关于浮法玻璃退火生产的缺陷及控制探析
摘要：浮法玻璃工艺是世界上较为先进的平板玻璃制造工艺，但是由于各种原因，浮法玻璃在生产过程中还是会出现气泡、夹杂物等缺陷，尤其是在退火生产中，产生的各类缺陷严重影响了浮法玻璃的质量。本篇文章主要分析了浮法玻璃在退货生产时的各类缺陷，通过分析和研究，提出了相应的控制缺陷产生的措施。
关键词：浮法玻璃；退火生产；控制措施
浮法玻璃的退火指的是将锡槽出来的玻璃带，以消除玻璃中的残余应力和光学不均匀及稳定玻璃内部结构为目的，按照一定的温度曲线将玻璃进行冷却的工艺过程。玻璃的退火主要分为两个过程：减弱和消除内应力；防止内应力的重新产生。这两个过程看似简单，实际上难度却很大。浮法玻璃退火窑作为浮法玻璃生产的三大热工设备之一，主要的作用就是控制浮法玻璃的质量和生产成本。随着近几年浮法玻璃的发展，全国浮法玻璃的生产线逐渐增多，由最初的几十条到今天的 300 条多，规模也在不断变大，从最初的 85t/d 变成今天的 1300t/d。这也说明市场对浮法玻璃的需求在不断增加。因此，消除浮法玻璃退火生产过程中的缺陷，进一步提高浮法玻璃退火生产的技术水平，对浮法玻璃的稳定发展具有重要的意义。
一、浮法玻璃退火生产的特点
浮法玻璃的退火生产一直遵循的是传统的退火理论，但是由于生产玻璃的厚度不一，使其在生产过程中使用的工艺也会有所不同，这就决定了退火自身的特点。浮法玻璃主要通过调整拉边机的速度、角度、深度等参数，进而控制机杆的深入长度从而生产不同厚度的玻璃。一般情况下，退火都是按照对称的原则对玻璃进行相关工艺的处理。由于厚玻璃和薄玻璃在生产时的差异，在退火时的差异依然存在。厚玻璃退火时，板边比中部温度低，边部受到压应力的同时，中部也会受到张应力，在切割时就会使得玻璃不均匀，切口出现多角或少脚的现象。玻璃越厚，温差越大，边部极易发生纵炸。薄玻璃的温度差异与厚玻璃刚好相反。
薄玻璃板边温度比中部温度高，由于温差的存在，切割时还是会使切口出现多角或少脚的现象 。玻璃越薄，温差越大，此时越容易发生横向炸裂。
二、浮法玻璃退火生产的缺陷
1.玻璃带上下表面不对称冷却
1）浮法玻璃在退火区域内的不对称冷却
对浮法玻璃进行退火处理时，通常玻璃上下表面的冷却强度是不同的，当玻璃温度冷却到与室温均衡时，由于冷却强度的不同，会引起压力分布不对称，哪一面冷得快压应力就会偏向哪边，此时冷却快的表面受到张应力，在玻璃原片足够大的情况下，压力分布的不均衡会使得玻璃的弯曲。要是玻璃的下表面冷却快，则压应力大的一边在下表面，板向上弯曲；反之，板向下弯曲。如果压应力超过极限值，则会出现玻璃炸裂的现象。
2）浮法玻璃在退火区域温度以外的不对称冷却当浮法玻璃处于退火温度以下的区域时，玻璃上下两个表面的冷却速度不一致，会使玻璃产生暂时的应力，冷却速度快的表面受到张应力，冷却速度慢的表面受到压应力。
2.玻璃带横向温度不均匀
1）温度横向对称分布不均匀
当玻璃表面温度沿着中心线对称分布时，通常边部的温度比中部的温度高。
由于玻璃带宽度的方向有温差的存在，从而引起压力的产生。使得玻璃边部受到张应力，中部受到压应力的挤压。如果出现玻璃带边部的温度比中部低，此时处于退火温度区域时，玻璃边部会受到压应力，中部受到张应力的挤压。
2）玻璃板横向温度不对称分布不均匀
玻璃板横向温度不对称分布，会使得玻璃板两边的冷却速率不一致。从而造成一边温度高一边温度低，两边受到的压力也会不一致，产生压力差。若此时处于退火温度区域时，玻璃板两边会因为温差的存在导致两边受到的压力不一致。
温度高的那一边受到张应力，玻璃带则偏向温度高的那一边。如果此时处于退火温度之下，则温度高的那一边受到压应力，温度低的那一边受到张应力，一旦压力超过允许的最大值将出现玻璃炸裂的现象。
玻璃带一旦离开退火区域，它的冷却速度就比较快，此时没有张应力、压应力的产生。但是冷却速率必须控制在一定范围内，横向温差过大，会产生过大的暂时应力，压力的分布不均衡使得玻璃破裂从，这种现象在实际生产过程中比较普遍。
三、玻璃退火操作中的缺陷处理方法
1）纵向炸裂的处理方法
玻璃在冷却的过程中，由于温差的存在使得玻璃两边受到不同压力的挤压，当玻璃所受的张压力超过玻璃强度时，会发生纵裂的现象。对于边部纵炸的情况，我们必须在玻璃冷却的时候减小炸裂区的冷却强度，尽可能的减小玻璃两边的温度差，从而减少玻璃炸裂现象的发生。对于玻璃中间炸裂的情况，我们可以稍微增加炸裂处的冷却强度。对于玻璃炸裂的范围延伸到了封闭区内的炸裂，我们通常在炸裂的玻璃带的上端放置一块石棉或者是 1.5m 左右的木板条，这样做可以有效地防止纵炸的进一步延伸。对于炸裂范围处于 Ret 区以后的炸裂，我们可以先关闭风阀，让玻璃升温，待温度升高后又马上打开风阀让玻璃带受极冷，这样做可以将纵向裂纹移向玻璃带的一边将其中断。
2）横向炸裂的处理方法
横向炸裂的情况包括横向单裂、丫型横裂和不规则炸裂等几种情况。横向单裂是由于退火以外的因素引起的，因此无需对退火做相应的改变，但要注意边部接触的异物，防止小气泡、板中结石等杂物影响玻璃的生产。丫型炸裂则是由于玻璃两侧温差的存在导致压力分布的不均匀，从而出现炸裂的情况。针对这种情况，我们可以在炸裂区或者前一个冷却区增加裂纹分支侧的冷却强度，适时的进行冷却强度的调整。不规则炸裂说明在退火区内纵向冷却强度较大，我们可以适当的减小退火区的冷却强度，升高退火区的末端温度。
结语：近些年来，浮法玻璃生产的规模在进一步扩大，企业对玻璃退火这道工序也提出了更高的要求。结合我国浮法玻璃生产的实际情况，控制浮法玻璃退火生产时的缺陷，对浮法玻璃的质量控制显得至关重要。在今后的生产中，还需进一步的改善退火工序，使其具有经济性、节能性、环保性，从而进一步的提升浮法玻璃的质量。
参考文献
[1] 禚明,梁忠友,宋秀霞. 浮法玻璃特有缺陷及其预防措施[J]. 山东轻工业学院学报(自然科学版). 2008(01)
[2] 刘志刚. 锡槽温度制度的合理控制对薄浮法玻璃质量的影响[J]. 玻璃.2013(04)
[3] 邵宏根,毛清华,庞世红,方刚,杜凤山. 浮法玻璃成型过程的数值模拟[J].硅酸盐学报. 2004(08)
