CN110746095B - 一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，包括成型炉，所述成型炉包括成型一区、成型二区和成型三区；成型一区包括第一合板，两个第一合板对称的安装在成型炉的侧壁上成型二区包括第二合板，第二合板位于第一合板的下方，两个第二合板对称的安装在成型炉的侧壁上；成型三区包括第三合板，第三合板，位于第二合板的下方，两个第三合板对称的安装在成型炉的侧壁上；所述两个第一合板、两个第二合板和两个第三合板均为活动式且分别能够通过水平前进和后退实现打开和闭合。本发明成型设备通过在成型炉内增加合板，阻挡和减缓了气流继续向上扰动，避免了气体夹杂物粘附到熔融态的玻璃有效避免了烟囱效应。

Description

一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备

技术领域

本发明属于玻璃生产领域，具体涉及一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备。

背景技术

从现有液晶面板产业来看，无论是TFT－LCD或AMOLED，基板玻璃都是其生产所需的重要材料。根据显示技术、器件结构和应用场景的不同，会额外需要单层或多层的玻璃。基本上，一片TFT-LCD面板需使用到二片玻璃基板，分别供作底层玻璃基板及彩色滤光片(COLOR FILTER)之底板使用基板玻璃约占液晶显示器件生产成本的4％。因此，基板玻璃是构成液晶显示器件的重要部件，也是液晶显示产业的关键基础材料之一。而且对面板产品性能的影响十分巨大，面板成品的分辨率、透光度、厚度、重量、可视角度等指标都与所采用的基板玻璃质量密切相关，作为重要的基底材料，基板玻璃之于TFT-LCD产业的意义非常重大。

液晶基板玻璃基板玻璃分为含碱和无碱两种。有碱玻璃主要用于TN/STN型液晶面板中，但对于TFT-LCD，由于玻璃中碱金属离子会影响薄膜晶体管栅压的稳定性，故基板玻璃的制造必须使用无碱配方，不可以含有氧化钠和氧化钾等成分；但氧化钠和氧化钾可以降低玻璃的融化温度，故无碱玻璃的制造需要更高的炉温，这对液晶基板玻璃的生产造成了很大难度，特别是对成型段的产品质量控制，包括平整度及各种缺陷的控制。这也是无碱玻璃生产技术难度高于有碱玻璃的原因之一。

目前基板玻璃生产方法有3种：浮法、溢流下拉法，狭缝下拉法。其中溢流下拉法是基板玻璃主流生产技术，熔融态的玻璃通过溢流槽的顶部溢出分别从溢流槽的两侧外表面流下，并在槽底部汇合，在两端部冷却夹持机构的牵引下，随后熔融态的玻璃快速冷却有效抑制了玻璃板的向内收缩，并在牵引辊的作用下进入基板玻璃成型区域。由于熔融态的玻璃粘度随着玻璃的流向温度的变化而变化，因此玻璃要保证温度分布均匀，否则粘度不同会造成宽度方向的玻璃厚度不均，拉引时造成张力不同，从而产生局部应力不同，造成整个玻璃板应力及翘曲不良。在该区域，设置精准的温度调整，经过合理的降温冷却曲线和速率，来控制玻璃板的厚度、应力、表面平整度等相关参数是非常必要的。随着液晶显示技术的不断发展，基板玻璃尺寸越来越趋于大型化、薄型化，在宽度方向可达到2000mm-3000mm以上，厚度在0.5mm及以下规格成为市场的主流，这就对基板玻璃成型设备的要求越来越高，随着设备的长度越来越长，成型温度场的控制、工艺调整的难度也越来越大。

另外溢流下拉法在生产过程中，经常会通过升温及降温的工艺调整方式来控制产品技术参数，由于整个成型设备是一个自下而上的狭长通道，温度呈阶梯式变化。当温度发生变化时，可能会产生烟囱效应而会对成型设备内部稳定的空气环境产生影响，也就是当下部热空气受热上升的同时，由于压差的影响会带动附近区域内空气流动，产生气流波动现象，并伴随着气体夹杂物的产生，甚至会粘附到熔融态的玻璃上，直接会影响到生产波动及产品品质。

发明内容

本发明提供了一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，以解决现有技术中，基板玻璃成型温度场的控制、工艺调整的难度大，及烟囱效应影响玻璃品质的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，包括成型炉，所述成型炉包括成型一区、成型二区和成型三区；

成型一区包括第一合板，两个第一合板对称的安装在成型炉的侧壁上

成型二区包括第二合板，第二合板位于第一合板的下方，两个第二合板对称的安装在成型炉的侧壁上；

成型三区包括第三合板，第三合板，位于第二合板的下方，两个第三合板对称的安装在成型炉的侧壁上；

所述两个第一合板、两个第二合板和两个第三合板均为活动式且分别能够通过水平前进和后退实现打开和闭合。

进一步的，成型一区还包括均热箱体，均热箱体设置于第一合板上方，冷却风管设置于均热箱体内。

进一步的，成型二区还包括设置于第一合板和第二合板之间的两组第一冷却水管，所述两组第一冷却水管沿成型炉的中心线对称设置；第一冷却水管的一侧设置有第一加热单元，另一侧设置有均热板；两个第一加热单元固定在成型炉的侧壁上。

进一步的，成型三区还包括两个对称固定在成型炉侧壁上的第二加热单元，所述第二加热单元设置于第二合板和第三合板之间；第二冷却水管设置于第二加热单元的旁侧。

进一步的，所述成型炉上方安装有马弗炉，溢流砖安装在马弗炉中，所述溢流砖的下端尖部端点与成型炉的中心线在一条线上。

进一步的，成型炉下方安装有退火炉。

进一步的，退火炉的底部为开放式，气体能够通过退火炉的底部上升。

进一步的，所述第一加热单元采用一路或多路电气进行控制，第一加热单元的功率能够调节。

进一步的，所述第二加热单元采用两路或多路电气进行控制，第二加热单元的功率能够调节。

进一步的，第一冷却水管、第二冷却水管距玻璃板的距离能够调整。

本发明的有益效果如下：

1、本发明一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，通过在成型炉内增加多层活动隔板机构，阻挡和减缓了气流继续向上扰动，避免了气体夹杂物粘附到熔融态的玻璃，使气体通过退火炉的出口或设备有可能密封不严的地方逸散出成型设备体外，有效避免了烟囱效应；

2、本发明一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，通过活动式隔板将成型设备分隔为三个区域，不同的区域对应一定的温度区间，在温度调整方面达到精细化调整需求，大大的提高了产品工艺调整效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备的结构示意图；

图中：11第一合板、12冷却风管、13均热箱体、21第二合板、22第一加热单元、23第一冷却水管、24均热板、31第二合板、32第二加热单元、33第二冷却水管；

图2为本发明一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备的成型一区、成型二区和成型三区闭合示意图；

图3为本发明一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备的成型二区开放示意图；

图4为本发明一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备的成型二区和成型三区开放示意图；

图5为本发明一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备的气流流向示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

如图1所示，一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，包括成型炉B，所述成型炉B包括成型一区、成型二区和成型三区；

成型一区包括第一合板11，两个第一合板11对称的安装在成型炉B的侧壁上

成型二区包括第二合板21，第二合板21位于第一合板11的下方，两个第二合板21对称的安装在成型炉B的侧壁上；

成型三区包括第三合板31，第三合板31，位于第二合板21的下方，两个第三合板31对称的安装在成型炉B的侧壁上；

所述两个第一合板11、两个第二合板21和两个第三合板31均为活动式且分别能够通过水平前进和后退实现打开和闭合。

进一步的，成型一区还包括均热箱体13，均热箱体13设置于第一合板11上方，冷却风管12设置于均热箱体13内。

进一步的，成型二区还包括设置于第一合板11和第二合板21之间的两组第一冷却水管23，所述两组第一冷却水管23沿成型炉B的中心线对称设置；第一冷却水管23的一侧设置有第一加热单元22，另一侧设置有均热板24；两个第一加热单元22固定在成型炉B的侧壁上。

进一步的，成型三区还包括两个对称固定在成型炉B侧壁上的第二加热单元32，所述第二加热单元32设置于第二合板21和第三合板31之间；第二冷却水管33设置于第二加热单元32的旁侧。

进一步的，所述成型炉B上方安装有马弗炉A，溢流砖D安装在马弗炉A中，所述溢流砖D的下端尖部端点与成型炉B的中心线在一条线上。

进一步的，成型炉B下方安装有退火炉C。

进一步的，退火炉C的底部为开放式，气体能够通过退火炉C的底部上升。

进一步的，所述第一加热单元22采用一路或多路电气进行控制，第一加热单元22的功率能够调节。

进一步的，所述第二加热单元32采用两路或多路电气进行控制，第二加热单元32的功率能够调节。

进一步的，第一冷却水管23、第二冷却水管33距玻璃板的距离能够调整。

本发明设备各区域之间采用活动式的隔板装置进行分隔，工艺调整时进行隔板间距的大小调整，控制不同区域的温度场以及相互的之间的影响，每个区域均有独立的加热单元以及冷却机构。

本发明设备的成型一区主要针对产品的厚度进行调整；成型二区主要针对产品的翘曲进行调整，其中第一加热单元22采用一路或多路电气进行控制，第一冷却水管23距离玻璃板位置可调，达到精细化调整的目的；成型三区主要针对产品应力、翘曲进行调整，其中第二加热单元32采用2路或多路电气控制，第二冷却水管33位置距离玻璃板位置可调，上下为多路分布；成型三区位于成型炉B与退火炉C之间，通过第三合板31相对玻璃板的间隔大小调整。

熔融态的玻璃紧贴溢流砖D的两侧自上而下流下，首先经过成型炉B成型一区的冷却风管12，玻璃板对应温度迅速降低，玻璃板不再向里收缩，然而为了消除残余的应力变形，后续通过成型二区的第一加热单元22及第一冷却水管23、成型三区的第二加热单元32及第二冷却水管33，再次对玻璃板逐步降温，使玻璃板完全按照设计的降温曲线进行降温，并控制基板玻璃的厚度、平整度、应力达到预期目标，最后进入退火炉C进行退火处理。其中第一冷却水管23、第二冷却水管33设置了横向调整孔，通过调整与玻璃板的距离，达到快速稳定温度场的目的。第一加热单元32、第二加热单/33采用多组电气控制，在基板玻璃流向方向的控制更加精确。

如图2所示，第一合板11、第二合板21与第三合板31全部推进并距离玻璃板一定距离时，此时成型炉B可以看做分隔为三部分，分别为成型一区、成型二区、成型三区，各区对应不同的温度范围，可以精确对应产品的厚度、应力翘曲等指标进行调整。

如图2、3所示，第一合板11、第二合板21与第三合板31之间可以有不同的组合，成型炉B对应有不同的分隔区域，可根据实际工艺需求进行调整。

如图5所示，退火炉C底部为开放式，气流沿着成型腔内通道上升，但在第一合板11、第二合板21与第三合板31的阻挡下不会沿此通道继续上升，而会由成型炉B的内其他空隙处流出，减弱了整个腔内气流的波动。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (5)

1.一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，其特征在于，包括成型炉(B)，所述成型炉(B)包括成型一区、成型二区和成型三区；

成型一区包括第一合板(11)，两个第一合板(11)对称的安装在成型炉(B)的侧壁上

成型二区包括第二合板(21)，第二合板(21)位于第一合板(11)的下方，两个第二合板(21)对称的安装在成型炉(B)的侧壁上；

成型三区包括第三合板(31)，第三合板(31)，位于第二合板(21)的下方，两个第三合板(31)对称的安装在成型炉(B)的侧壁上；

所述两个第一合板(11)、两个第二合板(21)和两个第三合板(31)均为活动式且分别能够通过水平前进和后退实现打开和闭合；成型一区还包括均热箱体(13)，均热箱体(13)设置于第一合板(11)上方，冷却风管(12)设置于均热箱体(13)内；成型二区还包括设置于第一合板(11)和第二合板(21)之间的两组第一冷却水管(23)，所述两组第一冷却水管(23)沿成型炉(B)的中心线对称设置；第一冷却水管(23)的一侧设置有第一加热单元(22)，另一侧设置有均热板(24)；两个第一加热单元(22)固定在成型炉(B)的侧壁上；成型三区还包括两个对称固定在成型炉(B)侧壁上的第二加热单元(32)，所述第二加热单元(32)设置于第二合板(21)和第三合板(31)之间；第二冷却水管(33)设置于第二加热单元(32)的旁侧；所述成型炉(B)上方安装有马弗炉(A)，溢流砖(D)安装在马弗炉(A)中，所述溢流砖(D)的下端尖部端点与成型炉(B)的中心线在一条线上；成型炉(B)下方安装有退火炉(C)；

成型一区用于对产品的厚度进行调整；成型二区用于对产品的翘曲进行调整；成型三区用于对产品应力、翘曲进行调整；

熔融态的玻璃紧贴溢流砖的两侧自上而下流下，首先经过成型一区的冷却风管，玻璃板对应温度迅速降低，玻璃板不再向里收缩，后续通过成型二区的第一加热单元及第一冷却水管、成型三区的第二加热单元及第二冷却水管，再次对玻璃板逐步降温，使玻璃板完全按照设计的降温曲线进行降温，并控制基板玻璃的厚度、平整度、应力达到预期目标，最后进入退火炉进行退火处理。

2.根据权利要求1所述的一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，其特征在于，退火炉(C)的底部为开放式，气体能够通过退火炉(C)的底部上升。

3.根据权利要求1所述的一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，其特征在于，所述第一加热单元(22)采用一路或多路电气进行控制，第一加热单元(22)的功率能够调节。

4.根据权利要求1所述的一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，其特征在于，所述第二加热单元(32)采用两路或多路电气进行控制，第二加热单元(32)的功率能够调节。

5.根据权利要求1所述的一种精细化温度调整的基板玻璃生产成型设备，其特征在于，第一冷却水管(23)、第二冷却水管(33)距玻璃板的距离能够调整。

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