钢化玻璃生产工艺手册V20.docx

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钢化玻璃生产工艺手册V20

钢化工艺手册

版本号：

2.0

1.玻璃及钢化玻璃的特性

1.1.玻璃的特性

1.2.钢化玻璃及特性

2.玻璃钢化的要素

2.1.有关玻璃钢化工艺所涉及的几个基本要求

2.2.加热

2.2.1影响玻璃均匀加热的有关因素

2.2.2.加热温度与加热时间的关系

2.2.3.玻璃出炉温度的确定

2.2.4.图表的使用

2.3.冷却

3.有关加热规程与操作说明

4.玻璃钢化常见缺陷、原因分析及解决办法

5.厚玻璃钢化的特殊方法

6.弯玻璃钢化

6.1.弯玻璃钢化时应注意的有关问题

6.2弯钢化产品的常见缺陷、产生原因及解决办法

7.玻璃钻孔、开槽和切口的标准

8.特殊形状和特殊原料玻璃的钢化说明

9.SO2使用要求

10.加热平衡使用规则

11.强制对流钢化炉高温风机使用注意事项

12.几点说明

12.1关于GB（国标）中对碎片的要求

12.2二次钢化

13.附图表

1．玻璃及钢化玻璃的特性：

1．1玻璃的特性：

玻璃具有优良的物理及化学性能，是典型的脆性材料。

其特点是硬度较高，抗压强度高，抗张强度小，没有塑性变形等，是一种用途众多的非金属材料。

随着科学技术的发展，在广泛应用玻璃的各个领域对玻璃制品的轻质、高强、安全性等方面的要求越来越高，玻璃钢化技术便随之而产生并迅速发展。

1．2钢化玻璃及特性：

钢化玻璃即通过物理或化学方法使普通玻璃表面产生压力层而获得增强的玻璃。

物理钢化法是把玻璃放在电炉中加热到接近玻璃的软化温度，然后出炉，向玻璃两面吹风进行快速冷却。

玻璃外部因快速冷却而先固化，而内部冷却较慢，当内部继续冷却收缩时，使玻璃表面产生压应力，而内部为张应力，从而提高了玻璃的强度。

物理钢化法目前是Northglass及国内、外普遍广为采用的一种生产钢化玻璃的方法。

钢化玻璃的抗弯强度是一般玻璃的4-5倍，抗冲击强度约是一般玻璃的5倍；并具有优良的热稳定性，可经受温度突变范围达250-320℃；钢化玻璃破碎后呈类似蜂窝状的纯角小颗粒，不易伤人，具有一定的安全性；但钢化玻璃不能再行切割；同时，钢化玻璃还具有“自爆”的特性。

2．玻璃钢化的要素：

2.1.有关玻璃钢化工艺所涉及的几个基本要求:

1．玻璃必须均匀、上下对称地加热到钢化所需的温度，并保证在加热过程中玻璃板的各个部分、玻璃表面与中央不产生温差或温差极小，并且上、下表面要尽可能对称加热；

2．加热后的玻璃必须尽快的、并以最佳的冷却速度尽可能均匀地冷却，冷却速度则取决于玻璃厚度和玻璃的其他性能，玻璃上、下表面的冷却应均等；

3．钢化过程中玻璃必须不停地运动，并且不产生变形和辊道映射及其它痕迹。

除了上述这些基本要求外，对玻璃钢化设备还有其他许多要求，但都是从这些基本要求引伸而来。

总得来说，对钢化设备的主要要求就是如何保证玻璃的“均匀对称加热”，“快速均匀对称冷却”。

均匀对称加热是玻璃钢化的必要条件；快速冷却是保证玻璃钢化度的必要条件，而均匀对称冷却则是防止产生玻璃厚度方向上的应力偏移，而影响钢化程度及减小玻璃变形或炸裂的有效措施。

这十四个字表面上看起来很简单，但要真正做到是极其困难的。

North-glass钢化炉就是为满足这些要求而有其独特技术工艺的装备。

2.2.加热：

根据2.1第1条要求，玻璃加热温度的均匀性一直是、而且在将来很长一段时间内仍然是国内、外所有钢化炉制造商要研究和解决的最困难的问题。

Northglass正是在这一点上具有其独到之处，并始终处于国际先进水平。

2.2.1影响玻璃均匀加热的有关因素:

1．炉膛加热均匀是玻璃温度均匀的基本条件；

2．在降低炉子温度的同时应根据玻璃厚度不同相应增加加热时间；

3．均匀放片和固定放片位置是均匀加热的有效手段；

4．操作人员所选择的加热参数及炉子的负载状况；

5.加热时间变化的影响。

2.2.2.加热温度与加热时间的关系：

玻璃的加热是由加热温度与加热时间共同完成的。

其加热时间（玻璃在加热炉内的停留时间）大约是每毫米厚度玻璃40秒左右。

Northglass钢化炉的加热能力比这个数字要高一些，这只是一个安全系数。

因此即使在钢化炉的装载量稍超过负荷时也不会出现问题，这们就可以充分利用加热炉的能力，适当提高产量。

尤其是在钢化薄板玻璃时。

注意：

需要特别说明的是，上述的超负荷并非是指加热炉内玻璃的装载面积，而是指玻璃的厚度与加热时间的关系。

Northglass加热炉是由上、下两个大加热区组成，且上、下大加热都又划分为多个非常小的加热区，每小个加热区都由计算机单独控制。

在正常操作情况下，在加热炉中部加热区域内，总有玻璃存在并一直在吸热，其加热效果也是区域性的。

如果炉内某个区的热量消耗超过加热效果，这个区的温度就开始下降，一直降到温度平衡为止。

对钢化玻璃来说，钢化的成功与否主要采取决于玻璃板上温度最低的部分。

因此，如有超载情况，其炉内的低温部分可导致玻璃在吹风时的破碎。

加热温度与加热时间是相辅相成的，加热温度高，加热时间就可以短；相反，加热温度低，加热时间就要长一些。

对以辐射加热为主的钢化炉来说，由于玻璃的本身的特性及有陶瓷辊道的存在，一般情况下，薄玻璃采用高温短时间，而厚玻璃采用低温长时间。

2.2.3.玻璃出炉温度的确定：

玻璃最终出炉温度的确定,以同时满足产品而最性能和较高的成品率为目标。

一般情况下，玻璃出炉温度高，成品率提高，但表面质量会有所下降；相反，出炉温度低，玻璃表面质量要好些，但成品率会有所降低。

一般情况下，选择玻璃出炉温度以成品率在95%左右为最佳选择。

2.2.4.图表的使用：

为便于用户更好，更快地熟练操作Northglass钢化炉，我们特绘制了《钢化过程中各种厚度玻璃的加热和冷却图》（见图1、图2），钢化风压图（见图3）《NG型钢化炉参数表》（见表1）希望用户能仔细、认真阅读，并结合实际情况灵活运用，熟练掌握。

操作人员要明白加热温度与加热时间的相互关系，以及各种不同厚度的玻璃对加热温度的要求及变化幅值；要不断的根据玻璃的最终质量和破碎率来调整其炉膛温度和加热时间。

我们不可能精确地指出哪种温度设定最好，因为温度的选择在很大程度上取决于原料的种类和采取的生产方法等诸多因素，最终的产品质量是由各工艺参数共同决定的。

2.3.冷却：

玻璃的加热与冷却是钢化的主题。

根据2.1第2、3、4条要求，加热后的玻璃必须以最佳的冷却速度尽可能快地均匀冷却。

冷却的过程主要是强制对流，这是由于玻璃钢化工艺所要求的骤冷速度很大，以便在玻璃的表面与内层建立温度梯度，保证玻璃表面的应力值。

在钢化过程中，最理想的冷却介质是空气，它的意义在于：

1．冷却中玻璃能保持清洁；

2．改变风压就能经易地精确地得到玻璃的冷却速度；

3．玻璃板各部分的冷却效果一致；

4．风机是一种简单可靠的设备。

由图1、图2、图3等可看出，薄玻璃需要较高的风压及较大的冷却能力，这是由玻璃本身的特性所决定的。

例如3mm玻璃需要的冷却速度是6mm玻璃的4倍；而12mm玻璃需要的冷却速度只有6mm的1/4。

这也就是采用风冷不可能无限制地钢化超薄玻璃的原因。

目前采用风冷一般只能钢化3mm以上的玻璃。

需要指出的是，玻璃的钢化程度主要取决于玻璃的冷却强度。

其影响因素主要有：

风压、风栅结构、风眼与玻璃的距离、对流热传递率、环境温度等。

而对流热传递率又与风栅长度、风栅至玻璃距离、风眼结构等有关。

对各钢化炉制造商来说，由于其工艺制度的不同，设备结构的不同，所采用的风压等工艺参数亦有不同，因此并非有绝对的有可比性。

表1中所列的急冷时间与急冷风压，它是指保证玻璃钢化度所必须达到的风压与时间。

而冷却风压与冷却时间的作用则仅是使玻璃冷却下来，便于卸片，它与玻璃的钢化程度没有直接关系。

一般情况下，薄玻璃钢化要求风压高时间短，而厚玻璃则风压低时间长。

同时，对较薄玻璃钢化采用急冷与冷却相结合的二次冷却方式，这样既保证了玻璃的钢化度又可节省能耗。

3．有关加热规程与操作说明：

钢化玻璃的质量，除了取决于钢化设备本身性能外，还取决于正确的操作方法和良好的操作经验。

其关键在于如何保证钢化玻璃优良的机械性能和光学性能及较高的成品率。

一般来说：

玻璃出炉温度高，成品率也高，但光学性能会稍差；反之玻璃出炉温度稍低，光学性能会好一些，但成品率稍低。

这是一对矛盾，如何找出这两者的最佳结合点是一个优秀的操作工所不懈追求的。

操作人员应根据加热炉的负载情况及最终的产品质量，选择合适的加热规程。

下面的几条原则供参考：

1．玻璃的炉温度取决于加热温度与加热时间。

一般情况下，要增加或降低玻璃

的出炉温度，只调整两参数中的一个即可，避免两者都调整而较难把握；

2．操作人员应该清楚，由于热电偶本身的测量精度等原因，加热温度不可能精确到1℃，而且也没有必要精确到1℃。

要改变温度设定至少应为5℃，这样才能起到应有的作用；

3．如果第一炉玻璃下部表面温度过高，可通过如下方法解决：

（1）于较长期停机或停机后开始生产前，将炉低部温度保持低于正常的操作温度（约20℃-30℃）；

（2）当加热第一片玻璃时，底部温度可设定保持于较低温度；当进第二片玻璃的玻璃时，再将炉温设定为正常温度。

4．每天玻璃生产时，应遵循先厚玻璃后薄玻璃的原则。

要明白让炉温上升10℃

很容易，但要降10℃则需很长时间。

这样可避免做厚玻璃时由于辊道温度过高，而引起的炸炉或由于等待降温时间过长而导致产量的下降；

5．可充分采用单点调温、区域调功率及炉内加热平衡等方式，根据玻璃在炉内

的负载情况，调整炉内温度的平衡。

注意CAUTION！

●放置在同一炉内的玻璃厚度必须相同；

●放置后的玻璃尺寸不可超过设备规定的最大与最小极限尺寸。

4.玻璃钢化常见缺陷、原因分析及解决办法：

缺陷

原因分析

解决办法

1.玻璃前后端向上弯曲

1、玻璃进入冷却段时，上部温度

高于下部温度；

2、在冷却段、玻璃上面的冷却速

度比下面冷却速度慢。

1、适当提高下部温度（或降低上部温度）。

2、降低（增加）上（下）风栅与玻璃的距离；或减小（增加）下（上）部的吹风压力，可通过调整风栅或风门方式解决。

缺陷

原因分析

解决办法

2.玻璃中间向上凸起

1、玻璃进入冷却段时下部温度

高于上部温度；

2、在冷却段上面的冷却速度比

下面的冷却速度快。

1、适当提高上部温度（或降低下部温度）

2、增加（减小）上（下）风栅与玻璃的距离，或减小（增加）上（下）部的吹风压力，可通过调整风栅或风门方式解决。

3.双弯（边缘四边凸起或弯下）

1、玻璃进入冷却段时，中部温度低于边缘温度

1、提高加热平衡压力；

2、适当延长加热时间；

3、调整放片位置变化；

4、使用单点调温方式适当提高中部加热温度。

4.表面波浪

1、玻璃出炉温度过高；

2、原片质量不好；

3、辊道弯曲。

1、降低炉内温度或减少加热时间；

2、适当降低出炉速度；

3、适当加快炉内摆动速度；

4、更换玻璃原片；

5、更换辊道。

5.

麻

点

5.1星状麻点

1、新炉开始使用时；

2、陶瓷辊道表面有积物；

3、玻璃下表面不干净；

4、风栅辊道表面不干净。

1、正常使用一段时间即自行消失；

2、清理陶瓷辊道及风栅辊道；

3、清洗或擦拭干净玻璃表面。

5.2密集性桔皮状麻点

1、玻璃出炉温度过高；

2、钢化厚玻璃时陶瓷辊道表面温度过高；

1、降低炉温或减小加热时间；

2、降低下部炉温。

6.玻璃在急冷风栅中破碎

1、玻璃出炉温度较低；

2、加热不均匀；

3、风嘴有堵塞。

1、提高炉温或增加热时间；

2、清理堵塞风嘴。

7.玻璃在冷却风栅中破碎

1、冷却风