浮法玻璃退火工艺浮法玻璃退火工艺安全实业有限公司胡文斌 13700390687 浮法玻璃退火工艺浮法玻璃退火工艺 3 34 45 56退火基本原理退火基本原理 退火实践操作与分析退火实践操作与分析 退火应力分析退火应力分析 退火窑的分类与结构退火窑的分类与结构退火温度的设计依据退火温度的设计依据1 12 23 34 45退退火火窑窑的的长长度度与与生生产产能能力力有有关关 （一）了解几个概念（一）了解几个概念1 1、什么是玻璃的退火、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10131014泊温度）进行热处理的过程称退火。2 2、退火的目的？、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，减少玻璃残余应力，稳定玻璃内部结构和光学不均匀性。 （一）了解几个概念（一）了解几个概念3、应变点应变点TsTs（470470） 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、转变点转变点T Tg g（514514） 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部分，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（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。退火基本原理退火基本原理1自由流动的熔体自由流动的熔体完全弹性体高黏滞塑性体高黏滞塑性体过渡为完全弹塑性体过渡为完全弹塑性体弹性体初态弹性体初态弹塑性体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退火应力分析退火应力分析应力分类应力分类暂时应力：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。永久应力永久应力： 当高温玻璃经过退火后冷却至常温并达到温度均衡后，仍存在于玻璃中的热应力，也称为残余应力或内应力。永久应力产生原因分析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永久应力大小和产生是分子位移的结果板芯永久应力板芯永久应力 表面永久压应力产生了，边松也是这个道理表面永久压应力产生了，边松也是这个道理 -表示张应力表示张应力 +表示压应力表示压应力10-3=-77710-3=-745045040040055055055055010-10-10103030303030808030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平面永久应力左右左中右中550550550550550550550550不会有应力分子移动相同分子都不移动应力永久存在3030400400+3+3450以上产生永久应力，以下不会以上产生永久应力，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无论何应力都不能超过极限，包括两者应力的叠加30450450-3-330永久应力与什么有关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别的，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，外层受中心层的抵制受张应力。 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表面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，表面层受压应力，这种力永久存在。 3080803045045045045030303030+10+10450以下所产生应力随温差消失而消失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暂时应力产生原因分析+10+10-10-10板边=板中部-10-103030-10暂时应力的描述暂时应力的描述 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，就为准，这是由高温高效退火理论决定的，就 浮法玻璃而言浮法玻璃而言101010.8210.82 11 11，600600 595 595 。弹性体初态弹性体初态弹塑性体弹塑性体高黏滞塑性高黏滞塑性体体自由流动自由流动的熔体的熔体完全弹性体过渡为完全过渡为完全弹塑性体弹塑性体玻璃的六个玻璃的六个物理特性物理特性两个阶段之退火阶段之三个状态两个阶段之退火阶段之三个状态最佳次佳最次 595516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。最佳退火状态（弹塑性体最佳退火状态（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，对减小永久应贡献最大。次佳退火状态（弹性体初态）次佳退火状态（弹性体初态） 这时，1014.5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跃，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）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，减小结构差的功效甚微。后续退火状态（完全刚体）后续退火状态（完全刚体）退火四个状态特征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）516-480545-516568-545600-568这不是这不是A/B/CA/B/C的分区哦的分区哦）四个状态的关系四个状态的关系 看一看、比一比哪个区重要看一看、比一比哪个区重要 B区A区600-550550480600-568545-516516-480568-545最佳退火状态100%次佳退火状态79.5%次佳退火状态20.5%最次最佳退火状态100%后续退火状态51%退火阶段（温降退火阶段（温降84）温降50占59.6%温降34占40.4%看来看来A 区区要重要些要重要些退火窑设计理念退火窑设计理念以A区（600-550）为“重心”集中了最佳和次佳退火状态B区（550480 ），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从从从“ “六个物理特性六个物理特性六个物理特性六个物理特性阶段、两个退火阶阶段、两个退火阶阶段、两个退火阶阶段、两个退火阶段和四种退火状态段和四种退火状态段和四种退火状态段和四种退火状态” ”，得到了浮法玻，得到了浮法玻，得到了浮法玻，得到了浮法玻璃退火窑设计的技璃退火窑设计的技璃退火窑设计的技璃退火窑设计的技术路线，要点有术路线，要点有术路线，要点有术路线，要点有左左左左边边边边四条：四条：四条：四条： 二、退火的温度制度二、退火的温度制度退火允许冷却速度的计算退火允许冷却速度的计算冷却速度冷却速度光程差取光程差取30常数常数厚度的一半厚度的一半退火残余应力的计算退火残余应力的计算残余应力，Kg/m2板厚板厚mm常数B区冷却速度，/min厚度mm5681012.719允许值nm/cm32376065使用值nm/cm21.525.934.444.9349.8实际值nm/cm21.525.934.44354.6181.7超允许值nm/cm-10.50-2.6-1716.7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算一下吧 二、退火的温度制度二、退火的温度制度退火窑的分类与结构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 辊道和壳体两部分。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，其他部分基本上趋于一致。 二、退火的温度制度二、退火的温度制度CUNDCUND退火窑的划分退火窑的划分F区C区 F区F区A区Ret区600-55055048048039039023023090加热均热带加热均热带重要冷却带重要冷却带缓慢冷却带缓慢冷却带快速冷却带快速冷却带急速冷却带急速冷却带退火冷却速度按6mm计算一般选18.52/min1.5:1冷却冷却速度速度5:1冷却速冷却速度度2.5:1冷却冷却速度速度3:1冷却速冷却速度度 3:1冷却速度冷却速度1.75:1冷却冷却速度速度各区长度就各区长度就可以算出了可以算出了B区CUNDCUND退火窑的结构退火窑的结构电加热电加热下部辐射管下部辐射管上部辐射管上部辐射管热电偶热电偶进风口进风口传动辊道传动辊道出风口出风口风机风机A区的结构区的结构CUNDCUND退火窑的结构退火窑的结构电加热电加热下部双辐射管下部双辐射管上部双辐射管上部双辐射管热电偶热电偶出风口出风口传动辊道传动辊道进风口进风口风机风机B/C区的结构区的结构CUNDCUND退火窑的结构退火窑的结构热风出口热风出口退火辊道退火辊道上部混合风上部混合风下部混合风下部混合风Ret区的结构区的结构退火实践操作与分析退火实践操作与分析5较为理想的玻璃带应力分布是；较为理想的玻璃带应力分布是；两边部有一定的压应力两边部有一定的压应力, ,中间为中间为较小的张应力，也就是说我们在较小的张应力，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炸的危险，又把应力控制在了允许的范围之内。许的范围之内。 退火常见的现象退火常见的现象 (1)边紧边紧 边部张应力大，从侧面看，板边部张应力大，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。会有模糊的毛擦，厚板掰边易劈边。(2)边松边松 边部压应力大，退火敞开部有边部压应力大，退火敞开部有拍辊现象，横掰时边处裂纹不走直线，拍辊现象，横掰时边处裂纹不走直线，多缺角现象多。多缺角现象多。张应力张应力张应力张应力压应力压应力压应力压应力退火常见的现象退火常见的现象(4)向下弯曲向下弯曲 板下永久压应力板上，边部有板下永久压应力板上，边部有些向下紧绷的现象，底面与底面对板些向下紧绷的现象，底面与底面对板时中部有明显的缝隙。时中部有明显的缝隙。(3)向上弯曲向上弯曲 板下永久压应力板上，边部有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些上翘的现象，底面与底面对板时边部有明显的缝隙。部有明显的缝隙。张应力张应力压应力压应力板下板下板上板上板下板下板上板上降温梯度是退火的关键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，减少散热量降温要慢，减少散热量避免过大暂时应力不要在此处炸板就可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FRetCBA温度的对称性至关重要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别），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，就会形成单边过大的暂时应力，或两侧的应力截然相反使板发生扭曲，这对退火是相当不利的，就像板上板下降温速度不同而引起的板弯曲一样。旋转90看看，是不是与板弯的应力有类似玻璃的退火控制，对于不同的品种来说主要的控制区别，就是纵向降温梯度不同而已，如假设玻璃在进口端，横向温度是均匀的，那么要想保证纵向降温的一致性，就应该是；各个区域的阀体开度是一样的，现实生产中这种情况是不可能的，不管怎样努力，玻璃的边部温度都是低于中部的，而退火窑的散热也符合这一理论，因而我们在玻璃进退火窑时就进行了努力的校正，通常的做法是将阀体程倒V字形排列，这一排列理论上应该延续到F区，如果不一致，就说明在纵向降温上各点的降温速度不一致，显然是不合理的。前后阀体控制的一致性是退火良好的表现前后阀体控制的一致性是退火良好的表现1、合理降低拉引量2、减少板的摆动和跑偏3、板面质量要优良，减少结构应力的危害4、厚板纵向降温梯度要趋向减少5、厚板板边的特征是较有效板厚度薄，要对边部进行热量补偿，必要时开启边部电加热，或使用边火6、避免C区过大的暂时应力，最好边部有一定的压应力，以保证绝对不在次区域断炸8、充分利用Ret区，降低F区的风险8、温度退火温度，尽量少做调整厚板退火操作建议厚板退火操作建议多看多看多查多查多问多问多想多想怎样做好怎样做好退火工作退火工作永久应力永久应力是基础是基础我是合格我是合格的退火工的退火工www.hbjcxy.com