12mm浮法玻璃退火中几个问题的 产生原因及解决办法

12mm浮法玻璃退火中几个问题的

产生原因及解决办法

12mm浮法玻璃生产中，退火与成型占据着同等重要的位置。12mm浮法玻璃的退火实际上是围绕着劈边、横切白渣、掰边困难、弯曲度大等四个问题的解决而展开的。在解决上述几个问题的过程中，退火窑的温度制度得到了优化。同时，优化的退火温度制度又保证了玻璃内在质量的稳定。本文试图在总结12mm浮法玻璃退火经验的基础上，对一些退火问题的本质进行分析。 1 退火窑简介

我公司浮法一线500t/d生产线配置的退火窑是STEIN公司生产的第二代浮法玻璃退火窑。其基本情况间表1。

与CNOD退火窑相比，STEIN退火窑通过控制A区、B区循环热风的温度与风量来控制玻璃带的降温。通过E1区、C区和D区连接在一起。在退火窑A0区进口，E1区的进出口以及D区中部设置了四道挡帘，并在E1区设置了一压差计。通过调节D区的风温、风量把E1区的压力控制为零压或微负压，目的在于阻止退火窑内前后气体的流动，保证退火温度制度的稳定。

STEIN退火窑在温度控制方式上，采用的是纵向为温度控制，横向为温差控制的方案。为保证玻璃带横向温度的均匀，在A0区设置了板上板下直接电加热器，在A区进出口、B区进口板下设置了活动的边部电加热器。同时，还可以利用退火窑上部冷却

风管中风温、风量的精细调节，对玻璃带实施横向温度调整，把

玻璃板处A区B区是的横向温差控制在5℃以内。 2 劈 边 2.1 现象描述

所谓的劈边，是指在积厚玻璃（板厚δ≥10mm）生产中，玻

璃原板的两个光边沿牙印的纵向开裂。这种开裂首先是在玻璃的光边上形成了许多小裂纹，然后小裂纹扩展到牙印处，再沿纵向劈开。劈开的光边长度，短的有2~3m，长的则有20~30m。劈边发生时，常常伴有玻璃的横切白渣问题。劈边发生后，玻璃原板宽度变小，这就给随后的掰边工作造成了很大的困难。严重时，掰边操作无法进行。 2.2 产生原因分析

从多次发生劈边到解决劈边的过程来看，我们认为在劈边发生时，玻璃带横向存在着不合理的表层应力分布。设想中的应力分布应如图1中（b）所示。其中（a）为正常时的应力分布状况，（c）为与应力曲线对应的玻璃带。

正常情况下，玻璃带中部存在着微弱的张应力，牙印外的光边也受到了一种微弱的张应力，牙印里300~500mm区域则受到了一微弱的压应力。应力曲线与横坐标轴的交点A、B位置基本固定。此时，玻璃具有比较好的状态切割性能。

当某些退火参数设置不当或外界条件发生较大变化引起劈边时，则表面应力曲线就会变成图中（b）所示的状况。这时，玻璃带中部及光边受到了较大的张应力，牙印里300~500mm区域则受到了一较

大的压应力。应力曲线与横坐标轴的交点A`基本固定，仍在牙印处。但B`的位置发生内移，到达B`点。

如果玻璃带所受 应力继续加大，那莫当牙印外的光边所受的张应力超过玻璃的抗张强度时，就会在光边上形成许多小裂纹。在张应力的作用下，裂纹扩展到牙印处，受到了牙印里侧压应力力的阻止，则会沿着玻璃带的最佳自身切割线A点纵向延伸，最终形成了劈边。

概括起来讲，玻璃带发生劈边时，其表层应力曲线的特点是；1印外光边受到了过大的张应力2印内侧300---500mm区域内玻璃受到了过大的张应力；3在广泛的玻璃带中部表层承受着两个边部施加的张应力。以上三个方面的因素互相影响，最终导致了玻璃裂边的发生。尽管在牙印处存在着由于拉边机齿痕所产生的机械应力与结构应力，但从生产实践看，它不是产生裂边的主要原因。

严格意义上讲，12mm浮法玻璃生产时形成的边子包含两部分。一部分是牙印外侧的光边，一部分是牙印内侧的部分玻璃板。牙印外的光边受到了过大的张应力，其产生原因有以下两个方面：一是光边薄，其所含热量较中部玻璃要少，再加上由于边界效应，很容易散失热量造成光边紧。另一方面，牙印里测300-500mm区域的玻璃带 “边”松，使光边更紧。 2.3 解决办法

通过对劈边产生原因的分析，我们认识到，要解决劈边问题，其关键应使光边松下来，牙印内侧的边部紧起来。从退火原理进行分析可知，要达到以上目的，主要的解决措施应在A区B区内实施，其

次的一些补救措施在冷却区内来采取。 2.3.1 提高光边温度 （1） 直接加热法

采用直接加热法提高光边温度，可在B区以前实施，也可在B区以后实施。

在B区以前对光边实施直接加热，可采取的措施有：①在过渡辊台处加烧烤边用火管；②开AO区边不得梳状电加热器 ③通过调整A区B区玻璃板下活动电加热邦，直接加热边部。 实践证明，这些方法不很有利于玻璃带退火，不一大量过多采 主要愿意在于这些加热方式加热区域固定，加热区与非加热区 有明显的温度分界线，容易引起玻璃的纵向炸裂。

B区以后实施的直接加热方法，主要是在D区E2区和F2区来采取。主要的措施是在玻璃带的边部加上纵向火管。具体加装示意图如图2。

加装火管后，通过调整火焰的大小以及火管的倾斜角度，可对光边进行有选择的加热。实践证明，采用此种方法，不仅可解决劈边问题，而且还可以调整玻璃带边边部应力分布，为随后的掰边创造条件。

需要指出的时，采用此种方法虽然可以取得较好的效果，但如果仅仅依靠此一措施，而不调整A区B区的退火参数，则又会产生一些新的问题。

（2） 间接加热法

间接加热法除了开启锡槽后区边部电加热，有意识地提升边部温度外，还可以利用A区B区上部边部风管中的循环热风，对边部进行有选择性的加热。具体的做法如图3所示。

在边部的四根圆风管中，3#、4#风管关死，对玻璃不加热也不冷却。1#、2#风管中通过550~800℃的循环热空气，以加热光边。

由于有此补偿加热措施，因此STEIN退火窑可以比较圆满地解决由辊子轴头散热或密封不严而引起的玻璃带温差，从而获得满意的退火质量。

2.3.2 降低A区中部风温，加大A区中部冷却强度

发生劈边时，牙印里侧300~500mm区域内玻璃带受到了过大的压应力。如果C区D区各调节参数基本正常，则A区出口玻璃板中部温度肯定大大高于边部的温度。这样，经过退火后的玻璃才能在牙印里侧产生较大的压应力。

浮法玻璃的退火遵循“快·慢·快”的退火原则。A区要对玻璃带实施快速降温，同时还要有效调节玻璃带横向温差。从我厂的实践来看，经常遇到的问题A区玻璃带中部温度降不下来。在降低A区中部风温，加大玻璃带中部冷却强度后，牙印里侧的边部紧了起来，劈边问题得到了解决。

在降低A区中部风温时，要考虑到玻璃板上板下的均衡冷却问题，否则会产生玻璃板的横向弯曲。

2.3.3 在F1区F2区边部风嘴上加装特制的风闸板，停止对光边的吹风冷却。

3 横切白渣

3.1 现象描述

横切白渣是指连续玻璃带经掰断辊掰断后，在切割断面上产生的白色粗糙表面。严重时，沿板宽长度方向全部为白色渣子。仔细观察，这些渣子与玻璃上下表面相交处是许许多多的小裂口，一经振动，便自行破裂。白渣子轻微时，仅在玻璃横断面上有倾斜的毛刺；中等程度的白渣，多集中于玻璃板的一侧。在调整掰断辊两侧高度时，白渣区域在两个边部交替出现。

从白渣发生的产品厚度看，厚度δ≥5mm的玻璃均有发生，并且玻璃越厚，横切白渣就越容易发生。 3.2 产生原因分析

从退火实践和有关的退火理论可以知道，在玻璃板内部，如果存在着过大的张应力，则横切时很容易产生白渣。横切白渣与横切时玻璃板内部张应力大小密切相关。

玻璃内部产生了过大的张应力，其来源可能有：①A区温度控制不合适；②B区退火不当；③冷却区冷却不当；④玻璃板上下冷却不均衡。

A区温度控制不合理

A区温度控制不合理，主要表现在两个方面：一是没有对玻璃板实施快速冷却，A区出口玻璃板温度升高，使B区的降温整度过快，

在玻璃板中残留了过大的永久应力；二是A区所进行的玻璃板横向温差调整不充分，A区出口玻璃板横向温差过大，经退火后，在边部残留了过大的压应力，而中部则残留了过大的张应力。 3.2.1 B区退火不当

由B区退火不当引起的板芯张应力大来源有三个方面：一是B区降温速度太快，表现在温度上是出B区的玻璃板温度偏低；二是B区的温降速度太慢，表现在温度上是B区的玻璃温度偏高，一部分退火区域延伸到C区，由于C区降温速度比较快，从而使玻璃板产生了过大的应力；三是B区玻璃带横向温差控制不合理。 3.2.3 由冷却区引起的横切白渣

在A区B区退火参数基本正常的情况下，冷却区引起的横切白渣，主要是由于玻璃带边部冷却不足，中部冷却过强所致。这样就使玻璃带边部受大了较大的暂时应力，而中部却受到了较大的暂时张应力。暂时应力与玻璃带中的残留的永久应力相叠加,会使板芯受到过大的张应力，从而导致横切白渣的出现。

常常有这样的发现，在冷却区如果某区域风开的很大，那么这一区域的横切白渣就很严重。其实产生此种现象的主要原因是A区B区玻璃的退火有问题，是进入冷却区的玻璃带残留了较大的永久应力，才使横切白渣与冷却风量的大小关系密切了起来。生产中，为了维持生产，解决横切白渣时，往往采取关掉冷却区风机的办法。殊不知这样做了之后，横切白渣问题虽然暂时得到了解决，但又带来了装架玻璃温度偏高，玻璃容易自爆这一新的问题。

3.2.4 玻璃板上下冷却强度不均衡

生产厚玻璃时，由于玻璃厚度较大，其传热能力下降，尤其是玻璃板下表面。这是由于在下部风管上有格栅、辊子等，减弱了玻璃板的传热效果。很容易引起板上板下冷却不均衡问题，最终产生玻璃板的横向弯曲，加大了玻璃板中部的受力，这也是产生横切白渣的原因之一。 3.3 解决办法

3.3.1 加大A区中部冷却强度，调整玻璃带横向温差

A区出口温度过高，可采取加大A区冷却强度的办法，保证出口玻璃板温度符合工艺要求。通过调整A区中部，边部风管中风温、风量调整玻璃板横向温差在工艺指标范围内。 3.3.2调整B区玻璃的退火

在保证A区出口玻璃板温度的情况下，通过调整B区中部的冷却强度，控制B区出口温度在工艺许可范围内。如果拉银两不够大火退火窑长度不够长，可以考虑适当降低A区出口温度，升高B区出口温度，以保证B区降温范围在温度许可范围之内。调整B区横向温差的方法与A区相同。

3.3.3 加大冷却区边部冷却强度，减小中部冷却强度

在A区B区退火正常的情况下，加大边部冷却强度，不会引起劈边。实际上，出现横切白渣时，是玻璃边子太松而非太紧。退火中，人们很容易被劈边现象所迷惑，按照边子紧调整退火窑，往往适得其反。如果A区B区退火有问题，仅靠调节冷却区来消除横切白渣，

往往会出现白渣消失了，纵炸就出现；纵炸消失了，白渣又出来了的两难情况。

3.3.4 调整A区B区板上板下冷却强度，消除玻璃带过大的弯曲度。 4 掰边困难

边子难下在12mm浮法玻璃生产中，也是影响成品率的重要因素之一。玻璃的掰边，我厂采用的是撞击式一次掰边法，其他厂家也有使用气缸冲撞掰边的。但是不论何种掰边方式，如果玻璃带边部存在着不合理的应力分布，掰边困难还是比较容易发生的。 4.1 产生原因分析

通过多次生产，我们认识到，除去掰边设备功能高下以外，掰边困难的发生与玻璃带边部的表层应力分布存在着十分密切的关系。

在玻璃的应力曲线中，表层应力曲线与横坐标轴的交点，也就是表层应力曲线上的零应力点，是玻璃的最佳自身切割线。如果牙印里外玻璃板厚薄差不太大，则退火后的表层应力曲线应如图4中（a）所示。应力曲线与横轴有两个交点，并且玻璃中部承受着比较微弱的张应力，边部承受着比较微弱的压应力。

如果牙印里外玻璃厚薄差比较大（采用拉边机法积厚，板厚δ≥10㎜），则其表层应力曲线与普通厚度玻璃的应力曲线相比就发生了比较大的变化。突出表现在①玻璃中部与边部承受的应力加大，②应力曲线与横轴的交点由2个变为4个。其中靠近边部的两个点是劈边发生的纹头所在位置，内侧的两个点应是切边的最佳切割位置。

理论和实践都已表明，如果玻璃带边部存在着大的应力，就会发

生掰边困难。由此不难得出判断，最佳切边落刀点应该处于内侧的零应力点上。在实际的生产当中，落刀点的位置与内侧零应力点的位置往往很难重合。因此，落刀点周围的应力大小就显的非常重要。

假定切边时刀头所在位置两侧的许可应力范围为A-B，对应于应力曲线上的刀轮可调为C-D。那么当应力曲线发生变化成为图4中（C）所示时，则同样的切边应力许可范围A-B，对应的刀轮可调范围就变为C′-D′。从图中不难看出，C′-D′间距较C-D间距要小。反映在宏观上是刀轮横向可调范围变小，掰边困难容易发生。

从以上的分析可以看出，零应力点的位置及其两侧应力曲线的斜率与掰边困难与否关系非常密切。从生产情况看，以下几个方面的因素可影响到零应力点的位置及其周围应力的分布：①玻璃原板摆动幅度大；②纵向温度制度不合理；③横向温差控制不合理。 4.2 解决办法

4.2.1 减小玻璃板横向摆动幅度

在12㎜浮法玻璃生产中，要使玻璃带不发生摆动几乎是不可能的，但我们可将这种摆动控制在合理的范围内。 4.2.2 稳定纵向温度制度

主要目的是避免过快冷却使玻璃带残留过大的永久应力。 4.2.3 控制横向温差

横向温差控制在退火中是十分重要的一环。进行控制时，可以在冷却区以前的区域内采用明火、电加热、热风进行调整，也可以在冷却区中采用冷风、明火进行调整，目的在于调节板宽方向上的应力分

布，为切边创造条件。 5 弯曲度大

旧的浮法玻璃国家标准要求将浮法玻璃弯曲度控制在0.3%以内。从生产情况看，弯曲度超不过0.2%，均可以达标。但是如果以0.2%的弯曲度考虑，横向板长为3m的玻璃板，弯曲度的绝对数值可达到6mm，难以满足用户的使用要求。从弯曲发生的情况来看，既有横向弯曲，也有纵向弯曲，两者往往同时存在。 5.1 产生原因分析

5.1.1 锡槽出口玻璃板温度偏高

12mm浮法玻璃生产时，拉引速度小，玻璃自重大。如果玻璃带出锡槽时温度偏高，在过渡辊台及爬坡轨道上容易产生纵向弯曲，经过退火也很难消除。

5.1.2 玻璃板上板下冷却不均衡

退火窑在设计时，根据所要生产的玻璃厚度范围，已确定了纵向温度曲线，考虑了板上板下冷却能力的匹配问题。在生产中比较容易发生的情况是将退火区过度迁移或后移，从而导致板上板下冷却强度的不匹配。另外在退火窑内如果残存了过多的碎玻璃，也容易引起板上板下的冷却不均衡。 5.1.3 A区B区横向温差偏大

A区B区内玻璃板横向冷却的不均衡，造成了横向温差偏大，容易引起退火后玻璃带横向残留永久应力的不均衡，也是形成玻璃弯曲的原因之一。

5.2 解决办法

主要措施应是尽可能降低玻璃带出锡槽时的温度，稳定纵向温度曲线，控制玻璃带横向温差，注意板上板下均衡冷却。 6 结束语

从表面现象上来看，12mm浮法玻璃退火中出现的劈边、横切白渣、掰边困难、弯曲度大似乎是四个互不关联的问题，但从玻璃中应力变化来看，四者之间又密切相关。如果玻璃中应力分布不合理，总会引起各种各样的问题。

总之，12mm浮法玻璃退火中，出锡槽的玻璃带横向摆动幅度小时搞好退火的前提，控制好玻璃在各个区的横向温差是关键，同时要处理好玻璃板上板下的均衡冷却，这样才能获得良好的退火质量。 -

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