浮法玻璃退火過(guò)程中存在的工藝問(wèn)題詳解

玻璃退火的目的是減弱和防止玻璃制品中出現(xiàn)過(guò)大的殘余內(nèi)應(yīng)力和光學(xué)不均勻性，穩(wěn)定玻璃內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。

玻璃的退火可分成兩個(gè)主要過(guò)程：一是玻璃中內(nèi)應(yīng)力的減弱或消失，二是防止內(nèi)應(yīng)力的重新產(chǎn)生。玻璃中內(nèi)應(yīng)力的減弱和消除是以松弛理論為基礎(chǔ)的，所謂內(nèi)應(yīng)力松弛是指材料在分子熱運(yùn)動(dòng)的作用下使內(nèi)應(yīng)力消散的過(guò)程，內(nèi)應(yīng)力的松弛速度在很大程度上決定于玻璃所處的溫度。

退火過(guò)程中常見的工藝問(wèn)題有如下幾種：

1、玻璃帶上下表面不對(duì)稱冷卻

①玻璃板在退火區(qū)域內(nèi)的不對(duì)稱冷卻

玻璃板處在退火區(qū)域中，如上下表面冷卻強(qiáng)度不同，則當(dāng)玻璃冷卻到室溫均衡時(shí)，會(huì)引起應(yīng)力分布不對(duì)稱，壓應(yīng)力就會(huì)向冷得快的那一面偏移，冷卻快(涼)的表面受壓應(yīng)力，冷卻慢(熱)的表面受張應(yīng)力，如果玻璃原片足夠大，玻璃中應(yīng)力分布的不平衡必將引起變形——彎曲或翹曲。若玻璃板的下表面比上表面冷卻得快，則壓應(yīng)力大的一邊在下表面，板向上彎曲;反之，向下彎曲。若產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)允許值時(shí)會(huì)發(fā)生炸裂。

②玻璃在退火區(qū)域溫度以下不對(duì)稱冷卻

玻璃在退火區(qū)域溫度以下，上下表面冷卻速度不一致，則會(huì)產(chǎn)生暫時(shí)應(yīng)力，冷卻速度快(涼)的表面受張應(yīng)力，冷卻速度慢(熱)的表面受壓應(yīng)力。

2、玻璃帶橫向溫度不均勻

①溫度橫向?qū)ΨQ分布的不均勻

溫度對(duì)稱于中心線分布，但邊部比中部涼或邊部比中部熱。玻璃帶寬度方向有溫差存在，同樣也會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。

當(dāng)玻璃帶邊部比中部涼時(shí)，若處于退火溫度區(qū)域，邊部(涼)受壓應(yīng)力，中部(熱)受張應(yīng)力;若玻璃處于退火溫度之下，則邊部(涼)受張應(yīng)力，中部(熱)受壓應(yīng)力。

當(dāng)玻璃板邊部比中部熱時(shí)，則板面方向所受應(yīng)力與上述相反。

上面幾種情況所產(chǎn)生的應(yīng)力，可以用應(yīng)力儀測(cè)量。通常也可以用手指來(lái)作定性的檢驗(yàn)，即在離切割機(jī)位置相當(dāng)距離的地方，用兩個(gè)或三個(gè)手指頭將邊部輕輕抬起。如果邊部成波狀而且很容易被抬起，那么邊部承受壓應(yīng)力，中部承受張應(yīng)力;如果邊部很緊，而且不易被抬起，則邊部承受張應(yīng)力，而中部承受壓應(yīng)力。

眾所周知，玻璃的抗壓強(qiáng)度比抗張強(qiáng)度約大十倍，所以玻璃板通常首先在承受張應(yīng)力的板面上發(fā)生破裂，然后裂紋可能繼續(xù)向壓應(yīng)力區(qū)發(fā)展。因此，暫時(shí)應(yīng)力對(duì)玻璃破壞性更強(qiáng)，只要產(chǎn)生的張應(yīng)力等于或稍大于玻璃的抗張強(qiáng)度，在沒有任何外力作用下，玻璃也會(huì)自行破裂。

②玻璃板橫向溫度不對(duì)稱分布的不均勻

玻璃板橫向溫度不對(duì)稱分布，即玻璃板面兩邊部冷卻速度不相同，而引起一邊溫度高一邊溫度低，而使板面應(yīng)力分布也不對(duì)稱。若處于退火溫度區(qū)域，同樣涼邊變長(zhǎng)受壓應(yīng)力，熱邊變短受張應(yīng)力，玻璃帶會(huì)向熱的一邊偏移走偏;若玻璃處于退火溫度之下，則涼邊受張應(yīng)力，熱邊受壓應(yīng)力，暫時(shí)應(yīng)力超過(guò)允許值時(shí)出現(xiàn)炸裂。

這時(shí)，玻璃板面的理論應(yīng)力值是不能測(cè)量的，因?yàn)橐徊糠謶?yīng)力由于變形而消除了。

玻璃帶離開退火區(qū)域，可以比較快的速度進(jìn)行冷卻，因玻璃不會(huì)再產(chǎn)生水久應(yīng)力了。但必須指出，此時(shí)如果冷卻速度過(guò)快，或橫向溫差太大，則會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的暫時(shí)應(yīng)力或應(yīng)力分布不平衡而使玻璃在退火窯中破裂，這是在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生的。

3、結(jié)論

綜上所述，在退火溫度范圍內(nèi)，玻璃帶橫向溫度的不均勻，當(dāng)玻璃冷卻到室溫時(shí)，將產(chǎn)生永久應(yīng)力，在退火窯中板面較熱部分是處在受張狀況，較冷的部分是處在受壓狀況。在退火溫度范圍而以下，板面較熱部分是處在受壓狀況，較冷的部分是處在受張狀況，從對(duì)玻璃造成破裂的情況來(lái)看，玻璃帶在退火區(qū)域以下，兩邊冷得太快要比中部冷得快更為不利，因此必須加以防止。這種情況往往是由于輥?zhàn)觾啥溯S頭漏進(jìn)冷空氣所造成。因此，軸頭密封是至關(guān)重要的。