我國建筑、民用熱彎玻璃現(xiàn)狀

            秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計院 林鴻賓、趙國華      

1、前言
     隨著工業(yè)水平的進步和人民生活水平的日益提高，熱彎玻璃在建筑、民用場合的使用也

越來越多。建筑熱彎玻璃主要用于建筑內(nèi)外裝飾、采光頂、觀光電梯、拱形走廊等。民用熱

彎玻璃主要用作玻璃家 俱、玻璃水族館、玻璃洗手盆、玻璃柜臺、玻璃裝飾品 等。我國建

筑熱彎玻璃在建筑上大面積使用始見于1989 年 , 以后逐年增加。據(jù)統(tǒng)計，我國熱彎玻璃企

業(yè)有 500 余家，玻璃熱彎爐有 2000 臺左右，主要為建 筑玻璃熱彎爐，且大多是單室爐。

近年來，隨著建筑裝修市場的擴大 , 家具熱彎玻璃也大大增加 , 洗手盆熱彎爐、水族館用

玻璃熱彎爐及玻璃熱熔爐在全國各地相繼興起。熱彎玻璃市場顯得異常紅火。

2、玻璃熱彎爐分類

    玻璃熱彎爐從燃料方式上可分為燃煤式、燃油 式、燃氣式、燃電式四種。從結(jié)構(gòu)上可劃

分循環(huán)式、往復(fù)式和單室爐。燃煤式玻璃熱彎爐由于溫度難以控 制、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、玻璃制品表

面易污染等缺點現(xiàn)在已很少見。燃油式、燃氣式玻璃熱彎爐若以電加熱輔助 , 從 能耗指標上

低于燃電式，但由于結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，也很少采用。燃電式玻璃熱彎爐具有結(jié)構(gòu)簡單、控溫方

便、易操作、不污染玻璃制品等優(yōu)點 , 被廣泛采用。

2.1、循環(huán)式玻璃熱彎爐

    循環(huán)式玻璃熱彎爐在制作上為減少占地面積一般為上下循環(huán) , 熱彎爐上部為預(yù)熱 1 區(qū)、

預(yù)熱 2 區(qū)、熱彎區(qū)、退火區(qū) , 熱彎爐下部均為降溫退火區(qū)。每區(qū)由 一個單獨的窯車組成。

玻璃從制品出料區(qū)裝人 , 上升 到熱彎爐上層 , 將窯車推入 , 在預(yù)熱區(qū)玻璃預(yù)熱到 400~450 C

進入熱彎區(qū) , 在 600C 左右玻璃開始熱 彎 , 之后進入冷卻退火區(qū) , 在 400 ℃左右窯車下

降到 下層退火 ,70 ℃左右玻璃退火完畢。循環(huán)式熱彎爐 具有占地少、能耗低、產(chǎn)量大等優(yōu)

點。但由于循環(huán)作 業(yè) , 工藝制度要保持一致 , 適合成批量的制品生產(chǎn) , 例如汽車風(fēng)擋玻

璃。同時一次性技入非常大 , 需要非常大 的電功率。目前國內(nèi)循環(huán)式玻璃熱彎爐可彎玻璃非常大

規(guī)格為 1.8 × 2.5m 。

2.2、往復(fù)式玻璃熱彎爐

    往復(fù)式玻璃熱彎爐有 5 工位、 3 工位兩種。 3 工 位爐有 2 個裝卸料區(qū)、 2 個預(yù)熱

區(qū)、 1 個熱彎區(qū) ,2 個 窯車。玻璃在預(yù)熱區(qū)預(yù)熱到 400 1C 左右進入熱彎區(qū) , 熱彎后再

退回預(yù)熱區(qū)降溫 , 另一個車再進入熱彎區(qū) , 如此往復(fù)。 3 工位爐沒有 2 個預(yù)熱區(qū) , 也

是 2 個窯車 , 玻璃在熱彎區(qū)從室溫按溫度制度直接升到熱彎溫 度 , 熱彎好后降溫到 250

~300C 時再回到裝卸料 區(qū)。往復(fù)式熱彎爐可以適應(yīng)不同的玻璃制品 , 不要求有連續(xù)的溫度

制度 , 但密封程度不如單室爐 , 結(jié)構(gòu)也 較單室爐復(fù)雜。目前國內(nèi)非常大的往復(fù)式熱彎爐為

3×6m 。 2.3、單室玻璃熱彎爐

    單室熱彎爐常見的類型有抽屜式和升降式兩種。這種熱彎爐也是目前國內(nèi)使用較多的。

由于建筑玻璃的批量較小，且規(guī)格繁多，因此使用單室熱彎爐是較經(jīng)濟、方便的。單室熱彎

爐只有一個工位，玻璃從升溫、熱彎到退火均在這一工位完成。單室熱彎爐的優(yōu)點是適應(yīng)各

種不同規(guī)格制品，不要求有連續(xù)的工藝制度，每一爐根據(jù)制品不同，制訂相應(yīng)的工藝參數(shù)；

單室玻璃熱彎爐制作簡單，結(jié)構(gòu)易處理，密封好、相對能耗較低。缺點是效率低、熱彎周期

長。顧名思義，抽屜式單室爐的結(jié)構(gòu)就如同一個抽屜，但目前大多單室熱彎爐的窯車已經(jīng)演

繹為只有 車底和前臉兩側(cè)和里端靠窯體密封，觀察窗開在窯體上。窯車實際上是一個只有前

臉的平板車，這為玻璃制品的裝卸提供了很大的方便，因此，單室熱彎爐可彎玻璃規(guī)格也是

所有熱彎爐中非常大的。目前，國內(nèi)非常大單室爐可彎玻璃規(guī)格為12 × 3m。升降式單室熱彎爐

窯體的四周和上部為全密封，爐底有一定的 空間高度 , 玻璃從爐的底部進入。底部可以升

降 , 熱 彎模具靠外接軌道送入熱彎平臺 , 上升至熱彎位玻璃制品反序退出。該熱彎爐的

非常大優(yōu)點是利用了空間，節(jié)省占地，非常大缺點是玻璃與制品裝卸困難，尤其大板玻璃。目前，

該爐的非常大規(guī)格為 4× 3m 。

    另外有一種燃電式單室熱彎爐 , 爐底固定 , 爐體做 往復(fù)移動 , 爐體兩端有可升降爐

門。無疑這種結(jié)構(gòu)需要 非常大的技資 , 同時上部的電源線也需要特殊處理。

3、熱彎玻璃存在的問題

    玻璃熱彎在玻璃深加工業(yè)中是一個相對較容易 的行業(yè) , 它投入資金少 , 操作簡單 , 反而

不易引起玻璃專 業(yè)技術(shù)人員的重視。熱彎玻璃由于運輸不便 , 地域性 很強 , 各地的水平

也相差很大 , 有的熱彎玻璃盡管質(zhì) 量很差 , 用戶也只好接受 , 也使得眾多生產(chǎn)者忽視了

能耗降低及質(zhì)量的提高 , 明知質(zhì)量差、能耗高而為 之。作者在熱彎玻璃標準制訂過程中 ,

調(diào)查了國內(nèi)近 20 個省份的熱彎玻璃企業(yè) , 印象較深的是普遍能耗 較高。例如某企業(yè) 3 × 5m

玻璃熱彎爐每爐耗電都在 500 度以上 , 平均每平米耗電超過 33 度 , 而好的熱彎 爐

(3 × 4m 單室爐 ) 每爐耗電不到 120 度 , 平均每平米耗電只有 10 度。其能源浪費是顯

而易見的。

3.1熱彎玻璃質(zhì)量

    好的熱彎玻璃質(zhì)量是供需雙方共同追求的。有關(guān)熱彎玻璃的行業(yè)標準已在2002年9月通

過審查，較近將頒布實施，這里不在贅述。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，絕大部分企業(yè)都很重視玻璃的熱

彎質(zhì)量，制品大多能達到標準要求。但也有個別企業(yè)為了追求利潤或追趕時間，將不同厚度

不同高層度的玻璃放在同一爐中熱彎，這勢必造成有的制品未彎到位，達不到要求的吻合度，

而有的制品彎過火，造成玻璃表面麻點缺點過多，影響產(chǎn)品的光潔度。這一行為實際已超出

了技術(shù)范疇 , 是企業(yè)的一個經(jīng)營觀念問題。

3.2、熱彎玻璃能耗

    我國的玻璃熱彎爐大多采用電加熱，能源浪費問題很普遍。主要原因是玻璃熱彎爐的制

作不規(guī)范，其中較突出的是爐體和觀察窗的散熱嚴重。爐體散熱表現(xiàn)在兩個方面，一是密封

不好造成熱量損失，例如爐門的密封、活動窯車和爐體上部的密封。爐體密封不好有的是結(jié)

構(gòu)原因，有的是爐體受熱變形，也有人為原因；二是爐體散熱太多，在固定保溫氈時有太多

的金屬連接件直接暴露在爐體內(nèi)部，使熱量通過金屬件流失。觀察窗是用來觀察玻璃熱彎狀

況的，觀察窗的位置要合適，大小要適度，結(jié)構(gòu)要合理，才能使熱量損失少。例如，不能有

內(nèi)外直接相連的金屬，觀察窗的玻璃要多層，并且每層之間要有間隙等。許多企業(yè)沒有處理

好上述問題，造成不必要的大量熱損失。

    另一方面，熱彎爐的升溫速率也是至關(guān)重要的。升溫越快，爐體的蓄熱越少，耗能越少

，同時也縮短了降溫時間，提高了效率。當然，這就要求電熱元件布置要合理，功率配備適

當，溫度分布均勻，玻璃板不炸裂為前提。

3.3、熱彎玻璃模具

    熱彎玻璃模具在玻璃熱彎過程中起著至關(guān)重要的作用。熱彎玻璃模具大致分為實心模、

條框模、空心模三種。實心模一般是用5mm鐵板制作的，它的優(yōu)點是玻璃不會彎過頭，缺點

是模具制作困難、成本高、模具吸熱多、能源浪費、制品表面易出麻點等，現(xiàn)在已很少采用。

空心模一般采用角鋼和扁鋼或圓管制成。這種模具制做簡單、用材少、吸熱少、制品表面不

出麻點，但操作要求較高，由于熱彎玻璃過程中有 熱滯后現(xiàn)象，制品很容易彎過頭，不適

合大玻璃板和弧度較深的玻璃熱彎。條框模是介于實心模和空心模之間的一種模具，也是目

前熱彎玻璃廠采用較多的一種，它制作相對較簡單，對熱彎操作要求也較低。

    由于建筑熱彎玻璃批量小，規(guī)格繁多，無論上述何種模具，都會造成熱彎玻璃廠模具堆

積現(xiàn)象。在此有一種活動式條框模值得推薦給大家，它是用不銹鋼管做豎向間隔排列，兩邊

管固定，中間管用 U 型圓鋼連接而成的。不銹鋼管雖然一次性投入非常大，但它可以重復(fù)使

用，綜合計算是所有模具中成本較低的，一般循環(huán)使用壽命達1年以上。它既可以省去眾多

的模具制作人員，節(jié)省開支，又可以沒有模具堆積，減少占地，方便管理。這種模具熱彎成

的制品元論外觀質(zhì)量，還是吻合度都能滿足熱彎玻璃行業(yè)標準要求。

3.4、操作人員水平

    玻璃熱彎的工藝制度在很大程度上還是取決于操作經(jīng)驗，同一條玻璃生產(chǎn)線的玻璃原片，

厚度不 同、尺寸不同 , 熱彎溫度也不相同，熱彎爐的升溫速率也是影響熱彎溫度的因素，

因此，操作人員的實際經(jīng)驗、責(zé)任心等對熱彎玻璃的質(zhì)量至關(guān)重要。熱彎玻璃企業(yè)中有很多

個體企業(yè)，人員流動較快。只追求成品不追求質(zhì)量等都會造成產(chǎn)品質(zhì)量低下。因此，操作人

員要有豐富的操作經(jīng)驗和較強的責(zé)任心，才是保證熱彎玻璃質(zhì)量的前提。

4、熱彎玻璃技術(shù)

    熱彎玻璃從形狀上分類，可分為單一彎、折彎、復(fù)合彎三大類。對于單一彎的建筑玻璃

來說，玻璃熱彎是相對容易的。但許多廠家往往在制品的離直線邊大致150mm的曲線邊處，

不能與模具很好地吻合，有的都超過了標準要求，造成安裝困難。解決這個問題首先要求熱

彎爐的電加熱布置要合理，能夠?qū)崿F(xiàn)局部加熱，制品的放置方向要與電熱絲方向一致。折彎

熱彎玻璃常見的有水族館玻璃和柜臺玻璃，折彎玻璃非常大的技術(shù)難點是直線邊彎曲、折角處

易出現(xiàn)模痕等缺點。因此要合理地制定溫度制度，折彎處要有輔助電加熱，才能避免這些缺

陷產(chǎn)生。復(fù)合彎玻璃也很常見，例如球形玻璃、轉(zhuǎn)彎的拱形走廓、玻璃洗手盆等，這種玻璃

在熱彎操作上要求有很高的技術(shù)水平，制作準確的模具，有的需要有經(jīng)驗的熱彎爐才可完成。

    總的說來，我國的熱彎玻璃技術(shù)水平還比較落后，對一些特異性玻璃的熱彎，往往達不

到用戶要求。比如超大規(guī)格、深弧玻璃的熱彎，成品率較低。從力學(xué)角度分析，玻璃在熱彎

過程中，力由兩側(cè)向中間集中，當力的大小超過玻璃的許用應(yīng)力時，玻璃板炸裂。因此，在

玻璃熱彎時，可加一輔助的外力支撐，就可以很好地解決這個問題。筆者從事玻璃熱彎工作

十幾年，對各種玻璃的熱彎都有一些經(jīng)驗，愿意與諸 位同行共同探討。

5、熱彎玻璃的發(fā)展

    熱彎玻璃在我國已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用，隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展和民用需求的不斷增加，

對熱彎 玻璃越來越會提出更高的要求，同時，熱彎玻璃行業(yè) 間的競爭將會越來越激烈。提

高熱彎玻璃質(zhì)量、降低熱彎玻璃成本是每個企業(yè)生存所必須完成的課題。我國的玻璃熱彎爐

能源浪費問題亟待解決，同時，只有增強熱彎玻璃行業(yè)間的技術(shù)交流，提高行業(yè)的技術(shù)水平，

完善工廠的技術(shù)管理，才會使熱彎玻璃質(zhì)量 有一個整體提高。相信通過市場的有序競爭，

優(yōu)勝劣汰，隨著技術(shù)水平的不斷提高，管理意識的不斷增強，熱彎玻璃將會得到良好的發(fā)展。