CN105800913B - 平板玻璃环形旋转板静态成型法 - Google Patents
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Abstract
一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:将熔融的玻璃液引入摊平到一条周而复始、旋转运行的环形板(1)的板面之上,形成摊开的熔融状玻璃板,使其跟随环形板面一同向前运动,并在运动中完成对玻璃带粘度、厚度、宽度、温度、表面光洁度的调节控制,以及冷却固化和退火、切割等工艺过程。
Description
技术领域
平板玻璃成型工艺。
背景技术
众所周知,自上世纪五十年代浮法玻璃工艺问世以来,已成为平板玻璃生产的主流工艺。浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体(N2及H2)的锡槽中完成的 。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在重力和表面张力的作用下 ,玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动 ,把玻璃带拉出锡槽进入退火窑,经退火、切裁,就得到平板玻璃产品 。浮法与其它成型方法比较, 其优点是 : 适合于高效率制造优质平板玻璃 , 如没有波筋 、 厚度均匀、上下表面平整 、互相平行 ;生产线的规模不受成形方法的限制 ,单位产品的能耗低 ; 成品利用率高; 易于科学化管理和实现全线机械化 、自动化 ,劳动生产率高;连续作业周期可长达几年,有利于稳定地生产 ;可为在线生产一些新品种提供适合条件,如电浮法反射玻璃 、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等 。
毫无疑问,“浮法玻璃成型工艺”是一项引发玻璃工业大变革的伟大发明,是玻璃工业的一次革命性的进步。其专利在1953年申请,当1959年专利公开时,全球玻璃行业的其他公司尚未意识到一场革命迫在眉睫。更未曾预见到:“浮法玻璃制造工艺会彻底改变世界平板玻璃的工业格局。”“没有浮法工艺,皮尔金顿可能仍是一家英国本土的公司。”“如果没有浮法工艺专利权——皮尔金顿就不能将阿拉斯泰尔爵士的主意卖到世界各地。” 56年过去了,浮法玻璃工艺仍旧保持着它在世界玻璃行业中的核心地位,源源不断的制造出建筑行业的无色、有色和镀膜玻璃,以及汽车行业的无色和有色玻璃。
但浮法玻璃也有其难以克服的缺点,例如成型控制工艺复杂、锡液容易氧化消耗、玻璃板易受锡液污染,在玻璃板表面易产生锡点、锡石、锡灰、沾锡、渗锡等,这些缺陷在严重影响玻璃产质量的同时,造成金属锡的损耗浪费增加了玻璃生产成本。目前,我国浮法玻璃的锡耗为每重箱4克,一个日产500吨的浮法玻璃生产线,每年的耗锡量为14.4吨。再有,把玻璃带拉出锡槽时易造成玻璃表面的损伤等。上述这些问题是浮法玻璃生产工艺特有的。尽管浮法玻璃具有平整度好的优点,但考虑到金属锡以及保护气体消耗、工艺控制、固定资产投资等所增加的生产成本,是否有些得不偿失呢?另外,对于一些强度高、粘度大、需要高温成型玻璃品种如:高铝玻璃、高硼硅玻璃等,以及超薄玻璃的成型,用浮法工艺生产不仅成本高、质量差而且锡污染和消耗十分严重。
更重要的是:迄今为止,包括浮法成型在内的、以前所有平板玻璃连续成型方法均为动态成型,即:1、玻璃带与其载体之间相对运动;2、玻璃带在动态拉引过程中变形、在其粘度不断增大过程中固化定型。在上述过程中,玻璃表面会形成大量微裂纹。它使得玻璃板的实际强度大幅下降(比理论强度下降2~3个数量级);如果能够减少或消除玻璃板表面微裂纹,便可达到大幅提高玻璃板强度的目的。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:将熔融的玻璃液引入摊平到一条周而复始、旋转运行的环形板(1)的板面之上,形成摊开的熔融状玻璃板,使其跟随环形板面一同向前运动,并在运动中完成对玻璃带粘度、厚度、宽度、温度、表面光洁度的调节控制,以及冷却固化和退火、切割等工艺过程;其环形板(1)的板面既可以是连续光洁的平面,用于连续玻璃带的成型;也可以将其用隔离条(2)和挡边条(3)分隔成许多相邻的小块,也可用排列摆放在环形板(1)上、或排列架设在水平框架上的活动且独立的模具(4)组成连续成型工具,用于小块玻璃板的独立成型;这些独立成型的小块玻璃板,不必在生产线上进行切割,可直接下线出厂;这些独立成型的小块玻璃板,也可在线进行钢化处理,不仅不用二次加热,可节省大量能源,而且玻璃板的钢化效果会更好。
将上述环形板(1)水平放置,其环周长度,至少应在数十米至数百米以上。
上述环形板可在环形辊道上运行。
为了达到运行平稳、简化结构和大幅降低设备造价的目的,可将上述环形板(1)置于浮体上运行。
上述浮体可以是空腔船体或可漂浮的轻质物体。
可将实心圆板也可视为内环直径为零的环形板。
可在上述环形板(1)上表面上设置环形挡边(图中未画出),用以控制玻璃带宽度。
上述环形板(1)的板面、以及模具(4)的材质,应具备耐高温、耐侵蚀、耐磨和强度高、膨胀系数低、尺寸稳定性好、板面光洁度高并与玻璃液不亲润等性能。可选择某些耐热钢、耐火材料、石墨材料或含碳耐火材料等。
根据工艺需要,在上述环形板(1)的上下两侧相应位置上,应设有温度调节控制装置(加热器、冷却器、保温材料);厚度控制装置(压辊、刮板、刮刀)等,用以实现对玻璃板的热工制度和形状尺寸的调控。
可通过压辊的赶压、刮刀的赶刮等方法,来控制熔融玻璃带的厚度,从而最终控制玻璃板的厚度。
上述环形板(1)可分段活动拼装组成。在各段活动环形板内,设置有加热和冷却装置,用以随时调节其在不同环形工艺段的所需温度。
对于处于高温工况下的环形段(如成型段),可予以防氧化保护。可将其置于充满保护气体的封闭空间内。其保护气体可以是氦气、氮气、二氧化碳气体等。
可采用激光对环形玻璃带进行热态切割和在线钢化。
可采用本发明的工艺设备,生产柔性超薄玻璃,或5~25微米厚度的玻璃薄膜。这种玻璃薄膜可视为二维化的玻璃纤维制品。具有高强度、高透明和高柔韧的特性。
采用本发明的工艺设备,在环形板(1)上,或模具(4)的模板上设置凹凸花纹,便可很容易地生产出带有凹凸的立体玻璃板(如槽形板、瓦楞板),或带有图案的艺术玻璃板。
本发明的有益之处在于:1、工艺简单、减小投资;2、没有金属锡的耗损,生产成本低;3、即可以高温低粘度成型,也可以高粘度低温成型。因此可生产各种不同性能的玻璃,这是其它任何工艺都无法做到的;4、可高质量、大规模地生产被外国长期专利垄断和技术封锁的超薄柔性玻璃,并将在生产规模和制造成本上有所超越;5、节能效果显著;6、可静态成型,从而及大地减少玻璃板表面裂纹,提高玻璃板强度。
附图说明
图1是本发明实施例之一的俯视原理图。
图2是本发明实施例之二的局部俯视原理图。
图3是本发明实施例之三的局部俯视原理图。
图中1.环形板2. 隔离条,3.挡边条,4.模具。
具体实施方式
图1中,将熔融的玻璃液引入摊平到一条周而复始、旋转运行的环形板(1)的板面之上,形成摊开的熔融状玻璃板,使其跟随环形板面一同向前运动,并在运动中完成对玻璃带粘度、厚度、宽度、温度、表面光洁度的调节控制,以及冷却固化和退火、切割等工艺过程;其环形板(1)的板面既可以是连续光洁的平面,用于连续玻璃带的成型。
将上述环形板(1)水平放置,其环周长度,至少应在数十米至数百米以上。
上述环形板(1)可在环形辊道上运行。
为了达到运行平稳、简化结构和大幅降低设备造价的目的,可将上述环形板(1)置于浮体上运行。
上述浮体可以是空腔船体或可漂浮的轻质物体。
可将实心圆板也视为一种内环直径为零的环形板。
可在上述环形板(1)的上表面上设置环形挡边(图中未画出),用以控制玻璃带宽度。
上述环形板(1)的板面、以及模具(4)的材质,应具备耐高温、耐侵蚀、耐磨和强度高、膨胀系数低、尺寸稳定性好、板面光洁度高并与玻璃液不亲润等性能。可选择某些耐热钢、耐火材料、石墨材料或含碳耐火材料等。
根据工艺需要,在上述环形板(1)的上下两侧相应位置上,设有温度调节控制装置(加热器、冷却器、保温材料);厚度控制装置(压辊、刮板、刮刀)等,用以实现对玻璃板的热工制度和形状尺寸的调控。
可通过压辊赶压、刮刀赶刮等方法,来控制熔融玻璃带的厚度,从而最终控制玻璃板的厚度。
上述环形板(1)可分段活动拼装组成。在各段活动环形板内,设置有加热和冷却装置,用以随时调节其在不同环形工艺段的所需温度。
对于处于高温工况下的环形段(如成型段),可予以防氧化保护。可将其置于充满保护气体的封闭空间内。其保护气体可以是氦气、氮气、二氧化碳气体等。
可采用激光对环形玻璃带进行热态切割和在线钢化。
可采用本发明的工艺设备,生产柔性超薄玻璃,或5~25微米厚度的玻璃薄膜。这种玻璃薄膜可视为二维化的玻璃纤维制品。具有高强度、高透明和高柔韧的特性。
采用本发明的工艺设备,在环形板(1)上或模具(4)的模板上设置凹凸花纹,便可很容易地生产出带有凹凸的立体玻璃板(如槽形板、瓦楞板),或带有图案的艺术玻璃板。
图2中,将环形板(1)用隔离条(2)和挡边条(3)分隔成许多相邻的小块,用于小块玻璃板的独立成型;这些独立成型的小块玻璃板,不必在生产线上进行切割,可直接下线出厂;这些独立成型的小块玻璃板,也可在线进行钢化处理,不仅不用二次加热,可节省大量能源,而且玻璃板的钢化效果会更好。
图3中,用排列摆放在环形板(1)上、或排列架设在水平框架上的活动且独立的模具(4)组成连续成型工具,用于小块玻璃板的独立成型;这些独立成型的小块玻璃板,不必在生产线上进行切割,可直接下线出厂;这些独立成型的小块玻璃板,也可在线进行钢化处理,不仅不用二次加热,可节省大量能源,而且玻璃板的钢化效果会更好。
Claims (8)
1.一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:将熔融的玻璃液引入摊平到一条周而复始、旋转运行的环形板(1)的板面之上,形成摊开的熔融状玻璃板,使其跟随环形板面一同向前运动,并在运动中完成对玻璃带粘度、厚度、宽度、温度、表面光洁度的调节控制,以及冷却固化和退火、切割等工艺过程;其环形板(1)的板面既能是连续光洁的平面,用于连续玻璃带的成型;也能将其用隔离条(2)和挡边条(3)分隔成许多相邻的小块,也能用排列摆放在环形板(1)上、或排列架设在水平框架上的活动且独立的模具(4)组成连续成型工具,用于小块玻璃板的独立成型;这些独立成型的小块玻璃板,不必在生产线上进行切割,直接下线出厂;这些独立成型的小块玻璃板,也能在线进行钢化处理,不仅不用二次加热,节省大量能源,而且玻璃板的钢化效果会更好;为了达到运行平稳、简化结构和大幅降低设备造价的目的,将上述环形板(1)置于浮体上运行。
2.根据权利要求1所述的一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:将上述环形板(1)水平放置,其环周长度,至少应在数十米至数百米以上。
3.根据权利要求1所述的一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:上述环形板(1)在环形辊道上运行。
4.根据权利要求1所述的一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:在上述环形板(1)上表面上设置环形挡边,用以控制玻璃带宽度。
5.根据权利要求1所述的一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:通过压辊的赶压、刮刀的赶刮等方法,来控制熔融玻璃带的厚度,从而最终控制玻璃板的厚度。
6.根据权利要求1所述的一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:上述环形板(1)分段活动拼装组成,在各段活动环形板内,设置有加热和冷却装置,用以随时调节其在不同环形工艺段的所需温度。
7.根据权利要求1所述的一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:采用激光对连续环形玻璃带进行热态切割和在线钢化。
8.根据权利要求1所述的一种平板玻璃环形旋转板静态成型法,其特征是:采用本发明的工艺设备,在环形板(1)上,或模具(4)的模板上设置凹凸花纹生产带有凹凸的立体玻璃板,或带有图案的艺术玻璃板。
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