玻璃的退火

      浮法玻璃生產(chǎn)中，玻璃帶出錫槽后的冷卻是至關(guān)重要的。

      玻璃帶由于在退火窯中冷卻快，或在寬度方向上溫度分布不均勻而產(chǎn)生的溫差會(huì)使玻璃產(chǎn)生很大的應(yīng)力。大的應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致玻璃出現(xiàn)炸裂及熱態(tài)、冷態(tài)切割困難，嚴(yán)重時(shí)玻璃還會(huì)在存放及機(jī)械加工過程中自行破裂。

      玻璃的退火就是將玻璃在冷卻過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力控制在允許值的范圍內(nèi)。 

      1.1 玻璃的應(yīng)力

      玻璃在冷卻過程中產(chǎn)生的應(yīng)力分為：端面應(yīng)力(厚度方向)和平面應(yīng)力(寬度方向);這些應(yīng)力包括：暫時(shí)應(yīng)力和永久應(yīng)力。

      ①端面應(yīng)力：是由在冷卻過程中厚度方向上不可避免地產(chǎn)生溫度梯度而造成的應(yīng)力。

      ②平面應(yīng)力：是由在冷卻過程中寬度方向上溫度分布不均勻而造成的應(yīng)力。

      ③ 暫時(shí)應(yīng)力：在玻璃中隨溫度梯度的存在而存在，隨溫度梯度的消失而消失的應(yīng)力。

      ④ 永久應(yīng)力：當(dāng)玻璃中溫度梯度消失后殘留的應(yīng)力。

      由于玻璃化學(xué)組成不均勻?qū)е陆Y(jié)構(gòu)上的不均勻而產(chǎn)生的應(yīng)力，亦屬永久應(yīng)力。這種應(yīng)力顯然是不能用退火的方法來消除的。

      浮法玻璃退火窯

      全鋼全電自動(dòng)調(diào)溫浮法退火窯，縱向分成十個(gè)區(qū)，橫向分成五個(gè)區(qū)，各區(qū)溫度均可單獨(dú)調(diào)節(jié)。浮法退火窯的作用就是按預(yù)定的冷卻曲線將玻璃板從出錫槽的溫度冷卻到足以切割和搬運(yùn)的溫度(~70 °C)。
 
      2.1 退火窯各區(qū)主要結(jié)構(gòu)及功能

      ① A區(qū)：退火前區(qū)。該區(qū)使玻璃板溫度盡可能均化，并通過自動(dòng)控制達(dá)到退火上限溫度。本區(qū)各節(jié)設(shè)有上下電加熱抽屜及管束式輻射冷卻器(順流循環(huán)冷卻)。

      ② B區(qū)：退火區(qū)，是玻璃帶易產(chǎn)生永久應(yīng)力區(qū)。該區(qū)將玻璃板以合適的速度冷卻到退火下限溫度，使玻璃的殘余應(yīng)力控制在允許范圍內(nèi)。因此，控制好該區(qū)的冷卻速度可減少永久應(yīng)力，提高退火質(zhì)量。本區(qū)各節(jié)設(shè)有邊部電加熱箱、上下電加熱抽屜及多層管束式輻射冷卻器。(熱風(fēng)逆流循環(huán)冷卻)

      ③ C區(qū)：退火后區(qū)。該區(qū)對(duì)玻璃板繼續(xù)進(jìn)行溫降的自動(dòng)控制，在不產(chǎn)生過大的暫時(shí)應(yīng)力條件下提高冷卻速度，使玻璃的暫時(shí)應(yīng)力控制在合適的范圍內(nèi)。本區(qū)各節(jié)設(shè)有邊部電加熱箱及多層管束式輻射冷卻器。(熱風(fēng)逆流循環(huán)冷卻)

      以上三區(qū)為退火窯的保溫區(qū)，窯體由內(nèi)外殼構(gòu)成，中間充填保溫棉。各節(jié)退火窯側(cè)墻設(shè)由觀察孔與清掃孔，各區(qū)之間設(shè)有擋板隔開，由系統(tǒng)中的蝶閥或退火窯加熱元件來調(diào)節(jié)溫度，也可手動(dòng)調(diào)節(jié)。

      ④ D區(qū)：過渡區(qū)。單層密閉，不加熱，不調(diào)溫。

      ⑤ Ret區(qū)(分Ret1、Ret2兩個(gè)區(qū))：熱風(fēng)循環(huán)區(qū)。該區(qū)采用可調(diào)溫的熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃板的直接強(qiáng)制對(duì)流冷卻。各個(gè)區(qū)頂部設(shè)由若干排扇形風(fēng)嘴，每排分五區(qū)，下部設(shè)有橫向不分區(qū)的長(zhǎng)形扁風(fēng)嘴，可單獨(dú)用人工控制每區(qū)的風(fēng)量。此區(qū)盡量密閉，在每個(gè)區(qū)前后設(shè)有活動(dòng)門，殼體下面設(shè)有掏碎玻璃的門，每區(qū)設(shè)有冷卻風(fēng)機(jī)一臺(tái)，熱風(fēng)循環(huán)使用，冷卻風(fēng)溫度由熱電阻控制摻冷風(fēng)的蝶閥開度來保證。

      ⑥ E區(qū)：過渡區(qū)。該區(qū)無冷卻設(shè)備。

      ⑦ F區(qū)：強(qiáng)制冷卻區(qū)(分F1、F2、F3三個(gè)區(qū))。該區(qū)采用室內(nèi)空氣對(duì)玻璃板進(jìn)行直接強(qiáng)制對(duì)流冷卻。在各個(gè)區(qū)上部設(shè)由若干排橫向分五區(qū)扇形風(fēng)嘴，下部設(shè)有橫向不分區(qū)的長(zhǎng)形扁風(fēng)嘴，均用人工控制蝶閥調(diào)節(jié)風(fēng)量。

      退火窯溫度制度

      3.1縱向溫度

      正常生產(chǎn)時(shí)退火窯各區(qū)熱電偶給定溫度范圍

      A區(qū)上部：535~550℃ A區(qū)下部：550~565℃

      B區(qū)上部：450~470℃ B區(qū)下部：470~490℃

      C區(qū)上部：345~360℃ C區(qū)下部：350~365℃

      Ret區(qū)： 140~150℃

      退火窯進(jìn)口溫度：600±10℃;出口溫度：60~70℃

       3.2橫向溫度

      進(jìn)入退火窯的玻璃帶，其邊部和中部要維持較小溫差。

      ① 正常厚度玻璃

      A區(qū)：中間比邊部高10°C左右

      B區(qū)：中間比邊部高5°C左右

      C區(qū)：中間比邊部低5°C左右

      Ret區(qū)：中間比邊部低10°C左右

      F區(qū)：中間溫度稍低于邊部

      ② 厚玻璃

      A區(qū)：中間比邊部高5°C左右

      B區(qū)：中間比邊部高10°C左右

      C區(qū)：中間比邊部低20°C左右

      Ret區(qū)：中間比邊部低10°C左右

      F區(qū)：中間溫度稍低于邊部

      上述溫度設(shè)置應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)量、厚度及玻璃板實(shí)際應(yīng)力曲線作適當(dāng)調(diào)整。

       3.3玻璃板上、下溫差

      退火窯上、下空間溫差維持在下部空間溫度比上部空間溫度高5~10°C左右，C區(qū)以后差值小一些，以此來補(bǔ)償傳動(dòng)輥?zhàn)訋ё叩臒崃?，使玻璃板上、下表面溫度趨于一致?/p>

      如果玻璃帶上表面溫度比下表面高，出退火窯的玻璃帶就會(huì)翹曲，“向上鼓”;反之就會(huì)“向上彎”。

      退火過程中玻璃板炸裂的處理

      4.1縱向炸裂

      玻璃板邊部由于張應(yīng)力過大(邊部太緊)而縱炸。

      在退火區(qū)，如果玻璃板邊部溫度比中間高得多，會(huì)出現(xiàn)縱炸;

      在退火區(qū)之后，如果玻璃板邊部溫度比中間低得多，也會(huì)出現(xiàn)縱炸。

      產(chǎn)生溫差的原因：

      a. 在退火區(qū)玻璃板中間冷卻強(qiáng)度太大;

      b. 在退火區(qū)之后玻璃板邊部冷卻強(qiáng)度太大;

      c. 敞開區(qū)(Ret區(qū)、F區(qū))廠房?jī)?nèi)氣流太大;

      d. 生產(chǎn)厚玻璃時(shí)玻璃板邊薄。

      處理方法：

      a. 用棍棒從邊上撬裂，將炸口從一側(cè)引出，用保溫棉蓋住炸裂口或用木條燒斷，阻止炸口延伸。

      b. 在退火區(qū)減少玻璃板中間的冷卻強(qiáng)度，或減少玻璃板邊部的加熱;

      c. 裂紋處伸到C區(qū)、D區(qū)，適當(dāng)升高C區(qū)邊部溫度。

      d. 裂紋在RET區(qū)和RET區(qū)以后發(fā)生，適當(dāng)增加RET區(qū)或F區(qū)該部上表吹風(fēng)量或適當(dāng)減少RET區(qū)或F區(qū)上表其余部分吹風(fēng)量。

      e. 為解決生產(chǎn)厚玻璃時(shí)邊薄的問題，可在過渡輥臺(tái)、D區(qū)、Ret區(qū)出口處設(shè)置臨時(shí)燃燒裝置。

       4.2橫向炸裂

      橫向炸裂一種情況是玻璃中有大夾雜物、輥?zhàn)訌澢?、錫槽出口溫度高、玻璃變形大，或錫槽擋邊輪作用力過大造成邊部大幅度變形引起。另一種情況是由于邊部壓應(yīng)力過大(邊子太松)，玻璃板呈波浪形彎曲而引起的炸裂。在退火區(qū)之前產(chǎn)生的波浪形彎曲稱為波形彎曲，在退火區(qū)之后產(chǎn)生的波浪形彎曲稱為凹凸變形。
①波形彎曲產(chǎn)生的原因：

      a. 錫槽出口玻璃板溫度過高，玻璃硬度不夠，在A區(qū)受輥?zhàn)有螤钣绊懏a(chǎn)生波形彎曲。波形間距離等于輥?zhàn)拥拈g距;

      b. 在A區(qū)，某一根輥?zhàn)硬辉谝?guī)定標(biāo)高上。

      c. 錫槽邊部錫液溫度太低，導(dǎo)致玻璃板邊部溫度低。這會(huì)產(chǎn)生永久應(yīng)力，因?yàn)檫@些波形永久不會(huì)消失，退火窯內(nèi)玻璃帶速度愈快，這個(gè)溫差愈不易在退火過程中解決。

      d. 在過渡輥臺(tái)處有強(qiáng)的空氣流，導(dǎo)致玻璃帶邊部溫度低，

      e. 由于A區(qū)橫向加熱、冷卻不合理造成邊部溫度低。

      f. A區(qū)密封不好，退火窯內(nèi)有氣流。

      處理方法：

      a. 整錫液溫度及錫槽溫度制度，提高玻璃板邊部溫度，適當(dāng)降低錫槽出口溫度;

      b.加強(qiáng)過渡輥臺(tái)處的密封;

      c.在邊部安裝臨時(shí)燃燒裝置;

      d.調(diào)整A區(qū)的加熱和冷卻，使用活動(dòng)加熱元件加熱玻璃板邊部;

      e.加強(qiáng)退火窯窯體密封。

      ② 凹凸變形產(chǎn)生的原因：

      a. 在退火區(qū)玻璃板邊部過冷，產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力(永久應(yīng)力);

       b. 在退火區(qū)之后玻璃板邊部過熱，重新產(chǎn)生壓應(yīng)力(暫時(shí)應(yīng)力)。

      處理方法：

      a. 在退火區(qū)減少玻璃板邊部的冷卻;

      b. 如凹凸變形是對(duì)稱的，可在退火區(qū)增加玻璃板中間的冷卻;

      c. 在退火區(qū)之后減少玻璃板邊部的加熱，或增加邊部的冷卻;

      d. 如凹凸變形是對(duì)稱的，可在退火區(qū)之后減少玻璃板中間的冷卻;

      e. 如玻璃板產(chǎn)生凹凸變形，在切割掰斷時(shí)出現(xiàn)局部斷裂，只需增加斷裂側(cè)的F區(qū)風(fēng)量即可。

      4.3退火造成玻璃切割質(zhì)量問題的處理

      ① 玻璃橫掰時(shí)，出現(xiàn)退火問題的調(diào)整

      a. 橫向掰斷時(shí)，出現(xiàn)玻璃一側(cè)(南側(cè)或北側(cè))斷面不整齊，主要由于橫切時(shí)，玻璃一側(cè)溫度高，壓應(yīng)力大造成。

      調(diào)整：增加F區(qū)一側(cè)(不整齊的一側(cè))吹風(fēng)量或減少F區(qū)另一側(cè)及中部吹風(fēng)量適量。

      b. 橫向掰斷時(shí)，出現(xiàn)中部切斷面不“整齊”。

      調(diào)整：增加F區(qū)邊部吹風(fēng)量或減少F區(qū)中部吹風(fēng)量。

      c. 橫向掰斷時(shí)，不沿著刀痕造成斷聲很響，這時(shí)上表面壓應(yīng)力過大。

      調(diào)整：增加F區(qū)上表面吹風(fēng)量或減少F區(qū)下表面吹風(fēng)量。

      d. 橫向掰斷前，刀痕自動(dòng)裂，這時(shí)上表面張應(yīng)力過大。

      調(diào)整：增加F區(qū)下表面吹風(fēng)量或減少F區(qū)板上吹風(fēng)量。

      ② 在玻璃縱切、掰邊時(shí)，出現(xiàn)退火問題的調(diào)整

      a. 玻璃一側(cè)(南側(cè)或北側(cè))自動(dòng)裂，則刀痕自裂側(cè)張應(yīng)力大。

      調(diào)整：減少F區(qū)板上刀痕自裂側(cè)吹風(fēng)量適量。

      b. 玻璃兩側(cè)刀痕均在掰邊前自裂。

      調(diào)整：同橫掰刀痕自裂相同。

      c. 掰邊時(shí)，不沿著刀痕裂，掰斷不齊。

      調(diào)整：增加不好掰一側(cè)F區(qū)板上吹風(fēng)量，或減少F區(qū)中部及另一側(cè)板上吹風(fēng)量，減少F區(qū)板下吹風(fēng)量適量。

      引頭子期間退火窯的操作

      5.1 引頭子前10分鐘啟動(dòng)A、B、C區(qū)風(fēng)機(jī)，檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，保證其穩(wěn)定，A、B、C區(qū)溫度手動(dòng)控制，盡量避免使用A區(qū)下部電加熱。

      5.2 當(dāng)頭子從錫槽出口挑上過渡輥臺(tái)進(jìn)入退火窯后，退火工跟著頭子，通過觀察孔密切注視頭子的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)炸裂、掉大塊、有阻卡可能者，應(yīng)立即用長(zhǎng)鉤子打碎，如發(fā)現(xiàn)玻璃斷頭子，應(yīng)重新跟頭子，直至將頭子順利送出退火窯封閉區(qū)。

      5.3 頭子送出退火窯封閉區(qū)(即RET區(qū))以后，關(guān)閉所有觀察孔，保證退火窯的溫度均勻，并根據(jù)玻璃板的退火質(zhì)量，合理調(diào)整退火溫度制度以滿足正常生產(chǎn)退火的需要，而后啟動(dòng)RET區(qū)及F區(qū)風(fēng)機(jī)，調(diào)整其冷卻風(fēng)量，保證玻璃板不炸裂和具有良好的切裁性。

      砸頭子期間退火窯的操作

      6.1 配合錫槽操作人員把砸斷玻璃帶安全送入退火窯。

      6.2 將玻璃送入退火窯后，落下退火窯首端擋簾;玻璃帶安全送出退火窯后，落下C區(qū)尾端擋簾。

      6.3 分段逐個(gè)打開各區(qū)觀察孔和底門，觀察退火窯傳動(dòng)輥上下有無碎玻璃，如有碎玻璃時(shí)，應(yīng)及時(shí)組織清除，在清除碎玻璃時(shí)，應(yīng)分段進(jìn)行，清理一段、封閉一段，以盡量防止過多冷空氣進(jìn)入而影響保溫。

      6.4 如果屬于錫槽部分處理事故需要而砸頭子，退火窯A、B、C 區(qū)仍按原生產(chǎn)指標(biāo)控制設(shè)定值不變，全部打手動(dòng)控制，RET區(qū)和F區(qū)風(fēng)量風(fēng)閥開度可適當(dāng)臨時(shí)關(guān)小或關(guān)死。

      6.5 如果急于停產(chǎn)檢修需要而砸頭子，則關(guān)、停退火窯所有電加熱和冷卻風(fēng)機(jī)，待退火窯A、B、C區(qū)溫度均降至室溫(60℃)以后，方可停主傳動(dòng)，停產(chǎn)期間，退火工還應(yīng)全面檢查電加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)儀表和控制系統(tǒng)的維修情況，如發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)提出解決，在維修期間要間隔盤車(無檢修不得停主傳動(dòng))。

      退火窯事故處理操作規(guī)程

      退火窯事故有如下幾種：停電、停輥、擋簾掉落、停水。

      7.1 停電

      ① 停電時(shí)間不長(zhǎng)，在15~20分鐘之內(nèi)，立即幫助錫槽處理停電事故，UPS供主傳動(dòng)。來電后，主傳動(dòng)、電加熱、風(fēng)機(jī)及時(shí)送電， 清除窯內(nèi)玻璃渣，恢復(fù)一切正常操作程序即可。

      ② 若停電時(shí)間長(zhǎng)，超過20分鐘以上，應(yīng)做如下工作：

      a. 1UPS也斷電，拉開離合器，分段手動(dòng)盤車，保護(hù)輥道不致彎曲。

      b. 來電后，同以上4.7.1.1來電后處理。

      ③ 當(dāng)發(fā)現(xiàn)某輥停轉(zhuǎn)，立即匯報(bào)并通知值班鉗工趕到現(xiàn)場(chǎng)處理，處理辦法如下:

      a. 若是吊掛輥(A、B、C、RET區(qū)的輥)立即將其降低輥位，使之不致接觸玻璃，在玻璃生產(chǎn)保持正常情況下，查找停輥原因及時(shí)檢修。

      b. 若是F區(qū)的固定輥，立即查找原因，快速處理，使生產(chǎn)盡快恢復(fù)正常。

      ④擋簾掉落

      發(fā)現(xiàn)擋簾掉落，立即找出具體位置，同時(shí)立即通知鉗工到現(xiàn)場(chǎng)處理，打開殼體頂部的搶修孔檢修，迅速恢復(fù)正常生產(chǎn)。

      ⑤ 停水

      當(dāng)發(fā)現(xiàn)停水，必須立即上退火窯殼體頂部取出六臺(tái)紅外高溫計(jì)，將紅外高溫計(jì)孔封好，來水后再將其恢復(fù)原位。

      改板操作規(guī)程

      接到改板通知后，要迅速檢查一遍退火窯各區(qū)擋簾、風(fēng)機(jī)、邊火、邊部冷卻器和退火窯碎玻璃渣情況，發(fā)現(xiàn)問題立即處理并匯報(bào)值班經(jīng)理。開始改板后，將退火窯各區(qū)溫度設(shè)定為新參數(shù)值，并打“手動(dòng)”調(diào)控，直至玻璃板穩(wěn)定，溫度達(dá)到設(shè)定值后恢復(fù)“自控”，若有個(gè)別點(diǎn)溫度波動(dòng)較大，可仍然用“手動(dòng)”調(diào)控。溫度點(diǎn)波動(dòng)較大時(shí)，要檢查擋簾等，必要時(shí)只能“手動(dòng)”。
 
      8.1改板開始后，退火工必須認(rèn)真觀察過渡輥的情況，使玻璃板安全順利地通過過渡輥，送入退火窯。當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷板時(shí)，要立即處理并報(bào)告值班經(jīng)理，杜絕大事故發(fā)生。

      8.2改板后的玻璃板到了退火窯D區(qū)后，要根據(jù)需要及時(shí)調(diào)整RET 區(qū)~F區(qū)風(fēng)閥開度，如果有邊火，要及時(shí)調(diào)整邊火數(shù)量和位置，確保玻璃不炸板并順利送至冷端切裁。

      8.3 若改板過程中發(fā)生炸板要及時(shí)處理，處理完炸板后要迅速清除板下搭在輥?zhàn)由系牟ＡK，以防玻璃下表劃傷。

      8.4 當(dāng)玻璃板厚度、內(nèi)牙距、板寬等指標(biāo)達(dá)到要求后，要積極主動(dòng)迅速調(diào)整好退火溫度、風(fēng)閥開度、邊火等，以保證良好的切裁和應(yīng)力狀況。

      8.5 板寬調(diào)整時(shí)，根據(jù)需要對(duì)退火窯A、B、C區(qū)邊部溫度作微調(diào)，同時(shí)對(duì)D-F區(qū)風(fēng)閥邊火作相應(yīng)調(diào)整，從而保證良好的退火。

       操作注意事項(xiàng)

      9.1 按工作內(nèi)容填寫工作日志。

      9.2 正常生產(chǎn)時(shí)，不同品種玻璃的退火曲線應(yīng)有技術(shù)部門制訂，其他人員不可擅自更改。

      9.3 引頭子時(shí)， 退火窯要按預(yù)定升溫曲線升溫， 以減少玻璃炸裂，保證頭子暢通無阻(包括斷炸頭子后的新頭子)，防止玻璃在窯內(nèi)自動(dòng)疊板，要及時(shí)清理搭在輥?zhàn)由系乃椴Ａ?/p>

      9.4 引頭子時(shí)玻璃在C區(qū)或C區(qū)以前炸，或錫槽事故處理后， 應(yīng)關(guān)掉F區(qū)風(fēng)機(jī)， 必要時(shí)Ret區(qū)風(fēng)閥也要關(guān)掉，待玻璃通過F區(qū)后再緩慢打開。

      9.5 退火工必須每2小時(shí)對(duì)退火窯的所有風(fēng)機(jī)和主傳動(dòng)電機(jī)巡查一遍，出現(xiàn)問題及時(shí)處理;窯內(nèi)碎玻璃也要及時(shí)清理，以免影響溫度控制。

      9.6 生產(chǎn)不正?；蜻M(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整時(shí)，如測(cè)量溫度與設(shè)定溫度偏差較大，應(yīng)改用手動(dòng)控制。

      9.7 發(fā)生停電事故時(shí)，應(yīng)首先檢查主傳動(dòng)，備用5.5kW電機(jī)是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證輥道不停止轉(zhuǎn)動(dòng)，必要時(shí)人工盤車，隨時(shí)準(zhǔn)備來電啟動(dòng)開車，以免造成輥?zhàn)幼冃斡绊懮a(chǎn)。

      9.8 經(jīng)常與錫槽保持聯(lián)系，控制好玻璃板走向，玻璃帶中心與退火窯中心盡量重合，減少玻璃板在退火窯內(nèi)的擺動(dòng)。

      9.9 盡量防止冷風(fēng)進(jìn)入退火窯內(nèi)，扒碎玻璃時(shí)少開操作門，且不能兩邊對(duì)開，以免穿堂風(fēng)使玻璃板炸裂。

      9.10 定期檢查退火窯內(nèi)碎玻璃情況，特別是引頭子或處理錫槽事故后，及時(shí)組織有關(guān)人員清理碎玻璃，不能因其過多，影響溫度控制或阻擋玻璃帶的運(yùn)行及劃傷玻璃。

      9.11 退火窯各區(qū)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)先將其進(jìn)口或出口閥門關(guān)死，并盤車，待正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，在緩緩打開手動(dòng)閥。

      9.12 退火工應(yīng)經(jīng)常檢查RET區(qū)和F區(qū)風(fēng)閥手柄位置，如有滑動(dòng)及時(shí)恢復(fù)。

      9.13 應(yīng)經(jīng)常檢查退火窯輥道，尤其要多檢查E區(qū)和F區(qū)輥道，發(fā)現(xiàn)有停轉(zhuǎn)等異?，F(xiàn)象要及時(shí)處理。