CN101381195A - 玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置及控制方法 - Google Patents

玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置及控制方法 Download PDF

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朱思玉
赵坤峰
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Abstract

本发明涉及一种在采用溢流下拉工艺生产液晶基板玻璃的生产过程中，控制熔融玻璃流量，进而控制玻璃板厚度的玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置及控制方法，在熔融玻璃由池炉进入通道，然后沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成形体表面向下流动并在成型体的下端边缘部合流形成薄板玻璃。通道包括调温区和均温区的铂金管，由互相绝缘的多段组成，每段的两端有法兰，法兰作为电极，每段为一个单独的温度控制单元，通过本发明可以在液晶玻璃基板生产过程中，较早的在线检测到玻璃流量的变化，能够实现实时对玻璃流量进行监控和调整，达到稳定熔融玻璃流量、稳定玻璃基板的厚度、提高产量和生产效率的目的。

Description

玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置及控制方法
技术领域
本发明属于液晶基板显示器中所用玻璃基板的生产领域，涉及一种采用溢流下拉工艺生产液晶基板玻璃的生产过程中控制熔融玻璃流量，进而控制玻璃板厚度的玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置及控制方法。
背景技术
目前，应用于液晶显示器的玻璃基板的厚度有两种规格：0.7±0.07mm和0.63±0.07mm，从规格中可以看出，厚度要求非常的严格。溢流熔融法制造玻璃基板的工艺过程是使熔融的玻璃沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成型体(溢流砖)表面自由向下流动，并在成型体的下端边缘部的下方合流成一体，然后使其冷却的同时向下牵引形成宽度一定的薄板玻璃。如附图1a、1b所示，熔融玻璃从池炉101进入通道102，然后流入有楔形截面的成形体(溢流砖)103，成型体103由马弗炉105包围，马弗炉105对熔融玻璃106进行保温，使熔融玻璃在成型体103上各处温度一致，熔融玻璃106在楔形截面的成型体下端边缘部汇合，快速冷却装置107对熔融玻璃快速冷却后形成玻璃基板104。这时候的玻璃基板是连续的带状玻璃板，带状的玻璃基板由拉引机拉引轮109牵引进入退火炉108，进行退火，退火后的玻璃基板出来退火炉后，在退火炉尾部下方被同步横切机横切划线，然后由掰断机器人掰断成尺寸一致的片状玻璃基板。在这种成型方法中，熔融玻璃106在楔形截面的成型体103下端边缘部的正下方一旦合流，在快速冷却装置107的快速冷却下就立即结束成型过程，形成具有一定宽度的连续玻璃带104，以后必须使之不再发生变形。换言之，如果熔融玻璃在这里合流形成了一定厚度的玻璃基板，在之后的工艺过程中厚度就不会发生改变，因为在随后的工艺过程中，玻璃基板只是进行切边、磨边等工艺，表面是不进行进一步加工的。所以，在以上所述的成型过程中，如何精确控制进入成形体103(溢流砖)的熔融玻璃量，即熔融玻璃的流量，是能否得到所要求的玻璃板厚度的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种控制熔融玻璃进入成形体的玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置及控制方法，从而精确控制玻璃基板厚度。
本发明的目的是这样实现的：
一种玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置，其特征在于：在熔融玻璃由池炉进入通道，然后沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成形体表面向下流动，并在成型体的下端边缘部合流形成薄板玻璃的过程中的通道包括铂金管，它包括调温区和均温区，调温区和均温区的铂金管由互相绝缘的多段组成，每段的两端有法兰，法兰作为电极连接电缆，电极之间的电压为AC3至6V，每段为一个单独的温度控制单元，铂金管为直接加热内部玻璃的加热体。
在调温区和均温区各段铂金通道上，均装有热电偶，热电偶将测到的温度数据反馈给中央计算机系统。在调温区和均温区各段铂金管之间设置有绝缘板。
一种玻璃板生产中熔融玻璃流量控制方法，其特征在于：熔融玻璃由池炉进入通道，然后流入有楔形截面的成形体，通道包括铂金管，它被划分为多个区域，熔融玻璃在该通道中得到澄清、均匀搅拌，最后到达调温区和均温区进行温度调节后从通道出口进入溢流砖，在调温区和均温区的铂金管由互相绝缘的多段组成，每段的两端有法兰，法兰作为电极连接电缆，电极之间的电压为AC3至6V，每段为一个单独的温度控制单元，铂金管作为加热体，直接加热内部的玻璃，被调整温度后的玻璃进入成形体，沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成型体表面向下流动，并在成型体的下端边缘部的下方合流成一体，然后使其快速冷却的同时向下牵引形成薄板玻璃，这时候的玻璃基板是连续的带状玻璃板，带状的玻璃基板由拉引机牵引进入退火炉，进行退火，退火后的玻璃基板在出来退火炉后被同步横切机横切划线，然后由掰断机器人掰断成尺寸一致的片状玻璃基板，掰断后的玻璃进入切边、磨边加工工序前，先由自动称重装置进行称重，自动称重装置采集的数据反馈到中央计算机控制系统，系统将得到的数据与设置参数进行对比，并依据差值的大小对通道的调温区和均温区温度发出调整指令，对调温区和均温区各段的电流进行调节，电流调节范围为2000—4000A，
如果玻璃板的重量小于目标值，则计算机控制系统发出指令到温度控制单元，升高调温区各单元的温度；如果玻璃板的重量大于目标值，则计算机控制系统发出指令到温度控制单元，降低调温区各单元的温度，改变熔融玻璃的温度，其粘度发生相应的改变，其温度和粘度的关系式：Logη＝A+B/T-T0，式中：η为玻璃粘度，A、B为常数，T为熔融玻璃温度，T0为温度常数，从式中熔融玻璃的温度升高，其粘度降低，温度减低，其粘度升高，
在调温区和均温区各段铂金通道上，安装有热电偶，热电偶将测量到的温度数据反馈给中央计算机系统，系统判断温度调节是否达到目标值，如有差距，将进一步调整直到达到目标值。
本发明的积极效果为：通过本发明可以在液晶玻璃基板生产过程中，较早的在线检测到玻璃流量的变化，从而能够实现实时对玻璃流量进行监控和调整，达到稳定熔融玻璃流量、稳定玻璃基板的厚度、提高产量和生产效率的目的。
附图说明
图1玻璃基板的成型过程示意图。
图2铂金通道的结构示意图。
图3调温区和均温区的电加热示意图。
图4为玻璃板生产中熔融玻璃流量控制方法的流程图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，一种玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置，其特征在于：在熔融玻璃由池炉101进入通道102，然后沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成形体103表面向下流动，并在成型体的下端边缘部合流形成薄板玻璃104的过程中的通道102为铂金管，铂金管102包括澄清区201、冷却区202、搅拌区203、调温区和均温区204，调温区和均温区204的铂金管由互相绝缘的多段组成，每段的两端有法兰301，法兰301之间有绝缘板302，法兰301作为电极连接电缆，电极之间的电压304为AC3至6V，这样，每段为一个单独的温度控制单元，铂金管为直接加热内部玻璃的加热体。在调温区和均温区204各段铂金通道上，均安装有热电偶303，热电偶将测量到的温度数据反馈给中央计算机系统。
一种玻璃板生产中熔融玻璃流量控制方法，其特征在于：熔融玻璃由池炉101进入通道102，然后流入有楔形截面的成形体103，通道102包括铂金管，它被划分为多个区域，熔融玻璃在该通道的澄清区201中得到澄清、在冷却区202进行冷却后，再在搅拌区203均匀搅拌，最后到达调温区和均温区204进行温度调节后从通道出口进入溢流砖103，在调温区和均温区204的铂金管由互相绝缘的多段组成，每段的两端有法兰301，法兰作为电极连接电缆，电极之间的电压304为AC3至6V，每段为一个单独的温度控制单元，铂金管作为加热体，直接加热内部的玻璃，被调整温度后的玻璃进入成形体103，沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成型体103表面向下流动，并在成型体的下端边缘部的下方合流成一体，然后冷却装置107使其快速冷却的同时109向下牵引形成薄板玻璃104，这时候的玻璃基板是连续的带状玻璃板，带状的玻璃基板由拉引机的拉引轮109牵引进入退火炉108，进行退火，退火后的玻璃基板在出来退火炉后被同步横切机横切划线，然后由掰断机器人掰断成尺寸一致的片状玻璃基板，掰断后的玻璃进入切边、磨边加工工序前，先由自动称重装置进行称重，自动称重装置采集的数据反馈到中央计算机控制系统，系统将得到的数据与设置参数进行对比，并依据差值的大小对通道的调温区和均温区204温度发出调整指令，对调温区和均温区204各段的电流进行调节，电流调节范围为2000—4000A，
如果玻璃板的重量小于目标值，则计算机控制系统发出指令到温度控制单元，升高调温区204各单元的温度；如果玻璃板的重量大于目标值，则计算机控制系统发出指令到温度控制单元，降低调温区204各单元的温度，改变熔融玻璃的温度，其粘度发生相应的改变，其温度和粘度的关系式：Logη＝A+B/T-T0，式中：η为玻璃粘度，A、B为常数，T为熔融玻璃温度，T0为温度常数，从式中熔融玻璃的温度升高，其粘度降低，温度减低，其粘度升高，
在调温区和均温区204各段铂金通道上，安装有热电偶303，热电偶303将测量到的温度数据反馈给中央计算机系统，系统判断温度调节是否达到目标值，如有差距，将进一步调整直到达到目标值。
具体的实施过程如下所述：在图1a、1b、2、3、4中，熔融玻璃由池炉101进入通道102，然后流入有楔形截面的成形体(溢流砖)103，通道102由铂金管构成，如图2所示，它被划分为多个区域，熔融玻璃在该通道的澄清区201中得到澄清、在冷却区202进行冷却后，再在搅拌区203均匀搅拌，最后到达调温区和均温区204进行温度调节后从通道出口进入溢流砖103。在调温区和均温区，如图3所示，铂金管由互相绝缘的多段组成(一般4—9段)，每段的两端有法兰301，相邻的两段法兰之间有绝缘片302，法兰301作为电极连接电缆(未示出)，电极之间的电压304一般为AC3至6V，这样，每段为一个单独的温度控制单元，铂金管作为加热体，直接加热内部的玻璃，每段上安装有一个或多个热电偶302。被调整温度后的玻璃进入成形体(溢流砖)103，沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成型体(溢流砖)103表面向下流动，并在成型体的下端边缘部的下方合流成一体，然后冷却装置107使其快速冷却的同时拉引轮109向下牵引形成薄板玻璃104。这时候的玻璃基板是连续的带状玻璃板，带状的玻璃基板由拉引机拉引轮109牵引进入退火炉108，进行退火，退火后的玻璃基板在出来退火炉后被同步横切机横切划线，然后由掰断机器人掰断成尺寸一致的片状玻璃基板，掰断后的玻璃进入后加工工序(切边、磨边)前，先由自动称重装置进行称重，自动称重装置采集的数据反馈到中央计算机控制系统，系统将得到的数据与设置参数进行对比，并依据差值的大小对通道的调温区和均温区204温度发出调整指令，对调温区和均温区204各段的电流进行调节，电流调节范围为2000—4000A。如果玻璃板的重量小于目标值，则计算机控制系统发出指令到温度控制单元，升高调温区204各单元的温度；如果玻璃板的重量大于目标值，则计算机控制系统发出指令到温度控制单元，降低调温区204各单元的温度，改变熔融玻璃的温度，其粘度发生相应的改变，其温度和粘度的关系式：
Logη＝A+B/T-T0，式中：η为玻璃粘度，A、B为常数，T为熔融玻璃温度，T0为温度常数，从式中可以看出，熔融玻璃的温度升高，其粘度降低，温度减低，其粘度升高。如图2、3所示，在调温区和均温区204各段铂金通道上，安装有热电偶303，热电偶将测量到的温度数据反馈给中央计算机系统，系统判断温度调节是否达到目标值，如有差距，将进一步调整直到达到目标值。
本发明中，改变调温区和均温区204玻璃粘度的目的，在于改变熔融玻璃在该区域的流动速度。在图2中，由于铂金通道中的玻璃液面位置205是严格控制的，从玻璃液面到通道出口的中心线高度H就是一个定值，也就是说玻璃在流动过程中，压差是一个恒定值，按照流体力学原理，压差一定的情况下，熔融玻璃的粘度大，流动速度就低，熔融玻璃粘度小，流动速度就高，由于铂金通道各段的直径是固定的，这样熔融玻璃的流动速度大，熔融玻璃的流量就大，反之流量就小，图4是控制过程的流程图。综上所述，通过控制调温区和均温区204中的玻璃粘度，达到了控制玻璃流量，进而控制玻璃板厚度的目的。

Claims (4)

1、一种玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置，其特征在于：在熔融玻璃由池炉(101)进入通道(102)，然后沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成形体(103)表面向下流动，并在成型体的下端边缘部合流形成薄板玻璃(104)的过程中的通道(102)包括铂金管，它包括调温区和均温区(204)，调温区和均温区(204)的铂金管由互相绝缘的多段组成，每段的两端有法兰(301)，法兰作为电极连接电缆，电极之间的电压(304)为AC3至6V，每段为一个单独的温度控制单元，铂金管为直接加热内部玻璃的加热体。
2、根据权利要求1所述的玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置，其特征在于：在调温区和均温区(204)各段铂金通道上，均安装有热电偶(303)，热电偶(303)将测量到的温度数据反馈给中央计算机系统。
3、根据权利要求1所述的玻璃板生产中熔融玻璃流量控制装置，其特征在于：在调温区和均温区(204)各段铂金管之间设置有绝缘板(302)。
4、一种玻璃板生产中熔融玻璃流量控制方法，其特征在于：熔融玻璃由池炉(101)进入通道(102)，然后流入有楔形截面的成形体(103)，通道(102)包括铂金管，它被划分为多个区域，熔融玻璃在该通道中得到澄清、均匀搅拌，最后到达调温区和均温区(204)进行温度调节后从通道出口进入溢流砖(103)，在调温区和均温区(204)的铂金管由互相绝缘的多段组成，每段的两端有法兰(301)，法兰(301)作为电极连接电缆，电极之间的电压(304)为AC3至6V，每段为一个单独的温度控制单元，铂金管作为加热体，直接加热内部的玻璃，被调整温度后的玻璃进入成形体(103)，沿着一个具有楔形截面并向下收敛的成型体表面向下流动，并在成型体(103)的下端边缘部的下方合流成一体，这时候的玻璃基板由冷却装置(107)快速冷却形成连续的带状玻璃板(104)，带状的玻璃基板由拉引机拉引轮(109)牵引进入退火炉(108)，进行退火，退火后的玻璃基板在出来退火炉后被同步横切机横切划线，然后由掰断机器人掰断成尺寸一致的片状玻璃基板，掰断后的玻璃进入切边、磨边加工工序前，先由自动称重装置进行称重，自动称重装置采集的数据反馈到中央计算机控制系统，系统将得到的数据与设置参数进行对比，并依据差值的大小对通道的调温区和均温区温度发出调整指令，对调温区和均温区各段的电流进行调节，电流调节范围为2000—4000A，
如果玻璃板的重量小于目标值，则计算机控制系统发出指令到温度控制单元，升高调温区(204)各单元的温度；如果玻璃板的重量大于目标值，则计算机控制系统发出指令到温度控制单元，降低调温区各单元的温度，改变熔融玻璃的温度，其粘度发生相应的改变，其温度和粘度的关系式：Log η＝A+B/T-T0，式中:η为玻璃粘度，A、B为常数，T为熔融玻璃温度，T0为温度常数，从式中熔融玻璃的温度升高，其粘度降低，温度减低，其粘度升高，
在调温区和均温区(204)各段铂金通道上，安装有热电偶(303)，热电偶将测量到的温度数据反馈给中央计算机系统，系统判断温度调节是否达到目标值，如有差距，将进一步调整直到达到目标值。
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