浮法玻璃退火工藝演示文稿

浮法玻璃退火工藝演示文稿當前第1頁\共有37頁\編于星期五\3點（優(yōu)選）浮法玻璃退火工藝當前第2頁\共有37頁\編于星期五\3點浮法玻璃退火工藝

3456退火基本原理

退火實踐操作與分析退火應力分析退火窯的分類與結構退火溫度的設計依據12345當前第3頁\共有37頁\編于星期五\3點退火窯的長度與生產能力有關當前第4頁\共有37頁\編于星期五\3點（一）了解幾個概念1、什么是玻璃的退火為了減少或消除玻璃制品在成型或熱加工后，由于冷卻過程內外溫差而殘留的永久應力，在玻璃的一定溫度范圍內（相當于1013—1014泊溫度）進行熱處理的過程稱退火。2、退火的目的？運用降溫手段和合理的降溫速度，在一定允許的范圍內，減少玻璃殘余應力，穩(wěn)定玻璃內部結構和光學不均勻性。

當前第5頁\共有37頁\編于星期五\3點（一）了解幾個概念3、應變點Ts（470℃）此溫度下玻璃為彈性體，質子不能移動，由溫差引起的彈性變形或應力，會伴隨溫差的消失而消除，只會產生暫時應力。4、轉變點Tg（514℃）此溫度下玻璃為半塑性體，質子會移動，由溫差引起的應力，會因為質子移動的關系而松弛一部分，松弛的越多玻璃最后產生的永久應力越大，是很重要的溫度。當前第6頁\共有37頁\編于星期五\3點5、退火上限：玻璃在此溫度保持3min，應力消除95%的溫度范圍，540-570℃6、退火下限：玻璃在此溫度保持3min，應力消除5%的溫度范圍，450-480℃永久應力與上下限溫度范圍內的降溫速度有太大的關系（一）了解幾個概念彈塑性體彈性體亞剛性剛性當前第7頁\共有37頁\編于星期五\3點玻璃在冷卻過程中，黏度呈指數劇增。溫度由516.05℃降至常溫，Δt＝486.05℃，物理特性卻呈現出連續(xù)、漸變的規(guī)律。整個退火的過程是“應力與應變成正比”關系的剛體。位移終止，應力松弛現象消失，不可逆轉的永久應力被固定，如與此后的暫時應力在矢量重合部位互相疊加。當單種應力或疊加應力超過玻璃的抗拉強度時，玻璃會炸裂。退火基本原理1自由流動的熔體完全彈性體高黏滯塑性體過渡為完全彈塑性體彈性體初態(tài)彈塑性體緩慢均熱退火前成型成型前重要當前第8頁\共有37頁\編于星期五\3點玻璃應力結構應力熱應力機械應力永久應力暫時應力板芯應力板芯應力平面應力平面應力2退火應力分析應力分類暫時應力：

隨溫度梯度的存在而存在，隨溫度梯度消失而消失的熱應力。永久應力：當高溫玻璃經過退火后冷卻至常溫并達到溫度均衡后，仍存在于玻璃中的熱應力，也稱為殘余應力或內應力。當前第9頁\共有37頁\編于星期五\3點永久應力產生原因分析玻璃是熱的不良導體，在冷卻過程中，相鄰的地方不可能是同一個降溫速度，這就注定在過程中會存在溫差，這個溫差，決定了誰先進行到剛性體的先后順序，最終反映出有的地方分子停止位移，有的地方還可以位移，這種位移差將，導致在同一塊玻璃上的應力松弛的不同，從而產生永久應力。永久應力大小和產生是分子位移的結果當前第10頁\共有37頁\編于星期五\3點板芯永久應力表面永久壓應力產生了，邊松也是這個道理

-表示張應力+表示壓應力10-3=-77710-3=-7450℃450℃400℃400℃550℃550℃550℃550℃10-10-101030℃30℃30℃30℃30℃80℃80℃30℃應力合=10+（-7）=(+3)數字只示意應力大小邊部變長當前第11頁\共有37頁\編于星期五\3點平面永久應力左右左中右中550℃550℃550℃550℃550℃550℃550℃550℃不會有應力分子移動相同分子都不移動應力永久存在30℃30℃400℃400℃+3+3450℃以上產生永久應力，以下不會板邊長于板中部應力合-10+7=-3=應力松弛的量無論何應力都不能超過極限，包括兩者應力的疊加30℃450℃450℃-3-330℃當前第12頁\共有37頁\編于星期五\3點永久應力與什么有關1.與厚度有關2.與退火區(qū)縱向冷卻速度有關3.與退火區(qū)橫向冷卻速度有關4.與退火區(qū)上下冷卻速度有關1.對切裁的斷面質量影響很大2.對玻璃的深加工影響很大當前第13頁\共有37頁\編于星期五\3點永久應力描述在玻璃退火的整個冷卻過程中，玻璃體的彈性體轉化過程是有內外差別的，外層冷卻速率高與內層，會提前收縮，密度增加，轉化為彈性體。這種收縮對中心層分子形成向內的壓力，使中心層受壓應力，外層受中心層的抵制受張應力。當中心層隨溫度降低轉化為彈性體時，質點的網絡結構收縮就會受表面層提前固化的固態(tài)性質的強烈抑制，使熱能不能釋放，而轉化成質點間離子鍵能，使中心層網絡結構松馳，密度降低，質點間存在拉應力。則構成中心層受拉應力，表面層受壓應力，這種力永久存在。當前第14頁\共有37頁\編于星期五\3點30℃80℃80℃30℃450℃450℃450℃450℃30℃30℃30℃30℃+10+10450℃以下所產生應力隨溫差消失而消失板邊短于板中部10+（-10）=0無論何應力都不能超過極限，包括兩者應力的疊加暫時應力產生原因分析+10+10-10-10板邊=板中部-10-1030℃30℃-10當前第15頁\共有37頁\編于星期五\3點暫時應力的描述

在玻璃低于下限溫度冷卻時，外層收縮量暫時大于內層，此時因是完全的彈性體，玻璃的外層的收縮會受到內層的阻礙，而使外層受到向外的推力而產生了張應力，內層相反，應力的大小從張應力到壓應力呈拋物線對稱分布。在某一點時壓應力和張應力大小相等，應力方向相反，相互抵消為零成為稱中性層。玻璃在降到室溫前，會產生新的相反的應力，此時新的應力逐漸增大，原來的應力逐漸減小，直到溫差消失，兩種相反的應力同時泯滅。當前第16頁\共有37頁\編于星期五\3點退火溫度的設計依據3玻璃退火的起始黏度以不使制品發(fā)生變形為準，這是由高溫高效退火理論決定的，就浮法玻璃而言1010.82～11ρ，600～595℃。彈性體初態(tài)彈塑性體高黏滯塑性體自由流動的熔體完全彈性體過渡為完全彈塑性體玻璃的六個物理特性當前第17頁\共有37頁\編于星期五\3點兩個階段之退火階段之三個狀態(tài)最佳次佳最次

595℃516℃玻璃作結構調整，減小不可逆轉的結構差所致的永久應力，符合制品的規(guī)定值。分別與彈塑性體、彈性體初態(tài)和亞剛體的三種物理特性相對應。當前第18頁\共有37頁\編于星期五\3點退火四個狀態(tài)特征結構基團位移轉為分子位移。黏度劇增使位移活度銳減，減小結構差的調整明顯削弱。玻璃在彈性體初態(tài)階段處于次佳退火狀態(tài)。最佳退火狀態(tài)（彈塑性體）溫差所致的結構差是玻璃冷至彈塑性體時就開始產生。此時玻璃的黏度較低，結構基團位移活度大，在均勻的溫度場作“順向位移”結構調整容易進行，減小結構差的效果最好，對減小永久應貢獻最大。次佳退火狀態(tài)（彈性體初態(tài)）當前第19頁\共有37頁\編于星期五\3點這時，≥1014.5ρ位移終止，結構調整停頓，廣義的應力松弛現象消失。結構差引起的永久應力被固定，只有分子震動，是單純的應力與應變成正比關系的剛體。溫差只產生暫時應力。玻璃處于暫時應力活躍，并與永久應力相疊加的后續(xù)退火階段。最次退火狀態(tài)（亞剛體）分子位移活度幾近衰竭，結構調整近乎停頓，減小結構差的功效甚微。后續(xù)退火狀態(tài)（完全剛體）退火四個狀態(tài)特征當前第20頁\共有37頁\編于星期五\3點后續(xù)退火狀態(tài)（完全剛體）最次退火狀態(tài)（亞剛體）次佳退火狀態(tài)（彈性體初態(tài)）最佳退火狀態(tài)（彈塑性體）516-480℃545-516℃568-545℃600-568℃這不是A/B/C的分區(qū)哦）四個狀態(tài)的關系當前第21頁\共有37頁\編于星期五\3點看一看、比一比哪個區(qū)重要B區(qū)A區(qū)600-550550～480600-568545-516516-480568-545最佳退火狀態(tài)100%次佳退火狀態(tài)79.5%次佳退火狀態(tài)20.5%最次最佳退火狀態(tài)100%后續(xù)退火狀態(tài)51%退火階段（溫降84℃）溫降50℃占59.6%溫降34℃占40.4%看來A區(qū)要重要些當前第22頁\共有37頁\編于星期五\3點退火窯設計理念以A區(qū)（600-550℃）為“重心”集中了最佳和次佳退火狀態(tài)B區(qū)（550～480）℃，減負7.14%也得益頗多C區(qū)（480～390℃），減負10%意義重大挖掘換熱效率高的Ret區(qū)之潛力，以改善其余各區(qū)的工況從“六個物理特性階段、兩個退火階段和四種退火狀態(tài)”，得到了浮法玻璃退火窯設計的技術路線，要點有左邊四條：當前第23頁\共有37頁\編于星期五\3點二、退火的溫度制度退火允許冷卻速度的計算冷卻速度光程差取30常數厚度的一半當前第24頁\共有37頁\編于星期五\3點退火殘余應力的計算殘余應力，Kg/m2板厚mm常數B區(qū)冷卻速度，℃/min厚度mm5681012.719允許值nm/cm32376065使用值nm/cm21.525.934.444.9349.8實際值nm/cm21.525.934.44354.6181.7超允許值nm/cm-10.50-2.6-1716.7相同拉引量不同厚度應力允許值、使用值、板芯應力值算一下吧當前第25頁\共有37頁\編于星期五\3點二、退火的溫度制度退火窯的分類與結構4目前，浮法玻璃退火窯均為全鋼全電退火窯，就其結構而言，它包括輥道和殼體兩部分。世界上在制造該種退火窯上較著名的公司有兩家，一家是起步最早的比利時CUND公司，另一家為法國STEIN公司，兩家產品各有特點，CUND公司以冷風工藝為基礎，而STEIN公司則以熱風工藝為基礎，其他部分基本上趨于一致。

當前第26頁\共有37頁\編于星期五\3點二、退火的溫度制度CUND退火窯的劃分F區(qū)C區(qū)

F區(qū)F區(qū)A區(qū)Ret區(qū)600-550550～480480～390390～230230～90加熱均熱帶重要冷卻帶緩慢冷卻帶快速冷卻帶急速冷卻帶退火冷卻速度按6mm計算一般選18.52℃/min1.5:1冷卻速度5:1冷卻速度2.5:1冷卻速度3:1冷卻速度3:1冷卻速度1.75:1冷卻速度各區(qū)長度就可以算出了B區(qū)當前第27頁\共有37頁\編于星期五\3點CUND退火窯的結構電加熱下部輻射管上部輻射管熱電偶進風口傳動輥道出風口風機A區(qū)的結構當前第28頁\共有37頁\編于星期五\3點CUND退火窯的結構電加熱下部雙輻射管上部雙輻射管熱電偶出風口傳動輥道進風口風機B/C區(qū)的結構當前第29頁\共有37頁\編于星期五\3點CUND退火窯的結構熱風出口退火輥道上部混合風下部混合風Ret區(qū)的結構當前第30頁\共有37頁\編于星期五\3點退火實踐操作與分析5較為理想的玻璃帶應力分布是；兩邊部有一定的壓應力,中間為較小的張應力，也就是說我們在退火區(qū)兩側的溫度要控制的比中部稍低一些，這樣既可以減少縱炸的危險，又把應力控制在了允許的范圍之內。

當前第31頁\共有37頁\編于星期五\3點退火常見的現象

(1)邊緊邊部張應力大，從側面看，板的中部有稍微起鼓的現象，在橫掰時易出現板中部縱炸現象，中部的斷面會有模糊的毛擦，厚板掰邊易劈邊。(2)邊松邊部壓應力大，退火敞開部有拍輥現象，橫掰時邊處裂紋不走直線，多缺角現象多。張應力張應力壓應力壓應力當前第32頁\共有37頁\編于星期五\3點退火常見的現象(4)向下彎曲板下永久壓應力＜板上，邊部有些向下緊繃的現象，底面與底面對板時中部有明顯的縫隙。(3)向上彎曲板下永久壓應力＞板上，邊部有些上翹的現象，底面與底面對板時邊部有明顯的縫隙。張應力壓應力板下板上板下板上當前第33頁\共有37頁\編于星期五\3點降溫梯度是退火的關鍵均熱最關鍵減少永久應力進口溫度要穩(wěn)定，不要板擺橫向要稍有梯度降溫要慢，減少散熱量避免過大暫時應力不要在此處炸板就可盡力而為減小壓力過高——F區(qū)壓力會大過低——沒有必要小的松緊在此調整看板的整體平整度FRetCBA當前第34頁\共有37頁\編于星期五\3點溫度的對稱性至關重要在實際生產運行中，玻璃帶在退火窯內往往出現跑偏，甚至是擺動（或兩側保溫強度有差別），這時即使我們通過調溫手段把兩邊溫度調成一樣，它的實際降溫速