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玻璃钢化工艺之钢化炉加热方式
来源:LandGlass   发布时间:2014-08-21
玻璃钢化工艺
      钢化就是把普通退火玻璃在钢化炉中快速、均匀的加热到接近玻璃的软化点温度,然后以适当的冷却速度使玻璃快速均匀的冷却,冷却的过程中在玻璃的表面形成一种压应力,玻璃破坏时首先要抵消玻璃表面的压应力,从而达到提高玻璃的机械强度并增加破坏后的颗粒数目的,使其具有安全玻璃的性能。
钢化玻璃的加热:
      在玻璃的钢化过程中,加热是最关键、最重要的环节之一。水平钢化工艺对玻璃加热的基本要求是:玻璃必须快速的加热到所要求的温度,加热时,玻璃不同区域的温度能控制在设定的范围内,玻璃表面与中部的温差要小,在加热的过程中,玻璃不产生变形,玻璃的外观质量不产生变化。加热的均匀性又是加热的最核心、最难解决的问题,世界上各钢化炉生产厂家都在不遗余力的采用新方法、新工艺,来最大限度的解决钢化加热均匀性的问题。
钢化玻璃的加热方式:
      目前,钢化炉的加热方法主要有两种:电加热(辐射加热炉和对流加热炉)和气体加热(气垫钢化炉),使用最广泛的是电加热方法。玻璃在炉内的加热方式主要有三种:传导加热、对流加热和辐射加热。
      辐射加热:采用电加热的加热炉,炉内装电热元件,通电时,电能转变为热能,热能以电池波的形式辐射到炉内玻璃、耐火材料、硅辊上,后两者被加热后又产生辐射热,辐射到玻璃表面,一部分被吸收,一部分被反射,透明玻璃的反射率为6%~8%,其余根据玻璃的表面状况及黑度吸收其中的一部分或大部分。平板玻璃对辐射热的吸收很大程度上取决于玻璃的黑度:深色的着色玻璃、彩釉玻璃对辐射热吸收能力强,在加热这种玻璃时,炉温要设定的低一些,加热时间要短一些;镀膜玻璃由于反射率高,对辐射热的吸收能力较弱,钢化时炉温要高一些,加热时间要长一些,钢化Low-E玻璃时,加热时间可达到55~65s/mm,并增强对流加热强度;透明玻璃对辐射热的吸收能力比着色玻璃弱,比镀膜玻璃强,加热时间和炉温以正常设定为准。对辐射加热,平板玻璃分透明、半透明、不透明。如果某种波长的辐射线辐射至玻璃表面而不被吸收,则称玻璃对此波长的辐射线是透明的;如果辐射线不能全部通过玻璃,则称玻璃对此波长的辐射线是半透明的;如果辐射线被玻璃全部吸收,则称玻璃对此波长的辐射线是不透明的。加热玻璃时,加热炉炉膛的温度即加热温度的设定是十分重要的,当加热温度为600 ℃时,辐射强度最大值对应的波长是3.5µm,玻璃对这种波长的辐射线是半透明的,玻璃表面吸收此种辐射热,然后通过热传导将热量传到玻璃内部,加热速度慢;当加热温度为700℃时,辐射热中具有相当多的波长为2.5µm,玻璃内层吸收这种辐射线,加热速度快,所以钢化炉的炉温基本上都设定在700℃左右;当加热温度为900℃时,辐射热波长的最大值小于2.5µm,此种辐射线透过玻璃基本不被吸收,所以加热炉的温度设定过高,如超过800℃时,会造成浪费。
      对流加热:目前,水平钢化炉的对流加热主要反映在以下几个方面:①加热炉内装有热平衡管(LandGlass 奇幻城玻璃钢化炉),热平衡管方向与加热炉丝方向垂直,在每根加热炉丝的正下方,热平衡管都开一个1mm的小孔,相邻孔方向相反,孔间距为120mm,与相邻炉丝之间的间距相等,从孔内喷出的压缩空气经过上部加热元件加热后吹到玻璃的上表面,形成对流加热。这对镀膜玻璃尤其是Low-E玻璃的加热,效果十分明显,由于镀膜玻璃膜面反射较高,对辐射热吸收较弱,下表面加热比上表面快,玻璃在炉内呈“凹”状变形,只有玻璃中部接触硅辊,易产生光学变形等缺陷,解决这一问题最有效的办法就是增强玻璃上表面的对流加热强度,保证玻璃上下表面加热均匀。②当加热炉内温度不均匀,空气由低温处向高温处流动,当空气温度高于玻璃温度时,对玻璃进行加热。③由于炉门开启或从加热炉密封不严密处进入冷空气,此冷空气局部降低炉温及玻璃温度,在实际生产中开启炉门对温度的影响还是较大的,常在加热炉前后的上下部位加个角部炉丝来平衡温度,在后炉门由于怕风栅的冷空气吹入炉内,常采用气幕的方式来隔离冷热空气的交换。④意大利燕华公司的对流辐射混合加热式(CONVIR)钢化炉加热主要采用对流方式。热空气由加热炉内抽出,由一个小型而耐高温的电动吹风机将热空气通过管道到达气孔或喷嘴吹向玻璃上下两面。因此,热空气是密封循环运行,有效的防止冷空气进入炉内。玻璃上下两面,分别采用两个独立的对流加热系统,令玻璃的上下两个表面可在相同的加热速度下向玻璃厚度中心同步加热。辐射加热的加热元件在炉内以纵向形式排列,每个加热元件独立控制,以使加热可按不同的装载排列方式而编出相应的温度曲线。
      传导加热:玻璃传导加热主要表现为两个方面:辐射和对流把热量传到玻璃表层,然后通过热传导到内层,加热玻璃;另一方面,玻璃在硅辊上在炉内往复运动,硅辊吸收下部加热元件的辐射热,温度升高,并以热传导的方式将热量传递给玻璃,同时玻璃也起着冷却硅辊的作用。在装片台装玻璃时,如果各种规格的玻璃总是按照一种排片布置装片,某一位置长期放同一规格的玻璃,结果玻璃进入加热炉后,有玻璃的地方硅辊得到玻璃的冷却,温度较低,长期不放玻璃的地方,硅辊就“过热”,其热量传递给玻璃后就产生“热边”,导致玻璃加热温度不均匀。克服此种由于热传导引起的“热边”,可采取顺序交叉变换位置的装片方法,即几种规格的玻璃,按顺序周期地变换装片位置,这样辊道各处都有机会得到玻璃的冷却,不会产生辊道“过热”,也就不会产生“热边”。
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