CN106007367A - 一种低应力浮法玻璃制作方法 - Google Patents

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CN106007367A CN201610334695.6A CN201610334695A CN106007367A CN 106007367 A CN106007367 A CN 106007367A CN 201610334695 A CN201610334695 A CN 201610334695A CN 106007367 A CN106007367 A CN 106007367A
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Abstract

本发明涉及一种低应力浮法玻璃制作方法，将石英砂、莫来石、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、氧化银、氧化锆混合均匀成配合料后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，熔液经过澄清均化后流入工作池，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，经过退火、切割制成所述低应力浮法玻璃；其中在退火步骤中，退火窑按照带状连续玻璃板的前进方向依次分为A区、B区、C区、D区、E区、F区、G区、H区。本发明所述低应力浮法玻璃的残余压应力低，残余压应力能降至209.5MPa，抗弯强度为65.5MPa，导热系数在20℃下不低于1.09W/(mk)，可见光透过率能达到83.6%。

Description

一种低应力浮法玻璃制作方法
技术领域
本发明涉及一种低应力浮法玻璃制作方法，属于玻璃制造技术领域。
背景技术
目前，玻璃的主要生产方法为浮法，浮法玻璃及其制品广泛应用于建筑、交通运输以及各经济部门，其产量和用途在各种玻璃制品中占有突出的地位。随着电子、化工、轻工、机械等行业的迅速发展和市场竞争的日趋激烈，对玻璃产品质量要求越来越高，同时工业能源和资源也日趋紧张，因此，缩短开发周期，优化工艺过程，提高产品质量，降低生产成本，已成为企业能在市场竞争中不败的客观要求。
浮法玻璃中的应力一般分为热应力、结构应力和机械应力。热应力是由于温度梯度造成的。这是因为玻璃是一种经高温熔融、快速冷却而固化的非晶态产品，所以在生产过程中，玻璃板面上各部位的温度变化不可能均匀一致，因此就会产生热应力。热应力按其产生的特点可分为暂时应力和永久应力两类。一部分可以经过退火而消除，这部分应力称为暂时应力。还有一部分热应力即使温度梯度消失以后，仍然存在，这部分应力称为永久应力。另外浮法玻璃也会因为其中存在结石、条纹或化学成分不均匀时而产生应力，这种应力称为结构应力。结构应力是不能够消除的，所以结构应力也属于永久应力。机械应力是指玻璃受到外力的作用而引起的应力，外力除去时，机械应力也随之消失。但若受到的外力过大，就会造成玻璃的破裂。
浮法玻璃的应力直接影响到玻璃的强度，玻璃的热炸裂是由于热应力过大而引起的，玻璃的受击破裂是由于玻璃受到机械冲击力或撞击力而产生的机械应力过大而导致的，玻璃的自爆是由于玻璃内部应力过大所致。因此，为提高浮法玻璃的质量，需要降低浮法玻璃的应力。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种低应力浮法玻璃制作方法，具体技术方案如下：
一种低应力浮法玻璃制作方法，包括以下步骤：
步骤一、混料
将石英砂、莫来石、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、氧化银、氧化锆按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料；
步骤二、混料成型
将配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，熔液经过澄清均化后流入工作池，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板；
步骤三、退火
带状连续玻璃板被送入退火窑中进行冷却退火，退火窑按照带状连续玻璃板的前进方向依次分为A区、B区、C区、D区、E区、F区、G区、H区，带状连续玻璃板首先进入A区，A区中的第一热风温度为565～570℃，第一热风的风速为0.8~0.9m3/h，第一热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在A区中的冷却速率为25.2~27.8℃/min；B区中的第二热风温度为515～525℃，第二热风的风速为1.2~1.4m3/h，第二热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在B区中的冷却速率为32.3~36.7℃/min；C区中的第三热风温度为455～470℃，第三热风的风速为0.5~0.6m3/h，第三热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在C区中的冷却速率为13.5~17.9℃/min；D区中的第四热风温度为395～415℃，第四热风的风速为1.5~1.7m3/h，第四热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在D区中的冷却速率为19.5~21.3℃/min；E区中的第五热风温度为335～355℃，第五热风的风速为1.4~1.6m3/h，第五热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在E区中的冷却速率为12.8~14.9℃/min；F区中的第六热风温度为285～295℃，第六热风的风速为1.7~1.8m3/h，第六热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在F区中的冷却速率为22.6~25.6℃/min；G区中的第七热风温度为165～175℃，第七热风的风速为0.5~0.6m3/h，第七热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在G区中的冷却速率为31.6~37.2℃/min；H区中的第八热风温度为105～115℃，第八热风的风速为2.1~2.3m3/h，第八热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在H区中的冷却速率为37.3~39.5℃/min；
步骤四、切割成品
经退火后的带状连续玻璃板在自动切割装置上被裁切成指定尺寸的成品，即得到所述低应力浮法玻璃。
作为上述技术方案的改进，所述步骤一中的石英砂、莫来石、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、氧化银、氧化锆的配比为，石英砂的质量:莫来石的质量:纯碱的质量:碳酸钙的质量:碳酸镁的质量:氧化银的质量:氧化锆的质量=(79.5~80.6):(2.86~3.3):(23.4~24.7):(15.8~19.6):(7.6~9.5):(0.33~0.39):(0.21~0.28)。
作为上述技术方案的改进，所述步骤二中浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1620～1635℃，澄清均化温度为1510～1525℃，在锡槽内成型温度为955～965℃。
作为上述技术方案的改进，所述石英砂中的SiO2占石英砂总质量的百分比大于等于95%，石英砂的粒度范围为120~180目。
作为上述技术方案的改进，所述配合料的总含水量小于0.1%。
普通浮法玻璃在加热或冷却过程中，由于其导热性较差，其导热系数在20℃下约为0.75W/(mk)，在表面层和内层之间必然产生温度梯度，因而在内外层之间产生应力。这种因温度梯度存在而产生的内应力称为温度应力，或称为暂时应力。这种内应力的大小，既取决于玻璃中的温度梯度，又与玻璃的导热系数有关，也就是与浮法玻璃的化学成分有关。
本发明中，氧化银受热分解为单质银和氧气，单质银导热性优良，易分散，产生的氧气在玻璃熔制过程中促使玻璃液中气泡消除，同时氧气分散在熔液的内部，更易控制熔液中铁元素的含量，能改善玻璃的可见光透过率。氧化锆的导热性优良，能进一步改善所述低应力浮法玻璃的导热性。莫来石是Al2O3—SiO2系中唯一稳定的二元化合物，使用莫来石使得所述低应力浮法玻璃中的导热成分化学稳定性提高，使其导热性能稳定。所述低应力浮法玻璃的导热能力提升，其表面层和内层之间的温度梯度相差减小，内外层之间产生的应力进一步降低。
本发明中的退火步骤中，A区为加热均热区，是均热最关键的区域，缓慢释放应力，带状连续玻璃板形成弹塑性体。B区为重要冷却区，带状连续玻璃板形成弹性体初态，是其结构成型的关键，永久应力减少。C区为缓慢冷却带区，带状连续玻璃板形成亚刚体结构，缓慢释放带状连续玻璃板两边部分的压应力。D区和E区为快速冷却区，进一步释放暂时应力，避免积聚过多暂时应力，同时严格控制冷却速率，避免在此处炸板；其中，带状连续玻璃板在D区内变为完全刚体。F区、G区和H区为急速冷却区，由于带状连续玻璃板经过前面5个区，其结构和形态已经定型，在急速冷却区快速的释放带状连续玻璃板上的热应力。退火步骤的作用是最大限度消除或减弱浮法玻璃中的应力，并使残余应力其分布合理，消除玻璃带中的残余应力，保证玻璃成品的机械强度、热稳定性和光学均匀性。
本发明的有益效果：本发明所述低应力浮法玻璃的残余压应力低，残余压应力能降至209.5MPa，抗弯强度为65.5MPa，导热系数在20℃下不低于1.09W/(mk)，可见光透过率能达到83.6%。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
称取79.5Kg石英砂、2.86Kg莫来石、23.4Kg纯碱、15.8Kg碳酸钙、7.6Kg碳酸镁、0.33Kg氧化银、0.21Kg氧化锆，将各组分充分混合，得配合料，其中石英砂中的SiO2占石英砂总质量的百分比大于等于95%，石英砂的粒度为120目（石英砂能通过目数为120目的筛网），配合料的总含水量（配合料中水分总质量与配合料的总质量之间的比值）小于0.1%；
将混合均匀的配合料送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1620℃，熔液经过澄清均化后流入工作池，澄清均化温度为1510℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板在锡槽内成型温度为955℃；
带状连续玻璃板被送入退火窑中进行冷却退火，退火窑按照带状连续玻璃板的前进方向依次分为A区、B区、C区、D区、E区、F区、G区、H区，带状连续玻璃板首先进入A区，A区中的第一热风温度为565℃，第一热风的风速为0.8m3/h，第一热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在A区中的冷却速率为25.2℃/min；B区中的第二热风温度为515℃，第二热风的风速为1.2m3/h，第二热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在B区中的冷却速率为32.3℃/min；C区中的第三热风温度为455℃，第三热风的风速为0.5m3/h，第三热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在C区中的冷却速率为13.5℃/min；D区中的第四热风温度为395℃，第四热风的风速为1.5m3/h，第四热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在D区中的冷却速率为19.5℃/min；E区中的第五热风温度为335℃，第五热风的风速为1.4m3/h，第五热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在E区中的冷却速率为12.8℃/min；F区中的第六热风温度为285℃，第六热风的风速为1.7m3/h，第六热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在F区中的冷却速率为22.6℃/min；G区中的第七热风温度为165℃，第七热风的风速为0.5m3/h，第七热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在G区中的冷却速率为31.6℃/min；H区中的第八热风温度为105℃，第八热风的风速为2.1m3/h，第八热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在H区中的冷却速率为37.3℃/min；
经退火后的带状连续玻璃板在自动切割装置上被裁切成指定尺寸的成品，即得到所述低应力浮法玻璃。
使用加拿大Proto公司的X-Ray残余应力分析仪测量所述低应力浮法玻璃的残余压应力为213.2MPa，抗弯强度为66.3MPa；而普通浮法玻璃的残余压应力为460~950MPa，所述低应力浮法玻璃的残余压应力小于普通浮法玻璃的残余压应力；并且所述低应力浮法玻璃的导热系数在20℃下为1.09W/(mk)，可见光透过率为82.7%。
实施例2
称取79.8Kg石英砂、3.08Kg莫来石、23.9Kg纯碱、17.1Kg碳酸钙、8.9Kg碳酸镁、0.37Kg氧化银、0.25Kg氧化锆，将各组分充分混合，得配合料，其中石英砂中的SiO2占石英砂总质量的百分比大于等于95%，石英砂的粒度为140目（石英砂能通过目数为140目的筛网），配合料的总含水量（配合料中水分总质量与配合料的总质量之间的比值）小于0.1%；
将混合均匀的配合料送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1625℃，熔液经过澄清均化后流入工作池，澄清均化温度为1515℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板在锡槽内成型温度为960℃；
带状连续玻璃板被送入退火窑中进行冷却退火，退火窑按照带状连续玻璃板的前进方向依次分为A区、B区、C区、D区、E区、F区、G区、H区，带状连续玻璃板首先进入A区，A区中的第一热风温度为567℃，第一热风的风速为0.85m3/h，第一热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在A区中的冷却速率为26.3℃/min；B区中的第二热风温度为520℃，第二热风的风速为1.3m3/h，第二热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在B区中的冷却速率为35.6℃/min；C区中的第三热风温度为465℃，第三热风的风速为0.55m3/h，第三热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在C区中的冷却速率为16.3℃/min；D区中的第四热风温度为412℃，第四热风的风速为1.6m3/h，第四热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在D区中的冷却速率为20.7℃/min；E区中的第五热风温度为349℃，第五热风的风速为1.5m3/h，第五热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在E区中的冷却速率为13.8℃/min；F区中的第六热风温度为290℃，第六热风的风速为1.76m3/h，第六热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在F区中的冷却速率为24.7℃/min；G区中的第七热风温度为170℃，第七热风的风速为0.58m3/h，第七热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在G区中的冷却速率为35.1℃/min；H区中的第八热风温度为109℃，第八热风的风速为2.2m3/h，第八热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在H区中的冷却速率为38.6℃/min；
经退火后的带状连续玻璃板在自动切割装置上被裁切成指定尺寸的成品，即得到所述低应力浮法玻璃。
使用加拿大Proto公司的X-Ray残余应力分析仪测量所述低应力浮法玻璃的残余压应力为209.5MPa，抗弯强度为65.5MPa；而普通浮法玻璃的残余压应力为460~950MPa，所述低应力浮法玻璃的残余压应力小于普通浮法玻璃的残余压应力；并且所述低应力浮法玻璃的导热系数在20℃下为1.12W/(mk)，可见光透过率为83.1%。
实施例3
称取90.6Kg石英砂、3.3Kg莫来石、24.7Kg纯碱、19.6Kg碳酸钙、9.5Kg碳酸镁、0.39Kg氧化银、0.28Kg氧化锆，将各组分充分混合，得配合料，其中石英砂中的SiO2占石英砂总质量的百分比大于等于95%，石英砂的粒度为180目（石英砂能通过目数为180目的筛网），配合料的总含水量（配合料中水分总质量与配合料的总质量之间的比值）小于0.1%；
将混合均匀的配合料送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1635℃，熔液经过澄清均化后流入工作池，澄清均化温度为1525℃，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板在锡槽内成型温度为965℃；
带状连续玻璃板被送入退火窑中进行冷却退火，退火窑按照带状连续玻璃板的前进方向依次分为A区、B区、C区、D区、E区、F区、G区、H区，带状连续玻璃板首先进入A区，A区中的第一热风温度为570℃，第一热风的风速为0.9m3/h，第一热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在A区中的冷却速率为27.8℃/min；B区中的第二热风温度为525℃，第二热风的风速为1.4m3/h，第二热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在B区中的冷却速率为36.7℃/min；C区中的第三热风温度为470℃，第三热风的风速为0.6m3/h，第三热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在C区中的冷却速率为17.9℃/min；D区中的第四热风温度为415℃，第四热风的风速为1.5~1.7m3/h，第四热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在D区中的冷却速率为21.3℃/min；E区中的第五热风温度为355℃，第五热风的风速为1.6m3/h，第五热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在E区中的冷却速率为14.9℃/min；F区中的第六热风温度为295℃，第六热风的风速为1.8m3/h，第六热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在F区中的冷却速率为25.6℃/min；G区中的第七热风温度为175℃，第七热风的风速为0.6m3/h，第七热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在G区中的冷却速率为37.2℃/min；H区中的第八热风温度为115℃，第八热风的风速为2.3m3/h，第八热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在H区中的冷却速率为39.5℃/min；
经退火后的带状连续玻璃板在自动切割装置上被裁切成指定尺寸的成品，即得到所述低应力浮法玻璃。
使用加拿大Proto公司的X-Ray残余应力分析仪测量所述低应力浮法玻璃的残余压应力为221.8MPa，抗弯强度为69.3MPa；而普通浮法玻璃的残余压应力为460~950MPa，所述低应力浮法玻璃的残余压应力小于普通浮法玻璃的残余压应力；并且所述低应力浮法玻璃的导热系数在20℃下为1.18W/(mk)，可见光透过率为83.6%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低应力浮法玻璃制作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、混料
将石英砂、莫来石、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、氧化银、氧化锆按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料；
步骤二、混料成型
将配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成熔液，熔液经过澄清均化后流入工作池，熔液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板；
步骤三、退火
带状连续玻璃板被送入退火窑中进行冷却退火，退火窑按照带状连续玻璃板的前进方向依次分为A区、B区、C区、D区、E区、F区、G区、H区，带状连续玻璃板首先进入A区，A区中的第一热风温度为565～570℃，第一热风的风速为0.8~0.9m3/h，第一热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在A区中的冷却速率为25.2~27.8℃/min；B区中的第二热风温度为515～525℃，第二热风的风速为1.2~1.4m3/h，第二热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在B区中的冷却速率为32.3~36.7℃/min；C区中的第三热风温度为455～470℃，第三热风的风速为0.5~0.6m3/h，第三热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在C区中的冷却速率为13.5~17.9℃/min；D区中的第四热风温度为395～415℃，第四热风的风速为1.5~1.7m3/h，第四热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在D区中的冷却速率为19.5~21.3℃/min；E区中的第五热风温度为335～355℃，第五热风的风速为1.4~1.6m3/h，第五热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在E区中的冷却速率为12.8~14.9℃/min；F区中的第六热风温度为285～295℃，第六热风的风速为1.7~1.8m3/h，第六热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在F区中的冷却速率为22.6~25.6℃/min；G区中的第七热风温度为165～175℃，第七热风的风速为0.5~0.6m3/h，第七热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在G区中的冷却速率为31.6~37.2℃/min；H区中的第八热风温度为105～115℃，第八热风的风速为2.1~2.3m3/h，第八热风的流向与带状连续玻璃板前进的方向相反，带状连续玻璃板在H区中的冷却速率为37.3~39.5℃/min；
步骤四、切割成品
经退火后的带状连续玻璃板在自动切割装置上被裁切成指定尺寸的成品，即得到所述低应力浮法玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种低应力浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述步骤一中的石英砂、莫来石、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、氧化银、氧化锆的配比为，石英砂的质量:莫来石的质量:纯碱的质量:碳酸钙的质量:碳酸镁的质量:氧化银的质量:氧化锆的质量=(79.5~80.6):(2.86~3.3):(23.4~24.7):
(15.8~19.6):(7.6~9.5):(0.33~0.39):(0.21~0.28)。
3.根据权利要求1所述的一种低应力浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述步骤二中浮法玻璃熔窑内的熔化温度为1620～1635℃，澄清均化温度为1510～1525℃，在锡槽内成型温度为955～965℃。
4.根据权利要求1所述的一种低应力浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述石英砂中的SiO2占石英砂总质量的百分比大于等于95%，石英砂的粒度范围为120~180目。
5.根据权利要求1所述的一种低应力浮法玻璃制作方法，其特征在于：所述配合料的总含水量小于0.1%。
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