻璃带不黏结,与锡液也不浸润,且旋转灵活,避免使玻璃带边部产生剪应力。 冷却器 冷却器就是在锡槽内随时横向穿插的冷却水管,又称冷却水包,主要作用是降低玻璃带的温度。冷却器结构简单,多采用方型套管,根据使用的部位不同,工艺要求不同。四、浮法玻璃成型技术100v7、锡槽的附属设备 电加热 电加热的主要作用是合理控制锡槽内各区温度,使温度达到成型要求。 电加热有铁铬铝电热丝和硅碳棒两种。 槽底风机 锡槽槽底风机的作用主要是为了防止因锡槽槽底过热,而引起漏锡事故。其调节方法是通过风机闸板开度来控制进风量,以便控制槽底温度。四、浮法玻璃成型技术101 内
72、 容v1、浮法玻璃中热应力的类型与形成原因v2、玻璃退火的定义和目的v3、退火温度和退火工艺制度v4、退火窑的分区v5、退火窑辊道及其传动装置v6、退火工段生产控制五、浮法玻璃退火技术102v1、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,
73、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。五、浮法玻璃退火技术103v1、浮法玻璃中热应力的类型与形成原因 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。五、浮法玻璃退火技术104v1
74、、浮法玻璃中热应力的类型与形成原因 暂时应力 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。五、浮法玻璃退火技术105v1、浮法玻璃中热应力的类型与形成原因 永久应力 当浮法玻
75、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。五、浮法玻璃退火技术106v2、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
76、,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。五、浮法玻璃退火技术107v3、退火温度和退火工艺制度 玻璃中残余内应力的减少或消除,只有将玻璃重新加热到开始塑性变形时才有可能。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% ,一般对应于玻璃的转变温度; 最低退火温度是指在此温度下保温2min ,应力可以消除5% ,一般对应于玻璃的应变温度。这两个温度构成了玻璃的退火温度范围。五、浮法玻璃退火技术108v3、退火温度和退火工艺制度 退火的工艺制度也就是退火分区。
77、玻璃退火分区是为为玻璃在退火窑中,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。实际上,玻璃退火过程也是冷却过程,但要根据玻璃的不同厚度及不同要求,控制其冷却速度,使经退火后的玻璃中的残余内应力符合要求; 同时,玻璃在退火中产生的暂时应力不能过大,否则会引起玻璃在退火窑中炸裂。因此,玻璃在退火窑中,按退火工艺分加热均热预冷区(又称预退火区)、重要冷却区(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。五、浮法玻璃退火技术109v3、退火温度和退火工艺制度 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
78、过渡辊台,进入退火窑的温度一般为(6003 ) ,此温度高于玻璃的最高退火温度,是可以不用再加热的。但由于玻璃带从锡槽出来通过过渡辊台时,玻璃带的上下表面和带中与带边往往存在着温度差,有时甚至还比较大。为使玻璃带进入退火区创造良好的温度场条件,提高玻璃的退火质量,必须适当加热,尤其是边部。同时,使玻璃带通过此区,逐步预先均匀地冷却到玻璃的最高退火温度。五、浮法玻璃退火技术110v3、退火温度和退火工艺制度 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。所以必须正确地确定其冷
79、却速度,精心地进行退火,以保证玻璃的退火质量。 在退火区域中,玻璃的内应力的产生决定于两个因素: 首先是玻璃的冷却速度,其次是玻璃在退火温度区域中冷却过程热弹应力的松弛速度。五、浮法玻璃退火技术111v3、退火温度和退火工艺制度 重要冷却区(B 区) 玻璃在退火过程中,既会产生暂时内应力,也会产生永久内应力(在玻璃完全冷却到室温后出现)。只要冷却速度大于零,则暂时的热弹应力(即暂时应力)在任何温度下都会产生,而永久应力的产生,是由于在高温下玻璃中热弹应力松弛的结果。热弹应力松弛的部分越大,则冷却后玻璃中的永久内应力就越大。退火理论表明,玻璃中永久应力等于退火中松弛掉的应力的总和,但符号相反。玻
80、璃只有在低于退火下限温度下冷却,永久内应力才不再产生,因为此时玻璃的粘度已经增大,热弹应力实际上不可能松弛。五、浮法玻璃退火技术112v3、退火温度和退火工艺制度 冷却区(C区) 冷却区(亦称后退火区)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。五、浮法玻璃退火技术113v3、退火温度和退火工艺制度 热风循环强制对流冷却区(RET 区) 玻璃带在退火窑中的退火过程,是有控制
81、的冷却过程,它是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。玻璃带从后退火区出来时的温度大约为370380 ,这时,其综合给热系数(对流给热系数和辐射给热系数之和)由于玻璃温度已经较低而大大减少。 退火窑在此区之后,就没有壳体了,一般有一过渡的自然冷却段,其长度约3m 左右,再后面就是直接室温空气冷却区。五、浮法玻璃退火技术114v3、退火温度和退火工艺制度 室温风强制对流冷却区(F 区) 玻璃带经过热风直接冷却,使玻璃表面温度降到230以下。为了使玻璃在此区能比以前区(Ret 区)大10%或相同的速度进行冷却,必须进一步加大玻璃带与介质的温度差,使t20
82、0 ,以使玻璃的热量能散发出去。因此,可以采用室温空气进行直接喷吹强制对流冷却。玻璃带在此区的后半部,由于玻璃带的表面温度已降低约100 ,玻璃表面和室温空气的温度差t 大大减少,单位时间内的散热量亦随之降低,这就意味着玻璃实际冷却速度已不可能太快。五、浮法玻璃退火技术115v4、退火窑的分区 为了保证浮法玻璃的退火要求,退火窑划分为若干区,按玻璃的退火要求,每个区的温度不同,区与区之间用挡帘分隔。在窑体两侧,辊道的上面设有观察孔,下面设有碎玻璃清扫门。窑体内宽根据被退火的玻璃带宽度而定。为便于退火窑的操作和事故处理,玻璃带上下均留有足够的空间。 目前,全钢结构退火窑一般分为5 个区,从前到后
83、分别是A 区、B 区、C区、RET 区和F 区,根据产量的不同,还可将各区再分成几个小区,其作用相同。如B区可分为B1 区,B2 区等; F 区可分为F1 区、F2 区、F3 区等。另外,在RET 区前后设有过渡段D 和E 区,其长度一般为2. 43. 0m。五、浮法玻璃退火技术116v5、退火窑辊道及其传动装置 退火窑辊道是借助于玻璃带与输送辊道面之间的摩擦力把连续玻璃带从锡槽拉引出来,经过渡辊道之后,顺序通过退火窑的各区,由于不同区段的温降控制,使连续玻璃带内应力有控制地逐步降低从而达到退火目的,同时把玻璃带连续输送到该生产线冷端。 退火窑辊道是由平行排列的辊子、吊挂轴承座(含带胀套轴承)
84、、吊挂梁、立柱、斜轴承座(含胀套轴承)、传动轴(也叫通轴)、总传动站所组成。此外还包括由传动站带动的退火窑前面的过渡辊台和出退火窑后到横向掰断为止的一段输送辊道及其传动机构。五、浮法玻璃退火技术117v6、退火工段生产控制 退火工段的生产控制主要指按照退火曲线对退火窑各区的出口温度进行调控,以保证玻璃质量。 退火窑各区的温度分布: 均匀加热带 该段温度控制在600550 ,因过渡辊台的结构以及操作控制水平等原因,容易造成上下表面、两边和中间的冷却程度不同,产生较大的温差,所以必须进行加热均热,消除温差,把温度逐步预先均匀地冷却到玻璃的最高退火温度。五、浮法玻璃退火技术118v6、退火工段生产控
85、制 重要冷却带 该区的温度控制在550450 ,是产生和消除永久应力的主要区域。必须采用均匀而缓慢的冷却速度把玻璃由上限温度550降到下限温度450。 缓慢冷却带 该区的温度控制在450300 ,是产生暂时应力的重要区域。在此区域冷却速度不能太快,以防暂时应力大而导致玻璃炸裂。五、浮法玻璃退火技术119v6、退火工段生产控制 快速冷却带 该区的温度控制在300200 ,这段虽然有温差应力,但由于温度较低,也不会产生过大的暂时应力,可以敞开,利用自然冷却降温。 急速冷却带 该区的温度控制在20060 (室温),是退火窑的最后一段,不易产生暂时应力,但为了便于切割掰断,要降温,可吹风强制冷却。五、
86、浮法玻璃退火技术120 内 容v1、冷端的工艺原理v2、冷端设备的功能和结构v3、冷端各项设备的功用v4、玻璃的切裁系统v5、浮法玻璃表面保护v6、玻璃的堆垛与装箱v7、自动控制六、浮法玻璃冷端技术121v1、冷端的工艺原理 冷端设备主要执行生产工艺过程中退火后的玻璃带(板)的各种检测、切裁掰断、表面保护、堆垛装箱以及完成这些工艺过程的输送。 六、浮法玻璃冷端技术122v1、冷端的工艺原理 从冷端设备的功能及其工作先后顺序来划分,可以概略地将其分为3 个主要区段。 玻璃带检测和预处理区段 在此区段内,对由退火窑出来的玻璃带进行应力分布、全板宽的厚度和质量检验。质量检验包括气泡、夹杂物(砂粒)、
87、条纹、沾锡、麻点等。此外,在本区段应将不能作为产品出厂的质量不合格的废板处理掉,如引头、改变板厚的过渡厚度、本体着色换色的过渡色板和出现事故所造成的不合格玻璃等。通过紧急横切、落板、破碎后将其回窑,这样做是为了保护冷端的切裁、掰断和输送设备。六、浮法玻璃冷端技术123v1、冷端的工艺原理 从冷端设备的功能及其工作先后顺序来划分,可以概略地将其分为3 个主要区段。 切裁掰断区段 本区段要完成玻璃带纵切(包括切边和纵向分切)、横切、横向掰断、加速输送、掰边、纵向掰断、纵向分片和落板等工序。如有不合格板和掰断所产生的次板,通过落板装置经破碎机破碎后运到窑头回窑。 分片、堆垛及装箱区段 在本区段将切裁
88、掰断后的质量合格玻璃板,按大、中、小片不同规格和质量等级分别运送到大片堆垛区、中片堆垛装箱区和小片堆垛装箱区,并在堆垛装箱前,由各自的喷撒粉、铺纸装置进行表面保护。六、浮法玻璃冷端技术124v2、冷端设备的功能和结构 浮法玻璃生产线的冷端,由下列一些主要专业机械和设备所组成。 玻璃带(板)的输送设备如各种输送辊道、皮带、负压吸盘、气垫等输送、分片设备等。 玻璃带(板)的切裁、掰断装置如紧急横切机、纵切机、横切机、横向掰断装置、掰边装置、纵向掰断和分片装置以及废板的落板装置等。 各项质量检测装置如在线应力、板厚、板边位置跟踪检测、点状缺陷检测装置等。六、浮法玻璃冷端技术125v2、冷端设备的功能
89、和结构 为保护优质浮法玻璃表面而设置的各种表面保护装置如为防止发霉而设置的喷涂防霉药液的装置,为防止玻璃表面擦伤的静电铺纸机和喷撒粉装置以及采用气垫输送等。 各种规格型式的玻璃板堆垛装箱设备如大片、中片以及小片的水平、垂直堆垛机组等。 在支线上或线外的大、中片的改切线如 纵、横向改切切桌,纵、横向掰断装置、落板装置及大、中片的可逆堆放取片机等。 为对冷端全线设备进行程序控制的电子计算机集散控制系统等。六、浮法玻璃冷端技术126v3、冷端各项设备的功用 玻璃带输送辊道 玻璃带输送辊道系指玻璃带离开退火窑到横向掰断为止的这段输送辊道,此段辊道运送的玻璃带是与前面在退火窑内的玻璃带相连的,这样就要求
90、此段辊道的线速度要与退火窑的拉引速度一致,因此,这段辊道一般由退火窑传动装置进行带动。在此段辊道上装有紧急切割、落板辊道、应力检测、板厚检测、板边位置跟踪、玻璃运行速度及距离的脉冲检测、洗涤干燥、点状缺陷检测、纵横切划痕和横向掰断等设备。由于在此段辊道上要进行各种精确的检测和切裁划痕,因此要求这段辊道运行平稳,各辊子上母线的水平度和各辊子之间平行度要求都比较高。六、浮法玻璃冷端技术127v3、冷端各项设备的功用 分片输送装置 分片输送装置是将主线上接连运行的玻璃板,横向(与主线成垂直方向)分送到各支线上,以便对玻璃板进行进一步的处理,如改切、掰断、表面保护及堆垛装箱等。 这段输送辊道由几种辊道
91、多节组成,各节的结构略有差异。输送辊道一般设计成分段的标准长度,辊子间距根据生产工艺的功能要求,有所不同。六、浮法玻璃冷端技术128v3、冷端各项设备的功用 浮法玻璃检测装置 浮法玻璃带出退火窑后,为了调整、控制生产和操作,保证产品质量,需要对玻璃带、板进行各项检测,一般在线设有应力检测、板厚检测、拉边位置及板宽检测、点状缺陷检测等装置。六、浮法玻璃冷端技术129v4、玻璃的切裁系统 玻璃板切裁的机理 玻璃表面的微裂纹会严重影响玻璃的机械强度,有资料介绍,当裂纹深度为1m 时玻璃的强度会降低到原强度的1/ 100 ,而玻璃的切裁划痕便是利用了这个特性。 当玻璃表面被刀轮滚压出一条划痕时,只需要
92、很小的弯折力,便可以将玻璃沿切痕掰断。因为一个好的切口,在划痕下面还应该有垂直向下的微裂纹,划痕的宽度、深度和微裂纹的深度一般应为170m 左右。由于玻璃的切口内嵌填着极微细的碎屑,切刀的压力去除后,裂纹不会像理想脆性材料那样合拢。当切裁划痕的玻璃受到一掰断力(即弯曲应力)时,由于应力集中,在裂纹尖端处会产生一个相当大的应力。六、浮法玻璃冷端技术130v4、玻璃的切裁系统 切裁掰断系统的设备 切裁掰断系统的设备,系指对从退火窑出来的连续玻璃带,按规格尺寸要求,进行切裁划痕并掰断成玻璃板时所用设备。这一系统的设备是冷端的核心关键设备,其中包括紧急横切机、边位以及速度和长度的测量装置、纵切机、横切
93、机、横向掰断、掰边装置、落板辊道、纵向掰断及纵向分离装置和其电子计算机控制系统等。六、浮法玻璃冷端技术131v5、浮法玻璃表面保护 浮法工艺所生产的玻璃板表面平整,光学性能极好,不发生扭曲现象,其表面质量与机械磨光的玻璃相当,可直接用于制作高质量镜子和进行其他深加工,因此,对浮法玻璃的表面保护有其特殊意义。玻璃发霉是一个由量变到质变的过程。在冷端由于对玻璃板要进行输送、切裁、掰断、堆垛装箱、出厂运输和储存过程,容易造成表面划伤,此外由于温度变化玻璃板容易结露或受潮发霉。为了减少擦伤和发霉,在浮法生产线的冷端,一般都采用表面保护措施,如涂防霉药剂、铺纸、喷粉、吹扫碎玻璃屑、横向掰断前后采用快慢辊
94、道以及气垫输送等。六、浮法玻璃冷端技术132v6、玻璃的堆垛与装箱 浮法玻璃生产线冷端的最后一个工序是将线上成品玻璃板进行堆垛和装箱。 一般将堆垛和装箱设备按规格分为大、中、小3 种; 按堆垛和装箱的方式分为水平和竖直的两种。六、浮法玻璃冷端技术133v7、自动控制 冷端系统按其控制系统分类可分为应急区控制系统、切割区控制系统、输送堆垛区系统以及碎玻璃系统。 应急区控制系统 为保证冷端设备在生产不正常时,特别是在生产初期的安全运行,同时也是为了冷端设备维修的需要,在退火窑出口处设置应急系统。该系统由辊道输送机、紧急切割机、紧急落板装置组成。应急系统将从退火窑出来的不合格玻璃带经切割、掰断、落板
95、、破碎后送入碎玻璃系统。六、浮法玻璃冷端技术134v7、自动控制 切割区控制系统 切割区由玻璃缺陷检测装置、标记桥、发讯装置、纵切机、横切机、横掰装置等设备组成。 切割区的组成不同,要求的控制水平不同,控制方案也就不同。主要对缺陷检测、优化切割计算、纵切、横切、横掰等控制系统进行协调控制与管理。六、浮法玻璃冷端技术135v7、自动控制 输送堆垛区控制系统 输送堆垛区由加速辊道、掰边装置、纵分纵掰、吹风清扫、前双落板、转向机、分片输送线、小片堆垛机、中片堆垛机、大片堆垛机、后双落板、气垫桌等设备组成。 碎玻璃控制系统 在冷端主线和支线下面有一个庞大的碎玻璃系统,由许多段皮带机、破碎机、搅碎机、振动给料器、溜子等组成。在退火窑出口紧急切割机后面和在主线的很多区段上都有落板装置,在落板装置下面、掰边机下面均有玻璃破碎机或搅碎机,在主线或支线末端有水平破碎机。一种简单的工艺流程是废品玻璃经破碎后,送至皮带机,由皮带机输送到碎玻璃仓,由皮带机输送到窑头料仓。六、浮法玻璃冷端技术136137