浮法玻璃教材-退火窑理论知识培训材料(中级)
浮法玻璃教材-退火窑理论知识培训材料(中级)
第三章浮法退火窑1、引言玻璃退火窑是改善玻璃应力的设备，它直接影响玻璃的成品率及玻璃的后续处理，在玻璃生产中处于重要位置。
玻璃产品的性能、生产规模及质量决定退火窑的退火特点，因而不同产品退火窑的结构会存在着差异。
现在浮法玻璃退火窑为适应浮法玻璃的生产有着自己的特点，它能够处理大吨位锡槽产出的玻璃原片，具有现代化的自动控制技术，产品能够适应各种平板用户对浮法玻璃的要求。
目前，浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑，就其结构而言，它包括辊道和壳体两部分。
世界上在制造该种退火窑上较著名的公司有两家，一家是起步最早的比利时CUND公司，另一家为法国STEIN公司，两家产品各有特点，CUND公司以冷风工艺为基础，而STEIN公司则以热风工艺为基础，其他部分基本上趋于一致。
退火窑壳体按照CUND公司一般分为A0区、A区、B区、C区、D 区、RET区、E区和F区，而STEIN公司则分为A0区、A区、B区、C 区、E。
区、D区、E区和F区。
虽然在过渡区和重要退火区的叫法不一，各部分的功能是一致的。
退火窑辊道由传动系统和辊子组成。
辊子一般为钢辊，也有一些生产线采用部分石棉辊。
退火窑前端的部分辊子的高度可调，以适应玻璃带出锡槽时的爬坡。
退火窑传动一般包括两个传动站，当退火窑运行时，直接带动退火窑辊道的为主传动,另一个为从传动，从传动以主传动95%的速度运行，一旦主传动故障，从传动迅速提速代替主传动。
也有的退火窑除了两个主要传动外还带一个小电机传动。
2、退火窑退火窑可分为保温段、密封段和敞开段，保温段指在线镀膜区A0区、退火前区A区、重要退火区B区和退火后区C区，密封段指过渡区E0（或D）区和循环热风冷却区D（或RET）区，敞开段指间接冷却区E区和直接冷却区F区。
目前，以热风工艺为特色的STEIN退火窑普遍使用在浮法玻璃工厂中，我们公司也普遍使用该公司的产品，下面所要阐述的主要以STEIN退火窑为主。
2.1 A区退火窑的前一节或两节是A0区，它的顶是可移动式的，用于在线镀膜。
浮法玻璃退火
上的残余应力
应力的分类
❖ 宽度方向上 ---在浮法玻璃厚度方向上沿板宽方向所产生 的残余应力 ---玻璃带边部处于压应力状态(尺寸较长)， 中部处于张应力状态 (尺寸较短)， 因为边部 比中部更早通过应变点 (482℃)
退火窑各区的设置
或降低发生炸裂区的中部温度（加大风量） ❖ 注意：炸板后一定要检查炸板区下面是否有碎玻璃
在玻璃板下或辊子中间，并将其及时清掉，以防止 这些碎玻璃造成玻璃板下表面划伤。
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应力的产生说明
应力的产生说明
❖ 在温度低于应力点时，处于弹性变形温度范 围内（即脆性状态）的玻璃在经受不均匀的 温度变化时所产生的热应力，随温度梯度的 存在而存在，随温度梯度的消失而消失，这 种应力称为暂时应力。
应力的分类
❖ 厚度方向上 在浮法玻璃厚度方向上沿玻璃前进方向
所产生的残余应力 ---玻璃上表面和下表面首先通过应变点 ---持续的冷却使玻璃上表面和下表面处于压应
退火窑各区的设置
❖ E区 ： RET2区和F1区之间的过渡区 。 ❖ F区： —目的是实现对玻璃的最后的直接强制冷却。 —每个区都配备有风管喷嘴，喷嘴布置在玻璃板的上、
下方，由2台电动风机供给冷却风。 —风管喷嘴布置在离玻璃板固定远处。 —这些区域的窑顶横向分成5个可单独调节的区域。 —这些区域窑底没有横向分区，但总流量可手动调节。
或降低边部温度。
退火窑的应急事故处理
❖ 暂时退火状况 ❖ 所有由暂时应力引起的问题均可通过调整C、
D区或强制冷却区来解决。哪个区发生问题 就调整哪个区。若问题是出在D区或是E区， 则对C区进行调节。
热工设备玻璃部分-第六章退火窑
退火工艺
退火工艺流程
退火原理分析
退火原理
只有使玻璃温度在塑性变形温度范围才能 将其内的热应力减少或消除，此塑性变形的温 度范围被称为：退火温度区域。 玻璃在锡槽成型后离开锡槽的温度约为 600℃，玻璃板能被冷端操作者接受的温度约 为70℃左右，在这个温度区间，玻璃经历了从 塑性体到弹性体的变化过程。
退火工艺制度
（2）重要冷却区(B区)（550—475℃） 所谓重要冷却区是指玻璃在退火过程中最 关键的区域，因为玻璃处在退火温度区域， 经退火后的玻璃中的永久应力的大小及其 分布状况， 主要决定于玻璃在此区的冷却 速度和温度的分布情况。 所以必须正确地确定其冷却速度，精心 地进行退火，以保证玻璃的退火质量。
此温度下玻璃的特性？ 在应变点Ts以下，玻璃完全为弹性体，质点不能移动， 但此时有弹性变形。如在此温度以下存在温差，则由于 弹性变形而产生应力(暂时应力)，但温差消除，则弹性 恢复，即以弹性松弛的方式消除应力。 暂时应力只存在于弹性变形温度范围内，也就是在玻 璃应变温度以下,存在温度梯度时才能产生，它的大小取 决于玻璃内的温度梯度和玻璃的膨胀系数。
退火工艺制度
（1）加热均热预退火区(A区)（600～550℃） 在正常生产情况下，玻璃带从锡槽拉引出来经过过渡 辊台，进入退火窑的温度一般为(590+10)℃，此温度高于 玻璃的最高退火温度，是可以不用再加热的。 但由于玻璃带从锡槽出来通过过渡辊台时， 玻璃带的 上下表面和带中与带边往往存在着温度差，有时甚至还比 较大。为使玻璃带进入退火区创造良好的温度场条件，提 高玻璃的退火质量，必须适当加热，尤其是边部。 同时，使玻璃带通过此区，逐步预先均匀地冷却到玻 璃的最高退火温度。对某一厚度的玻璃带，在此区可以用 比在退火区快 50％的速度进行冷却。 根据统计数据，对于 6mm 玻璃，其冷却速度C=22～ 27℃／min。
浮法玻璃的退火
浮法玻璃的退火(2008-07-05 08:28:59)分类：专业技术标签：应力玻璃板退火区冷却区杂谈1 浮法玻璃退火的原理和目的玻璃液在锡槽成形后经过退火窑退火，由高温可塑性状态转变为室温固态玻璃的过程是逐步控制的降温过程。
在此过程中，由于玻璃是热的不良导体，其不同部位及内外层会产生温度梯度，造成硬化速度不一样，将引起玻璃板产生不均匀的内应力，这种热应力如果超过了玻璃板的极限强度，便会产生炸裂。
同时，内应力分布不均也易引起切割上的困难。
浮法玻璃退火的目和就是消除和均衡这种内应力，防止玻璃板的炸裂和利于玻璃板的切割。
浮法玻璃的应变点温度即退火下限温度是一个关键的温度点，通常情况下在470℃左右。
退火窑在此温度之前称为退火区，玻璃板处在塑性状态；在此温度之后称为冷却区，玻璃板处于弹性状态。
玻璃板在塑性状态和弹性状态下会产生不同的应力(张应力和压应力)，调整方向正好相反。
由于浮法玻璃是连续性的生产，玻璃板是连续运动的玻璃带，其退火与传统退火理论有所不同。
如：玻璃板下由于紧贴辊道，散热空间较板上小，相同的情况下，板上的散热量要高于板下，浮法玻璃的退火我们主要考虑玻璃板横向和上下表面的温度控制，退火后理想的状态是；玻璃板有一定的应力曲线分布(边部受压应力、中部受张应力、板上受张应力、板下受压应力)，使其具有一定的强度，又不易破碎和有利于切割。
2 退火窑的主要结构和分区现在浮法退火窑是全钢电加热风冷型，主要的结构有两种：比利时的克纳德冷风工艺和法国的斯坦茵热风工艺。
现在国内大多数采用克纳德结构，我们主要讨论此结构的退火窑。
退火窑一般分力7个区，从前至后分别是A区、B区、C区、D区、E区、Ret区和F区，有的区还可分成几个小区。
A区：又称加热均热区，温度范围在600～550℃，在此区玻璃板尽可能均化开，自动控制达到退火前的温度范围，此区设有上、下电加热抽屉及管束式辐射冷却器，冷却方式为风机抽风，辐射换热冷却。
浮法玻璃熔化培训教材
16t hopper
加加 1#对辊机
2#lifter
2#对辊机
lifter
筛上 3#lifter
六角筛8目
筛下
4#lifter
conveyor belt
lifter
六角筛
筛上 lifter
笼型碾
筛下
Hopper 160t Hopper 170t Hopper 110t
lifter
筛上 笼型碾
六角筛
工 筛下
C1 conveyor belt Checking balance Blender
C2 conveyor belt
2
C3 conveyor belt
Oil station Compressed air station
Water supply Steam station
Batch hopper Blanck batch charger Melting furnace
6
粉料仓
电子称称量
Y 判断错料？
排废
进混合机混合
色料
N Y
判断错料？
排废
N
碎玻璃
经C3皮带送入窑头料仓
检查
7
Quartz sand track 卸砂坑 crane
warehouse
limestone
dolomite
tank
入
track 卸砂坑 crane
warehouse
sode track
Salt cake track
称量允许误差(99%) 2.00
0.80
称量最大误差(1%) 4.00
1.60
错料
9.00
5.00
浮法玻璃原料知识培训讲义
第一章：浮法玻璃原料1-1 概述用于制备浮法玻璃配合料的各种物质，统称为浮法玻璃原料。
制造浮法玻璃的大部分矿物原料如硅砂、砂岩、白云石、石灰石等资源丰富、价格低廉。
根据它们的用量和作用不同，分为主要原料和辅助原料两类。
主要原料系指往浮法玻璃中引入各种组成氧化物的原料，如硅砂、白云石、石灰石、长石、纯碱等。
按所引入的氧化物的性质，又分为酸性氧化物原料、碱金属氧化物原料、碱土金属和二价金属氧化物原料、多价金属氧化物原料。
按所引入的氧化物在玻璃结构中的作用，又分为玻璃形成氧化物原料、中间体氧化物原料、网络外体氧化物原料。
辅助原料是指使浮法玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料。
它们的用量少，但它们的作用并不是不重要的。
根据作用的不同，分为澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、氧化剂、助熔剂等。
在制造浮法玻璃时，各种原料在高温条件下，经过极其复杂的物理变化和化学反应，除部分气体逸出外，其余绝大部分都被熔融成均质透明的玻璃液。
原料不但决定了平板玻璃的工艺性能，还直接影响着玻璃的质量、能耗、成本和熔窑寿命等各项经济技术指标。
因此，只有玻璃的化学组成选择合理、原料成分稳定、配合料的组成均匀，再加上稳定的熔化和成型作业，才能获得化学成分均匀和温度均匀的玻璃液，为玻璃的优质高产打下基础。
相反，对于原料的采购、管理、加工和配合等工艺过程的微小疏忽都可能酿成重大事故。
因为一个现代化的大、中型浮法玻璃熔窑里容纳着一两千吨玻璃液，每天要投入数百吨配合料，而且在生产过程中各工序之间是连续作业，环环紧扣，彼此影响很大，一旦出现操作失误，就会造成质量事故，其影响在短时间内是难以消除的。
平板玻璃生产“大四稳”操作经验，即原料稳、燃料稳、熔化稳和成型稳，把原料的稳定作为基础就是这个道理。
1-2 主要原料1-2.1 引入酸性氧化物的原料（一）引入二氧化硅的原料二氧化硅SiO2，相对分子质量 60.09 , 密度 2.4～2.65g/cm3, 熔点1710℃,它是形成玻璃的主体，也是构成玻璃的基础。
浮法玻璃退火窑
浮法玻璃退火窑退火窑是浮法玻璃生产线的三大热工设备之一。
他的作用就是建立和维持一个满足退火工艺要求的退火温度制度。
玻璃退火区，需创建匀热和结构调整所必需的、均匀的温度场。
退火后区，要控制好冷却速率，防止玻璃炸裂。
除了要保证玻璃品质和成品率，好的退火窑在设计建造时还应该尽量提高退火效率，缩短退火窑长度，在选择材料和设备时要根据退火窑环境的变化进行调整。
另外退火窑在建造时要充分考虑到它的可操作性。
1.退火基本原理玻璃的退火就是为了减小和消除玻璃中的残余内应力，使其在允许值范围内且合理分布。
在降温过程中玻璃由外表向外散热，所以会照成边部和中间，内部和外部的温度梯度。
由于温度的不均就会在玻璃内形成热应力。
当玻璃温度降到最高退火温度时玻璃开始由弹塑体向弹性体转变。
此时的玻璃仍具有黏弹性，根据玻璃的内应力消除理论，在受到不均匀力的作用时，分子间产生位移和形变，以使玻璃达到平衡，消除由温度梯度而产生的内应力。
在这一温度下玻璃中的95％的应力会在2 min 内消失。
随着温度进一步的降低玻璃会向刚性化方向转变，玻璃表面和边部温度低，它们会先达到体积平衡状态不在收缩，而玻璃内部温度比表面高，还会继续收缩，这是就会产生永久应力。
为了消除和减小永久应力，在玻璃退火区（退火上下限温度之间，10050<∆<t ）玻璃的冷却必须要缓慢的进行，以保证玻璃退火质量要求。
当温度低于退火温度时，玻璃基本失去塑性，此时的温度梯度产生的暂时热应力都会随着温度的均衡而逐渐消失。
因此在后退火区可以提高冷却速度，但保证在降温过程中不会应为冷却太猛而造成炸板。
2.退火窑的结构分布根据退火的基本原理，玻璃在不同温度下其冷却速率是不同的。
为了根据不同情况和要求进行退火，以便分区加以控制，以达到提高玻璃退火质量的目的，退火窑被分成了均热预退火区（A 区）、重要退火区（B 区)、后退火区（C 区）、热风循环强制对流冷却区（Ret 区）、冷风强制对流冷却区（F 区）。
浮法玻璃的退火
浮法玻璃的退火在确定浮法玻璃退火温度之前，首先要确定浮法玻璃的退火上限温度和退火下限温度。
根据资料介绍浮法玻璃退火上限温度与下限温度差在70～80℃之间。
萍乡浮法玻璃厂浮法玻璃的化学成分：SiO272.1% Al2O3 1.2% CaO 8.4% MgO 4%Na2O 14% Fe2O3≤0.1% 根据Fulcher实验公式：T上限=T0+B/(lg13泊+A)和T下限=T0+B/(lg17.5泊+A)计算，萍玻厂退火上限温度为545.1℃,退火下限温度为427.3℃，温差为72.8℃。
依据不同厚度浮法玻璃设定的永久应力值，确定退火窑B区的降温速度（℃/min）。
B区的降温速度是由拉引速度m/min和每延长米的降温速度（℃/m）决定的。
即B区降温速度℃/min=拉引速度（m/min）×B区每延长米的降温速度（℃/m）。
根据公式δ=K·E2·G，计算其永久应力。
K：常数4.457 E：玻璃厚度（mm）G：B区浮法玻璃的降温（℃/min）。
不同厚度浮法玻璃的永久应力值nm/cm在玻璃熔窑的熔化能力确定之后，即可根据生产的玻璃厚度和原板宽度计算出拉引速度（m/min），由此不难算出B区每延长米的降温速度（℃/m）。
这样就知道了退火窑B区的温降，即B区降温速度（℃/m）×退火窑B区长度（m）。
依此决定退火窑A区出口温度及B区出口温度。
当退火窑A区、B区进出口温度确定之后，根据公式T介=T表-1.25K·C·E×103完全可以计算出测温点处玻璃带及空间介质温度，也就是热电偶显示的温度就确定了。
注：K：玻璃的物性热工参数，由图表查得C：玻璃带在该区段的冷却速度（℃/min）E：玻璃带的厚度（mm）T表：玻璃带在该处的表面温度（℃）T介：玻璃带在该处的炉膛介质温度玻璃带温度（℃）K值玻璃带温度（℃）K值575 0.175 476 0.23550 0.19 430 0.27532 0.2 384 0.31513 0.215 328 0.375495 0.22 272 0.45萍乡浮法玻璃厂熔窑熔化能力（t/d）、生产的玻璃厚度（mm）、拉引速度（m/h）、降温速度（℃/m、℃/min）及永久应力、A、B区玻璃带进出口温度、测点处空间介质温度（℃）如下：由上面计算看，B区出口温度可满足退火要求，对厚玻璃B区出口温度可定为380℃，A区温度以不低于545℃为宜。
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第三章浮法退火窑
1、引言
玻璃退火窑是改善玻璃应力的设备，它直接影响玻璃的成品率及玻璃的后续处理，在玻璃生产中处于重要位置。
玻璃产品的性能、生产规模及质量决定退火窑的退火特点，因而不同产品退火窑的结构会存在着差异。
现在浮法玻璃退火窑为适应浮法玻璃的生产有着自己的特点，它能够处理大吨位锡槽产出的玻璃原片，具有现代化的自动控制技术，产品能够适应各种平板用户对浮法玻璃的要求。
目前，浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑，就其结构而言，它包括辊道和壳体两部分。
世界上在制造该种退火窑上较著名的公司有两家，一家是起步最早的比利时CUND公司，另一家为法国STEIN公司，两家产品各有特点，CUND公司以冷风工艺为基础，而STEIN公司则以热风工艺为基础，其他部分基本上趋于一致。
退火窑壳体按照CUND公司一般分为A0区、A区、B区、C区、D 区、RET区、E区和F区，而STEIN公司则分为A0区、A区、B区、C 区、E。
区、D区、E区和F区。
虽然在过渡区和重要退火区的叫法不一，各部分的功能是一致的。
退火窑辊道由传动系统和辊子组成。
辊子一般为钢辊，也有一些生产线采用部分石棉辊。
退火窑前端的部分辊子的高度可调，以适应玻璃带出锡槽时的爬坡。
退火窑传动一般包括两个传动站，当退火窑运行时，直接带动退火窑辊道的为主传动,另一个为从传动，从传动以主传动95%的速度运行，一旦主传动故障，从传动迅速提速代替主传动。
也有的退火窑除了
两个主要传动外还带一个小电机传动。
2、退火窑
退火窑可分为保温段、密封段和敞开段，保温段指在线镀膜区A0区、退火前区A区、重要退火区B区和退火后区C区，密封段指过渡区E0（或D）区和循环热风冷却区D（或RET）区，敞开段指间接冷却区E区和直接冷却区F区。
目前，以热风工艺为特色的STEIN退火窑普遍使用在浮法玻璃工厂中，我们公司也普遍使用该公司的产品，下面所要阐述的主要以STEIN退火窑为主。
2.1 A区
退火窑的前一节或两节是A0区，它的顶是可移动式的，用于在线镀膜。
该区不具备冷却功能，但边部设立了电加热，辊子直径一般为305mm，对于玻璃原板较宽的退火窑，辊子直径可达365mm，辊间距一般为450mm。
A区所有壳体由钢板焊接而成，其内部为耐热不锈钢。
每节下部均设有碎玻璃清扫孔，同时，每节也设有检查孔。
壳体四周采用矿物棉毯保温。
辊子缝隙、清扫孔、检查孔、加热元件塞子都进行了保温。
A区和B区共用两台冷却风机，A区冷却风为顺流。
在A区的顶部，其冷却器为不锈钢风管，平行于玻璃板布置，分区来调节玻璃板横向温度，每区自动控制；在A区的底部，其冷却器为不锈钢风箱，平行于玻璃板布置，也是通过分区来调节玻璃板横向温度，每区手动或自动控制。
A区的头部和尾部的上面、下面分别设置热电偶，采用独立控制回路。
下面是A区冷却风控制回路示意图
该区由钢板焊接而成，其内部为不锈钢。
每节下部均设有碎玻璃清扫孔，同时，每节也设有检查孔。
壳体四周采用矿物棉毯保温。
辊子轴头缝隙、清扫孔、检查孔、加热元件塞子均须保温。
2台风机（和A区共用）提供B区冷却风，冷却风方向为逆流。
在A 区的顶部，其冷却器为不锈钢风管，平行于玻璃板布置，分区来调节玻璃板横向温度，每区自动控制，其空气进口和出口联系成一个循环系统，冷
却风为热风；在A区的底部，其冷却器为不锈钢风箱，平行于玻璃板布置，也是分区来调节玻璃板横向温度，每区手动或自动控制。
B区板上冷却采用热风循环进行冷却，热风循环的特点是：用最小的温度梯度、平滑的温度曲线来改善玻璃的永久应力。
热风可采用较大的风量、较好的冷却均匀性使玻璃的表面应力得到改善。
B区的尾部上面和下面分别设置热电偶来独立控制该区退火窑的温度，在热风管上还要设一个热电偶，采用一个回路控制热风温度。
下面是B区冷却风控制回路
却器为不锈钢风管，平行于玻璃板布置，分区来调节玻璃板横向温度，每区自动控制；在A区的底部，其冷却器为不锈钢风箱，平行于玻璃板布置，也是分区来调节玻璃板横向温度，每区手动控制或自动。
Ｃ区的尾部上面、下面分别设置热电偶，采用独立控制回路。
2.4、Ｄ区
它的开始部分是一个过渡区E0。
外壳用钢板焊接而成，其进口和出口
用挡帘密封，下部设有掏碎玻璃的门，上面两侧有观察孔。
因温度较低，只采用防辐射钢板来保护工作人员。
其他分区如D1等各使用2台风机，热的冷却风直接吹在玻璃板上；热风出口在各区前部，会聚后进风机吸入口，这些热风和外界空气混合后分配给玻璃板上部各个纵向风管和玻璃板下部各个纵向风管。
在玻璃板的上方，各个风道沿着玻璃板运动方向供给退火窑上部风嘴，每个风道通过手动阀调节；在玻璃板的下方，各个风道沿着玻璃板运动方向供给退火窑下部风嘴，每个风道通过百叶阀调节。
风嘴间距和辊道间距一致。
在每区的前部风管有一热电偶，每区有一个控制回路来控制每区的热风温度。
控制回路如下：
2.6、加热
在A、B、C三区边部设有几套电加热器，用于烤窑和加热；加热器为电护套加热器，它们位于玻璃板上方约280mm处，在横向上的位置可以人工调节。
上层加热元件可调范围为450mm，下层固定；A、B区电加热功率可。