浮法玻璃退火工艺

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,浮法玻璃,退火工艺,胡文斌,浮法玻璃退火,工艺,3,4,5,6,退火基本原理,退火实践操作与分析,退火应力分析,退火窑的分类与结构,退火温度的设计依据,1,2,3,4,5,退,火,窑,的,长,度,与,生,产,能,力,有,关,一了解,几个概念,1、什么是,玻璃的,退火,为了减少或消除玻璃制品在成型或热加工后，由于冷却过程内外温差而残留的永久应力，在玻璃的一定温度范围内相当于10,13,10,14,泊温度进行热处理的过程称退火。,2、退火的目的？,运用,降温手段和合理的降,温速度，,在一定,允许的范围内，减少,玻璃,剩余应力，,稳定,玻璃,内部结构和光学不均匀性,。,一了解,几个概念,3,、,应变点,Ts,470,此温度下,玻璃为,弹性体，,质子不能移动，由,温差,引起的,弹性变形,或,应力，,会伴随,温差,的,消,失而消,除，,只会产生暂时应力,。,4,、,转,变点,T,g,514,此温度下,玻璃为,半塑,性体，,质子会移动，由,温差,引起的,应力，,会因为,质子移动的关系而松弛一局部，松弛的越多玻璃最后产生的永久应力越大,，,是很重要的温度,。,5、,退火上限：,玻璃在此温度保持,3min,，,应力消除95%的温度,范围,，,540-570,6、,退火,下,限：,玻璃在此温度保持,3min,，,应力消除5%的温度,范围,，,450-480,永久应力与上下限温度范围内的降温速度有太大的关系,一了解,几个概念,弹塑性体,弹性体,亚刚性,刚性,玻璃,在冷却,过程中，黏度呈指数剧增。温度由516.05 降至常温，t486.05,，,物理特性,却,呈现出连续、渐变的规律。,整个退火的过程,是“应力与应变成正比关系的刚体。位移终止，应力松弛现象消失,，,不可逆转的永久应力被固定，,如与此后的暂时应力,在矢量重合部位互相叠加。当单种应力或叠加应力超过玻璃的抗拉强度时，玻璃会炸裂。,退火基本原理,1,自由流动的熔体,完全弹性体,高黏滞塑性体,过渡为完全弹塑性体,弹性体初态,弹塑性体,缓慢,均热,退火前,成型,成型前,重要,玻璃应力,结构应力,热应力,机械应力,永久应力,暂时应力,板芯应力,板芯应力,平面应力,平面应力,2,退火应力分析,应力分类,暂时应力：,随温度梯度的存在而存在，随温度梯度消失而消失的热应力。,永久应力,：,当高温玻璃经过退火后冷却至常温并到达温度均衡后，仍存在于玻璃中的热应力，也称为剩余应力或内应力。,永久应力产生原因分析,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。,永久应力大小和产生是分子位移的结果,板芯,永久应力,外表永久压应力产生了，边松也是这个道理 -表示张应力 +表示压应力,10-3=-7,7,7,10-3=-7,450,450,400,400,550,550,550,550,10,-10,-10,10,30,30,30,30,30,80,80,30,应力合=10+-7=+3,数字只示意应力大小,边部变长,平面,永久应力,左,右,左中,右中,550,550,550,550,550,550,550,550,不,会,有,应,力,分,子,移,动,相,同,分,子,都,不,移,动,应,力,永,久,存,在,30,30,400,400,+3,+3,450以上产生永久应力，以下不会,板边长于板中部,应力合-10+7=-3=应力松弛的量,无论何应力都不能超过极限，包括两者应力的叠加,30,450,450,-3,-3,30,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,1.对切裁的断面质量影响很大,2.对玻璃的深加工影响很大,永久应力,描述,在,玻璃,退火,的,整个,冷却过程中，,玻璃体,的弹性体转化过程,是有内外差异的,，,外,层冷却速率高,与内层，会,提前收缩，密度增加，转化为弹性体。,这种收缩对中心,层分子,形成向内的压力，使中心层受,压应力,，外层受中心层的抵抗受张应力,。,当中心层随温度降低转化为弹性体时，质点的网络结构收缩就会受外表层,提前固化,的固态性质的强烈抑制，使热能不能释放，而转化成质点间离子键能，使中心层网络结构松驰，密度降低，质点间存在拉应力。则构成中心层受拉,应力,，外表层受压,应力，这种力,永久,存在,。,30,80,80,30,450,450,450,450,30,30,30,30,+10,+10,450以下所产生应力随温差消失而消失,板边短于板中部,10+-10=0,无论何应力都不能超过极限，包括两者应力的叠加,暂时应力产生原因分析,+10,+10,-10,-10,板边=板中部,-10,-10,30,30,-10,暂时应力,的描述,在,玻璃,低于下限,温度,冷却时，,外层收缩量,暂时,大于内层，此时因是完全的弹性体，玻璃的外层,的收缩会,受到内层的阻碍,，,而,使,外层,受到向外的推力,而产生了张应力,，,内层相反，应力,的大小,从张应力,到,压应力呈抛物线,对称分布,。在某一,点时,压应力和张应力大小相等，应力方向相反，相互抵消为零,成为,称中性层。,玻璃在降到室温前，会产生新的相反的应力，此时新的应力逐渐增大，原来的应力逐渐减小，直到温差消失，两种相反的应力同时泯灭。,退火温度的设计依据,3,玻璃退火的起始黏度以不使制品发生变形为准,，,这是由高温高效退火理论决定的,，,就,浮法玻璃,而言10,10,.,82,11,，600,595。,弹性体初态,弹塑性体,高黏滞塑性,体,自由流动,的熔体,完全弹性体,过渡为完全,弹塑性体,玻璃的六个,物理特性,两个阶段之退火阶段之三个状态,最佳,次佳,最次,595,516,玻璃作结构调整，减小不可逆转的结构差所致的永久应力，符合制品的规定值。,分别与弹塑性体、弹性体初态和亚刚体的三种物理特性相对应。,退火四个状态特征,结构基团位移,转为,分子位移。黏度剧增使位移活度锐减，减小结构差的调整明显削弱。玻璃在弹性体初态阶段处于次佳退火状态。,最正确退火状态弹塑性体,温差所致的结构差是玻璃冷至弹塑性体时,就开始,产生。,此时,玻璃的黏度较低，结构基团位移活度大,，,在均匀的温度场作“顺向位移结构调整容易进行，减小结构差的效果最好，,对减小,永久应奉献最大。,次佳退火状态弹性体初态,这时，10,14.5,位移终止，结构调整停顿，广义的应力松弛现象消失。结构差,引起的,永久应力被固定，只有分子震动，是单纯的应力与应变成正比关系的刚体。温差只产生暂时应力。玻璃处于暂时应力活泼，并与永久应力相叠加的后续退火阶段。,最次退火状态亚刚体,分子位移活度几近衰竭，结构调整近乎停顿，减小结构差的成效甚微。,后续,退火状态,完全,刚体,退火四个状态特征,后续退火状态（完全刚体）,最次退火状态（亚刚体）,次佳退火状态（弹性体初态）,最佳退火状态（弹塑性体）,516-480,545-516,568-545,600-568,这不是A/B/C的分区哦,四个状态的关系,看一看、比一比哪个区重要,B区,A区,600-550,5,50,480,600-568,545-516,516-480,568-545,最正确退火状态100%,次佳退火状态79.5%,次佳退火状态20.5%,最次最正确退火状态100%,后续退火状态51%,退火阶段温降84,温降50占59.6%,温降34占40.4%,看来A 区,要重要些,退火窑设计理念,以A区,600-550,为“重心,集中了最正确和次佳退火状态,B区5,50,480,，,减负7.14%也得益颇多,C区480390,，,减负10%意义重大,挖掘换热效率高的Ret区之潜力，,以改善其余各区的工况,从“六个物理特性阶段、两个退火阶段和四种退火状态，得到了浮法玻璃退火窑设计的技术路线，要点有,左边,四条：,二、退火的温度制度,退火允许冷却速度的计算,冷却速度,光程差取30,常数,厚度的一半,退火剩余应力的计算,剩余应力，Kg/m,2,板厚mm,常数,B区冷却速度，/min,相同拉引量不同厚度应力允许值、使用值、板芯应力值,算一下吧,二、退火的温度制度,退火窑的分类与结构,4,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 辊道和壳体两局部。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，其他局部基本上趋于一致。,二、退火的温度制度,CUND,退火窑的划分,F区,C区,F区,F区,A区,Ret,区,600-550,5,50,480,480390,39,0,23,0,230,90,加热均热带,重要冷却带,缓慢冷却带,快速冷却带,急速冷却带,退火冷却速度按6mm计算一般选18.52/min,1.5:1冷却速度,5:1冷却速度,2.5:1冷却速度,3:1冷却速度,3:1冷却速度,1.75:1冷却速度,各区长度就,可以算出了,B区,CUND,退火窑的结构,电加热,下部辐射管,上部辐射管,热电偶,进风口,传动辊道,出风口,风机,A区的结构,CUND,退火窑的结构,电加热,下部双辐射管,上部双辐射管,热电偶,出风口,传动辊道,进风口,风机,B/C区的结构,CUND,退火窑的结构,热风出口,退火辊道,上部混合风,下部混合风,Ret区的结构,退火实践操作与分析,5,较为,理想,的,玻璃带应力分布,是；,两边部,有一定,的压应力,中间,为,较小的张应力，,也就是说我们在退火区两侧的温度要控制的比中部稍低一些，这样既可以减少纵炸的危险，又把应力控制在了允许的范围之内。,退火常见的现象,1边紧,边部张应力大，从侧面看，板的中部有稍微起鼓的现象，在横掰时易出现板中部纵炸现象，中部的断面会有模糊的毛擦，厚板掰边易劈边。,2边,松,边部压应力大，退火敞开部有,拍辊,现象，横掰时,边处裂纹不,走,直,线，多缺角现象多,。,张应力,张应力,压应力,压应力,退火常见的现象,4,向下弯曲,板下永久压应力板上，边部有些向下紧绷的现象，底面与底面对板时中部有明显的缝隙。,3,向上弯曲,板下永久压应力板上，边部有些上翘的现象，底面与底面对板时边部有明显的缝隙。,张应力,压应力,板下,板上,板下,板上,降温梯,度,是退火的关键,均热最关键,减少永久应力,进口温度要稳定，不要板摆,横向要稍有梯度,降温要慢，减少散热量,防止过大,暂时应力,不要在此处炸板就可,尽力而为,减小压力,过高,F区压力会大,过低,没有必要,小的松紧,在此调整,看板的整体平整度,F,Ret,C,B,A,温度的对称性至关重要,在实际生产运行中，玻璃带在退火窑内往往出现,跑,偏，甚至是摆动,或两侧保温强度有差异,，,这时即使我们通过调温手段把两边温度调成一样，它的实际降温速度也是不一样的，就会,失去,对工况的,准确,判断与,控制，过程,中,所形成的热应力,就会失去平衡，如果强行调整，就会形成