浮法玻璃超厚板成形、退火工藝控制

王建 黃建勇 高建軍 覃紅武

（咸寧南玻玻璃有限公司 咸寧 437000）

0 引言

隨著人們對物質(zhì)文化需求的不斷提高，各種消費和展覽場所逐漸使用超厚玻璃來代替原有普通建筑材料。目前超厚玻璃廣泛運用于高檔酒店、城市標志建筑、政府工程、高檔展覽館等場所，并且需求量在不斷地增大；超厚板銷售的高附加值也是現(xiàn)代浮法玻璃企業(yè)重要的利潤增長點。超厚板成形控制的難點主要有玻璃液的堆積能力、厚薄差的控制、板型穩(wěn)定性的控制；退火控制難點主要有炸板、裂邊、在線切裁問題、客戶切裁使用投訴。上述問題嚴重影響浮法玻璃的實物質(zhì)量和成品質(zhì)量，造成浮法玻璃產(chǎn)量和總成品率下降、質(zhì)量成本上升，不但影響企業(yè)利潤，而且對企業(yè)的聲譽構(gòu)成威脅。對以上問題進行有效的解決和穩(wěn)定的控制對超厚板生產(chǎn)顯得尤為重要。本文在闡述厚板成形、退火理論的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年實際生產(chǎn)經(jīng)驗提出對應(yīng)問題的解決方案。

1 超厚板成形控制

浮法玻璃成形工藝流程，熔化、澄清并冷卻至1100 ℃左右的玻璃液，經(jīng)流道（包括安全閘板和流量調(diào)節(jié)閘板）和流槽流進錫槽內(nèi)的熔融錫液面上，在自身重力及表面張力的作用下，玻璃液開始進行攤平、拋光、均勻降溫，在拉邊機的作用下，進行拉薄或積厚形成一定厚度的玻璃帶，在水包和槽體自身的降溫作用下，成形后的玻璃帶降溫到600 ℃左右，通過過渡輥臺拉出錫槽進入退火窯。

1.1 厚薄差控制

主要通過流道溫度和高溫區(qū)水包控制成形溫度來調(diào)整厚薄差；對拉邊機的定位及其他拉邊機的間距設(shè)置也是決定厚薄差好壞的重要硬件條件；拉邊機速度和角度的匹配對調(diào)整厚薄差起到了非常重要的輔助作用。拉引量和凈板寬的大小也是影響厚薄差的重要因素，一般情況拉引量越大、成品板寬越寬厚薄差就相對越難控制。

1.2 錫槽內(nèi)板型控制

控制拉邊機車位偏差，使板型盡量保持居中，壓入深度也要保持基本一致，以免因受力不均或者溫度場相差太大導(dǎo)致板型偏移。錫液深度及深池、淺池的匹配，錫槽擋畦的布局、直線電機的使用等可以調(diào)整錫液流向，是決定錫槽板型是否穩(wěn)定的硬件條件。拉邊機參數(shù)的匹配、拉引量的波動、光邊的大小，對超厚板錫槽內(nèi)板型的穩(wěn)定也都有較大的影響，因此需要有較為合理成熟的拉邊機參數(shù)、保持拉引量的穩(wěn)定、合理的光邊大小。

1.3 錫槽內(nèi)玻璃液的堆積能力

錫槽內(nèi)的玻璃液的堆積能力是影響超厚板生產(chǎn)的重要因素。影響錫槽內(nèi)玻璃液堆厚的因素主要包括拉引量的大小、流道成形溫度的高低、拉邊機的布局和數(shù)量、拉邊機參數(shù)的設(shè)置等。在生產(chǎn)超厚板時一般都會考慮適當降低拉引量來減小成形堆積壓力；拉邊機使用數(shù)量要比常規(guī)厚度多，拉邊機角度、速度也要比常規(guī)厚度生產(chǎn)時大，以此來提高玻璃液在錫槽內(nèi)的堆積能力。

2 超厚板退火控制

在玻璃工藝中，退火主要是指玻璃中殘余應(yīng)力的減少或消除的過程。

玻璃退火的目的是消除玻璃制品中的殘余應(yīng)力和光學(xué)不均勻性，穩(wěn)定玻璃內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。玻璃的退火主要分為兩個主要過程：一是內(nèi)應(yīng)力的減弱和消失，二是防止內(nèi)應(yīng)力的重新產(chǎn)生。

超厚板生產(chǎn)要確保有穩(wěn)定的退火制度，根據(jù)不同板寬、厚度制定出對應(yīng)的控制閥位和溫度制度，穩(wěn)定的退火制度是超厚板穩(wěn)定生產(chǎn)的前提，是保證減少炸板、裂邊和解決在線切裁問題的基礎(chǔ)。

2.1 炸板

炸板主要分為橫炸和縱炸兩大類。

（1）橫炸原因：玻璃板邊部壓應(yīng)力大。處理措施：加大敞開區(qū)邊部風閥，降低敞開區(qū)邊部溫度（或減少敞開區(qū)中部風閥開度）。

（2）縱炸原因：玻璃板過緊。處理措施：加大敞開區(qū)中部風閥，降低炸口處的溫度（或減少敞開區(qū)邊部風閥開度）。

2.2 玻璃板裂邊

浮法厚玻璃因拉邊機的堆積作用，一般情況下有效板寬內(nèi)厚度基本一致，凈板以外的位置在拉邊機的堆積和自然攤平共同作用下，厚度尺寸從內(nèi)到外是逐步變薄的。邊部的降溫速度相比中間位置會快很多，邊部到達半敞開區(qū)或者敞開區(qū)時溫度會比玻璃板中間溫度低很多，因此很容易在半敞開區(qū)或者敞開區(qū)裂邊（從拉邊機壓印或以外的位置裂開、掉落）。為了預(yù)防裂邊，很多浮法線基本都是通過在錫槽出口處、半敞開區(qū)、敞開區(qū)邊部加燒邊火以提高邊部溫度來預(yù)防裂邊發(fā)生。

裂邊主要由三種情況引起：①邊火燒的不合理，板型有變化邊火跟蹤不及時；②敞開區(qū)邊部冷卻過快導(dǎo)致裂邊；③環(huán)境溫度變化，可能是因為夜間邊部冷卻快引起裂邊。預(yù)防措施：在錫槽內(nèi)要盡量保證玻璃板的穩(wěn)定，板寬、板型受控，拉引量波動盡可能??；錫槽出口的兩支邊火槍燃燒時火焰要密集、力度夠大，燃燒的時候要保證火焰能覆蓋整個光邊；退火窯的邊火要保持高度合適，天然氣燃燒充分，不能有多余的冷氣吹到玻璃板上。敞開區(qū)邊部可以使用擋風裝置，防止光邊溫度降低過快，減小與玻璃板中間區(qū)域的溫度差，從而可以減少因邊部溫度過低而產(chǎn)生的裂邊情況。

寨卡病毒感染為良性自限性疾病，潛伏期為3～12 d，多數(shù)感染者無癥狀，僅20%的感染者會出現(xiàn)發(fā)熱及皮疹等輕微癥狀，并可在2～7 d內(nèi)緩解。隨著疫情的蔓延，人們發(fā)現(xiàn)寨卡病毒感染亦可導(dǎo)致中樞或周圍神經(jīng)系統(tǒng)受累，其中以吉蘭-巴雷綜合征以及小頭畸形最常見[8]。

2.3 在線切裁問題及解決措施

（1）橫向掰斷時，出現(xiàn)玻璃一側(cè)端面不整齊，主要由于橫切時，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)）吹風量或減少F區(qū)另一側(cè)及中部吹風量。

（2）橫向掰斷時，出現(xiàn)中部切割斷面不整齊。調(diào)整：增加F區(qū)中部吹風量或減少F區(qū)邊部吹風量。

（3）橫向掰斷時，不沿刀痕裂開。調(diào)整：增加F區(qū)上表面吹風量或減少F區(qū)下表面吹風量。

（4）縱向掰斷前，刀痕自動裂，這時上表面張應(yīng)力過大。調(diào)整：增加F區(qū)下表面吹風量或減少F區(qū)上表面吹風量。

退火引起的在線切裁問題，是一直存在而未完全解決的問題，不同的品種和板型都可能會有不同的問題出現(xiàn)，也不可能有統(tǒng)一標準的退火溫度制度。因此應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)的玻璃品種和板型制定出相對合理的退火制度，保證在線切裁質(zhì)量。有些切裁問題是因切裁人員操作水平和設(shè)備原因所產(chǎn)生的，無法通過退火調(diào)整處理。因此在生產(chǎn)中，首先確定切裁出現(xiàn)問題在哪里產(chǎn)生，然后再調(diào)整，不能盲目行事。

3 生產(chǎn)中常用的控制方法

3.1 降低拉引量

為了解決成形、退火壓力，在生產(chǎn)超厚板時適當降低拉引量，有助于緩解拉邊機的堆厚壓力。板型在錫槽內(nèi)的不穩(wěn)定，主要是因為拉邊機的速度過快、角度過大以及溫度場不合理所造成的，降低拉引量可以降低拉邊機速度、減小拉邊機角度，有助于成形的穩(wěn)定性。其次拉引量和拉引速度也是成正比的，拉引速度越快退火壓力也就越大，這一點在常規(guī)厚度生產(chǎn)時還不太明顯，但是在厚板、超厚板生產(chǎn)時就會顯現(xiàn)得格外明顯，因此降低拉引量可以作為減小超厚板生產(chǎn)退火壓力的一項重要手段。

3.2 加強退火窯的保溫

3.3 更換定位精準的退火窯蝶閥定位器

如果蝶閥定位不準會導(dǎo)致閥位經(jīng)常漂移，影響整體的退火工藝制度的穩(wěn)定。設(shè)備的穩(wěn)定是工藝穩(wěn)定的前提，沒有穩(wěn)定受控的設(shè)備，想要穩(wěn)定不變的工藝是不可能的，通過逐步更換為優(yōu)質(zhì)的蝶閥定位器，閥位穩(wěn)定性和控制精度明顯改善。

3.4 固化退火窯前區(qū)閥位和溫度制度

因為每個退火窯的設(shè)計及設(shè)備狀況不一致，因此退火制度的制定還需要經(jīng)過一段時期的驗證和修正才能逐步固化下來。主要調(diào)整方向就是提高主要退火區(qū)B區(qū)的整體溫度，一方面可以降低主要退火區(qū)的降溫時間，另外因為板上冷卻風調(diào)節(jié)閥中間閥位大于邊部，這樣會使會板走緊。但是在實際的調(diào)整過程中往往容易出現(xiàn)矯枉過正的情況，因此需要對板上中間風閥進行小幅回調(diào)。板上、板下風閥開度的匹配也相當重要，正常情況下板下風閥開度加大是有利于在線切裁和滿足客戶使用情況的，但是如果開度過大容易產(chǎn)生縱裂，對生產(chǎn)損失較大。因此，如何匹配板上板下風閥開度極為重要，保證切裁質(zhì)量又不炸板，需要通過對設(shè)備狀況及工藝的掌控，長期綜合研究才能穩(wěn)定下來。

4 優(yōu)化成效

（1）在線切裁質(zhì)量良好，炸板數(shù)量急劇減少，15 mm、19 mm超厚玻璃因炸板對成品率的影響小于0.15%，客戶關(guān)于切裁質(zhì)量的投訴幾乎為零。

（2）改善后超厚板生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表1。

表1 改善后超厚板生產(chǎn)數(shù)據(jù)

由表1可見，超厚板生產(chǎn)時間長表明工藝控制穩(wěn)定性好；成品率、BQ率高說明板面質(zhì)量好，厚薄差好全包成品率高，退火炸板和在線切裁損失少。這樣的生產(chǎn)數(shù)據(jù)在國內(nèi)只有極少數(shù)浮法線能夠達到。

（3）實現(xiàn)了超大板規(guī)格的突破，19 mm厚度3300 mm板寬15～18 m大板實現(xiàn)量產(chǎn)，屬于超高附加值產(chǎn)品。

（4）完成22 mm試生產(chǎn)并實現(xiàn)了量產(chǎn)，并且成品率達到80%以上，推進了整個行業(yè)技術(shù)的進步。

5 結(jié)語

浮法超厚板玻璃生產(chǎn)工藝控制難度大，其難點主要是成形和退火，成形是基礎(chǔ)、退火是核心。但是通過設(shè)備改造、工藝改進，制定出合理工藝參數(shù)，一定會達到穩(wěn)定、高效生產(chǎn)。但每條浮法線的設(shè)備配置不同、外界條件不同，因此也就不存在統(tǒng)一的成形參數(shù)、退火制度，每條生產(chǎn)線應(yīng)該根據(jù)實際情況制定出一套適合自身的參數(shù)和制度。