CN110655311A - 一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法及其冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及玻璃钢化加工技术领域，具体涉及一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法及其冷却装置，包括玻璃原片裁剪、玻璃加工、玻璃均质处理和玻璃冷却处理四大步骤，通过其独有的冷却装置在高压风冷前，使用封边结构对玻璃的四周侧面进行封边，在风栅出风冷却时通过电机驱动，使得玻璃在输送辊道上小幅度左右往返运动；本发明的玻璃钢化加工方法能够极大降低玻璃钢化加工过程中的自爆率，有效降低了玻璃钢化加工过程中的成本，提高了企业的市场竞争力。

Description

一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法及其冷却装置

技术领域

本发明涉及玻璃钢化加工技术领域，具体涉及一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法及其冷却装置。

背景技术

钢化玻璃属于安全玻璃，钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度而使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，使得玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃各方面性能。

在玻璃钢化加工的过程中，玻璃的自爆率普遍在3~5‰左右，其较高的自爆率较大的增加企业的加工成本。经研究发现在钢化玻璃加工的过程中，引起自爆的几个主要原因如下：

1）待加工玻璃中含有一定量的硫化镍，待加工玻璃在钢化炉中加热的过程中，当硫化镍的温度超过380℃左右时由α相态转变为β相时，从而使得硫化镍晶体的体积会有2~4%的变化，导致玻璃自爆；

2）在玻璃加热后冷却的过程中，需要使用冷却风对玻璃表面进行急剧冷却，然后将待钢化处理的玻璃进行裁剪后，其裁剪的边角尖锐，附近玻璃的降温速度远大于玻璃表面的降温速度，因此容易引起较大的温度差导致玻璃产生自爆；另外，在对玻璃表面进行急剧冷却的过程中，其冷却风到达玻璃表面后改变路径沿着玻璃的四周侧面上下流动，使得玻璃四周侧面的冷却速度大于玻璃表面，而在玻璃钢化的过程中其表面温度最高，结合玻璃四周侧面的快速冷却也引起较大的温度差，致使玻璃产生自爆；

3）玻璃在风冷过程中会停留在辊道上，其中加热后的玻璃下表面与辊道相接触的地方由于辊道的导热性能有限，在下风栅喷出冷却风冷却的过程中，其辊道接触处的两侧散热快，而接触中心处的散热慢，因此会导致玻璃下表面散热不均匀，形成多条应力斑，也会增加玻璃钢化过程中的自爆率。

针对现有玻璃钢化加工过程中存在的问题，如何发明一种能够有效降低其加工过程中自爆率的方法仍是一项有待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是设计了一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法及其冷却装置，以解决现有玻璃钢化加工过程中普遍存在较高自爆率的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法，包括以下步骤：

（1）玻璃原片裁剪：选取厚度为5mm~19mm的待加工玻璃片，再按规格尺寸进行切割；

（2）玻璃加工：使用打磨机对切割后的玻璃片四周侧面进行打磨，并将其四周侧面的棱线打磨成45°倒角，再使用清水洗涤、晾干后备用；

（3）玻璃均质处理：将经步骤（2）处理后的玻璃片放入均质炉中升温至280~300℃保温2~3h，将发生自爆的玻璃片挪出生产线，无异常的玻璃片通过输送辊道运输至钢化炉中，再升温至660~720℃处理60~300s；

（4）玻璃冷却处理：通过输送辊道将经过步骤（3）处理后的玻璃片运送至冷却装置内，再通过冷却装置内的封边机构将玻璃块的四周侧面进行封边，封边完成后在3~5KPa的风压下急剧降温处理120~400s，然后撤出封边机构后在2KPa的风压降温至室温，最后通过输送辊道运送出即得钢化玻璃。

进一步地，所述步骤（2）中打磨机的打磨砂纸目数为240~500，目数越大使得打磨后的裁剪面越平滑，防止因裁剪面的粗糙引起温度差，产生自爆。

进一步地，所述步骤（2）中清水洗涤采用超声波清洗，其功率为300~500W，频率为35~50KHz，清洗时间为3~5min，使用超声波清洗不仅能够将打磨后的粉尘洗除，还能有效将玻璃原片表面的胶液、油污清除。

进一步地，所述步骤（4）中玻璃块由输送辊道从钢化炉中运送至冷却装置内的过程中温降不超过10℃，通过对输送过程中温度的变化精确控制，避免加热软化后玻璃其软化性的下降，保证玻璃钢化后的力学性能。

本发明同时还提供一种实施以上所述加工方法的冷却装置，包括上箱体、下箱体和输送辊道，其特征在于，所述输送辊道贯穿上箱体和下箱体之间设置，所述上箱体和下箱体内分别设置有上风箱和下风箱，所述上风箱顶壁和下风箱底壁上连接有伸出外部的进风管，所述上风箱的底壁和下风箱的顶壁上均设置有风栅，位于所述上风箱四周的上箱体顶壁上固定有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆下端共同连接有升降框板，所述升降框板中间开设有能够穿过上风箱的矩形孔，所述升降框板前后端和左端下表面固定有固定板，所述升降框板右端下表面设置有能够左右移动的活动板，所述上箱体外端右侧面上固定有电机，所述电机输出轴上连接有减速箱，所述减速箱的转动轴上连接有凸轮，位于所述凸轮处上箱体右侧面上开设有通孔，所述凸轮穿过通孔与活动板右侧面相抵接，位于所述固定板和活动板下端相同水平位置处设置有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆上连接有封边机构，所述封边结构包括封边凹形条、活动条和第一弹簧，所述封边凹形条内开设有水平槽，所述活动条设置在水平槽内，所述第一弹簧的两端分别与水平槽的内壁和活动条相连接，所述下风箱的左侧壁上设置有红外探测器，所述下箱体的外壁上设置有PLC控制盒。

所述封边凹形条内开设有水平槽，所述活动条设置在水平槽内，所述第一弹簧的两端分别与水平槽的内壁和活动条相连接

进一步地，所述升降框板右端下表面开设有滑槽，所述滑槽内设置有滑条，所述滑条下表面与活动板固定连接，所述滑槽左侧壁与滑条之间设置有第二弹簧，通过凸轮转动使得活动板沿升降框板左右往复运动。

进一步地，位于所述封边凹形条开口端的上下侧面上设置有弧形面，通过设置弧形面减少凹形条内开口端的厚度，使得导热性能更佳。

有益效果：

（1）本发明与现有玻璃钢化加工技术相比，通过对裁剪后玻璃的侧面进行打磨，防止其因棱角粗糙而引起的温度差，降低冷却过程中的自爆率；

（2）本发明通过在玻璃钢化前对玻璃片均质处理，能够有效筛剔除玻璃片中含较高硫化镍的玻璃片，降低后续钢化过程中的自爆率，从源头上有效控制玻璃的自爆，降低对含有较高自爆性玻璃的无用加工，降低其生产成本；

（3）本发明在对玻璃进行风冷前，使用封边机构对玻璃的四个裁剪侧面进行封边，降低风冷过程中因裁剪面降温速度过快而造成的温度差，另外还通过电机驱动凸轮，凸轮抵接活动板，使得夹紧玻璃后的封边机构进行小幅度左右运动，使得冷却过程中的玻璃左右往复运动，防止因玻璃静止在辊道上引起的受热不均匀，导致玻璃的下表面产生应力斑，较低了其风冷过程中的自爆率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的主视内部平面结构示意图；

图2为图1中A-A处的截面俯视图；

图3为图1中B处的放大剖视图；

图4为本发明中升降框板、第二气缸、封边机构等部件的仰视图；

图5为本发明中封边机构的内部平面结构示意图。

其中，1-上箱体，2-下箱体，3-输送辊道，4-上风箱，5-下风箱，6-进风管，7-风栅，8-第一气缸，9-升降框板，10-固定板，11-活动板，12-电机，13-减速箱，14-凸轮，15-第二气缸，16-封边机构，161-封边凹形条，162-活动条，163-第一弹簧，164-水平槽，165-弧形面，17-红外探测器，18-PLC控制盒 ，19-滑槽，20-滑条，21-第二弹簧。

具体实施方式

下面先参考附图对本发明中的冷却装置进行具体说明。

如图1-5所示的一种冷却装置，装置主体包括上箱体1、下箱体2和输送辊道3，其中输送辊道3贯穿设置在上箱体1和下箱体2之间，上箱体1和下箱体2的内腔中分别设置有上风箱4和下风箱5，上风箱4的顶壁和下风箱5的底壁上连接有进风管6，进风管6分别穿过上箱体1和下箱体2与风机（本发明中的风机未画出，也未做具体阐述）相连接。同时上风箱4的底壁和下风箱5的顶壁上均设置有风栅7，通过风栅7对玻璃块输送高压冷却风。

位于上风箱4四周的上箱体1顶壁上固定有第一气缸8，所有的第一气缸8的活塞杆下端共同连接有升降框板9，且升降框板9中间开设有能够穿过上风箱4的矩形孔（图中未标注），通过第一气缸8的作用能够实现升降框板9穿过上风箱4上下的升降。

在升降框板9前后端和左端下表面均固定有固定板10，并在升降框板9右端下表面设置有活动板11，在上箱体1外端右侧面上固定有电机12，电机输12出轴上连接有减速箱13，减速箱13的转动轴上连接有凸轮14，并在凸轮14处上箱体1右侧面上开设有通孔（图中未画出），凸轮14穿过通孔与活动板11右侧面相抵接，通过电机12的驱动能实现活动板11左右移动，其中活动板11的能够左右移动的原理如下：通过在升降框板9右端下表面开设滑槽19，在滑槽19内设置有滑条20，然后将滑条20下表面与活动板11的上端固定连接，再将滑槽19的左侧壁与滑条20之间由第二弹簧21连接，通过电机12驱动凸轮14转动使得活动板11沿升降框板9左右往复运动，防止因玻璃静止在输送辊道3上引起的受热不均匀，导致玻璃的下表面产生应力斑。

位于固定板10和活动板11下端相同水平位置处设置有第二气缸15，第二气缸15的活塞杆上连接有封边机构16，其封边结构包括封边凹形条161、活动条162和第一弹簧163，在封边凹形条161内开设有水平槽164，将活动条162设置在水平槽164内，再将第一弹簧163的两端分别与水平槽164的内壁和活动条162相连接，通过第二气缸15活塞杆的伸长将玻璃块的四周侧面夹在封边凹形条161的水平槽164中，能够避免在冷却风冷却的过程中，因玻璃四周侧面温降较快引起的温度差，从而导致玻璃产生自爆。

另外，还在下风箱5的左侧壁上设置有红外探测器17，其红外探测器选用被动式的红外探测器，并在下箱体2的外壁上设置有PLC控制盒18，当玻璃块运输至冷区装置内部时，红外探测器17检测到信号，再将信号输送给PLC控制盒18，通过PLC控制盒18的控制实现整个冷却装置中各电器元件的依次运作。

最后，为防止因封边凹形条161的开口端厚度较大而引起其导热效果，在封边凹形条161开口端的上下侧面上均设置弧形面165以达到减少其厚度的作用，使得被封边的玻璃块四周侧面也能够具有一定的散热性。

实施例1：

结合以上的冷却装置，实施本发明降低玻璃钢化自爆率的加工方法，其具体步骤如下：

（1）玻璃原片裁剪：选取厚度为8mm的待加工玻璃片，再按规格尺寸进行切割得1440mm×1680mm的玻璃块；

（2）玻璃加工：将320目的打磨砂纸装在打磨机上，然后使用打磨机对切割后的玻璃片四周侧面进行打磨至光滑，并将四周侧面的棱线打磨成具有45°倒角，再采用超声清洗机清洗5min，控制超声机清洗机的功率为450W，超声频率为40KHz；

（3）玻璃均质处理：将经步骤（2）处理后的玻璃片放入均质炉中升温至295℃保温2h，并将发生自爆的玻璃片挪出生产线，将无异常的玻璃片通过输送辊道运输至钢化炉中，再升温至715℃处理90s；

（4）玻璃冷却处理：通过输送辊道将经过步骤（3）处理后的玻璃片运送至上述冷却装置内，注意保证运输过程玻璃块温降10℃，再通过冷却装置内的封边机构将玻璃块的四周侧面进行封边，封边完成后在4.5KPa的风压下急剧降温处理260s，然后卸下封边机构后在2KPa的风压降温至室温，最后通过输送辊道运送出即得钢化玻璃。

实施例2：

结合以上的冷却装置，实施本发明降低玻璃钢化自爆率的加工方法，其具体步骤如下：

（1）玻璃原片裁剪：选取厚度为8mm的待加工玻璃片，再按规格尺寸进行切割得1440mm×1680mm的玻璃块；

（2）玻璃加工：将400目的打磨砂纸装在打磨机上，然后使用打磨机对切割后的玻璃片四周侧面进行打磨至光滑，并将四周侧面的棱线打磨成具有45°倒角，再采用超声清洗机清洗5min，控制超声机清洗机的功率为450W，超声频率为40KHz；

（3）玻璃均质处理：将经步骤（2）处理后的玻璃片放入均质炉中升温至285℃保温2h，并将发生自爆的玻璃片挪出生产线，将无异常的玻璃片通过输送辊道运输至钢化炉中，再升温至700℃处理120s；

（4）玻璃冷却处理：通过输送辊道将经过步骤（3）处理后的玻璃片运送至上述冷却装置内，注意保证运输过程玻璃块温降10℃，再通过冷却装置内的封边机构将玻璃块的四周侧面进行封边，封边完成后在4.2KPa的风压下急剧降温处理300s，然后卸下封边机构后在2KPa的风压降温至室温，最后通过输送辊道运送出即得钢化玻璃。

对比例1：

将裁剪后的玻璃直接进行加热钢化、冷却风高压风冷（不进行玻璃侧面封边），其参数与本实施例1相同。

对比例2：

将裁剪后的玻璃进行步骤（2）的加工处理，然后直接进行加热钢化、冷却风高压风冷（不进行玻璃侧面封边），其参数与本实施例1相同。

对比例3：

将裁剪后的玻璃进行步骤（3）的加工处理，然后直接进行加热钢化、冷却风高压风冷（不进行玻璃侧面封边），其参数与本实施例1相同。

通过以上实施例1、实施例2、对比例1、对比例2和对比例3的加工方法分别对3000块玻璃进行钢化处理，统计其自爆数量，并记录数据如下表1所示：

表1：

由上述表1统计的数据可以看出本发明的玻璃钢化加工方法能够极大降低玻璃钢化加工过程中的自爆率，有效降低了玻璃钢化加工过程中的成本，提高了企业的市场竞争力。

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 (7)

1.一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）玻璃原片裁剪：选取厚度为5mm~19mm的待加工玻璃片，再按规格尺寸进行切割；

（2）玻璃加工：使用打磨机对切割后的玻璃片四周侧面进行打磨，并将其四周侧面的棱线打磨成45°倒角，再使用清水洗涤、晾干后备用；

（3）玻璃均质处理：将经步骤（2）处理后的玻璃片放入均质炉中升温至280~300℃保温2~3h，将发生自爆的玻璃片挪出生产线，无异常的玻璃片通过输送辊道运输至钢化炉中，再升温至660~720℃处理60~300s；

（4）玻璃冷却处理：通过输送辊道将经过步骤（3）处理后的玻璃片运送至冷却装置内，再通过冷却装置内的封边机构将玻璃块的四周侧面进行封边，封边完成后在3~5KPa的风压下急剧降温处理120~400s，然后撤出封边机构后在2KPa的风压降温至室温，最后通过输送辊道运送出即得钢化玻璃。

2.根据权利要求1所述的一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中打磨机的打磨砂纸目数为240~500。

3.根据权利要求1所述的一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法，其特征在于，所述步骤（2）中清水洗涤采用超声波清洗，其功率为300~500W，频率为35~50KHz，清洗时间为3~5min。

4.根据权利要求1所述的一种降低玻璃钢化自爆率的加工方法，其特征在于，所述步骤（4）中玻璃块由输送辊道从钢化炉中运送至冷却装置内的过程中温降不超过10℃。

5.根据权利要求1或4所述降低玻璃钢化自爆率的加工方法所使用的冷却装置，包括上箱体、下箱体和输送辊道，其特征在于，所述输送辊道贯穿上箱体和下箱体之间设置，所述上箱体和下箱体内分别设置有上风箱和下风箱，所述上风箱顶壁和下风箱底壁上连接有伸出外部的进风管，所述上风箱的底壁和下风箱的顶壁上均设置有风栅，位于所述上风箱四周的上箱体顶壁上固定有第一气缸，所述第一气缸的活塞杆下端共同连接有升降框板，所述升降框板中间开设有能够穿过上风箱的矩形孔，所述升降框板前后端和左端下表面固定有固定板，所述升降框板右端下表面设置有能够左右移动的活动板，所述上箱体外端右侧面上固定有电机，所述电机输出轴上连接有减速箱，所述减速箱的转动轴上连接有凸轮，位于所述凸轮处上箱体右侧面上开设有通孔，所述凸轮穿过通孔与活动板右侧面相抵接，位于所述固定板和活动板下端相同水平位置处设置有第二气缸，所述第二气缸的活塞杆上连接有封边机构，所述封边结构包括封边凹形条、活动条和第一弹簧，所述封边凹形条内开设有水平槽，所述活动条设置在水平槽内，所述第一弹簧的两端分别与水平槽的内壁和活动条相连接，所述下风箱的左侧壁上设置有红外探测器，所述下箱体的外壁上设置有PLC控制盒。

6.根据权利要求5所述降低玻璃钢化自爆率的加工方法所使用的冷却装置，其特征在于，所述升降框板右端下表面开设有滑槽，所述滑槽内设置有滑条，所述滑条下表面与活动板固定连接，所述滑槽左侧壁与滑条之间设置有第二弹簧。

7.根据权利要求5所述降低玻璃钢化自爆率的加工方法所使用的冷却装置，其特征在于，位于所述封边凹形条开口端的上下侧面上设置有弧形面。

Images