第五章退火窯

1、1第五章 退火窯了解玻璃產(chǎn)品的退火過程和退火窯的基本結(jié)構(gòu)了解退火窯的設(shè)計(jì)、選型掌握玻璃退火過程的原理25-1 玻璃的應(yīng)力及退火制度5-2 退火窯分類及窯型5-3 連續(xù)式退火窯 一、網(wǎng)帶式退火窯 二、輥道式退火窯35-1 玻璃的退火過程退火的目的： 消除或減少應(yīng)力，提高光學(xué)均勻性，穩(wěn)定內(nèi)部結(jié)構(gòu)。消除或減少應(yīng)力，提高光學(xué)均勻性，穩(wěn)定內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一、玻璃內(nèi)的應(yīng)力（熱應(yīng)力）暫時(shí)應(yīng)力：暫時(shí)應(yīng)力：彈性狀態(tài)下，T產(chǎn)生，取決于T和冷卻時(shí)，外層要收縮，溫度高的內(nèi)層阻止，張應(yīng)力， 內(nèi)層壓應(yīng)力。溫度差消失，暫時(shí)應(yīng)力也消除。溫度差消失，暫時(shí)應(yīng)力也消除。注意：應(yīng)力超過玻璃極限強(qiáng)度時(shí)，會(huì)自行破裂。加熱與冷卻不易過快注意：應(yīng)

2、力超過玻璃極限強(qiáng)度時(shí)，會(huì)自行破裂。加熱與冷卻不易過快永久應(yīng)力：永久應(yīng)力：塑性狀態(tài)下，質(zhì)點(diǎn)退讓表現(xiàn)出來。急冷卻時(shí)，內(nèi)層（塑性狀態(tài)）要收縮，硬化的外殼阻止，張應(yīng)力 外層（彈性狀態(tài)）壓應(yīng)力。永久應(yīng)力必須經(jīng)退火過程消除。應(yīng)力大小用光程差應(yīng)力大小用光程差（Nm/cmNm/cm）表示表示。4 二、玻璃的退火原理： 消除永久應(yīng)力： 高溫內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)應(yīng)力松弛 溫度范圍： 上限：保溫3分鐘消除95%應(yīng)力，=1013.4泊 下限：保溫15分鐘消除5%應(yīng)力，=1013.7泊 從上限降溫下限：慢冷階段 從下限降溫室溫：快冷階段5 三、退火制度 61、加熱階段加熱到高退火溫度。速度不能過快，防止破裂。有時(shí)，先冷卻到退火

3、溫度。2、保溫階段有足夠的溫度和時(shí)間，使應(yīng)力松馳，消除應(yīng)力。3、慢冷階段緩慢冷卻，防止產(chǎn)生新永久應(yīng)力。4、快冷階段盡快冷卻，但要防止破裂。7四、退火曲線的確定退火溫度退火溫度加熱、冷卻速度加熱、冷卻速度保溫時(shí)間保溫時(shí)間8退火溫度的確定1、 實(shí)驗(yàn)確定法 觀察法、曲線法2、 公式計(jì)算法 根據(jù)退火常數(shù)確定（表5-1） T=1/M1（logA+M2） A=1/260a2 根據(jù)組成玻璃的各氧化物含量用計(jì)算近似確定T高（表5-2、5-3） 根據(jù)粘度與化學(xué)成分關(guān)系求得=1013泊時(shí)的溫度。 T=Ax+By+Cz+D （表5-4、5-5）910111213加熱及冷卻速度及保溫時(shí)間的計(jì)算 1、實(shí)驗(yàn)計(jì)算法 （1）

4、加熱速度和加熱時(shí)間 h=20/a230/a2 （2）保溫時(shí)間（min） =0.37/A0102a2 當(dāng)10nm/cm時(shí)，=15a2 對(duì)連續(xù)壓延和平拉玻璃：需先降溫后，再進(jìn)入退火溫度。 保溫時(shí)間：1= 520a2/n 預(yù)冷時(shí)間：2= 133a2/n 總時(shí)間： =1+2 n退火后允許的應(yīng)力。14（3）冷卻速度和冷卻時(shí)間一般退火時(shí)，h=/13a2對(duì)精密退火：h=/26a2當(dāng)5nm/cm時(shí)，h=0.4/a2冷卻速度可隨溫度降低漸增（每10遞增一次，到10/a2 為止，以后恒定不變） h=h0/2(1+2t0-t/20) （5-25）當(dāng)要求10nm/cm時(shí)，有保溫階段時(shí)，h=0.6/a2沒保溫階段時(shí)，h

5、=5/13a2制品厚度大于5mm 時(shí)，h快=10/a2制品厚度小于5mm 時(shí)，h快=25/分15 2、經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法 加熱速度：h0=h2=k2/a2 慢冷卻速度： h1=k1/a2 快冷速度：h2=h0 保溫時(shí)間一般為取1020分鐘16175-2 退火窯分類及窯型 通常按制品的移動(dòng)情況把退火窯分為三類： 間隙式 半連續(xù)式 連續(xù)式1819 一、間隙式退火窯(圖5-4a、b）制品不動(dòng)，窯內(nèi)溫度隨時(shí)間而變。 明焰式（大型、厚壁 、特種制品）、 隔焰式（光學(xué)玻璃粗、精退火） 特點(diǎn)：生產(chǎn)能力低，燃耗多，占地大，勞動(dòng)條件差，操作不易機(jī)械化，調(diào)節(jié)靈活，能滿足特殊產(chǎn)品的精退火要求。正逐步被連續(xù)式退火窯取代。20

6、二、半連續(xù)式退火窯（圖5-6c、d）制品間歇移動(dòng)，溫度制度恒定 牽引式（卷揚(yáng)機(jī)牽引小箱） 隧道式（鉸車牽引小車）特點(diǎn)：溫度變化是不連續(xù)的，跳躍式的，對(duì)退火不利。截面上溫度分布不均勻熱損失大，熱耗40008000KJ/kg制品勞動(dòng)強(qiáng)度大窯內(nèi)運(yùn)行設(shè)備易損失，需經(jīng)常維修。21三、連續(xù)式退火窯： 垂直輸送帶式（e） 日用玻璃制品退火用 網(wǎng)帶式退火窯（ f） 日用玻璃制品退火用 輥道式退火窯（ g） 平板玻璃退火用22對(duì)退火窯的總體要求1、確保退火質(zhì)量2、降低燃料消耗3、在優(yōu)質(zhì)，低耗的基礎(chǔ)上做到“快速”4、在保證退火質(zhì)量下，結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單，操作也要方便。235-3 連續(xù)式退火窯 網(wǎng)帶式退火窯 日用玻璃的退

7、火窯 輥道式退火窯 浮法、平拉、壓延平板玻璃的退火窯24一、網(wǎng)帶式退火窯特點(diǎn)： 1、水平氣流 2、熱交換以對(duì)流為主 3、長(zhǎng)度方向溫度分段控制結(jié)構(gòu)：網(wǎng)帶及傳動(dòng)裝置，窯膛，燃燒設(shè)備2526按使用燃料可分為以下幾類： 內(nèi)爐加熱式退火窯 強(qiáng)制氣流循環(huán)式退火窯 燒重油的退火窯 電熱退火窯 利用反射隔熱技術(shù)的退火窯 2728內(nèi)爐加熱式退火窯 直火式火箱設(shè)于網(wǎng)帶下面（圖5-7）布滿棋盤狀小孔，使燃燒產(chǎn)物分散上升。 特點(diǎn)：溫度分布不均勻，需要改進(jìn)29強(qiáng)制氣流循環(huán)式退火窯 結(jié)構(gòu)（圖5-10a、b）加熱帶，慢冷帶，快冷帶（利用軸流風(fēng)扇和風(fēng)機(jī)強(qiáng)制循環(huán)）慢冷帶間接冷卻；快冷帶直接冷卻 特點(diǎn)： 溫度分布不均 氣流速度快

8、，對(duì)流快 風(fēng)扇，熱交換器，風(fēng)扇的位置可調(diào) 網(wǎng)帶使用期長(zhǎng) 可利用冷卻帶排出的熱空氣作助燃空氣，消耗低 高速噴嘴亦可形成強(qiáng)制氣流循環(huán)（圖5-11）30313233燒重油的退火窯 燃燒設(shè)備： 中壓外混噴嘴 R型低壓噴嘴 特點(diǎn)： 合理的火焰流程，達(dá)到退火溫度且分布均勻，符合退火曲線，耗油少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 34 油嘴使用安裝的特點(diǎn)：1、火焰的溫度分布特性剛好滿足退火要求。2、減少時(shí)間。3、只安裝一支噴嘴，有利于減少橫向溫差。4、隔焰加熱均勻，平穩(wěn)。但油耗多。 逆向安裝噴嘴效果最好。 35363738電熱退火窯使用電熱絲或電熱板作發(fā)熱體，也可采用遠(yuǎn)紅外電熱板。 39二、輥道式退火窯傳動(dòng)裝置： 耐熱鋼管組成輥

9、道，用電動(dòng)機(jī)經(jīng)變速箱和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)所有鋼輥轉(zhuǎn)動(dòng)。 鋼輥轉(zhuǎn)速：浮法wmax=900m/h4041退火窯結(jié)構(gòu) 1、鋼殼： 若干節(jié)，每節(jié)3m 退火窯分為十個(gè)區(qū)域： A區(qū)：均勻加熱帶，預(yù)退火區(qū) B區(qū)：重要退火帶，退火區(qū) C區(qū)：緩慢冷卻帶，間接冷卻區(qū) D區(qū)：間冷到直冷的過渡帶，封閉自然冷卻區(qū) Ret1和Ret2區(qū)：熱風(fēng)循環(huán)冷卻區(qū) E區(qū)：敞開自然冷卻區(qū) F區(qū)：敞開強(qiáng)制冷卻區(qū)42 2、 加熱系統(tǒng)：A區(qū)：板上兩邊裝有電加熱元件 板下橫向分五區(qū)裝加熱元件B區(qū)：板上兩邊都裝有加熱元件 板下不裝C區(qū)：板上兩邊加熱43 3、冷卻系統(tǒng)： 前端間接冷卻 A，B，E區(qū)用熱交換器冷卻，板上，板下分五區(qū) 后端直接冷卻 Ret區(qū)自動(dòng)控制的熱空氣直接冷卻 F區(qū)：風(fēng)機(jī)提供室溫空氣冷卻44 4、 控制系統(tǒng) A、B、C區(qū)儀表全自動(dòng)控制 F1、F2、F3手動(dòng)控制45 5、傳動(dòng)輥，傳送系統(tǒng) 輥數(shù)：160多根 輥徑：1=300mm,2=200mm 材質(zhì)：鎳鉻合金 三臺(tái)傳動(dòng)系統(tǒng)46退火窯溫度劃分1 均勻加熱帶：1720m,5705502 重要退火帶：20