鋼化玻璃生產(chǎn)工藝過(guò)程及工藝要點(diǎn)

【中玻網(wǎng)】鋼化玻璃是安全玻璃的一種，又稱(chēng)為淬火玻璃。通常使用化學(xué)或物理方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力，玻璃承載外力時(shí)，首先抵消表層應(yīng)力，從而提高了承載能力，玻璃強(qiáng)度較普通平板玻璃大大提高。
　　
　　鋼化玻璃按照鋼化方法可分為物理鋼化玻璃和化學(xué)鋼化玻璃，按照鋼化程度可分為全鋼化玻璃、半鋼化玻璃和區(qū)域鋼化玻璃三種。
　　
　　鋼化玻璃生產(chǎn)工藝過(guò)程:
　　
　　生產(chǎn)鋼化玻璃的物理鋼化方法有風(fēng)冷鋼化、液冷鋼化和微粒鋼化等多種，其中較常用的是風(fēng)冷鋼化.物理鋼化是把玻璃加熱到低于軟化溫度后進(jìn)行均勻的快速冷卻，玻璃外部因迅速冷卻而固化、而內(nèi)部冷卻較慢。當(dāng)內(nèi)部繼續(xù)收縮時(shí)使玻璃表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，而內(nèi)部為張應(yīng)力，從而提高了玻璃強(qiáng)度和耐熱沖擊性。物理鋼化的主要設(shè)備是鋼化爐，它由加熱和淬冷兩部分組成，按玻璃的輸送方式又分為水平鋼化爐和垂直鋼化爐兩種。鋼化玻璃的生產(chǎn)工藝流程如下：玻璃原片準(zhǔn)備一切裁、鉆孔、打槽、磨邊一洗滌、干燥一電爐加熱一風(fēng)柵淬冷一成品檢驗(yàn)
　　
　　(1)垂直鋼化法垂直鋼化法采用夾鉗吊掛平板玻璃加熱和吹風(fēng)進(jìn)行淬火，是較早使用的一種淬火方法。垂直鋼化生產(chǎn)線(xiàn)主要由加熱爐、壓彎裝置和鋼化風(fēng)柵三部分組成。經(jīng)過(guò)原片準(zhǔn)備、加工、洗滌、干燥和半成品檢驗(yàn)等預(yù)處理的玻璃，用耐熱鋼夾鉗鉗住送入電加熱爐中進(jìn)行加熱。
　　
　　當(dāng)玻璃加熱到需要溫度后，快速移至風(fēng)柵中進(jìn)行淬冷。在鋼化風(fēng)柵中用壓縮空氣均勻、迅速地噴吹玻璃的兩個(gè)表面，使玻璃急劇冷卻。在玻璃的冷卻過(guò)程中，玻璃的內(nèi)層和表層之間產(chǎn)生很大的溫度梯度，因而在玻璃表面層產(chǎn)生壓應(yīng)力，內(nèi)層產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱沖擊性。淬冷后的玻璃從風(fēng)柵中移出并去除夾具，經(jīng)檢驗(yàn)后包裝入庫(kù)。
　　
　　使用垂直法生產(chǎn)曲面鋼化玻璃，有一步法和二步法兩種。二步法是在鋼化加熱爐和鋼化風(fēng)柵之間，設(shè)有一個(gè)由前、后模組成的壓彎裝置。當(dāng)玻璃在加熱爐內(nèi)加熱到接近軟化溫度時(shí)迅速移入壓彎裝置中，被壓彎裝置彎曲成所需的曲面，然后經(jīng)淬冷獲得曲面鋼化玻璃產(chǎn)品。一步法時(shí)，鋼化風(fēng)柵和壓彎模具用對(duì)接的方式結(jié)成一體，玻璃的彎曲和淬冷在同一工位完成。
　　
　　垂直鋼化法的優(yōu)點(diǎn)是投入資金少、成本低廉、操作簡(jiǎn)單，仍是一種可行的鋼化方法。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，產(chǎn)品存在著不可避免的夾痕缺點(diǎn)，玻璃加熱時(shí)出現(xiàn)拉長(zhǎng)、彎曲或翹曲；吊掛上片、卸片由人工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，產(chǎn)量較低；并且受夾鉗夾持力的限制，玻璃規(guī)格不能過(guò)大。
　　
　　(2)水平鋼化法水平鋼化法是使玻璃水平通過(guò)加熱爐加熱，然后經(jīng)淬冷而使玻璃獲得增強(qiáng)的一種工藝。水平鋼化法生產(chǎn)鋼化玻璃的設(shè)備有氣墊鋼化爐和水平輥道鋼化爐兩種。
　　
　　a．氣墊鋼化法氣墊鋼化法是指玻璃板由加熱氣體或燃燒產(chǎn)物構(gòu)成的氣墊支承，在加熱爐內(nèi)加熱到接近軟化溫度，由輸送機(jī)構(gòu)快速送入雙面氣墊冷卻裝置，用壓縮空氣墊對(duì)玻璃進(jìn)行急劇均勻冷卻，再由輥道輸送機(jī)將鋼化好的成品玻璃送出。生產(chǎn)彎鋼化玻璃時(shí)，主要靠噴嘴布置形式的變化，使玻璃在加熱過(guò)程中逐漸達(dá)到所需的曲面，再吹風(fēng)淬火。
　　
　　氣墊鋼化法由于玻璃加熱時(shí)受氣墊層均勻支承，表面損傷變形小，無(wú)夾鉗印痕，不因鋼化處理而在玻璃上增加新的缺點(diǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量較高。由于氣墊鋼化冷卻設(shè)備的冷卻能力大，可以鋼化3mm厚的薄玻璃，其強(qiáng)度能達(dá)到垂直鋼化法鋼化5ram玻璃的數(shù)值。由于在淬火過(guò)程中玻璃實(shí)際上不與任何固體物件接觸，因此生產(chǎn)出來(lái)的鋼化玻璃具有較佳的質(zhì)量。此外，該法也能生產(chǎn)單曲面的彎鋼化玻璃，并易于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化和自動(dòng)化。但氣墊鋼化設(shè)備投入資金非常大，生產(chǎn)的玻璃規(guī)格、形狀尺寸受到一定限制，運(yùn)行和操作技術(shù)要求嚴(yán)格，只能生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)形的曲面鋼化玻璃。
　　
　　b．水平輥道鋼化法水平輥道鋼化法是目前世界上使用較普遍的一種玻璃淬火方法。它通過(guò)水平輥道輸送玻璃，進(jìn)行加熱和吹風(fēng)淬火。它既可生產(chǎn)大規(guī)格建筑用平鋼化玻璃，又可以生產(chǎn)汽車(chē)用圓柱面彎鋼化玻璃。鋼化機(jī)組主要由上片臺(tái)、電加熱爐、彎鋼化區(qū)、平鋼化區(qū)、卸片臺(tái)、風(fēng)系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)等組成
　　
　　生產(chǎn)彎鋼化玻璃有重力彎曲法和模壓彎曲法兩種方法。重力彎曲法生產(chǎn)曲面鋼化玻璃主要靠輥道布置形式的逐漸變化，使玻璃在加熱過(guò)程中在自身重力的作用下逐漸達(dá)到所需的曲面，再吹風(fēng)淬火。模鹺彎曲法生產(chǎn)曲面鋼化玻璃的水平輥道生產(chǎn)線(xiàn)上，設(shè)加熱區(qū)、壓彎區(qū)和淬冷區(qū)。玻璃板按通常方法在加熱爐內(nèi)加熱到軟化溫度后，快速移到壓彎區(qū)。在壓彎區(qū)設(shè)有一個(gè)壓彎模具，該模具由一個(gè)能上下移動(dòng)的下模和一個(gè)固定的上模接觸，將玻璃壓成預(yù)定的彎曲度。彎曲后的玻璃板輸送到淬冷區(qū)進(jìn)行淬冷，淬冷后成品經(jīng)檢驗(yàn)入庫(kù)。
　　
　　水平輥道法具有生產(chǎn)率高、產(chǎn)品種類(lèi)多、加工范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。它能鋼化3～19mm厚度范圍內(nèi)的各種無(wú)色、茶色、壓花、釉面、噴涂、鍍膜等平板玻璃，產(chǎn)品規(guī)格全，目前非常大規(guī)格為6m×3m，較小規(guī)格為0．3m×0．1m；淬火質(zhì)量好，操作方便，裝、卸片容易，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。但是，這種方法生產(chǎn)的鋼化玻璃，表面質(zhì)量受傳送輥道的影響非常大。若輥道表面粗糙、彎曲變形、表面損壞或輥距大小不等，容易使鋼化玻璃產(chǎn)生印痕或彎曲。目前廣泛使用石英陶瓷輥道，使用壽命長(zhǎng)，蓄熱量多，爐溫穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。并且通過(guò)二氧化硫?qū)胂到y(tǒng)，潤(rùn)滑、保護(hù)石英輥，防止在玻璃上形成輥印。
　　
　　用計(jì)算機(jī)控制玻璃整個(gè)鋼化系統(tǒng)，可以根據(jù)玻璃長(zhǎng)度設(shè)定步進(jìn)長(zhǎng)度，跟進(jìn)玻璃長(zhǎng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)玻璃在爐中的往復(fù)行程和周期；溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能能夠加快加熱速度，縮短待爐時(shí)間，防止玻璃缺點(diǎn)；根據(jù)玻璃厚度合理配置風(fēng)機(jī)及變頻調(diào)速裝置，達(dá)到節(jié)能目的，降低生產(chǎn)費(fèi)用；上、下風(fēng)柵按設(shè)定比例的風(fēng)量自動(dòng)調(diào)節(jié)功能；生產(chǎn)不同厚度玻璃時(shí)，風(fēng)柵開(kāi)度按設(shè)定值自動(dòng)調(diào)節(jié)；鋼化不同品種和規(guī)格的玻璃時(shí)，工藝參數(shù)以訂單形式輸入計(jì)算機(jī)，隨時(shí)調(diào)用，可縮短非生產(chǎn)時(shí)間，提高成品率。
　　
　　(3)液冷鋼化和微粒鋼化液冷鋼化與風(fēng)冷鋼化的區(qū)別是用液體代替空氣對(duì)加熱后的玻璃進(jìn)行淬冷。由于液體的比熱容和傳熱系數(shù)比空氣大得多，所以冷卻強(qiáng)度大。液冷鋼化的介質(zhì)溫度一般為200～250℃，鋼化時(shí)間隨制品厚度的增加而增加。微粒鋼化是玻璃在遠(yuǎn)紅外加熱爐中加熱到接近軟化溫度后，于流化床中經(jīng)固體微粒淬冷，而使玻璃獲得增強(qiáng)的一種工藝。一般采用口一A1203和7-A1203粒子，顆粒尺寸小于200um。
　　
　　鋼化玻璃生產(chǎn)工藝要點(diǎn):
　　
　　鋼化玻璃的主要工藝過(guò)程是加熱和淬冷。平鋼化加熱時(shí)必須迅速將玻璃片加熱到接近玻璃軟化溫度，使玻璃中的殘余應(yīng)力完全消失。但是，加熱過(guò)程中，玻璃不能變形，因此較佳加熱溫度在R～Jrf之間，低于軟化溫度5～20℃為宜。彎鋼化則需加熱至軟化溫度，使玻璃貼在彎模上。一般每Imm厚度玻璃的加熱時(shí)間約為40s。玻璃在加熱過(guò)程中不產(chǎn)生變形和擦痕，玻璃的外觀(guān)質(zhì)量不發(fā)生變化。垂直法在規(guī)定范圍內(nèi)的夾鉗痕跡及其引起的外觀(guān)變化除外。玻璃加熱到設(shè)定溫度后，必須盡快引出加熱爐，迅速進(jìn)行淬火。
　　
　　玻璃的淬冷是鋼化工藝過(guò)程中又一個(gè)重要環(huán)節(jié)。對(duì)玻璃淬冷基本要求是快速而均勻地冷卻，使之獲得均勻分布的應(yīng)力及一定的鋼化強(qiáng)度、外觀(guān)符合一定標(biāo)準(zhǔn)的鋼化玻璃。為了達(dá)到均勻地冷卻玻璃，設(shè)備要有效疏散熱風(fēng)、便于排除偶然產(chǎn)生的碎玻璃，并盡量降低吹風(fēng)的噪聲。
　　
　　垂直鋼化浮法玻璃自加熱爐到風(fēng)柵的輸送時(shí)間盡量縮短，風(fēng)柵的風(fēng)壓分布要均勻，冷卻風(fēng)均勻地吹到玻璃表面上，玻璃要位于風(fēng)柵中心的垂直面上冷卻，供風(fēng)系統(tǒng)要有足夠的冷卻強(qiáng)
　　
　　度及能迅速調(diào)節(jié)的冷卻風(fēng)。5ram厚玻璃的冷卻風(fēng)壓力是4000～5000Pa；6ram厚玻璃的冷卻風(fēng)壓力是3700～4500Pa。
　　
　　水平鋼化法的冷卻工藝特點(diǎn)是：玻璃在往復(fù)狀態(tài)下進(jìn)行淬冷及冷卻；淬冷用冷卻風(fēng)在不同區(qū)段進(jìn)行調(diào)整；風(fēng)柵輥道采取斜向纏耐磨玻璃纖維繩的方法，使玻璃與輥道形成點(diǎn)接觸，減少玻璃與輥?zhàn)拥慕佑|面，纖維繩螺旋間的空隙為玻璃的下部冷卻提供更加均勻的空氣流動(dòng)區(qū)域，增強(qiáng)玻璃的鋼化效果。