玻璃退火问题与切割.docx

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1、玻璃退火问题与切割玻璃退火问题与切割 一、厚玻璃退火问题的解决 (1 ) 生碴( 糖状物) 产生生碴的根本原因在于表层应力曲线不合理、板芯温度高、残余的板芯张应力过大, 玻璃板在横掰时经常在断面上出现白色的生碴。 在退火曲线上表现为降温速度过快, 调节的方法为降低锡槽出口温度, 使A 区入口温度保持在575580左右, 提高B1 区温度10 左右、B2 区1520左右、C1 区2025左右、C2 区出口15左右, 上述数值是与5mm 玻璃退火温度相比的。 (2 ) 裂口玻璃板在横掰处, 在刀口断面上有小的裂纹延伸到板里约110mm 左右。 这种玻璃在冷端斜坡输送辊上稍微受力就会自动炸开, 有的

2、在装箱后运输中炸裂。这种情况出现的原因, 一种是因为横掰辊子抬得过高引起, 这可以通过调节辊子高度解决; 另一种是因为退火造成的, 又可分为两种情况: 裂口处在退火区温度相对较高, 退火后区裂口处温度偏低, 使此部位张应力太大。可通过降低退火区裂口对应部位玻璃温度或升高退火后区裂口对应部位玻璃温度解决。 板上下温差过大, 有的C区板下温度比板上要高6070 , 而F 区离横切较近, F区风管由于板下比板上堵塞严重, 这就造成板下比板上风量小, 这些因素使端面上部受张应力过大, 强行掰断就易产生裂口。调解上可以将C区板上温度适当上调。有时裂口与生碴同时出现, 调解上可先按处理生碴的方法调解, 这

3、时裂口有时会同时消失, 若消失不了再按处理裂口方法调解。 (3 ) 中分表现为中分不走刀口, 出现多角或少角。 某厂曾对12mm 玻璃进行过大片离线应力检测, 应力曲线如图5-11 ( a ) 所示。冷风工艺的应力曲线应为图5-11( b ) 所示。(注: 应力单位为度, 1 度= 3. 27m光程差) 由此可以看出, 板中与两肋受永久压应力, 造成中分不走刀口。这种情况一般可通过提高B 区中部温度或降低C 区中部温度, 增大横向温差, 从而增大中间的张应力加以解决。 (4 ) 掰边表现为掰边时出现多角或少角, 掰不完整。 这种情况主要由自由边薄、散热快、温度低及退火窑边部密封不好使边部压应力

4、过大引起的。可以通过提高边部张应力加以解决, 解决的方法主要有 通过烧边火提高边部温度。 在自动掰边机的基础上增加杠杆机械轮、顶轮、压轮等辅助掰边设备。用拉边机成形的厚玻璃, 板边比齿印内的玻璃薄, 边部散热比板中部多, 因此, 板边比中部温度低。在退火区, 这种温差的存在, 将使温度均衡后的玻璃边部受压应力,中部受张应力, 切割掰断时, 切口出现多角或少角, 也就是说横切边部不走刀线。在冷却区, 这种温差的存在, 边部将受张应力, 中部将受压应力, 厚度越厚, 温差越大, 边部极易发生纵炸。在生产10mm、12mm 厚的玻璃板时, 常出现沿齿痕附近的纵炸条, 损失严重。 二、薄玻璃的退火 用

5、拉边机成形的薄玻璃与厚玻璃边部温度情况相反, 边部比齿印内部的温度高, 在退火区这种温差的存在, 将使温度均衡后的玻璃边部受张应力, 中部受压应力, 切割后, 玻璃中分时, 不走刀线, 切口出现多角或少角。在冷却区, 这种温差的存在, 边部将受压应力, 中部将受张应力, 玻璃越薄温差越大, 此时易发生横向炸裂。在玻璃厚为3mm 时, 常出现较大的荷叶边, 主要也是这个原因。薄玻璃生产中, 退火问题处理不好, 同样影响成品率和产量, 为减少薄玻璃的生产损失, 同样需要改善退火质量, 可采取如下一些措施。 (1 ) 同样加强退火窑的保温和密封, 使玻璃板面各处温度不受外界环境影响。 (2 ) 在退

6、火窑各区, 相应降低边部温度的设定值。同样, 这种降低是有限度的, 否则在冷却区易发生纵炸。 (3 ) 有条件的情况下, 可在敞开的冷却区内另加一套临时风冷措施, 专门冷却较厚的边部, 这种冷却要稳定、可调。 (4 ) 通过成形各参数的调整, 使玻璃的横向厚薄差减少, 同时光边控制到最小限度, 有利于温度的合理分布。 (5 ) 合理控制退火区的冷却速度, 不能超过允许应力值, 否则, 炸裂现象严重, 无法切割。 三、实际退火操作中玻璃炸裂的分析与处理 玻璃在退火过程中, 不论厚度方向还是平面方向, 只要有温度梯度存在, 就会使玻璃产生永久内应力或暂时内应力。当这些应力大于玻璃极限强度时, 玻璃

7、就发生破裂。尤其是在温度不对称分布和温度差过大时, 会给玻璃退火带来更大的缺陷。一般有下面几种情况。 1、玻璃边部由于张应力边子紧而产生的纵向炸裂 当玻璃边部张应力值大于玻璃的拉伸强度时, 玻璃总是首先在张应力处炸裂。一旦玻璃中存在有薄弱区域, 如结石、夹杂物、粘锡等 图5-12 玻璃带纵向炸裂时的应力曲线 原因, 纵向炸裂就会开始产生。出现纵向炸裂时的应力分布如图5-12 所示。生产中发现,纵向裂纹处于应力曲线零点附近( 图中A 点附近) , 再逆玻璃走向延伸。 在大多数情况下, 玻璃纵裂往往发生在退火窑的冷却区( 即C 区) 后部和切割机之间。发生这种纵裂的情况, 主要是因为玻璃带在退火区

8、域以下板边冷却速度太快的缘故, 必须很好地检查, 仔细地进行调整。当退火窑在负压下操作时, 辊子两端轴头密封不好, 或侧墙有裂缝, 使大量的冷空气从两边进入窑中, 是发生上述问题的关键。产生纵向炸裂时, 应仔细地检查每个区的情况, 并关注各种干扰因素, 如气流、玻璃带摆动造成边部忽热忽冷等因素。必要的话, 以每次1左右的调节量逐渐调节控制器的设定值, 等待并确认其结果的有效性。 (1 ) 在退火区内的调整与玻璃带中部相比, 因边部温度太高产生的纵炸, 应减少对玻璃带边部的加热, 或减少对玻璃带中部的冷却。 (2 ) 在退火后区内的调整与玻璃带中部相比, 因边部温度太低产生的纵炸应视不同原因作如

9、下调整: 因边部冷却强度太大、则需减少边部的冷却; 因敞开区处( RET 区与F 区之间或F 区) 的气流太大(有穿堂风) , 则需关闭车间厂房的门, 并且在大风量冷却区周围设置隔离挡帘; 因玻璃带边部距加热元件太远, 则只使用外侧而不使用内侧电加热, 或者加大中部的冷却; 生产厚玻璃时, 因使用反向拉边机造成玻璃带边部较薄的问题, 可在退火窑入口之前的过渡辊台处, 给这些极薄的边部加设辅助烧嘴加热; 如果在保温段出口处玻璃的薄边仍然太冷, 同样可在保温段出口处或在出口处与RET 区之间加设烧嘴加热。 (3 ) 纵炸时的应急处理先在玻璃带裂纹的尾部进行局部保温或加热, 使该处的温度明显的高于周

10、围的温度, 使其周围产生一个较大的暂时压应力, 压住裂纹, 并阻止裂纹继续延伸, 然后再逐步加以调节。 2、玻璃边部由于压应力边子松而产生的横向炸裂 当玻璃带边部一侧或两侧的压应力值太高时, 或玻璃带存在某些弱点时( 如结石、夹杂物、粘锡等) , 会产生横向炸裂。一侧或两侧边部压应力值太高时出现横向炸裂的应力分布如图5-13 所示。在压应力高的一侧往往产生Y 形裂纹, 特别是在横掰时尤为明显。 通常横向炸裂是由于波浪形的边部引起的。在退火区之前产生的波浪形称为波形弯曲;在退火区或退火后区产生的波浪形称为凹凸变形。 (1 ) 波形弯曲锡槽出口处玻璃带温度太高, 进入预退火区因强度不够, 在辊子的

11、间距间造成波形。这种情况应降低锡槽出口处玻璃带的温度。因辊子标高不同也可能造成波形, 这时应适当调整辊子的标高。 锡槽边部锡液温度太低, 产生的波形将永久不会消失。可在锡槽出口端死角位置设置一 对线性马达, 使锡液横向温度均匀。当拉引速度很高时, 玻璃带边部与中间的温差加大, 可在锡槽出口端增加一点电功率。 在预退火区, 如遇阀门卡住、有穿堂风、中部淤积热量太多时, 则应检查阀门, 并通过控制器在玻璃带横向视情况并行加热和冷却。 (2 ) 凹凸变形凹凸变形看起来像波形弯曲一样, 但是其产生的原因却来源于玻璃的应力。凹凸变形是由于在退火窑中不恰当的冷却造成的。在退火区, 玻璃带边部过冷, 边部产

12、生很大的压应力。调整的方法是减少玻璃带边部的冷却量或增加中部的冷却量。 在退火后区, 玻璃带边部过热, 边部产生很大的压应力。调整的方法是减少玻璃带边部的加热量, 如有可能, 对边部增加冷却量, 或增加中部的加热量。 3、掉边 玻璃板掉边是指玻璃板的边部承受压应力而且容易用手指抬起。有经验的操作工人能够将此情况与边部承受张应力的情况区别开来。当此压应力超过玻璃极限强度时就发生破裂,此时往往是横向破裂。玻璃板边部出现掉边的情况, 是由于玻璃在退火区域以下冷却时, 其板边比中部冷得慢, 板中部力图收缩而缩短, 但边部又力图使中部不缩短, 于是板中部产生张应力, 边部产生压应力, 其结果, 到某一定

13、点, 板边脱落, 也就是掉边。如果板中部的张应力超过玻璃的极限强度时, 玻璃带就会发生横向破裂。玻璃在退火区域中, 如果板边比板中冷得快, 则在室温中, 板边将会掉边; 而在退火区域以下, 如果边部比中部冷得快, 将会在退火窑中发生掉边。总之, 发生掉边现象, 是由于玻璃板边部承受高压应力而超过玻璃极限强度的结果。 因此, 如在室温下发生掉边, 说明玻璃在退火区域中, 边部冷得太快, 需要加强轴头密封和边部适当加热, 以消除或减少板边和板中的温度差, 防止掉边和横向破裂的发生。如果在退火窑中发生掉边和横裂, 则说明玻璃在冷却区中, 边部比中部冷得慢, 需要在边部加强冷却, 以消除或减少板边和中

14、部的温度差。不过后者在实际生产中很少发生。 4、 向上弯曲和向下弯曲 玻璃在退火冷却过程中, 由于玻璃板上下表面不对称冷却, 致使玻璃板的上下表面的温度不一致, 造成玻璃板的厚度方向应力分布不对称而引起玻璃板变形, 即向上弯曲或向下弯曲。为了测量板的弯曲度和向上或向下弯曲, 可将玻璃板沿纵向切成若干块小条, 每块小条宽度为100125mm, 长度为1. 51. 8m。取一小条玻璃放在测定装置上, 测定装置是由支架和千分表组成, 如图5-14 所示。先将玻璃条上表面向上测量, 记下千分表上的指示, 然后将小条翻过来, 下表面朝上, 再记下千分表的指示。两次测定值之差, 就是由于上述原因所造成的偏

15、差值, 即弯曲度的两倍( 向上或向下弯)。 对于一小条玻璃的两次测定 图5-15 ( a )、( b) 的结果进行比较, 可知板是向上弯曲还是向下弯曲。如果上表面朝上测定时的弯曲度大, 则为向上弯曲, 以( - ) 表示, 如果下表面朝上测定时的弯曲度大, 则为向下弯曲, 以( + ) 表示。可以根据在室温下测定的结果, 来调整退火区的温度, 测量结果如图5-15 所示的3 种例子。 (1 ) 全板向下弯曲, 而且板边弯曲度比较小。这种情况表明, 玻璃在退火区上表面比下表面冷得快, 即上表面比下表面的温度低, 而且板的中部上下表面的温度差比边部上下表面的温度差更大, 如图5-15( a ) 所

16、示。处理调整方法是适当加热板中部的上表面或者加强板中部下表面的冷却。 (2 ) 全板向上弯曲, 而且板边部弯曲度更大。这种情况表明, 玻璃在退火区中上表面的温度比下表面的温度高, 而且边部的上下表面的温度差更大。如图5-15( b ) 所示。 处理调整方法是加强玻璃板下表面边部的加热, 或减弱上表面边部的加热, 或者适当对上表面的边部进行冷却。 (3 ) 板中间下弯, 而板边向上弯曲。这种情况表明, 玻璃板的中部的上表面温度比下表面温度低, 而上表面的边部温度比下表面的温度高,如图5-15( c) 所示。 处理调整的方法是适当加热板中部的上表面, 或者适当加强板中部的下表面的冷却。对边部则相反

17、, 适当加热下表面的边部, 或者减少上表面的边部加热。 因退火质量造成玻璃切割异常情况的处理 1、由于平面应力所造成的玻璃典型切割问题的处理 由于平面应力所造成的玻璃切割问题有以下几种情况: 横向切割时玻璃板中部不“ 整齐”、产生小缺口; 横向切割时玻璃板边部不“ 整齐” 产生小缺口; 在靠近边部处玻璃不沿切痕断开; 在掰断辊上产生十字形炸裂; 在掰断辊上产生纵向炸裂。 产生的原因, 第是因为玻璃板中部有太高的张应力; 、种则是因为玻璃板边部有太高的压应力; 第种是因为玻璃板边部有太高的张应力。对太高张应力的调整方法是在预退火区通过顶部和底部的控制器以每次1 左右的调节量逐步减小设定值来调节玻

18、璃板有问题中部( 或边部) 的温度, 如效果不明显, 可在退火区作同样的调整; 对太高压应力的调整方法是在预退火区通过顶部和底部的控制器以每次1左右的调节量逐步增加设定值来调节玻璃板上有问题边部的温度, 如效果不明显, 可在退火区作同样的调整。 2 、由于端面应力所造成的玻璃典型切割问题的处理 较低的端面应力有助于取得一个好的切割质量, 如太高时会造成切割困难。比利时CNUD 公司控制的最大值见表5-4。( 1) 热态切割玻璃板离开退火窑在冷端切割时的温度一般在70左右, 这时的切割为热态切割。玻璃在热态时有助于切割, 因为其表面的压应力值还没有充分发展。当我们在玻璃板上表面切割时会释放表面的

19、压应力, 但同时出现了新的应力平衡。当玻璃板的切痕到达掰断辊上时, 掰断辊将往上抬起, 从而使玻璃板上表面引入了张应力, 该张应力补偿了剩余下来的压应力。当切痕周围的压应力变为零时, 玻璃将沿着阻力较小的路线, 即我们所说的切痕断开。但是, 当玻璃板完全冷却下来后, 其表面压应力值已彻底发展, 甚至达到很高的数值, 这将给用户对玻璃的再切割带来困难, 因为我们再切割玻璃板时, 有可能往任何方向断裂。 产生这种情况的原因是由于在退火区的冷却速率太高。调整的方法是, 在退火区以每次1左右的调节量逐步增加所有控制器的设定值来调节玻璃板的横向温度。 (2 ) 玻璃板上没有切痕产生原因除切割刀具没有足够

20、的压力外, 主要是在大风量冷却区的冷却速率太高, 从而造成玻璃板表面的压应力太高。调整方法是, 增加切刻刀具的压力以及减小大风量冷却区的冷却速率。 (3 ) 玻璃的退火太好玻璃板中的张应力很低, 并且其表面的压应力也很低时, 一旦玻璃板被切割, 所有的表面压应力就会被释放, 这时玻璃就会在没有外力的情况下沿着切痕自然地断开。但在与第1 次切割反向相垂直, 自动切割的情况下, 这将会造成问题。此时应增加玻璃板中心的张应力。调整的方法是, 在退火区内通过减小所有控制器的设定值来调节玻璃板横向温度, 以增加玻璃的冷却速率。 3、边部切割困难的处理 由于玻璃的压应力太大或没有足够的应力, 切割不沿着刀痕走, 造成玻璃板边部有时难于切割。为了避免边部切割不好( 产生边部小缺口) , 边部可采用多次切割的方法。由于玻璃中存在的应力太大, 第1 次切割因产生边部小缺口而影响质量, 但第1 次切割却能释放部分应力, 因此, 第2次或多次切割效果就会比较理想。