CN106587606B - 钢化玻璃的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明申请属于玻璃生产工艺领域，具体公开了一种钢化玻璃的生产工艺，包括以下加工步骤：（1）配料：按质量份数比取石英砂300‑350份、石灰石26‑32份、白云石70‑100份、纯碱100‑130份、芒硝5‑6份、长石30‑40份、碳粉0.2‑0.4份、澄清剂5‑6份、三氧化钼0.6‑0.8份和氧化镉1.0‑1.2份；（2）研磨、干燥、混合：将步骤（1）中的原料研磨至400‑600μm，对研磨后的粉末进行干燥，水分控制在2‑4%；将干燥后的原料放入混合机混合1.5‑2min；（3）熔制；（4）成型；（5）预加热：（6）预加热；（7）快速加热；（8)冷却；(9)再冷却；(10)均质处理。采用本加工工艺生产的钢化玻璃质量佳，且能有效降低其钢化玻璃的自爆率，安全性好。

Description

钢化玻璃的生产工艺
技术领域
本发明属于玻璃生产工艺技术领域，尤其涉及一种钢化玻璃的生产工艺。
背景技术
钢化玻璃是一种预应力玻璃，是将退火玻璃加工成所需尺寸和形状，经过高温加热至软化点温度，再经过淬冷处理得到。钢化玻璃具有较高的机械强度、抗冲击强度、抗弯强度，而且具有良好的安全性和热稳定性，是目前最常用的安全玻璃形式。
目前对于钢化玻璃的生产工艺主要有物理钢化和化学钢化两种。物理钢化玻璃主要是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度时，通过自身形变消除内部应力，最后经过淬冷处理制得。化学钢化玻璃一般是通过离子交换法改变玻璃表面的化学组成来提高玻璃强度。与物理钢化玻璃相比，化学钢化玻璃的生产周期长，效率低从而生产成本高。因此，目前大多采用物理钢化的方法来制备钢化玻璃。
对于钢化玻璃的生产，最可能出现的问题是发生自爆现象，即在没有外界机械力作用的情况下发生自身破裂的现象，钢化玻璃的自爆可谓玻璃行业的“癌症”，目前还没有办法解决这一问题。钢化玻璃产生自爆的原因多样，主要原因是由于玻璃中存在着单晶石等异质颗粒和微小的硫化镍结石等。在钢化后一部分硫化镍结石随着时间、环境的变化会发生晶态的变化，导致体积增大，在玻璃内部引发微裂纹，进而有可能导致玻璃的自爆现象的发生。
发明内容
本发明的目的在提供一种钢化玻璃的生产工艺，以解决钢化玻璃容易自爆的问题，降低钢化玻璃的自爆率。
为了达到上述目的，本发明的基础方案为：钢化玻璃的生产工艺，包括以下加工步骤：
(1)配料：按如下质量份数取石英砂300-350份、石灰石26-32份、白云石70-100份、纯碱100-130份、芒硝5-6份、长石30-40份、碳粉0.2-0.4份、澄清剂5-6份、三氧化钼0.6-0.8份、氧化镉1.0-1.2份；
(2)研磨、干燥、混合：将步骤(1)中的石英砂、石灰石、纯碱、芒硝、长石、碳粉和澄清剂研磨至400-600μm，将研磨后的原料放入混合机混合2-3min；在混合的过程中，对三氧化钼和氧化镉混合后进行加热，加热温度为1390-1400℃，使三氧化钼和氧化镉均升华为气体，将三氧化钼和氧化镉气体通入混合机内；对混合后的粉末进行干燥，水分控制在2-4％；
(3)熔制：将步骤(2)获得的物质在熔窑中加热8-10min，加热温度为680-700℃，使之形成均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃；
(4)成型：将液态玻璃加工成型；
(5)切割、磨边、清洗、干燥；
(6)预加热：将玻璃放置于钢化炉中，开始缓慢加热，使玻璃的温度由室温逐渐升温到110-145℃，维持2.5-3min；
(7)快速加热：在2.5-3min内，将玻璃的温度快速提升至620-650℃，并保持5-6min；
(8)冷却：将玻璃移入风栅，间歇性吹风，吹风1-5秒，停止1-2秒，整个过程持续0.5-0.8min，将玻璃温度降至470-490℃；
(9)再冷却：持续吹风2.5-3.5min，将玻璃温度降至45-50℃；将玻璃从风栅中取出，自然冷却至室温；
(10)均质处理。
本基础方案的有益效果在于：实验证明，在配料中加入三氧化钼成分能有效降低钢化玻璃中硫化镍结石生成的量，由于硫化镍结石是钢化玻璃自爆的主要原因，加入三氧化钼能降低钢化玻璃的自爆率。经过多次试验证明，在配料为石英砂300-350份、石灰石26-32份、白云石70-100份、纯碱100-130份、芒硝5-6份、长石30-40份、碳粉0.2-0.4份、澄清剂5-6份中加入0.6-0.8份三氧化钼，能较好的降低钢化玻璃中硫化镍结石的含量。在步骤(3)熔制过程中容易产生烟雾，三氧化钼除了能够降低硫化镍结石生成的量，还能降低熔制时烟雾的产生的量，而三氧化钼与氧化镉混合使用能产生协同效应，其抑烟效果比只使用三氧化钼更佳。
步骤(2)中将原料进行研磨至400-600μm后，然后混合、干燥，采取以上步骤的目的是为了提高混合原料的均匀度，有利于熔化，减少结石缺陷的产生，从而减少玻璃的自爆。试验证明，按照本发明的流程生产钢化玻璃能将钢化玻璃的自爆率降低60％左右。在混合的过程中，对三氧化钼和氧化镉进行加热使其升华为气体，将三氧化钼和氧化镉气体通入混合机内，由于三氧化钼和氧化镉气体分子的直径极小，能更好地与其他配料混合、结合，结合后不会出现分层的现象，使得熔制时取得的抑烟效果更佳。而且气体通入混合机内，气体对其他配料还有搅拌作用，使得配料混合更加均匀。
进一步的，所述均质处理步骤为：将冷却后的玻璃放入均质炉，逐渐将玻璃加热至280-300℃，然后维持2h；恒温结束后，将玻璃冷却至环境温度。均质处理实际是一个破坏性的试验，即创建一个诱使硫化镍晶格转化的工艺环境，从而引爆有潜在风险的钢化玻璃提前爆裂，而不爆裂的完好玻璃几乎再无自爆的可能。本发明的均质处理能很好地将具有爆裂的玻璃剔除而不破坏其他钢化玻璃。
进一步的，还包括对均质处理后的玻璃的清洗步骤，清洗方法为超声波清洗。均质处理后的玻璃表面杂质较多，出厂前需经过清理。采用超声波清洗效果能有效地去除玻璃表面的杂质。
进一步的，所述澄清剂为二氧化二锑粉和白砒按质量份数比10-14：1配合使用。生产玻璃使用的澄清剂应同时具有澄清及脱色作业，其中性能最好的当属化工原料白砒。经试验发现，采用纯度高的三氧化和二锑粉白砒质量比10-14：1复配使用时，取得的效果最佳，显著提高玻璃的透明度。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
下面以实施例1为例详细描述钢化玻璃的生产工艺，其他实施例和对比例在表1中体现，未示出的部分与实施例1相同。
实施例1
本实施例公开了钢化玻璃的生产工艺，包括以下加工步骤：
(1)配料：按质量份数比取石英砂300份、石灰石26份、白云石70份、纯碱100份、芒硝5份、长石30份、碳粉0.2份、澄清剂5份、三氧化钼0.6份、氧化镉1份；所述澄清剂为二氧化二锑粉和白砒按质量份数比10-14：1配合使用；
(2)研磨、干燥、混合：将步骤(1)中的石英砂、石灰石、纯碱、芒硝、长石、碳粉和澄清剂研磨至400-600μm，将研磨后的原料放入混合机混合2-3min；在混合的过程中，对三氧化钼和氧化镉混合后进行加热，加热温度为1390℃，使三氧化钼和氧化镉均升华为气体，将三氧化钼和氧化镉气体通入混合机内；对混合后的粉末进行干燥，水分控制在2-4％；
(3)熔制：将步骤(2)获得的物质在熔窑中加热8-10min，加热温度为680-700℃，使之形成均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃；
(4)成型：将液态玻璃加工成型；
(5)切割、磨边、清洗、干燥；
(6)预加热：将玻璃放置于钢化炉中，开始缓慢加热，使玻璃的温度由室温逐渐升温到110-145℃，维持2.5-3min；
(7)快速加热：在2.5-3min内，将玻璃的温度快速提升至620-650℃，并保持5-6min；
(8)冷却：将玻璃移入风栅，间歇性吹风，吹风1-5秒，停止1-2秒，整个过程持续0.5-0.8min，将玻璃温度降至470-490℃；
(9)再冷却：持续吹风2.5-3.5min，将玻璃温度降至45-50℃；将玻璃从风栅中取出，自然冷却至室温；
(10)均质处理：将冷却后的玻璃放入均质炉，逐渐将玻璃加热至280-300℃，然后维持2h；恒温结束后，将玻璃冷却至环境温度。
表1
分别检测实施例1至对比例4中制成的钢化玻璃的各种指标、参数，得出的结果如表2所示：
表2
表面平整度、抑烟效果评分得出的数据为10名评审人员按1-10分评分后得分的平均值，10分为满分；自爆率的测量以市场上销售的钢化玻璃为基准。
结论：
表面压应力越大，玻璃的强度越高，即钢化玻璃的钢化程度更好，采用本发明生产的钢化玻璃其钢化程度相对较高；应力层深度越小，表面压应力的自然消退时间更长，钢化玻璃的应力层深度较大时，当超出一定范围时容易发生自爆。
实施例1与对比例1对比可以看出，实施例1的自爆率明显低于对比例1，这表明在配料中加入一定分量的三氧化钼，能有效降低钢化玻璃的自爆率。
实施例1与对比例2对比可以看出，实施例1的自爆率小于对比例1的自爆率，这表明研磨、干燥、混合的步骤能有效降低钢化玻璃的自爆率。
对比例1、对比例2与对比例3对比可以看出，对比例1、对比例2的自爆率低于对比例3的自爆率，表明同时加入一定分量的三氧化钼和采用研磨、干燥、混合的步骤生产钢化玻璃，能有效降低钢化玻璃的自爆率。
通过实施例1与对比例4的对比可以看出，将三氧化钼和氧化镉混合，通过加热升华为气体混入其他配料中，玻璃的自爆率比以普通方式加入更低，其抑烟效果也更好。

Claims (4)

1.钢化玻璃的生产工艺，其特征在于，包括以下加工步骤：
(1)配料：按如下质量份数取石英砂300-350份、石灰石26-32份、白云石70-100份、纯碱100-130份、芒硝5-6份、长石30-40份、碳粉0.2-0.4份、澄清剂5-6份、三氧化钼0.6-0.8份、氧化镉1.0-1.2份；
(2)研磨、干燥、混合：将步骤(1)中的石英砂、石灰石、纯碱、芒硝、白云石、长石、碳粉和澄清剂研磨至400-600μm，将研磨后的原料放入混合机混合2-3min；在混合的过程中，对三氧化钼和氧化镉混合后进行加热，加热温度为1390-1400℃，使三氧化钼和氧化镉均升华为气体，将三氧化钼和氧化镉气体通入混合机内；对混合后的粉末进行干燥，水分控制在2-4％；
(3)熔制：将步骤(2)获得的物质在熔窑中加热8-10min，加热温度为680-700℃，使之形成均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃；
(4)成型：将液态玻璃加工成型；
(5)切割、磨边、清洗、干燥；
(6)预加热：将玻璃放置于钢化炉中，开始缓慢加热，使玻璃的温度由室温逐渐升温到110-145℃，维持2.5-3min；
(7)快速加热：在2.5-3min内，将玻璃的温度快速提升至620-650℃，并保持5-6min；
(8)冷却：将玻璃移入风栅，间歇性吹风，吹风1-5秒，停止1-2秒，整个过程持续0.5-0.8min，将玻璃温度降至470-490℃；
(9)再冷却：持续吹风2.5-3.5min，将玻璃温度降至45-50℃；将玻璃从风栅中取出，自然冷却至室温；
(10)均质处理。
2.如权利要求1所述的钢化玻璃的生产工艺，其特征在于，所述均质处理步骤为：将冷却后的玻璃放入均质炉，逐渐将玻璃加热至280-300℃，然后维持2h；恒温结束后，将玻璃冷却至环境温度。
3.如权利要求1所述的钢化玻璃的生产工艺，其特征在于，还包括对均质处理后的玻璃的清洗步骤，清洗方法为超声波清洗。
4.如权利要求1所述的钢化玻璃的生产工艺，其特征在于，所述澄清剂为二氧化二锑粉和白砒按质量份数比10-14：1配合使用。
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