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湖南玻璃制品有限公司
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钢化玻璃工艺及质量控制

浅谈钢化玻璃工艺以及如何控制钢化玻璃产品质量

 

 

 

  

 

作为安全玻璃的一个分类,在我国各领域应用越来越广泛。领域之广、市场潜力之大,给一些玻璃深加工企业带来丰厚利润,但有些企业因产品质量参差不齐,以及原片玻璃价格不稳,成本增加,钢化玻璃给企业带来沉重的负担,在机遇和挑战面前要想使自己的企业立于不败之地,只能从提高自身的产品质量入手,从根本上控制企业的产品质量,制订科学规范的工艺管理制度,提高生产一线人员的操作技术水平,提高企业的知明度,才能真正满足用户的要求,满足不断发展的场市需求,使企业在激烈的市场竞争中脱颖而出。

下面就以水平钢化炉为主谈谈对钢化玻璃的加工工艺以及钢化玻璃产品质量控制的个人看法。

首先要了解玻璃粘度值。粘度是玻璃最重要的物理与工艺性质;粘度与玻璃制品中的应力形成与消除,钢化温度的确定有直接关系。国际单位制中,粘度(Y)帕斯卡。秒(PA,S)为单位1帕斯卡=10泊。玻璃因化学成份的配比不同而没有固定的熔点,其粘度值为:

 

熔化温度

1500±50°C

n=101.5-2.5

成型温度

930±30°C

n=104.5

软化点

734±5°C

n=107.6

软化温度

631—674°C

n=109

垂点温度(钢化温度)

620—640°C

n=1010-11

转变温度(退火上限)

540—560°C

n=1013

应变温度(退火下限)

470—480°C

n=1014.5-14.6

 

1. 钢化的概念

1.1

了解玻璃的粘度值后还要了解钢化玻璃的工艺过程,国内现行钢化玻璃生产主要以物理钢化为主,物理钢化是以辐射型加热炉为主,空气作为冷却介质,风冷钢化。

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2

钢化玻璃:

钢化玻璃是将原片玻璃加热到接近玻璃软化温度,并将原片玻璃永久应力松驰,然后进行淬冷,在一定的风压和时间内,使玻璃表面与内层形成一个温度差,当玻璃温度平衡后,即玻璃表面形成压应力,内层形成张应力,两个均匀分布的应力提高了玻璃的强度,这种能改变玻璃特性的方法称为钢化。

玻璃加热、钢化曲线

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3

钢化玻璃压应力、张应力的形成过程:

如图玻璃加热与冷却曲线所示。该图对钢化玻璃的热处理过程,包括玻璃的加热钢化和冷却分别进行了形象的描述。

加热是玻璃钢化的第一步。加热有利于玻璃内的永久应力松弛,由于玻璃是传热的不良体,在加热过程中玻璃表层温度就高于内层,表层与内层会产生一定的温度差,表层受热膨胀就大于内层,表层是在内层的阻碍下膨胀,而内层是在表层膨胀拉伸作用下膨胀,所以玻璃表层产生压应力,而内层受到的是张应力。这也是玻璃进入钢化炉时不会被炸裂的原因。

从加热曲线可以看出,玻璃表层获得热量的速度比其内层要快,即玻璃表层的温度升高速度比其内层快。随着时间的延伸,玻璃表层的温度达到并超过玻璃的转变温度时,玻璃的表层由脆性体变为塑性体,不再膨胀;而内层与表层之间仍存有一定的温差,内层继续膨胀,这时表层在内层的膨胀下产生张应力,内层产生压应力,它们的大小与前期加热所产生的应力相等,但方向相反。随着玻璃内外层温度的平衡,膨胀不再进行,应力随膨胀的消失而消失。

这时玻璃已加热到620°— 640℃的温度范围内——此温度范围为玻璃钢化的正常温度范围。玻璃加热结束。应迅速从加热炉退出,要快速、均匀、对称、适当,使空气直接吹到玻璃表面,以便将其淬冷。

由于玻璃表层的散热要比内层快的多,淬冷的目的就是使玻璃的内外层产生170°C的温度差(即梯度),并保持此温差直到玻璃内层的温度降到540℃以下。如果此温差保持不够的话,玻璃的钢化程度将不会达到钢化玻璃所要求的强度。玻璃中产生的内应力取决于玻璃内层所产生的温度梯度,梯度的存在使内外层密度不同,刚开始淬冷时玻璃表层处于暂时张应力状态,内层为暂时压应力,当内层温度降至540°C以下固化时,内层的收缩硬化受到外层先硬化的阻碍,内层产生张应力,而外层受到的是压应力。

淬冷后玻璃继续冷却,以达到合适的温度便于进一步的处理,此时玻璃不会再增加钢化强度。因此,钢化玻璃的应力是通过加热和冷却,使玻璃获得永久应力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4

钢化玻璃的基本特性:

1.4.1

具有较高的机械强度:抗弯强度是普通玻璃的4—5倍,抗冲击强度是普通玻璃的5—8倍。由于原片玻璃板受荷载弯曲时,玻璃的表层受到张应力,下表层受到压应力,玻璃的抗张强度较低,超过抗张强度玻璃就破裂,所以原片玻璃的强度不高,如果荷载加在钢玻璃化上,钢化玻璃表层压应力就增大,而所受的张应力比原片玻璃小,同时在钢化玻璃中最大的张应力不象原片玻璃存在于表面上而移向玻璃板中心,由于玻璃耐压强度比抗张强度几乎大10倍,所以钢化玻璃在同等荷载下不破裂,227g钢球2—3m自由落下冲击钢化玻璃不碎,而普通玻璃1m就可能会破碎。

1.4.2

具有良好的热稳定性:钢化玻璃能承受的温度差为250—327℃,而普通玻璃只能承受100℃左右的温度差。当钢化玻璃受热膨胀时,在其外层产生的暂时张应力被玻璃外层原存在的方向相反的压应力所补偿,使其热稳定性大大提高。

                                                                                                        

 1.4.3

具有安全性能:一般情况下,钢化玻璃的张应为40公斤/毫米2,并存在于玻璃的内部。当内部张应为30-32公斤/毫米2时,可以产生0.6米2的断裂面,相当于把其粉碎到10毫米左右的颗粒。特殊原因破碎时,形成的是无刀刃的小碎块,能避免或大大减轻对人体的伤害。

1.4.4

钢化玻璃具有自爆的特性:“自爆”是钢化玻璃在无直接机械外力作用下发生的自动性炸裂,前期自爆是因原片玻璃质量缺陷的影响——加热、冷却不均使钢化应力分布不均匀,是造成前期自爆的主要原因之一。后期“自爆”,多为玻璃中含有硫化镍(NiS)结晶物,此结晶物体积膨胀率是2.38%,膨胀使玻璃受到巨大的相变张应力是导致后期自爆的主要原因。

 

2、钢化玻璃预处理的质量控制:

 

 

 

 

 

 预处理是钢化玻璃生产过程中必不可少的前期工序,生产中预处理是前期工序的重要环节,应重点抓好切、磨、钻孔、洗涤、干燥、半成品检验工作。

2.1

切割磨边:

切割玻璃前要做好原片玻璃的选片工作,要选用优质浮法玻璃。尽量不使用带有结石的玻璃,特别是在张应力区,即使是微小的结石,都会形成钢化玻璃的自爆,因为结石周围会有裂纹存在,在玻璃的加热和钢化过程中因结石的膨胀系数(为60×10-7/℃),与玻璃的膨胀系数(为80~90×10-7/℃)不同,很容易导致钢化玻璃自爆。

切割玻璃时要严格按作业指导书所要求的形状尺寸切割,掰边时要避免玻璃边部飞边,因飞边部布满微裂纹造成磨边困难,边部磨不好,则易造成在钢化过程中玻璃破碎,主要原因是钢化应力线都集中在玻璃边部缺陷处。

磨边时要严格控制玻璃的边部缺陷或裂纹,钢化玻璃必须磨好边,钢化玻璃对磨边的要求是:1×45º,1指1mm深度,45º指斜角倒棱。或选用精磨边、抛光边等。

 

2.2.1

玻璃钻孔

玻璃在钻孔时,要求上下钻头要对称,如不对称,钢化后易碎,原因主要是应力线改变造成的。

2.2.2

需要钢化玻璃钻孔的安全距离:

从玻璃边缘到钻孔的安全距离如下表所示:

                                                                    单位:mm

厚度

钻孔安全距离

3—8

>(3—8)× 1.5

10—19

>(10—19)× 2

小于孔距的玻璃,容易在钢化过程中破碎

2.3

洗涤干燥:

洗涤干燥机速度不能过快,一般洗机速度应控制在1—5m/min之内,根据玻璃厚度调整洗机过片高度,高度要适当,定时更换清洗水质(软化水或电解水)和冲洗毛刷,要将切磨后留在玻璃表面的切割油和玻璃粉沫清洗干净,以避免将粉沫粘在加热炉辊道上造成钢化玻璃表面产生麻点。

 

2.4

半成品检验:

钢化玻璃不易切割,半成品检验非常关键,转入钢化待加工玻璃要严格检验偏差之外的划伤、结石、裂纹、缺角、波筋、气泡等。严禁不良品玻璃进钢化电炉,严把预处理各道工序的质量关。

 

3钢化玻璃的加热工艺:

3.1

玻璃加热原则:加热温度、时间应合理、均匀、对称。

对于玻璃在钢化炉内加热温度应控制在660—720℃之间,因硅酸盐玻璃所能吸纳热辐射波是2.7—4.5um之间。而玻璃软化温度为631-674℃左右,炉温的设置应控制在软化温度与软化点温度之间,[软化点温度730℃]。炉温与加热时间成反比,炉温低,加热时间长。一般加热后的玻璃表面温度,应控制在:620—640℃之间,及tg+80℃(tg — 为转变温度);加热时间为每毫米厚度40秒左右。

  

在玻璃加热过程中,除了有足够的温度和加热时间以外,炉温必须均匀、对称,即要求玻璃表面各部分温度都要相同,表面与玻璃内部在厚度方向上不应出现较大的温度差。

 

3.2

钢化玻璃的加热方式:

3.2.1

辐射加热:

一般钢化炉加热多采用铁铬铝和镍铬铝炉丝,加热所产生的热量由电磁波的形式传播热辐射线,也就说辐射传热以电磁波的形式进行。对于玻璃进行热辐射,首先要根据玻璃化学成份的含量而设置加热时间,含铁量高、半透明、不透明的玻璃吸纳的热辐射波完整,所以加热时间要比同一厚度的普通透明白玻璃短;而透明玻璃吸纳热辐射波时,一部分射线被反射或是穿透,只有一部分波被吸纳,所以加热时间与不透明同一厚度玻璃相比要适当地延长加热时间。

3.2.2

对流加热:

当钢化电炉当炉门打开进入玻璃时,玻璃和周围的冷空气的温度,低于加热炉内温度,引起气体自然对流,从而形成了热量的对流。有些钢化设备厂家生产的加热炉为了提高加热效率在炉内加装了强制空气对流热平衡装制,增加炉内热气流的流动避免在加热过程中产生热蜗流,达到提高加热效率缩短加热时间的目的。

3.2.3

传导加热

传导加热是炉辊通过接触将热传递到玻璃下表面。玻璃同其它物体一样,它与炉辊有温差时,自身就有热传导,而热传导是从下表面向中心传递。下图是现今钢化加热炉普遍采用的加热方式的一个示意图:

 

1

 

1

 

1

 

石英辊道

 

强对流装置

 

玻璃

 

3

 

3

 

2

 

辐射板或加热元件

 

 
 

1.  辐射加热:位于加热炉上/下部的辐射板或加热元件以及辊道通过辐射方式加热玻璃

2.  传导加热:加热炉同辊道接触的地方通过传导的方式加热玻璃

3.  对流加热:加热炉内的热气流以及强对流装置通过热对流的方式加热玻璃

 

 

 

 

 

以上三种加热方式中,以辐射加热最快,也就是说,玻璃在电炉中加热主要是由辐射加热形式完成的。如:钢化镀膜玻璃时,最大的困难是镀膜玻璃的吸热率不对称,在玻璃面吸热率高,热量完全,而膜面吸热率低,因此玻璃非膜面在炉内加热快,这种吸热率不对称的特点,导致玻璃在炉内弯曲,进一步由弯曲而引起白雾、光斑、膜面脱落、光畸变、波浪等质量缺陷。此时要根据镀膜玻璃的吸热率不对称的特点进行温度设置。将上区温度上调5-8度,下区温度下调3-5度来解决白雾、光斑、膜面脱落、光畸变、波浪等质量缺陷。

3.2.4

过热温度补偿加热:

一般指加工3—6mm厚的玻璃,因原片玻璃与加热炉之间的温差,玻璃在进入加热炉时,前期加热速度相当快,随着加热时间的延长玻璃与炉温温差越来越小,加热速度减慢,根据玻璃加热曲线进行加热补偿,加热到总时间的85%时,上区部分区域要高于设置5-10度,过热时间为加热时间的15%,如:5mm白玻璃加热时间是200秒,当 玻璃加热时间到170秒时,上区温度应高出设置温度5-10度,过热时间30秒来保证玻璃表面与厚度内层间不出现温度差,目的是保证出炉后的玻璃温度降低后,能保持在淬冷时表面温度控制在620—640℃左右,从而保证钢化玻璃质量。

 

玻璃出炉温度℃

 

温度℃

 

时间S

 

加热炉温度曲线

玻璃温升曲线

 

 

瑞士CATTIN的辊道式水平钢化炉采用了过热温度补偿方法,从钢化参数设置过热温度补偿,当5mm厚度玻璃加热到170秒时,炉温提升,并延长到设定的加热时间内来进行补偿加热;进口的弯钢化炉,如美国GLASSTECH的辊道式水平加热弯钢化炉是通过缩短第三段加热区辊道的间距来进行补偿加热的,在第一、二段加热炉的辊道间距为6英寸,而第三段加热区的辊道的间距缩短为4英寸,由于玻璃在辊道上的运行速度是固定不变的,那么玻璃接触辊道的面积就相应的增加,从而起到了加热对称、消除因下表面加热过急所产生的白雾及补偿加热的目的。

 

3.3

黑丝印玻璃的加热

钢化黑丝印玻璃时最大的困难是其丝印面与非丝印面的吸热率不对称。玻璃的丝印面吸热率高,热量吸收完全;而非丝印面吸热率低,因此玻璃丝印面在炉内加热快,这种吸热率不对称的特性,导致玻璃在水平炉内向下弯曲,弯曲可能使玻璃的重量集中在边部,使其与石英辊道产生大的摩擦而造成爆边,并使成品玻璃产生反回弹。所以钢化丝印玻璃时要根据丝印玻璃的吸热特性适当调整加热炉的温度,将加热炉的下区温度提高5-8,上区炉温下调3-5℃并减少加热时间,使其工艺参数有效适宜,避免丝印玻璃因为吸热率不对称导致玻璃在加热过程中变形引起质量缺陷、边部波浪、反回弹等。

 

4. 玻璃在炉内应双面对称均匀的条件下加热;加热对称这一点很重要,若不对称则易造质量问题。

4.1

 当下区温度设置过高时玻璃在进入加热炉时,因下表面加热过急,在较热的下表面就会产生较大的膨胀,膨胀引起玻璃的柱面形变使玻璃板的起始端与末端上翘,增大辊道间与玻璃中心部的摩擦力,从而产生白雾(密集的轻划伤)。

   
 

玻璃下表面沿玻璃运行方向与辊道摩擦的集中区域,也就是白色条带或白雾状印痕产生的区域

 

 
 

由于对玻璃下表面的加热过急引起玻璃的柱面形变

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2 当上区温度设置过高时

    玻璃在加热炉内的形状与4.1相反

    结果在玻璃边部与辊道间产生大的摩擦力,玻璃自重集中在玻璃边部,摩擦导致玻璃边部爆边和碰以及边部波浪。厚玻璃较为明显。

 

 

 

 
 

由于对玻璃上表面的加热过急

引起玻璃的柱面形变

 

 

 

 

4.3当玻璃表面温度不均匀时,如边部温度高或低时容易有图示的马鞍形变

620

 

630

 

630

 

620

 

 

620

 

630

 
 


 5.冷却

5.

 

5玻璃的冷却原则:迅速、均匀、对称、适当。

达到上述原则的基本条件:冷却风栅的风眼上下一定要对正;上下风嘴到玻璃的距离要相等或吻合;钢化弯玻璃时要根据平风栅的局限性适当的调整上下部压力。

5.1.1

迅速急冷:

已经加热好的玻璃由钢化加热炉到钢化风栅吹风开始之间的过渡状态越短越好,要迅速冷却而且要提高对流热传递率,迅速排出废热气流,在生产过程中可以采取以下措施:

①. 提高加热炉出口门的动作速度,缩短时间其好处是玻璃减少温度降低,能够迅速冷却以提高钢化程度;降低加热炉内热气流同炉外冷气流的交换而使炉温降低。

②. 出炉的传送速度要快,振荡速度要稳定,风栅高度要适当。这样就可以减少玻璃出炉温度降,减小薄玻璃的波浪以及避免应力风斑的产生。

③. 提高对流热传递率。如果其他条件不变,玻璃出炉温度越高,玻璃钢化程度越高,但是当温度上升到一定范围时,玻璃的钢化程度就不在提高。此时就只能通过提高对流热传递率的方法来提高玻璃的钢化程度。一般情况使用以下的方法来提高对流热传递率:调整风压,调整上/下风栅到玻璃表面的距离,使风栅风嘴吹出的气流能够吹到整个玻璃的表面,不但冷却均匀而且利于废热余气的排出。

5.1.2

均匀对称

玻璃有了足够的加热温度和一定的冷却强度还不够,还必须均匀对称的冷却,否则在玻璃厚度方向上会产生应力偏移,影响钢化程度,而且制品容易炸裂、回弹或变形。

要使的冷却均匀对称,首先要使钢化电炉和冷却风栅的中心线对中吻合,使玻璃位于风栅的中心线上冷却,这是基本条件。同时要保证风栅各处的风压相同,使玻璃两面的气流接近平衡来保证玻璃各处的冷却强度均匀,这是玻璃获得均匀对称冷却的先决条件和必要条件。

在日常的生产中要保持风机房的环境清洁,避免由于风机房内的负压力将纸屑等杂物吸进风机风道而堵塞风栅风嘴,造成钢化玻璃的冷却不均匀;风栅之间的碎玻璃要及时清理,避免被吹到传送链条上引起辊道跳动以及影响废热气流的排出而影响玻璃的钢化质量。

5.1.3

冷却强度适当。

冷却强度适当可以理解为对玻璃有足够的冷却强度,但是又不能过高或过低,做到恰倒好处。

影响冷却程度的因素又很多:风栅风嘴与玻璃之间的距离,对流热传递率,玻璃厚度以及周围环境温度。

5.1.3.1

如何提高钢化强度;

  1. 增加风栅风嘴的气流速度,增加风栅风嘴的气流压力(提高风机的转速)。在其他条件不变的情况下,冷却强度同风栅风嘴的气流速度和气流压力成正比例关系。

在风栅风嘴的气流速度和气流压力相同的条件下,风栅风嘴的孔径越小,喷出的气流速度越大,但孔径越小就会减小气流吹到玻璃表面上的覆盖面积,风量就小。一般的风栅风嘴孔径为ø 4.5-6 mm。

  1. 缩小上/下风栅风嘴同玻璃的距离。

这一距离越小,到达玻璃表面的气流速度越快。在实际的生产中当这一距离过小时,吹出的气流速度会增大,就有可能将气流重叠或完全重叠,影响均匀覆盖玻璃表面;还可能造成应力风斑或造成玻璃碰撞风栅等。一般的距离是根据不同厚度规格的产品来确定的。

  1. 减少送风过程中的压力损失。

风压损失与管道的长度,直径,角度,气流速度气体形成旋涡的情况有关。送风管道越长,管直径越小,摩擦阻力越大,造成的压力损失也就越大。

在加热温度一定的条件下,风咀喷出气体的压力愈大,冷却强度愈大,钢化程度也愈高,钢化玻璃自爆也会增加,降低了成品率。另外从节能的角度来看,没有必要一味提高风压。风压若过低,就无法保证冷却强度,则钢化程度低,钢化性能不合格,碎片粒度较大,产品不合格。适当的强度,使得钢化性能合乎标准要求,钢化玻璃强度性能合格,碎片粒度合乎要求                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(国标GB9656-2003标准所规定碎块范围较大,一般50×50mm内碎块大于40块——400块玻璃厚度为3.5㎜以下时碎片为大于40块小于450块)。生产中根据生产设备及工艺条件,确定合理的工艺制度,使生产稳定,50×50㎜方块内碎片最好控制在65—95块之间,达到钢化制品性能稳定。避免因钢化应力过大导致钢化玻璃自爆增多。

 

5.1.4

注意环境温度的影响。

环境温度对于加热和冷却有不同的影响。冬夏两季节对于风栅风嘴的气流压力的设置有很大的差别。例如美国GLASSTCH的水平辊道加热式弯钢化炉,上/下部钢化风机为两台串联的工作方式,在冬季时将上/下部串联的钢化风机各只启动一台就能够钢化5mm的玻璃,而到了夏季必须全部启动四台风机才能够钢化5mm的玻璃。

在日常的生产过程中,要根据实际情况,特别是设备能力的局限性适当调整压力——夏季温度每升高10度,风压要在原基础上上调700Pa ,冬季则相反。这样就可以达到既节约能源又使产品合格的双赢目的。

 

 

 

 

 

 

5.1.5

一般钢化设备压力应设置为:

 

形 状

 

厚  度

平   钢   化

弯   钢   化

风 栅 高 度

3 mm

18~20Kpa

>  20 Kpa

15 mm上/下

4 mm

7.5~8Kpa

>  8  Kpa

20 mm上/下

5 mm

3~4Kpa

>  4  Kpa

35 mm上/下

6 mm

1.2~2Kpa

>  2  Kpa

50 mm上/下

8 mm

0.3~0.4Kpa

> 0.4 Kpa

80 mm上/下

10 mm

0.15~0.2Kpa

> 0.2 Kpa

100 mm上/下

注:风嘴到玻璃的距离。

12 mm

0.05~0.1Kpa

> 0.1 Kpa

15 mm

0.01~0.02Kpa

> 0.02 Kpa

19 mm

0.005~0.01Kpa

> 0.01 Kpa

            因弯钢化在成型时有温度降,且风栅间隙大所以钢化压力要适当大于平钢化压力。

 

6.综合的故障原因解析

6.1

钢化玻璃炸裂的原因及防止措施

6.1.1

钢化玻璃炸裂的原因

①. 玻璃原片质量缺陷的影响:

玻璃原材料的破坏程度与材料中存在的裂纹尺寸的平方根成反比。裂纹尖端附近的局部地区受到的力将远远大于其他地区,当他受到外力作用超过玻璃的负荷极限时,裂纹开始快速扩展而造成钢化玻璃炸裂。

玻璃中有杂质是薄弱处,也是应力集中处,而钢化后应力集中效应将成倍的增长,而这种薄弱处就可能成为玻璃自行破碎的中心。

玻璃表面或内部的各种缺陷,可以看成是裂纹源,对玻璃强度有很大的影响。

玻璃表面划伤引起网状的开裂,在加热的四周划伤会引起环向裂缝的出现。

玻璃中的结石对玻璃的强度有不同程度的影响。结石因膨胀系数与玻璃不同而且结石周围一般都有微细裂纹存在,同时结石在玻璃中存在的位置也非常重要。结石在玻璃表面或接近玻璃表面区玻璃炸裂相对要少,结石在玻璃的中间区大部分炸裂,因中间区是张应力区,在外力作用下,极容易导致钢化玻璃炸裂。

结石的大小不同,不是主要的,分布在压应力区即使尺寸是1mm大的结石玻璃炸裂的也比较少。但是如果结石分布在张应力区,即使尺寸小于0.1mm,玻璃也会全部炸裂或自爆。

②. 玻璃加热或冷却不均匀,没有严格钢化工艺制度也是导致玻璃炸裂的原因之一:

由于加热与冷却不均匀,就会造成钢化玻璃应力分布不均匀或应力偏移,其结果导致钢化玻璃炸裂。如炉温低于600℃时,玻璃在钢化时(激冷时)会炸裂。因为加热温度过低,玻璃未加热到可塑状态,这种情况一般是在钢化(激冷)的前10-15秒内破裂,而且碎块较大且碎片成条状。若炉温较高,加热时间短,玻璃未加热透,表面接近软化开始变形,但内部仍然处于脆性状态,这种情况多发生在冷却后期破碎,且碎片形状较小。这种现象在加工厚玻璃时常见。若炉温较高,加热时间长玻璃容易形变,如果压力又过大,玻璃在钢化完后,但快要冷却结束时,很容易发生自爆。且碎片较小。

③. 钢化程度的影响:

钢化程度也就是钢化应力级数。它同钢化玻璃的机械强度呈线性关系。若盲目提高钢化程度就会产生大量的破裂现象。实践证明,风压设置偏大时,玻璃表面应力超过140MPA时炸裂和自爆会增多。

6.1.2

减少或防止炸裂的措施

①. 提高玻璃原片的质量,选用优质的浮法玻璃做原片,特别应注意玻璃中结石的位置,若处于张应力区则不能使用。

②. 严格钢化工艺制度,制定有效适宜的工艺参数。使玻璃在加热炉内得到均匀的加热,在风栅中均匀的冷却。加热温度不宜过高或过低,加热时间不宜过长或过短,风压不宜过高或过低。

③. 严格技术操作规程,提高技术水平。对每种产品制定出有效适宜的工艺卡。严格工艺纪律。

④. 保证设备的完好率,建立巡回检查制度。

⑤. 实现生产过程控制,减少玻璃表面划伤等缺陷。

 

6.2

在生产过程中常遇到的钢化玻璃的质量问题及解决方法。

6.2.1

钢化玻璃的弯曲度控制:  

A成凹形,钢化玻璃板的起始端和末端上翘,如下图所示

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

原因:玻璃下表面温度过低,下部冷却风压过高,

解决方法:如果下部风压与上部风压在同等条件下,这时加热炉底部温度可靠功率投配的作用来提高,及增加下部温度;如果加热炉底部温度与顶部温度的设置有一个合适的比例,这时靠增大上部压力和减小下部压力来修正。

B成凸形,钢化玻璃板的起始端和末端下翘,如下图所示

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

原因:玻璃板中间部分弓起,主要是玻璃在炉内下区温度过热,上区温度过低或上部风压过高。

解决方法:减小炉底功率投配或降低下区温度(1%),增大下部风压或减小上部风压。

6.2.2

钢化玻璃的碎块大小:

保证玻璃钢化后碎块大小的主要因素

A. 玻璃的温度/加热时间/加热炉的温度设置

B. 风压

C. 风栅与玻璃之间的距离(即风栅高度)

要使玻璃钢化后碎块较小,必须使玻璃有较高的温度或较大的压力或较小的风栅高度,或合并以上三项同时进行调节,才能获得满意的钢化碎块。

6.2.3

可能出现的波浪形以及光畸形变:

原因:玻璃板上出现的波浪形是因在加热炉的摆动速度向钢化段传送速度和加热时间不合适造成的(加热时间长,炉温设置过高)

解决方法:

A. 增加振荡速度

B. 提高传送速度

C. 减小加热时间/降低炉温设置

6.2.4

玻璃运行前沿或后沿波浪形弯曲:

原因:

A. 加热炉辊道与钢化段辊道不在一个水平上

B. 钢化辊道标高偏高或偏低,调整钢化辊道标高

 

 

 

 

 

6.2.5

玻璃钢化后下表面存在的小坑点/麻点(加工建筑用厚玻璃时较明显)

原因:

A. 在加热炉长期使用后,会在加工玻璃下表面上留下小坑点/麻点,他是粘在加热炉辊道上的玻璃碎粒造成的。

B. 是由留在加热炉辊道表面上的不均匀分布的暗棕色的硫酸钠积垢造成的(炉内装置SO2气体)。

解决方法:

A. 必须对加热炉辊道表面进行彻底的清洗。选用800目的细砂纸进行打磨,然后用炳酮水或软化水清洗辊道。

B. 加热炉辊道表面上的硫酸钠积垢是因在加热炉内长期使用二氧化硫引起的。加热炉使用累计时间超过500小时之后,二氧化硫会在辊道上产生少量硫酸钠,这时应该对加热炉辊道表面进行彻底的清洗。

C. 彻底的清洗后首次使用应过量的使用二氧化硫一段时间。

D. 钢化玻璃下表面的麻点问题是困惑玻璃深加工企业的一道难题,除定期擦洗石英辊道外,另一种可能造成玻璃下表面出现麻点的原因是玻璃在炉内加热的前期,如上下区温度设置不合理,玻璃在炉内会向上或向下圈曲。因前期加热时,玻璃还处于弹性体状态,很可能因玻璃上下弯曲而导致玻璃边部爆皮,爆皮粘于加热炉辊道上而导致麻点。所以,玻璃在加热前期或加热过程中,要尽量使其在短时间内平行运行加热,玻璃平展运行加热,这一点很关键。

6.2.6

玻璃下表面中间有白雾状印痕:

原因:造成白色条带或白雾状印痕的主要原因是由于对玻璃下表面的加热过急,在较热面上产生大的膨胀,而引起玻璃的柱面形变(如下图所示),加大了玻璃下表面中心与辊道间的摩擦力。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

解决方法:

A. 减小下部加热功率,或温度。

B. 增大上部加热功率/增加加热炉上部温度设置。

C. 加大二氧化硫的用量。

 

6.2.7

白雾状印痕连续或间断的出现在玻璃下表面的边部:

原因:玻璃在加热运行中向下弯曲

解决方法:

A. 增大下部加热功率,温度。

B. 减少上部加热功率/减小加热炉上部温度设置。

C. 加大二氧化硫的用量。

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2.8

玻璃下表面的划伤/磨伤:

原因:

A. 玻璃在加热炉内振荡时,由于正反转切换时的加减速度过快,玻璃在辊道上打滑造成的。

B. 辊道上有异物或辊道有磨损。

C. 加热炉辊道质量差,辊道的材质不均匀,受热膨胀不均匀造成辊道表面粗糙。

解决方法:

A. 修正线速度;减小加减速度;清洗辊道。

B. 加大二氧化硫的用量。

C. 更换辊道。

6.2.9

玻璃在钢化段破损;或在钢化振荡时破损:

原因:玻璃在出加热炉到钢化/冷却段,在钢化振荡时破损,碎片均匀且大,碎片中心没有应力层呈现,主要是由于出炉温度过低或风压过大。

解决方法:

A. 提高加热炉炉温设置/延长加热时间。

B. 降低风压。

6.2.10

玻璃在钢化过程中破碎,碎片大小不均匀:

原因:主要是玻璃在加热炉内吸收热量不均匀

解决方法:

A. 检查加热元件是否有短路/断路现象。

B. 检查风栅风眼是否有堵塞。

6.2.11

玻璃在钢化过程中破碎,且碎片成条状:

原因:主要是玻璃出加热炉时温度低于610℃(前提是原片玻璃质量好的情况下)

解决方法:

  1. 相应的延长加热时间或提高加热炉炉温设置。

 

6.2.12

玻璃在冷却过程中自爆或冷却结束时自爆

原因:

A. 主要是玻璃出加热炉时温度高于650℃(前提是原片玻璃质量好的情况下)

B. 钢化风压过大造成的

解决方法:

A. 相应的缩短加热时间或降低加热炉炉温设置。

B. 相应降低钢化风压。

6.2.13

厚玻璃钢化后碰角现象的原因分析及解决办法:

厚玻璃在加热炉内加热过程中,由于加热炉底部和顶部温度设置不合理,上部温度设置过高,玻璃在较热的上表面产生较大的膨胀,导致玻璃在加热过程中产生柱面形变(类似于加热双金属片时产生的形变)。使得玻璃向下弯曲,玻璃板中间隆起,重量集中在玻璃边部,从而增大了玻璃边部同加热炉辊道间的摩擦、碰撞,造成玻璃掉角。

解决方法:

A. 提高加热炉下区的炉温设定值5-10℃,相对应的降低加热炉上区的炉温设定值。

B. 提高加热炉下区电能功率设定值5-10%,相对应的提高加热炉下区的炉温设定值5-10℃。

C. 如果钢化后的成品玻璃在上下风压正常的情况下向上弯曲,但又有碰角的现象存在,用以上的方法可以调整解决。

6.2.14

生产薄玻璃时钢化翘角的原因分析:

如5mm×1000 mm×1000mm规格钢化玻璃翘角的主要原因是因钢化炉加热温度冷却压力不匹配造成的。或因加热炉辊道与钢化辊道标高不一致造成的。

玻璃钢化翘角除加热炉辊道与钢化辊道标高不一致的原因之外,其主要原因还是加热炉上下区的温度设置偏差较大,造成冷却后应力不均,及下区温度较低,玻璃在加热后出加热炉口时上表面的温度高于下表面的温度,在激冷时上下温差大,玻璃向较热的一面弯曲,又因为下部风压设置较大,在冷却过程中,5mm玻璃激冷时间短,定型快,所以上弯玻璃难以平行,从而形成翘角现象。

 

解决方法:

A. 适当提高加热炉下区的炉温设定值7-10℃,或增加下区电能功率5-10%。

B. 相对降低加热炉上区的炉温设定值5-10℃,增加下区电能功率5-10%。

C. 适当调整钢化上下部风压,使钢化玻璃在加热炉到钢化段的温度压力相匹配。

6.2.15

在钢化玻璃生产中, “高温短时间加热”作业法不合理。

因为加热时间短,玻璃厚度和表面都会加热不足,造成玻璃钢化前温度差大,容易造成钢化玻璃冲击强度不稳定,出现个别大的碎片和自爆现象严重。

6.2.16

 “玻璃颜色越深,越容易钢化”这种说法不完全正确。

我们说的玻璃颜色是指玻璃对可见光某种容易透过而言。例如,LOW-E膜玻璃是一种红色硼硅酸盐玻璃,加热温度很高,加热时间也很长。

我们平常看到的国产玻璃与国外玻璃颜色相对比,本身发绿,颜色深。钢化国产玻璃温度低加热时间短,即通常所说的容易钢化。这是因为氧化铁含量较多的原因,氧化铁对红外线的吸收能力很强。但是钢化同一厚度的LOW-E膜玻璃时,要相对延长25%的加热时间。

6.2.17

一块平板钢化玻璃,厚度和周边尺寸各大1mm,钢化后是否能够重新研磨或抛光?(玻璃厚度为15mm)

可以。因为钢化玻璃的外表面的周长都处于压应力层,少许磨去1mm,产品的应力可以重新分布平衡,对产品质量没有大的影响。当然如果磨去很多,如磨去玻璃厚度的1/8,周边磨去3 mm以上就不行了,容易引起自爆现象。

6.2.18

热电偶在加热炉内的作用以及安装位置:

热电偶主要是测试加热炉内各个区域温度的高低。各区域温度的高低对玻璃的加热均匀起决定性的作用。

A. 热电偶不应该插入加热炉内过长或过短,过长容易由于自重引起测温头弯曲,导致测温点的位置偏移和维修的困难,过短容易受电阻加热丝的影响而导致测温的准确性。一般情况,热电偶的测温头离加热炉炉壁150 mm左右为好。

B. 为了减少热电偶的热惯性,测温头的保护管应切除,测温头露出保护管10-15 mm为宜。

6.6.19

 

水平钢化炉生产3.5mm、4mm、5mm长方形或正方形钢化玻璃时,所出现反回弹的原因及解决方法:

 

①产生原因:

3.5mm、4mm、5mm长、正方形(或边部印有宽丝印边)的玻璃钢化后,因上下温度设置不合理,钢化玻璃在加热过程中,上下表面以及边部与中心吸热不均匀,和温度与风压设置不合理,都会导致钢化玻璃左右或上下反弹。

  • 温度设置不合理:

钢化玻璃的温度与加热时间应合理、均匀而对称(均匀、对称是指玻璃所吸纳的热量上下表面和整片玻璃间),这是钢化玻璃基本的加热原则。当上区温度设置偏高时,在前期加热过程中,玻璃在炉内因上表面加热过急,使上表面膨胀大于下表面时,就会产生球柱形变,而导致向下弯曲。下弯使玻璃边部与石英辊道接触面大于中心部,而中间部分隆起,这种结果将导致边部温度高于玻璃板中心温度(延长加热时间时,边部又会出现波浪形);当玻璃加热到后期或接近软化温度时,玻璃板由弹性体变为塑性体,玻璃靠自重与加热炉辊道完全接触平行,但是加热时间已过半,加热结束后,进入风栅钢化前,玻璃板面上就会产生一个大的温度梯度及温度差。参见图1所示。

  • 温度设置不合理,下区高于上区时与上述相反。

在前期加热过程中,玻璃向上弯曲,上弯的原因是下表面加热过急,下表面急剧膨胀上弯,上弯使玻璃中间与辊道接触,重量集中,从而加大了中间部与辊道的摩擦力,产生白雾、划痕,并使玻璃中心部温度高于边部。在日常生产中,这种因温度设置不合理而出现反回弹的现象有,但并不像上述那么明显。见图2所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • 当玻璃加热结束后,进入风栅激冷时,在同等压力下因边部温度与玻璃板中心部有一个温度差,中心部温度较高或较低时(与边部相比),在激冷时就会先冷却,或后冷却,当激冷硬化收缩时,玻璃板面因有温差就会形成密度不同,也就是说温度每差 一度体积就会增大或缩小300万分之8-9mm,导致整片玻璃边部与中间部体积发生变化,钢化后发现反回弹现象(或叫应力不平衡)。

②解决方法:

  • 注意观察玻璃在加热炉内的形状变化。刚进入加热炉几十秒钟内,玻璃会向上弯曲,属正常现象。因玻璃经辊道传导加热往往大于上部的辐射加热;当加热时间超过1/3时,还向上弯曲,这一点说明下部功率或温度设置偏高,适当下调下部温度3-5 / 5-10度来解决。

要通过改变温度设置的方法进行调整,使玻璃在炉内上下表面吸热均匀对称,玻璃表面与厚度间不出现温差,并适当延长加热时间,使边部不出现波浪为适宜;尽可能使玻璃在加热炉内平行加热。

  • 一般的反回弹是上部加热功率过大所产生的,适当增加下部功率或减小上部温度来修正。回弹的出现在向较热的一方弯曲——如上部热,加热时下弯,钢化后上弯,这一点一定要清楚。温度在5-10-15温度之间进行调整,并仔细观察。
  • 如温度和风压设置不合理,在玻璃边横、纵方向有一条边上弯,一条边下弯,调整方法:温度不变,调风压,或风压不变,调上下温度。

6.2.20

引起厚玻璃在加热炉内破碎的原因及解决办法:

由于在加热炉内加热玻璃的前期,玻璃表面的加热要比玻璃的内部快,产生了玻璃表面和内部的温差,有温度梯度所产生的热应力与钢化玻璃中存在的热应力种类相同,既表面有压应力,其内部存在着恒应力,较加热的玻璃表面有一种膨胀的趋势,而玻璃内部抵抗这一膨胀,玻璃越厚温差越大由此而形成的应力状态越大。降低加热炉的温度设置可以缓冲这一现象,但随着温度的降低应该相应的延长加热时间。一般情况下,15-19mm厚度玻璃炉温设置为670/660℃为宜。

6.2.21

钢化镀膜玻璃的注意事项:

A. 镀膜玻璃在加工过程中,膜面必须朝上,操作人员必须戴皮手套,禁止使用硅胶线手套。

B. 对于在加工大尺寸的镀膜玻璃时,由于搬运的困难,在使用吸盘吊取片时,严禁在玻璃的镀膜面使用吸盘吊。

C. 砂带磨边时,走片速度要慢且均匀。同时操作人员要注意保持皮手套的清洁,避免由于玻璃粉末污染手套而引起划伤玻璃膜面。

D. 清洗镀膜玻璃时要使用软化水,并保持水质的清洁。(同时注意膜面必须朝上而且不接触辊道)

E. 洗片下片人员必须配合检验人员严把质量关,确认玻璃清洁无水渍后再卸片。清洁的镀膜玻璃之间只在玻璃的四个边上夹垫100mm的干燥清洁的EPE膜。

F. 钢化上片人员要配戴动物皮手套,保持玻璃膜面朝上清洁后才可以进入加热炉进行加热和钢化。

G. 钢化下片人员必须配合检验人员严把质量关,在玻璃的四个边上夹垫100的干燥清洁的EPE膜。

6.2.22

   印黑丝印边玻璃钢化后出现反弹的主要原因及解决方法:

   原因:印黑边玻璃钢化后出现反弹,主要是因加热炉温度设置和加热时间不合理造成的,玻璃在炉内加热,因丝印面与非丝印面吸热率不对称,丝印面吸热大于非丝印面,加热时间短玻璃上下表面(丝印面与非丝印面)温差大,在急冷后,在较热的丝印面与非丝印面所散热不同,急冷后较热的丝印面往往回弹。

   解决方法:1.改变温度设置,降低加热炉温度,将炉温上下区温度在同等厚度玻璃基础上降低 7—10度(根据不同丝印宽度设置,下区温度高于上区温度10度左右,同时延长加热时间10秒左右)。

   2.适当增加丝印面冷却压力0.3—0.5kpa,并延长淬冷时间>2 0秒左右,使玻璃表面以及厚度方向冷却均匀,从而避免钢化玻璃反弹。

6.2.23

钢化油墨选用不当导致钢化玻璃破碎和自爆的原因及解决方法:

原因:钢化玻璃所选用的油墨膨胀系数为80~90*107/℃,与硅酸盐玻璃的膨胀系数相吻合,烧结温度为650~720℃左右。如:油墨烧结温度偏高或偏低,将导致丝印面颜色变红或变灰。灰色说明油墨烧结温度高,红色说明油墨烧结温度低。油墨的烧结温度偏高将导致黑丝印部位烧不透,造成整片玻璃钢化后应力不均,从而自爆。在激冷开始时,因黑边部应力在加热后没有完全消除,过大的残于应力将导致玻璃激冷时发生破损。

解决方法:注意观察冲击后钢化玻璃的碎片,若黑边部碎片大,说明油墨的烧结温度偏高,则建议厂家调整油墨的烧结温度。

附:油墨的使用和注意事项:

  1. 印刷之前必须首先确定油墨的型号与所丝印的玻璃相吻合;
  2. 印刷时发现有堵网现象,要用松油醇清擦。严禁用容易掉毛或其它杂质的辅助材料擦拭玻璃、网版及其它印刷设备等,以避免印刷后造成质量问题。
  3. 油墨使用最佳温度为15~25℃,此温度下油墨可保存半年。印刷时,玻璃的表面温度不得低于5℃。
  4. 带电热丝的玻璃,油墨要在锡面上。
  5. 不同厂家或不同型号的油墨不得混用。
  6. 油墨在使用前须搅拌均匀,加入稀释剂——松油醇的比例应≤30ml/kg。
  7. 印刷场地必须保证清洁、无尘。
  8. 网版目数:200~250目。
  9. 清洗网版时应使用二钾苯

6.2.24

      钢化钻孔的玻璃时出现破碎现象的原因及解决方法:

原因:钻孔的好坏直接关系到后序工段钢化的成品率,如果钻孔边部出现爆边,爆边处就会布满微裂纹,在钢化后或钢化激冷时就会使玻璃破碎,因裂纹是钢化玻璃的引爆源,钢化玻璃的应力又集中在边部的缺角处,是导致孔边质量差玻璃出现破损的主要原因。

解决方法:A、 保证钻孔的平台大于玻璃,且稳定性要好;钻头45度处修成R角,以减少钻孔中的爆边现象。

          B、 孔边爆边处,使用砂纸条插入孔中来回磨进行磨边处理。

          C、 钢化上片时,将钻孔处洒适量酒精,使钻孔部位的裂纹在高于玻璃其它部位的温度下进行烧合。

          D、 将孔位与风栅的眼位错位,以避免风眼直吹孔位而导致孔位产生过大的应力。

 

7. 二氧化硫保护气体装置在玻璃深加工领域的应用

 

在玻璃深加工行业,二氧化硫保护气体的使用被认为是最能有效消除钢化玻璃产品下表面中间白色雾状印痕的途径。国内的玻璃深加工钢化设备一般没有配置二氧化硫保护气体的系统装置,是难以解决钢化玻璃产品下表面中间白色雾状印痕的主要因素之一。

一套完整的装置包括二氧化硫储气罐,减压阀,流量计和通到加热炉内部的配送管道(见图1)。当二氧化硫以额定的压力和流量由配送管道送到加热炉炉膛后,便和炉膛内空气中的氧,玻璃中的钠成分发生反应,在辊道表面形成一层硫酸钠薄膜,就是这一层硫酸钠薄膜的润滑和保护作用,不但有效的减少了细小玻璃屑对辊道的黏附,防止了玻璃对辊道的粘贴,而且还提高了玻璃制品的外观质量,延长了辊道的使用寿命。二氧化硫的使用有一定的工艺要求,但在实际的使用当中又有很大的灵活性。

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(图1)

 

由于二氧化硫气体对人体的呼吸道有强烈的刺激性,所以二氧化硫储气罐及其配送管道必须密封防泄露。一般采用肥皂水和PH试纸进行泄露的检测。其配送管道选择直径为10毫米的不锈钢管且必须就近由加热炉的操作侧面分前后中分别平行进入到加热炉陶瓷辊道的底部,且进入到加热炉内的管道壁上每隔100毫米应钻有均匀分布的直径为1毫米的向上的气体散逸孔,以有利于二氧化硫气体能够均匀的充满整个加热炉炉膛。

通常情况下二氧化硫气体只是在发现玻璃制品有外观质量缺陷时才使用。下面就二氧化硫保护气体的使用情况作具体的说明:

1. 当玻璃下表面中间有沿玻璃运行方向分布的白雾状印痕时,分析其原因主要是由于玻璃下表面加热过急,产生大于上表面的膨胀继而引起玻璃的柱面变形,加大了玻璃下表面与辊道之间的摩擦而产生了沿玻璃运行方向分布的白雾状印痕。解决的办法除了减小下部加热功率或增加上部加热功率,还可以使用二氧化硫保护气体来消除这种质量缺陷。

2. 当白雾状印痕连续或间断出现在玻璃的边部时,分析其原因主要是玻璃在加热运行中玻璃向下弯曲加大了玻璃边部与辊道之间的摩擦而产生的。解决的办法除了加大下部加热功率或减小上部加热功率,还可以使用二氧化硫保护气体来消除这种质量缺陷。

3. 当玻璃下表面出现划伤摩伤时,分析其原因主要是玻璃在加热炉内来回震荡正反转向时加减速度过大玻璃打滑,辊道上有异物或辊道有磨损,加热炉辊道质量差,材质不均匀造成的。解决的办法除了修正正反转向加减速度、清洗和抛光陶瓷辊道以外,还可以使用二氧化硫保护气体来消除这种质量缺陷。

4. 在连续许生产过程中,发现钢化玻璃产品有上述的质量缺陷时,可以使用二氧化硫保护气体来消除其质量缺陷。使二氧化硫保护气体发生效用的必须条件是:A. 炉膛温度高于400℃; B. 加热炉内必须有玻璃。将二氧化硫气体的压力调整为15psi(磅/平方英寸),流量调整为3.93cm3/s连续使用20~40分钟,并连续观察钢化玻璃产品的外观质量。当发现钢化玻璃边部有蓝灰色雾状附着物时应减小二氧化硫气体的使用流量。当质量缺陷消除后,应及时关闭二氧化硫保护气体,因为过多的二氧化硫气体会与玻璃发生反应,会使玻璃表面附着有蓝灰色(用水洗可洗掉)的雾状物质而影响玻璃的外观质量。

5. 在连续生产过程中,发现钢化玻璃产品下表面有小的坑点和麻点,尤其是加工厚玻璃时更为明显,主要是由于加热炉长期使用后在辊道上粘有细小的玻璃碎屑和大块的硫酸钠结晶物的存在,使得高温玻璃在辊道上行走时容易碾出细小密布的坑点,因此建议加热炉在连续生产500小时后必须对辊道进行彻底的清洗和抛光。选用800目以上的水砂纸进行打磨,然后用丙酮水或软化水(也可以用洁净的自来水代替)擦拭辊道,注意切忌用肥皂或别的清洁剂来清洗或擦拭辊道。对清理辊道后的首次生产,在前两小时内必须连续最大额定量的使用二氧化硫保护气体。目的在于在短时间内在辊道表面形成一层硫酸钠薄膜。

我公司通过对国产钢化炉添加二氧化硫保护气体装置的改造后,有效地消除了前面提到的外观质量缺陷,提高了产品的质量和成品率。

 

8. 钢化玻璃的质量控制

 

8.1

水平钢化:

8.1.1 

根据任务单、产品技术要求表要求的产品厚度、颜色及形状,进行玻璃加热淬火模式设定。对于常规产品,直接调用原先的加热模式和淬火模式,一般各工艺参数均按水平钢化工艺参数表进行设定。

8.1.2

根据产品技术要求表上的曲率半径,用相应的圆弧卡尺在成型区进行调试。

8.1.3

根据玻璃的弯曲方向及产品的外形特点,在上片台处设定玻璃的定位块或定位标记。(平钢化玻璃不进行定位,与辊道放齐即可)

8.1.4

检查水平钢化炉的各部位、各元件是否处于设定的正常状态(包括风压调整)。

8.1.5

按下玻璃输送按钮,将玻璃送进炉内。

8.1.6

检查钢化后玻璃的各项质量状态,包括吻合度、碎片状态、钢化强度、风斑印及玻璃弧度的圆滑,并相应地调整各加热模式或淬火模式及成型半径等。

8.1.7

试制好的首片玻璃经自检合格,再经质检员复检合格后,方可批量生产(检验项目有:外观、尺寸、吻合度、碎片等)。

8.1.8

钢化后的玻璃要夹纸、整齐的堆放到架子上,并做好标识。

8.2

GLASSTECH DB4钢化

 

·根据任务单、产品技术要求表的要求选择正确的阴阳模及冷环,然后用所需加工的平形玻璃放置在冷环上,并画出玻璃上、下、左、右中心线,再根据玻璃中心线定位上料爪的位置。

——检查上料爪是否有弯曲现象,开度是否灵活,到辊道的距离是否相同(12.5mm)。

·根据冷环支架弧度,准确选择风栅的自动、关闭模式。

——测量冷环大口中心线到风栅上下部的距离,并记录。风栅间距根据产品形状而定,一般情况风栅间距为110~150mm,并使玻璃大口中心线到风栅上下部的距离相等。

· 根据P1或P1P2模式,测量P1或P1P2值。P1、P2的间距应保持在254~300mm之间,否则电子眼将无法识别玻璃位置,最终导致玻璃无法提起而从端口退出。

8.2.1

弯曲过程及循环前的准备工作

8.2.1.1

弯曲循环过程:

浅弯、深弯循环是提起一块上载的玻璃落到环上的过程。玻璃通过重力和挤压的作用而弯曲,弯曲的

玻璃经过气流淬冷完成钢化然后卸载。整个过程是这样完成的:

a 、计算机通过玻璃延炉子移动的轨迹,每次输入与窗口启动相等,这些窗口的启动以上料玻璃的最长边作参考。

b 、窗口的尺寸是一个变量,一般与上料玻璃的长度相等。窗口的定位是其中心线将窗口分成两半,在窗口的定位取决于装一片或两片玻璃,如果上载一片玻璃,其中心线与上料台中心线位置相吻合,且在窗口内的提起眼检测到玻璃,提起将完成。如上两片玻璃,下游玻璃的尾缘必须放在下游窗口的一半,上游玻璃的前缘必须放在上游窗口的一半,两片玻璃的间隙必须超过254mm,但不得大于300mm。只要下游玻璃的尾缘在下游窗口的一半及上游玻璃的前缘在上游窗口的一半,提起两片玻璃将完成。

c 、在弯曲循环中,真空在某点打开,这点是真正提起真空上升的时间。

d 、弯曲循环中玻璃提起后,冷环将进入成形段,接入玻璃后,移动到钢化段激冷,经过钢化振荡后,

计算机开,1# 吹起B1,2# 吹起B2,提起玻璃使离环,当梭车到达冷却段位置时,启动卸载程序,下一块上料玻璃重复这一过程。

8.2.1.2循环前的准备工作:

循环前首先要检查空气压力是否在规定的范围之内链条是否涨紧,主传送气缸压力为20~40PSi,梭车气压为70~80PSi,模具气源为 60~80PSi,确保压力在规定范围内才能开主传动、梭车等。在温度升至350℃以上时,冷却水循环流量一定要正常,要随时检查,如发现红外测温仪冷却水不正常,必须采取措施将红外测温仪镜头取下,以免过热受损 ,石英辊道运转要随时观察 ,特别是成形段石英辊道 ,如果石英辊道因石墨磨损 ,或保温边峰磨损,有个别辊道运转不正常,将会导致玻璃上游、或下游超出窗口,使玻璃无法提起,最终从端口退出,每个循环开始前要测试梭车、冷环、阴阳模间隙、平模间隙等,以及模拟测试钢化玻璃提起、气流等。

检查控制柜、操作面梭车旁按钮 ,将所有控制柜断路开关合上 ,然后将控制柜驱动旋钮IDLE                  OFF        AUTO档 ,并将梭车控制钮复位,检查无误后,才能进入循环,否则循环将无法执行。

8.2.1.3冷环及上料爪的定位:

根据用户提供玻璃的检验模制作冷环。冷环的定位非常重要,环的定位取决于装一片或二片玻璃,假

如上一片玻璃,首先要找准梭车支架中心线,然后将环放置在中心位置,测量环与风栅上、下高度适中范

围内,固定冷环四角支点,然后再根据梭车中环的位置固定上料爪,首先找准上料台的中心线,上游、下

游辊道,以及护板作参考点,取需要加工的玻璃为实物尺寸,进行定位,将上载到其中心线位置与上料台

中心线位置相吻合。假如上二片玻璃,下游玻璃的尾缘必须放在下游窗口的一半,且在上料台中心线和下

游参考辊之间,上游玻璃的前缘必须放在上游窗口的一半 ,这两片玻璃分别离上料台中心线为130mm以

上,并且两片玻璃的间隙必须超过10英寸,否则玻璃无法进入窗口,上料爪定位非常重要,必须准确无误,如有误差 ,玻璃将无法准确落在环上。

8.2.1.4根据不同的加工玻璃设置P值:                                                                                     

P值的测试是根据提起电子眼的中心点到成形段提起玻璃的位置,玻璃后缘的距离为P1值,如果上

载一块玻璃必须通过设置点关掉P2,否则玻璃无法进入窗口。

如果上两块玻璃时,要分别测试P1、P2的距离。P1是提起电子眼中心到下游玻璃在成形段停动被吸起时玻璃尾缘的距离,P2是上游玻璃前缘到提起电子眼的距离。如图示:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                   

8.2.1.5

冷环与平凸模间隙调整:

a 、  阴阳模的冷态调整:以阴阳模四条螺杆为基准,通过调整螺杆来确定阴阳模间隙。间隙高度根据玻璃而定—— 一般以玻璃厚度加1mm作为阴阳模间隙的高度值。

b 、炉温升至工作温度时,将平凸模通过手遥控到全下位置,1/2″位平凸模到辊道距离可用专用工具量出,如左右高度不平行,可通过上部成形段炉顶上螺杆将平模调整平行,左右误差不能超过1mm。

c 、平凸模调整平行后 ,将平凸模上移到工作位置 、平凸模的间隙位置 ,通过观察MOLD实际窗口显示高度,并修改高度及限位参数,然后按下MOLD  RINGS  JOG  ENAALE钮,后旋转RING  JOG  IN键, 将冷环慢进到成形段,观察环的最高点到平凸模的距离有10~12mm左右后 ,将梭车退出 ,输入设置点设置平凸模间隙位置及限位参数。

d 、平凸模间隙位置设定后,可用测试指令测试冷环的动作、钢化段、振荡、冷却段等。测试结束后,根据玻璃的振荡位置修改钢化开始点、钢化点、钢化输出点,保证玻璃振荡时不露出风栅,然后可进入循环。

※冷环最高点到平凸模端点为10~12mm。

 

 

图示:

 

 

 

 

 

 

  

 

8.2.1.6

钢化风栅的间隙调整:

a 、将上部风栅、下部钢化风栅分别打到COLSE状态,这种状态仅限于浅弯生产(深弯AUTO状态),通过上下钢化柜控制钮调整风栅上下间隙为100~120左右。在测试前必须检查钢化风栅上下部

风眼是否对准。

  b 、钢化间隙调整后,将冷环慢进到风栅间内,方法是:按下使能慢进按钮,旋转环进入钮将冷环慢进到钢化段内,观察测量环上下距风栅高度,可通过风栅移动钮微调到合适间隙,适中位置即可。

c、风栅全打开18″。如果风栅打开后,要用木块将风栅支好,以防风栅自动下移,对工作人员造成伤害。

钢化风栅上下部可移动85mm;环到钢化上部、下部风栅喷距一般为50~60mm。

8.2.1.7风机启动及钢化气流调整

a 、风机的启动:

启动风机前,首先将加热炉功率设置为0,然后再将风机钢化柜, QU,QL,inlet vane position柜旋钮打到manual档 ,手工关闭蝶阀 。阀关闭后启动风机,顺序为从左起2#  柜、1#  柜、3#  柜、4#  柜。

风机启动,先启动接近风管口风机,等第一个风机启动切换后,再启动另一台风机,间隔为20秒的时间。风机启动后将QU、QL、inlet  vane  position柜旋钮从MANUAL                    AUTO档,风机全部启动。

b 、风栅间隙调整为100mm(只作参考),调整气流的同时还要调整环与风栅的间隙,调整大小依赖于环的形状,对于后窗玻璃,尺寸较大但上下差较小 ,一般情况上部要调整间隙大点 ,气流上下之差为3″~4″左右,例:4mm后窗QU调整为55″,QL为51″左右,如果下部压力较大,玻璃会吹离冷环。对于侧窗玻璃,上下部风栅与玻璃立口弯曲点相等(如下图示),调整的同时要检验钢化碎片达到合格钢化玻璃。

 

 

 

 

 

 

C 、操作方法:

复位按钮(钢化控制框)清理钮灯和复位钮等亮,再按下测试记数钮,这时风机阀打开,钢化柜水柱显示标高,然后按下复位停止风压读数。一次TEST/CONUTING 钮,钢化柜水柱开始显示标高,根据水柱标高调整QU、QL数值,反复测试,达到所需要的压力读数。按下清理钮,停止测试风压。

一般情况下风压的大小要根据 风栅高度确定。100-110mm 。3mm  后窗玻璃:QU=95 ″,QL=93″;3.5mm 后窗玻璃:QU=75 ″,QL=73″;5mm  后窗玻璃:QU=27 ″,QL=25;6mm  后窗玻璃:QU=13 ″,QL=9″;风压大小以风机入口阀开度比来控制。使用异形风栅(R=×××)时,风压的设置依据风栅高度和碎块达标而定,钢化碎块最好控制在50*50方块内达到65-95块,具体方法为:将所需钢化不同厚度的玻璃设置适当的上下部风压,直到钢化碎块合格 。注意观察钢化段玻璃在冷环上是否有颤动现象:首先上部压力不变,增加下部风压,直到玻璃在冷环上颤动为止,这时,适当将上部钢化入口阀开度比增加1% ,下部钢化入口阀开度比下调1%。冲击钢化玻璃,碎片偏小或片大时,可同步将上下部入口阀开度比加减 。风机启动以及风压测试结束后,将加热炉功率设置为100%。

8.2.1.8

B值设置及抓捕传送设置:

首先启动冷却风机,方法与钢化风机启动方法相同,冷却风机启动后,进入循环,输入设置点。1# 吹

离蝶阀开启的百分比为25~30%。

B1、 B2设置好后,取实物玻璃测试。

使玻璃吹起到抓捕器,如果风量小,玻璃吹起后左右漂移,再重新设置B1、 B2。总之,B1、 B2的

设置要根据玻璃的大小来定。

玻璃吹起到抓捕器上后,将抓捕柜传送旋钮从OFF档          IDLE档,测试玻璃在抓捕器上移动

的时间。玻璃到适中位置后将按钮从IDLE档          OFF档,测试结束。玻璃落在梭车旁的辊道上,

根据玻璃的尺寸,设置玻璃从抓捕器落下后移动到冷却段的时间,测试工作结束,重新进入循环生产开始。

8.2.1.9

温度控制:

升温前,首先选用合理的工艺参数,然后依次将加热柜刀闸合上,将加热控制旋钮逐个从OFF                 ON档,严禁将所有加热控制柜刀闸和旋钮同时打到ON档,以免加热炉因启动电流过大而掉

闸。温度设置可通过使用区域温度设置点控制炉子温度。

1U——8U分别是1到8区上部温度;

HB是热箱区温度;

1L——8L分别是1到8区下部温度;

所有的区域设置点,可从每个区域显示窗进行修改,或从区域温度控制窗口整体加减。

如:炉子需要680~715℃的生产温度,可通过所有区域设置点 。设置炉子温度控制的能量值主要由计算机算出,检查区域温度,假如有一个热电偶出现故障,则读为999或0,热电偶开路‘×’表示出来。上下区域温度设置依据玻璃在加热炉内运行是否平行、黑边宽度、玻璃形状而定。一般上、下区温差为0~10℃。1~8区温度递减,温差为5~10℃。

加热时间的设置  :根据玻璃厚度、规格、形状设定好温度后,要根据玻璃厚度、颜色设置加热时

间。一般加热时间的设置是通过改变线速度快慢的方法来完成(每毫米厚度的玻璃加热时间为40S-50S,它由

计算机自动算出)。

8.2.1.10

进入、退出、循环:

 a 、 进入循环:

循环前的工作全部做完以后,从‘SETEUPS’窗口进入,调出所需生产玻璃的品名参数,确定后

即可进入循环,屏幕进入sag、DBⅢ、DBⅣ键入后循环开始。

进入循环后注意事项:

当操作者使用紧急停止钮,不能完成进料后,必须重复位。

在循环中,只可以通过Viewlog观看参数、变量等,不准再重复调其它生产参数,否则循环中所生产玻璃最终从端口退出。

循环开始后,要注意观察上料、主传送、成形段速度是否匹配。如果速度差超出3mm/sec要调整。

b 、退出循环:

如果退出循环、停止生产后,每次要进入循环前要重复循环前的检查工作,并储存工作参数。

总之,每个循环开始前,首先将所有控制柜断路开关合上,然后将所有控制柜旋钮从IDLE  

AUTO档,进入循环后,将梭车控制钮复位,生产时要等待测试后再上玻璃。退出循环后,要将驱动框旋

钮从AUTO         OFF        IDLE,关掉风机,并将Power设置为20%保温。

7.3.1.11  DB4弯钢机组维护、保养工作。

a.  每星期要检查辊道(石英),SO2在辊道上形成一层保护膜,防止玻璃与辊子磨损。但SO2的过量使用,会在石英辊道上形成硫酸钠,所以要经常用清水清洗,保持上料台辊子、石英辊道清洁、干净。

b.  所有主传送辊道轴中心处,要用红色漆标出记号,B1、B2轴、风机轴钢化蝶阀轴做标记,便于操作者观察辊道是否旋转正常,蝶阀是否动作等。

c.  每天都要检查炉顶各部件是否工作正常,提升机工作是否正常,且链条一定要加润滑油。

d. 上料爪是否正确;上料放玻璃要正确;爪不能弯曲、工作要正常。

e.  提起电眼要确保工作正常,工作范围在0~15V(0V为有玻璃通过,无玻璃通过时必须≥15V)。

f.  每天要检查加热元件是否正常,加热灯要亮。如果加热灯不亮,要检查可控硅灯是否亮。每个月要测可控硅电流,如果电流不一样,要检查可控硅是否出故障。

g.  钢化风眼上下要对准,不能让碎玻璃阻塞风栅间隙排风孔,且每班要认真检查一次,若发现碎玻璃要及时清理。

h. 每小时检查一次钢化压力,钢化柜压力表是否正常。

i.  每天要记录启动柜电流值,电流的读数是否在工作范围内。

j.  真空要每天检查,检查真空水平压力、流量值。

k. 模具及平模的检查 ,一天要检查平凸模一次,并检查全下位、#CC间隙位、环的定位  ,以及平凸模的固定螺杆是否松动等。

l.  所有传送机构要定时加润滑油。

在质量管理体系的运行中,过程控制是加强工艺技术培训 强化过程质量控制

非常重要的环节,如能把过程控制做好,质量管理体系就会正常、有效地运行。在对过程进行控制中我们发现,生产中发生的质量问题大都是因为员工对生产工艺技术要求了解不够所致,而其中员工最为匮乏的是工艺技术的基础知识。因生产过程控制不严以及对工艺过程不了解等方面所产生的质量问题尤为突出。如在生产过程中我们常会碰到的因对技术要求表理解不透彻,以及对工艺记录、质量记录不完整和质量意识淡薄等而导致的质量问题时,一般会对相关人员进行处罚或采取纠正措施,这样通常只能起到一定的警告作用,随着时间的推移这种低级的问题又反复出现了。所以治标的同时必须治本,加强对员工的工艺技术培训已迫在眉睫,采取多种形式的工艺技术培训,使员工理论联系实践真正了解工艺、掌握工艺过程,才不至于重复发生低级的质量问题。

下面就生产过程中常见的‘钢化玻璃碎片大小问题’《如图所示》与大家做一讨论,以求共勉。

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

国标GB9656-2003标准中关于钢化玻璃碎块的规定范围较大,一般50mm×50mm方块内碎块为40—350块为合格。而在实际生产中我们要根据现有生产设备及工艺技术条件,来确定合理的工艺参数使生产处于稳定状态。从钢化玻璃表面应力与钢化碎块的关系图可以看出,如图所示,钢化玻璃分钢化范围与钢化安全玻璃范围,钢化安全玻璃的碎片最好要控制在65—95块之间,其表面应力应控制在105—140Mpa之间。以达到钢化制品性能的稳定,避免因钢化应力过大或过小而导致钢化玻璃自爆增多。那么,在生产中怎样才能生产出拥有‘完美碎块’性能稳定的钢化玻璃呢?

首先要了解确保钢化玻璃碎块的四大要素是什么?(温度、加热时间、风压、风栅间隙)。

在生产钢化玻璃时,加热温度、时间、风压以及风栅间隙一定要匹配,且绝对不能存在风栅间隙过大或风压过小的问题。如果风栅间隙过大,钢化碎块就会偏大,当压力达到极限时钢化碎片还是不合格,钢化碎片不合格时就会降低钢化玻璃的表面应力从而钢化玻璃的强度就会下降,如果风栅间隙过小,钢化玻璃表面就会出现风斑。加热时间也不能过长或过短一般情况下玻璃厚度乘以40秒作为加热时间较为合理,如温度过高、加热时间过长时钢化玻璃就会出现光畸变。反之也是一样。

 钢化压力与风栅间隙尽可能控制在如图所示范围内:

一般钢化设备压力以及风栅高度应设置为:

 

形 状

 

厚  度

平   钢   化

弯   钢   化

风 栅 高 度

3 mm

18~20Kpa

>  20 Kpa

15 mm上/下

4 mm

7.5~8Kpa

>  8  Kpa

20 mm上/下

5 mm

3~4Kpa

>  4  Kpa

35 mm上/下

6 mm

1.2~2Kpa

>  2  Kpa

50 mm上/下

8 mm

0.3~0.4Kpa

> 0.4 Kpa

80 mm上/下

10 mm

0.15~0.2Kpa

> 0.2 Kpa

100 mm上/下

注:风嘴到玻璃的距离。

12 mm

0.05~0.1Kpa

> 0.1 Kpa

15 mm

0.01~0.02Kpa

> 0.02 Kpa

19 mm

0.005~0.01Kpa

> 0.01 Kpa

 

通过以上分析与探讨,钢化玻璃碎块的大小,决定着钢化玻璃表面应力的大小,以及钢化玻璃强度的大与小。如果钢化玻璃碎块过大,其表面应力就会降低,强度就会下降。特别是在生产印有黑丝印边的钢化玻璃时,如边部碎块过大而中心部碎块小于边部时。其强度下降将会引起钢化玻璃的自爆增多。自爆的原因是钢化玻璃边部应力小于中心部应力时,应力不均而得到释放所致。因此钢化玻璃边部应力应大于中心部,国标中规定钢化玻璃制品边缘20㎜范围内碎片不做检测的原因就是边部应力或碎片大于中心部。要使钢化玻璃碎块达到钢化安全玻璃范围。就必须做到钢化碎块的均匀性。同时要结合以上几点,真正了解钢化玻璃之间、温度、加热时间、风压、以及风栅间隙四者之间的关系。并合以上几点进行调节,才能获得满意的钢化碎片。从而达到最佳的性能稳定的钢化玻璃。

在多年的生产实践中,我们也体会到过程控制必须与企业的实际情况相结合的道理,而员工对生产工艺了解的普及性和全面性则是每个企业在过程控制中的必备环节,这样才能确保质量管理体系在企业中的全面运行,从而使质量管理在企业生根、立足,并真正发挥作用。

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