随着浮法工艺的迅速发展, 我国浮法玻璃已从常规的5、6mm的生产, 向15、19甚至25mm厚玻璃的生产迈进, 玻璃的成型问题已基本解决, 而退火质量, 特别是退火后的应力问题则成为制约成品玻璃产量及质量的一个主要因素。玻璃在退火过程中产生的热应力可分为永久应力和暂时应力, 永久应力是当高温玻璃经退火到室温并达到温度均衡后, 玻璃中仍然存在的热应力, 一般产生于转变温度和应变温度范围之间。暂时应力是随温度梯度的存在而存在, 随温度梯度的消失而消失的热应力, 一般伴随着整个退火过程。玻璃的退火主要是在退火窑中进行的, 一般来说玻璃从退火窑出来以后, 其应力应该能够满足切割的要求, 但因各种因素的影响, 玻璃边部应力离要求还存在一定的差距, 这时, 必须想法在切割桥之前的这段辊道上, 把边部应力调整到满足切割要求应力的范围内。
由于边部表面应力所造成的玻璃切割问题有以下几种情况: (1) 掰边时玻璃板边部不“整齐”—产生小缺口; (2) 在靠近边部处玻璃不沿切痕断开, 造成多角或少角; (3) 掰掉的边部分成几段掉落。出现这些现象都是因为玻璃板边部有太高的压应力或张应力原因造成的。
通过在冷端切裁工段多年的实践、探索及总结, 除了相应的调整刀压、更换不同角度的刀轮、调整掰边轮位置等常用措施外, 我们还采取了多种措施调整和控制玻璃带的边部应力, 以达到满足切割要求的应力状态, 确保切割质量的稳定。
措施一:在退火窑的末端位置和纵切桥之前辊道的合适位置增加烧枪, 通过烧边火提高边部的温度。此措施采用天然气火焰加热玻璃的边部, 可以有效的控制边部的温度, 以改变其应力状况, 但火焰的大小及高度掌握不好时, 容易在玻璃表面产生火焰印, 从而影响成品玻璃的质量。
措施二:在纵切桥之前辊道的合适位置增加板边冷却水, 通过水冷来改变和控制温度, 以改变其应力状况。根据璃厚度不同及切割需要, 冷却水可以每边安装一套, 也可以安装多套。可以用自来水, 也可以用温度更低些的冷冻水, 经过试验, 冷冻水的效果更好, 但必须有相应的冷冻水制取装置才行。我们安装了三套冷却水装置, 生产较薄玻璃时, 使用一套或不用, 生产厚玻璃时全部使用, 效果十分显著。使用冷却水时要控制好流量, 保证不会污染到纵切痕里面的玻璃, 可以让水滴到压在玻璃表面的毛刷或海绵上, 这样水就能够均匀的对玻璃冷却。
措施三:在纵切桥之前或之后的辊道合适位置增加电加热装置, 或直接用电热风机吹的措施。利用热空气对玻璃进行加热, 不会对玻璃质量产生不良的影响。我们选择的是石英电加热管, 配以压缩空气把热风吹的玻璃上, 电加热装置作成移动式的, 可以在纵切前对玻璃加热, 也可以在纵切划痕后加热刀痕内侧, 提高边部张应力, 经过试验证明效果良好, 掰边的质量比没使用电加热的时候要好的多。
在生产15mm以上的厚玻璃时, 如果采取以上的措施效果不明显, 还可采取二次掰边的方式, 用来提高掰边后玻璃板边角的质量。所谓二次掰边就是在掰边辊道上分两次掰掉边部, 第一次掰边切痕位置一般在在牙痕外, 掰掉边部后将使玻璃边部的压应力大大降低。第二次次掰边切痕按要求的玻璃板宽度划出, 掰掉后得到正常尺寸的玻璃板。因为第一次掰边后玻璃边部的压应力大大降低, 所以使得成品玻璃板边角部位的质量显著提高, 减少了玻璃损失, 使成品率得到提高。二次掰边一般需要两段掰边辊道才能实现, 但我们的浮法线设计时只有一段掰边辊道, 设想的通过四个角部的可以里外移动的轮实现二次掰边, 经过试用后发现根本达不到要求。
因此我们采取了措施四:经过反复试验, 我们把气缸固定到底座上, 在气缸杆安装一个金属圆锥头, 用电磁阀控制气缸上下动作。使用时, 把底座放到横掰前的玻璃带下面, 伸出气缸杆后, 调整圆锥头比玻璃下表面高出1mm左右, 然后缩回气缸杆, 让圆锥头对准一次掰边的切痕, 启动电磁阀, 对切痕进行顶撞。因为玻璃比较厚, 1mm的高度差刚好把划痕往下延伸至接近玻璃的下表面, 还不会完全掰断, 也不影响横掰后玻璃板继续前行, 而且还起到了一次掰边的作用, 使玻璃边部的压应力大大降低。
以上几种措施主要是在浮法玻璃生产线冷端采取的, 对于出了退火窑的玻璃来说, 属事后的控制, 也需要增加一定消耗, 如水、电、天然气、压缩空气及各种备件等。如果能够在玻璃带进入退火窑后, 在退火窑内部按照退火曲线对其各区的出口温度进行调控, 进行事中控制, 尽可能稳定玻璃内部的结构, 消除或减少玻璃内部的热应力, 对应提高玻璃的质量及良品率是最佳的选择, 当然这是一项比较复杂的工作。
结语
在实际的生产中, 玻璃边角部的破损还有其他原因引起的, 如人为原因等。但通过采取以上几种措施, 的确能够有效地降低玻璃的应力, 改善其边部应力状况, 而应力的减小就使得切割后的掰边较为容易, 且玻璃边部也整齐, 玻璃的质量及良品率得到提高。
摘要：在浮法玻璃生产过程中, 切割后掰开时, 经常会有断面掰的不齐或掉块的现象发生, 这与玻璃的应力分布不当有关, 尤其是玻璃边部的应力, 对玻璃原片质量造成很大影响, 也会造成玻璃损失。本文对浮法玻璃的应力进行了简单的阐述, 分析了边部应力引起的一些切割问题, 并根据多年在冷端工作的经验提出了解决方法。
关键词：玻璃,边部,应力,措施
参考文献
[1] 张战营等.《浮法玻璃生产技术与设备》.化学工业出版社, 2010.
[2] 赵建军.《厚玻璃退火常见问题的解决方法》.中国玻璃, 2007.