玻璃成形退火操作與控制

1緒論1

1.1平板玻璃在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位1

1.2平板玻璃成形的演變過程2

1.3我國(guó)浮法玻璃的發(fā)展過程2

1.4浮法玻璃成形退火的現(xiàn)狀3

1.5浮法玻璃的新技術(shù)發(fā)展4

1.5.1電子工業(yè)用超薄浮法玻璃工藝技術(shù)4

1.5.2玻璃鍍膜技術(shù)5

1.5.3浮法玻璃退火窯輥道技術(shù)5

1.5.4一窯多線5

1.5.5計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)在玻璃工業(yè)中的應(yīng)用6

1.5.6節(jié)能工藝技術(shù)6

1.5.7環(huán)保技術(shù) 6

2玻璃成形工藝原理7

2.1與玻璃成形有關(guān)的性質(zhì)7

2.1.1玻璃狀態(tài)轉(zhuǎn)化性質(zhì)7

2.1.2玻璃的黏度8

2.1.3表面張力14

2.1.4玻璃的熱學(xué)性質(zhì)17

2.1.5玻璃的析晶性能19

2.1.6潤(rùn)濕現(xiàn)象20

2.2浮法玻璃成形原理 22

2.2.1浮法玻璃攤平拋光機(jī)理 22

2.2.2浮法玻璃液攤平拋光的條件23

2.2.3浮法玻璃的平衡厚度（自然厚度）24

2.2.4玻璃液在錫液面上的浮起高度 26

2.2.5浮法玻璃的浮托介質(zhì) 27

2.2.6薄玻璃的成形原理29

2.2.7厚玻璃的成形原理31

2.3浮法玻璃成形的工作原理31

2.3.1錫槽內(nèi)的熱交換31

2.3.2玻璃帶的表面溫度與介質(zhì)的溫度關(guān)系33

2.3.3玻璃帶在錫槽中的冷卻速度34

2.3.4錫槽內(nèi)保護(hù)氣體的流動(dòng)35

2.3.5錫槽內(nèi)錫液的流動(dòng)36

學(xué)習(xí)思考題37

3玻璃成形工藝控制與操作38

3.1浮法玻璃成形的工藝分區(qū)38

3.1.1拋光區(qū)38

3.1.2徐冷區(qū)39

3.1.3成形區(qū) 39

3.1.4冷卻區(qū)39

3.2浮法玻璃成形工藝制度與控制40

3.2.1溫度制度 40

3.2.2氣氛控制45

3.2.3壓力制度50

3.2.4成形工藝指標(biāo)控制案例51

3.2.5錫槽控制與檢測(cè)系統(tǒng)53

3.3薄玻璃成形技術(shù)55

3.3.1拉薄過程分析 56

3.3.2薄玻璃生產(chǎn)方法58

3.3.3薄玻璃生產(chǎn)中拉邊機(jī)參數(shù)的設(shè)置60

3.3.4影響薄玻璃表面質(zhì)量的因素65

3.3.5浮法薄玻璃成形操作 67

3.4厚玻璃成形67

3.4.1厚玻璃生產(chǎn)方法68

3.4.2生產(chǎn)厚玻璃遇到的問題及解決辦法69

3.4.3厚玻璃生產(chǎn)工藝參數(shù)舉例71

3.4.4浮法厚玻璃成形操作71

3.5玻璃厚薄差的控制72

3.5.1控制厚薄差的意義73

3.5.2控制薄玻璃厚薄差的措施73

3.5.3厚玻璃的厚薄差75

3.5.4玻璃板厚薄差的調(diào)整75

3.6浮法玻璃在線鍍膜76

3.6.1鍍膜玻璃的定義和分類76

3.6.2在線玻璃鍍膜方法76

3.7浮法玻璃成形日常生產(chǎn)操作81

3.7.1改板操作81

3.7.2拉邊機(jī)操作84

3.7.3更換冷卻水包86

3.7.4扒渣機(jī)操作88

3.8成形常見故障處理88

3.8.1流量突然變小88

3.8.2錫槽內(nèi)玻璃帶出現(xiàn)突然變寬89

3.8.3玻璃帶根變化的原因分析與處理89

3.8.4玻璃帶根回縮的原因分析與處理90

3.8.5玻璃帶擺動(dòng)原因分析與處理90

3.8.6玻璃帶跑偏原因分析與處理90

3.8.7沾邊原因分析與處理91

3.8.8卷機(jī)頭原因分析與處理91

3.8.9脫邊的原因分析與處理93

3.8.10斷板的原因分析與處理94

3.8.11發(fā)生滿槽的原因分析與處理操作95

3.9成形突發(fā)事故處理95

3.9.1發(fā)生停電、閃電事故的處理95

3.9.2停水事故的處理97

3.9.3停保護(hù)氣體事故的處理97

3.9.4主傳動(dòng)停車事故處理99

3.9.5電阻絲脫落99

3.9.6錫槽內(nèi)設(shè)施漏水99

3.9.7生產(chǎn)時(shí)拉邊機(jī)停轉(zhuǎn)事故處理99

3.9.8槽底浮磚的處理操作100

3.9.9流量調(diào)節(jié)閘板斷裂事故處理100

學(xué)習(xí)思考題101

4玻璃成形設(shè)備102

4.1錫槽概述102

4.1.1浮法玻璃成形對(duì)錫槽的要求103

4.1.2錫槽的分類104

4.2錫槽進(jìn)口端105

4.2.1錫槽進(jìn)口端結(jié)構(gòu)組成106

4.2.2錫槽進(jìn)口端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)112

4.3錫槽主體結(jié)構(gòu)114

4.3.1錫槽的結(jié)構(gòu)形式114

4.3.2錫槽的金屬外殼115

4.3.3錫槽槽底磚的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)115

4.3.4錫槽的槽底設(shè)計(jì)121

4.3.5錫槽底磚安裝123

4.3.6錫槽頂蓋126

4.3.7錫槽胸墻129

4.3.8錫槽的鋼結(jié)構(gòu)131

4.4錫槽出口端132

4.4.1出口端結(jié)構(gòu)組成133

4.4.2過渡曲線與過渡輥?zhàn)拥摹八亩取?33

4.4.3過渡輥臺(tái)的密封及保溫135

4.4.4過渡輥下的擦錫裝置136

4.4.5錫槽出口端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)136

4.5錫槽電加熱系統(tǒng)137

4.5.1電加熱元件138

4.5.2錫槽加熱與電功率分配140

4.6錫槽槽底冷卻風(fēng)系統(tǒng)143

4.6.1冷卻風(fēng)機(jī)的選擇和布置143

4.6.2送風(fēng)氣流組織方式144

4.7錫液深度設(shè)計(jì)與錫容量計(jì)算145

4.7.1錫液液面的位置145

4.7.2錫液深度145

4.7.3容錫量的計(jì)算145

4.8錫槽主體結(jié)構(gòu)尺寸初步計(jì)算146

4.8.1計(jì)算依據(jù)146

4.8.2錫槽主體結(jié)構(gòu)尺寸初步計(jì)算147

4.9錫槽新技術(shù)151

4.9.1錫槽結(jié)構(gòu)的新特點(diǎn)151

4.9.2先進(jìn)的錫槽結(jié)構(gòu)特點(diǎn)151

4.10成形附屬設(shè)備152

4.10.1拉邊機(jī)152

4.10.2直線電機(jī)159

4.10.3冷卻水包與錫液冷卻器163

4.10.4定邊磚、背襯磚及鼻磚164

4.10.5石墨內(nèi)襯和石墨擋坎164

4.10.6石墨擋壩165

4.10.7扒渣池165

4.10.8錫液泵165

4.10.9擋邊器和卷邊器165

4.10.10擋旗166

4.10.11錫槽玻璃測(cè)厚儀167

4.10.12錫槽排氣裝置167

4.10.13錫槽保護(hù)氣體凈化循環(huán)裝置167

4.10.14浮法玻璃擦錫裝置167

4.10.15錫槽槽內(nèi)氣氛檢測(cè)裝置168

4.10.16冷卻風(fēng)機(jī)168

4.10.17保護(hù)氣體系統(tǒng)168

4.11錫槽的烘烤168

4.11.1烘烤前的檢查168

4.11.2烘烤前的技術(shù)與工器具準(zhǔn)備170

4.11.3錫槽烘烤升溫原則與烘烤要點(diǎn)172

4.11.4加錫173

4.11.5500t/d錫槽烘烤案例175

4.12錫槽生產(chǎn)前的引頭子177

4.12.1引頭子溫度制度177

4.12.2準(zhǔn)備工作178

4.12.3工作流程 178

4.12.4引頭子操作178

4.12.5引頭子注意事項(xiàng)179

4.13成形設(shè)備的日常維護(hù)180

4.13.1錫槽的密封操作180

4.13.2拉邊機(jī)日常維護(hù)181

4.13.3吹掃錫槽頂蓋181

4.13.4生產(chǎn)過程中吹掃流道閘板182

4.13.5日常生產(chǎn)加錫183

4.13.6錫槽維護(hù)的其他操作184

4.14錫槽的維修185

4.14.1熱換流量調(diào)節(jié)閘板185

4.14.2熱換流槽唇磚186

4.14.3更換八字磚 188

4.14.4更換背襯磚189

4.14.5倒換錫槽槽底風(fēng)機(jī)189

4.14.6更換過渡輥190

4.15成形設(shè)備巡檢191

4.15.1崗前巡檢和班中巡檢191

4.15.2設(shè)備巡檢要點(diǎn)191

4.16砸頭子與冷修放錫193

4.16.1砸頭子193

4.16.2錫槽冷修放錫194

學(xué)習(xí)思考題194

5玻璃成形缺陷196

5.1錫槽中的化學(xué)反應(yīng)196

5.1.1玻璃液與耐火材料之間的化學(xué)作用196

5.1.2錫液在錫槽內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)197

5.1.3錫化合物的性質(zhì)198

5.2錫槽中離子擴(kuò)散與離子交換反應(yīng)199

5.2.1離子擴(kuò)散與離子交換反應(yīng)機(jī)理199

5.2.2玻璃的滲錫201

5.2.3氫氣和氧氣在錫液中的溶解202

5.3錫槽中的氧污染和硫污染203

5.3.1錫槽中的污染的來源203

5.3.2氧污染和硫污染治理措施205

5.3.3錫槽內(nèi)硫污染案例207

5.4浮法玻璃成形缺陷的判斷與處理210

5.4.1成形缺陷的分類210

5.4.2錫污染引起的缺陷210

5.4.3耐火材料引起的缺陷212

5.4.4槽底氣泡及其他氣泡缺陷213

5.4.5操作制度等引起的缺陷214

5.4.6輥道疵點(diǎn)215

5.4.7其他缺陷215

5.5成形缺陷的綜合控制217

5.5.1系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡方法217

5.5.2過程控制的方法218

5.5.3綜合治理成形缺陷措施219

5.6成形缺陷處理案例220

5.6.1玻璃狀滴落物案例220

5.6.2光畸變點(diǎn)處理案例222

5.6.3投產(chǎn)初期錫槽氣泡處理案例223

學(xué)習(xí)思考題224

6玻璃退火工藝控制與操作225

6.1玻璃退火工藝原理225

6.1.1玻璃黏度的參考點(diǎn)225

6.1.2退火溫度范圍（退火區(qū)域）226

6.1.3玻璃的熱應(yīng)力226

6.1.4退火原理231

6.2浮法玻璃退火工藝過程232

6.2.1退火工藝目標(biāo)與退火標(biāo)準(zhǔn)232

6.2.2退火窯各工藝分區(qū)及長(zhǎng)度計(jì)算232

6.2.3影響玻璃退火質(zhì)量的因素及措施237

6.3浮法玻璃退火窯的加熱系統(tǒng)241

6.3.1退火窯的烤窯加熱241

6.3.2退火窯的保溫加熱242

6.3.3退火窯的生產(chǎn)加熱242

6.3.4電加熱器243

6.4浮法玻璃退火窯冷卻系統(tǒng)244

6.4.1退火窯內(nèi)玻璃帶的散熱244

6.4.2退火窯的冷卻方式及冷卻風(fēng)流向244

6.4.3冷卻風(fēng)管的布置和風(fēng)機(jī)選型246

6.4.4浮法玻璃退火窯各區(qū)的冷卻風(fēng)控制248

6.5浮法玻璃退火的溫度制度與控制253

6.5.1縱向退火溫度制度253

6.5.2退火窯的溫度控制255

6.6退火窯各區(qū)的應(yīng)力控制259

6.6.1永久應(yīng)力控制259

6.6.2暫時(shí)應(yīng)力控制263

6.7浮法玻璃退火操作技術(shù)266

6.7.1浮法玻璃退火操作的指導(dǎo)思想266

6.7.2厚玻璃退火操作技術(shù)267

6.7.3薄玻璃退火操作技術(shù)269

6.8常見退火問題處理操作271

6.8.1玻璃板整體向上、向下彎曲272

6.8.2玻璃的縱炸273

6.8.3橫炸275

6.8.4混合式炸裂 277

6.8.5其他炸裂278

6.8.6玻璃切割問題279

6.9浮法玻璃退火縱炸案例282

6.9.1案例概況282

6.9.2縱炸原因分析283

6.9.3生產(chǎn)調(diào)整283

6.9.4案例評(píng)述284

6.10退火窯常規(guī)操作284

6.10.1退火窯改板操作 284

6.10.2退火窯風(fēng)機(jī)操作規(guī)程285

6.10.3退火窯主傳動(dòng)操作285

6.11退火窯突發(fā)事故的處理286

6.11.1退火窯停電處理規(guī)程286

6.11.2退火窯某輥停轉(zhuǎn)處理286

6.11.3退火窯內(nèi)擋簾掉落處理 286

6.11.4退火窯停水處理 286

學(xué)習(xí)思考題286

7玻璃退火窯288

7.1玻璃退火窯概述288

7.1.1退火窯的類型288

7.1.2浮法玻璃退火窯現(xiàn)狀289

7.2退火窯結(jié)構(gòu) 290

7.2.1退火窯結(jié)構(gòu)概述290

7.2.2STEIN退火窯各分區(qū)結(jié)構(gòu)290

7.2.3STEIN退火窯與CNUD退火窯的性能比較 294

7.3退火窯輥道與傳動(dòng)299

7.3.1退火窯輥道運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)與要求299

7.3.2退火窯輥道的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)300

7.3.3退火窯輥道傳動(dòng)裝置301

7.4LowE浮法玻璃退火窯特點(diǎn)304

7.4.1在線低輻射玻璃的特點(diǎn)304

7.4.2在線低輻射鍍膜工藝對(duì)浮法退火窯的要求304

7.4.3在線鍍膜退火窯操作控制306

7.5退火窯的烘烤307

7.5.1升溫前的準(zhǔn)備307

7.5.2退火窯升溫曲線的制定308

7.5.3升溫烤窯308

7.5.4生產(chǎn)前設(shè)備檢查工作310

7.6退火窯生產(chǎn)操作310

7.6.1退火窯引頭子操作 310

7.6.2退火窯日常維護(hù)311

7.6.3退火窯巡檢312

7.6.4退火窯砸頭子312

學(xué)習(xí)思考題3138保護(hù)氣體制備工藝與設(shè)備314

8.1保護(hù)氣體制備基礎(chǔ)314

8.1.1空分制氮的基礎(chǔ)知識(shí)314

8.1.2氨分解制氫的基礎(chǔ)知識(shí)315

8.2高純氮制備工藝與設(shè)備316

8.2.1高純氮制備工藝流程316

8.2.2空分制氮設(shè)備318

8.3氨分解制氫工藝與設(shè)備321

8.3.1氨分解制氫工藝流程321

8.3.2氨分解制氫設(shè)備322

8.4保護(hù)氣體的輸送和分配324

8.4.1保護(hù)氣體的輸送324

8.4.2保護(hù)氣體的混合325

8.4.3配氣工藝流程325

8.4.4配氣方法325

學(xué)習(xí)思考題325

9壓延玻璃成形與退火326

9.1壓延法成形與退火工藝326

9.1.1壓延成形工藝326

9.1.2壓延玻璃的退火特點(diǎn)327

9.1.3太陽(yáng)能超白壓延玻璃簡(jiǎn)介328

9.2壓延玻璃的成形與退火設(shè)備329

9.2.1壓延機(jī)329

9.2.2過渡輥臺(tái)與退火窯329

9.3壓延玻璃的生產(chǎn)操作330

9.3.1砸頭子操作330

9.3.2引頭子操作331

9.3.3正常生產(chǎn)調(diào)整331

學(xué)習(xí)思考題332

10瓶罐玻璃成形與退火333

10.1概述333

10.1.1玻璃瓶罐分類333

10.1.2玻璃瓶罐的成形方法333

10.2吹吹法成形334

10.2.1吹吹法成形的基本原理334

10.2.2吹吹法成形的操作工序334

10.2.3吹吹法成形工藝335

10.3壓吹法成形343

10.3.1壓吹法成形的基本原理343

10.3.2壓吹法成形的操作工序343

10.3.3壓吹法成形的工藝343

10.4瓶罐玻璃的退火344

學(xué)習(xí)思考題346

參考文獻(xiàn)347 2100433B

《玻璃成形退火操作與控制》共分10章，主要介紹玻璃成形工藝原理、玻璃成形工藝控制與操作、玻璃成形設(shè)備、玻璃成形缺陷、玻璃退火工藝控制與操作、玻璃退火窯、保護(hù)氣體制備工藝與設(shè)備、壓延玻璃成形與退火及瓶罐玻璃成形與退火等內(nèi)容。《玻璃成形退火操作與控制》把教學(xué)內(nèi)容與職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)緊密銜接，有機(jī)融合成形工、退火工職業(yè)資格證書對(duì)知識(shí)、技能和態(tài)度的要求

《玻璃成形退火操作與控制》中設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造與設(shè)備實(shí)物的外形圖片相互對(duì)照，使學(xué)習(xí)過程更加形象、直觀，增強(qiáng)了教材的可讀性、適用性和實(shí)踐性，也使學(xué)生了解所學(xué)專業(yè)與實(shí)際應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性。為適應(yīng)案例教學(xué)和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)，在書中引入了生產(chǎn)實(shí)際案例，對(duì)案例進(jìn)行了詳細(xì)分析，并在每章后面都增加了學(xué)習(xí)思考題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

《玻璃成形退火操作與控制》可作為高職高專和高等院校應(yīng)用型本科材料類相關(guān)專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為玻璃行業(yè)企業(yè)的培訓(xùn)教材，同時(shí)也是工程技術(shù)人員的技術(shù)參考用書。

在玻璃制品生產(chǎn)中，成形過程是利用玻璃液的黏度為基礎(chǔ)的。把熔制好的玻璃液冷卻到成形所要求的可塑程度，利用這種適度的可塑性使成形的制品固定成形，而后以一定的冷卻速度冷卻，應(yīng)用玻璃黏度隨溫度變化的特性使制品成形。

從黏度-溫度曲線可以看出，在比較高的溫度范圍內(nèi)，冷卻開始時(shí)，其黏度的增長(zhǎng)速度很緩慢，隨著溫度下降，黏度的溫度梯度驟然增大，曲線呈彎曲狀，當(dāng)溫度下降到900～1000%黏度開始快速增長(zhǎng)。由此可知，玻璃成形的黏度一溫度范圍應(yīng)選擇在曲線的彎曲部分，這時(shí)的玻璃液最適宜于成形。成形方法不同時(shí)，其初始的成形黏度也不相同。例如，噴棉的成形溫度高于拉絲的成形初始溫度。

表面張力總是力圖把物體的表面收縮成球狀，表面張力的這種特性在玻璃成形過程中起著極為重要的作用。例如，在吹制成形中，由于表面張力的作用，不用成形模就可以制得球狀玻璃泡等。玻璃制品表面火焰拋光和玻璃制品爆口均是充分利用玻璃表面張力作用。

表面張力則隨溫度降低而呈線性增加，而玻璃黏度隨溫度降低呈指數(shù)變化，因而兩者在不同溫度范圍內(nèi)對(duì)成形作用的大小是不同的。在大多數(shù)情況下，玻璃液的黏度和表面張力對(duì)制品的成形是有利因素，但有時(shí)也是降低產(chǎn)量和質(zhì)量的重要因素之一。例如，窗玻璃上的玻璃筋、壓花玻璃上的花紋清晰度等。

玻璃的熱膨脹系數(shù)對(duì)于套色玻璃、封接玻璃、電子玻璃、光學(xué)玻璃等極為重要。玻璃的其他熱學(xué)性能在成形過程中也有一定的影響。當(dāng)玻璃成形時(shí)，玻璃液滴從黏彈性體到固體狀態(tài)，借助模具成形時(shí)，模具表面因受熱膨脹，玻璃液滴此時(shí)處于收縮，兩者之間存在1%～2%的差值，這樣就在制品上產(chǎn)生殘余應(yīng)力，導(dǎo)致制品表面產(chǎn)生微裂紋。因此，在成形過程消除模具對(duì)玻璃質(zhì)量的影響變得十分重要，設(shè)計(jì)好模具尺寸也是質(zhì)量保障前提。

在生產(chǎn)電真空玻璃或成形套料制品時(shí)，玻璃的熱膨脹系數(shù)也是十分重要的。玻璃與玻璃的熱膨脹系數(shù)應(yīng)當(dāng)匹配，玻璃與封接金屬的熱膨脹系數(shù)也要匹配，否則會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力而破裂。

玻璃的熱性質(zhì)是成形過程中影響熱傳遞的主要因素，與玻璃的冷卻速度以及成形的溫度制度有極大的關(guān)系。玻璃的比熱容決定著玻璃成形過程中需要放出的熱量。玻璃的比熱容隨溫度的下降而下降。高溫時(shí)，瓶罐玻璃的比熱容不論是長(zhǎng)性玻璃或短性玻璃，不隨其組成發(fā)生明顯的變化。玻璃的熱導(dǎo)率表示單位時(shí)間內(nèi)的傳熱量。表面輻射強(qiáng)度用輻射系數(shù)來表征。透熱性即為紅外線和可見光的透過能力。玻璃的熱導(dǎo)率、表面輻射強(qiáng)度和透熱性越大，冷卻速度就越快，成形速度也就越快。 2100433B

玻璃的成形方法有：吹制法(空心玻璃等)、壓制法(煙缸、水杯等)、壓延法(壓花玻璃等)、澆鑄法(光學(xué)玻璃等)、拉制法(平板玻璃、玻璃管等)、離心法(玻璃棉等)、燒結(jié)法(泡沫玻璃、工藝玻璃等)、噴吹法(玻璃徽珠等)、浮法(平板玻璃等)、焊接法(儀器玻璃等)等。

上述成形方法，按照制品形狀產(chǎn)生的方法，可分為有模成形和無模成形兩大類，有模成形又分為單側(cè)模(吹制、離心成形)和雙側(cè)模(壓制成形)。