CN117658433A - 一种玻璃软化方法、处理器及加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及玻璃生产技术领域，尤其涉及一种玻璃软化方法，该方法包括：根据待加工产品的尺寸和特性，确定产品加热过程和温升曲线；根据加热炉内加热丝分布情况及功率，划分多个加热温区；设置各加热温区的设置温度，及控制加热速率的温控参数；设置待加工产品在加热炉内的加热运动轨迹。与现有技术相比，本发明中的玻璃软化方法可以根据玻璃产品的不同以及工艺要求的区别调整加热过程，控制温升曲线，让玻璃温度与新进入的环境温度的温差处于可控范围中，同时控制玻璃在各个温度区内的运行轨迹和时长，实现均匀加热的目的，减小由于温差和加热不匀造成的玻璃形变、白雾、边部翘曲等缺陷，从而提高玻璃成品的质量。

Description

一种玻璃软化方法、处理器及加热炉

技术领域

本发明涉及玻璃生产技术领域，尤其涉及一种玻璃软化方法、处理器及加热炉。

背景技术

钢化玻璃、热弯玻璃等玻璃产品都需要先将玻璃原片放入加热炉进行加热，加热到接近玻璃软化点后，按需进行成型、降温过程。

传统的加热方法对玻璃进行加热的具体步骤为：加热炉内各点设置温度相近，加热炉内达到设置温度后，使用传输装置将玻璃从加热炉的入口送入，在加热炉内进行最大范围的往复运动，炉体内的加热炉丝在玻璃往复过程中进行加热，使玻璃的温度逐渐升高至软化温度。使用这种加热方法时，由于玻璃在进炉时的表面温度与炉内热空气间的温度差异过大，容易导致玻璃变形、边部翘曲、表面烫伤、甚至出现炸炉。

现有技术中，加热炉内各点温度设置几乎一样，同时温度信号具有大惯性和时滞性的特点，当更换的待加工玻璃产品需要的炉温设置和前一炉不同时，特别是要求更低炉温的时候，需要等待一段时间让炉内温度降低，拉低了生产效率，同时浪费了资源。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提出一种玻璃软化方法，通过将加热炉划分为多个温区，控制各个温区的不同温度、加热速度以及玻璃在加热炉内各个温区中的运动轨迹来减小玻璃加热过程中的形变，提高加热均匀度，进而提升玻璃成品品质。

本发明为了达到上述目的，采用如下技术方案：

步骤S100、根据待加工玻璃产品的特性（厚度、尺寸、成型要求、是否镀膜等），分析加热过程中需要的各级预热和加热温度、功率、加热时长。

步骤S200、根据加热炉的结构、每根加热丝的功率和加热面积、以及每个温度采集点覆盖的采集面积，结合步骤S100中对加热过程的需求，将加热炉内有效加热面积划分成多个温度区；

将沿长度L的范围分为n个温度分区，各温度分区的长度分别为：L1，L2，…，Li，…，Ln；设置温度分别为：T1，T2，…，Ti，…，Tn；所述加热炉内温度区的区域温度设置遵循从加热炉的入口到出口依次升高的规律，即 T1 ≤ T2 ≤ … ≤ Ti ≤ … ≤ Tn；

其中n为自然数，i是大于1且小于n的自然数。

步骤S300、根据步骤S100分析的加热过程需求，设置各个加热温度区的温控参数，即：设置温度、加热功率、加热时间、PID调节值；

各温度分区的设置加热功率分别为P1，P2，…，Pi，…，Pn；

各温度分区的设置加热时间分别为t1，t2，…，ti，…，tn。

步骤S400、根据步骤S100分析的加热过程需求，设置玻璃在各加热温度区内的动作参数，即：运行距离上限、运行距离下限、运行速度；

具体地，步骤S400中，玻璃在各个温区内尽量实现全范围往复运动。根据区域内剩余加热时间和运行速度，为了保证区域加热时间到时，玻璃正好在运行距离上限处，可以通过编码器反馈的实时玻璃位置来前置调整玻璃的往复运动过程；

各温度分区的设置运行距离上限分别为Lmax1，Lmax2，…，Lmaxi，…，Lmaxn；各温度分区的设置运行距离下限分别为Lmin1，Lmin2，…，Lmini，…，Lminn；即，各温度分区内有效往复距离分别为(Lmax1-Lmin1)，(Lmax2-Lmin2)，…，(Lmaxi-Lmini)，…，(Lmaxn-Lminn)；

各温度分区的设置运行速度分别为V1，V2，…，Vi，…，Vn。

步骤S500、将至少一片待加工玻璃放置到传输装置上、传输装置将玻璃从炉体的入口送入炉内，使用步骤S300和步骤S400设置的工艺参数完成炉内加热过程。

步骤S600、观察加热炉出口端玻璃的形态。

步骤S700、根据玻璃的出炉形态确定温控参数和动作参数是否进一步调整；

若玻璃出炉状态满足工艺要求，保存当前温控参数和动作参数为设置参数；

若玻璃出炉时出现变形、白雾、翘曲、荷叶边等缺陷，调整步骤S200，S300,S400的参数，并重复步骤S500和步骤S600，直至玻璃出炉状态满足要求。

进一步的，本发明提供一种处理器，其被配置执行权利要求1-5任一所述方法中的温度分区温度控制和玻璃运动控制。

进一步的，本发明提供一种加热炉，包括上述的处理器。

本发明的有益效果在于：

本发明所述的玻璃软化方法可根据玻璃产品的工艺要求和自身的尺寸、厚度、特性的不同，调整加热过程，在常规高温加热中融入一级甚至多级预加热过程，将现有的玻璃直接从室温进入约680℃的加热炉内，温差约650℃的一段式加热过程拆分成室温进入温区一T1，温区一T1转入温区二T2，…，温区N-1 Tn-1转入温区N Tn的多段式加热过程，有效降低玻璃在进炉时或转温区时，玻璃温度与温区内热空气之间的温差，进而避免玻璃出现形变、表面烫伤或炸炉等问题。

炉内的多级温区从入炉端到出炉端的温度逐渐增高，根据待加工玻璃的不同，通过设置动作参数，可以选择在适合的温区内进行往复加热，不适合的温区则高速通过，使整个加热过程更加灵活，在不改变各级温度区设置温度的情况下，能加工不同属性的玻璃产品，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明所述的一种玻璃的软化方法的流程图；

图2为实施例中加热炉内温度分区划分示意图；

图3为实施例1的温区划分及玻璃运行轨迹示意图；

图4为实施例2的温区划分及玻璃运行轨迹示意图。

标号说明：

1、上片台；2、加热炉；21、炉内第一个加热区域；22、炉内第二个加热区域；23、炉内第三个加热区域；24、炉内第四个加热区域；25、炉内第五个加热区域；26、炉内第六个加热区域；3、设备成型段；4、下片台；5、待加工玻璃；6、玻璃在加热炉内运行轨迹。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。

下面结合图1至图4，描述本发明中玻璃的软化方法，下面2个实施例中涉及到的工业设备包括1、上片台，2、加热炉，3、设备成型段，4、下片台。

如图3和图4所示，加热炉包含第一个加热区21，第二个加热区22，第三个加热区23，第四个加热区24，第五个加热区25，第六个加热区26。其中第一个加热区21的加热范围是600mm（长）*1680mm（宽），第二个加热区22至第六个加热区26的加热范围一样大，是1200mm（长）*1689mm（宽）。

以上述加热炉为例，使用本发明中玻璃的软化方法，结合如图1所示的方法流程图，调整工艺参数实现加工不同种类玻璃产品的目的。

实施例1：

原片平板玻璃厚度12mm，尺寸1500mm*800mm，需要在炉内加热到玻璃软化点后，出炉进入风栅，向玻璃两面吹风进行快速冷却形成钢化玻璃。

具体加工步骤是：

S100：根据待加工玻璃产品厚度、尺寸、成型要求、是否镀膜等，分析加热过程中需要的各级预热和加热温度、功率、加热时长。

S200：如图3所示，加热炉2共有6个可单独控制的加热区，根据待加工玻璃尺寸和厚度，将第二个加热区22、第三个加热区23合并为一级往复区域，做为玻璃预热使用；将第五个加热区25、第六个加热区26合并为二级往复区域，做为玻璃加热至软化点使用。

S300：如图3所示，温度分区的温度范围为200℃~700℃，在本实施例中，第一个加热区21设置温度300℃；第二个加热区22、第三个加热区23，即一级往复区域设置温度300℃；第四个加热区24设置温度500℃；第五个加热区25、第六个加热区26，即二级往复区域设置温度680℃。

S400、S500：待加工玻璃是12mm厚度的厚板玻璃，若直接从室温环境进入高温区，玻璃容易破碎，需要增加低温预热过程。在预热区玻璃表面温度和中心温度的温差随时间减少，几乎一致后再进入高温区进行往复加热；

如图3所示，玻璃5在加热炉2内的运行轨迹6由预热过程和加热过程组成。厚板玻璃5刚入加热炉2时，在由第二个加热区22和第三个加热区23组成的一级往复区域内往复运动，运动方向如运动轨迹6上箭头所示；当满足预热时间后，在加热炉2内推进到第六个加热区26，在由第五个加热区25、第六个加热区26组成的二级往复区域内往复运行，直至满足玻璃接近软化点温度出炉。

S600、S700：出加热炉2的玻璃5平整无破碎，四边无翘曲，表面无划痕、麻点、白雾等缺陷，满足加热要求。

实施例2：

原片平板玻璃厚度1.5mm，尺寸1500mm*450mm，需要在炉内加热到接近玻璃软化点后，转入成型段弯曲成型，成型后的玻璃再慢速冷却，释放残余的应力，成为稳定的曲面热弯玻璃。

具体加工步骤是：

S100：根据待加工玻璃产品厚度、尺寸、成型要求、是否镀膜等，分析加热过程中需要的各级预热和加热温度、功率、加热时长。

S200：如图4所示，所述加热炉2共有6个可单独控制的加热区，根据待加工玻璃5尺寸和厚度，选择第二个加热区22做为一级预热使用，第四个加热区24做为二级预热使用，第六个加热区26做为高温区，玻璃加热至软化点使用。

S300：如图4所示，同实施例1中温度设置一样，第一个加热区21、第二个加热区22、第三个加热区23设置温度300℃；第四个加热区24设置温度500℃；第五个加热区25、第六个加热区26设置温度680℃。

S400、S500：待加工玻璃是1.5mm厚度的薄板玻璃，若直接从室温环境进入高温区，大温差会造成玻璃两端上翘，导致玻璃中间下表面与辊道的摩擦力增大，进而影响玻璃成品的品质。为了解决薄玻璃入炉由于大温差发生严重变形的问题，在薄玻璃进入高温加热区之前，增加两级预热过程，即将玻璃原有的从室温进入680℃加热区的过程拆分成室温进入300℃加热区，由300℃加热区转入500℃加热区，最后再转入680℃加热区的过程；

如图4所示，玻璃5在加热炉2内的运行轨迹6由两级预热过程和加热过程组成。薄板玻璃5刚入加热炉2时，在第二个加热区22内进行一级往复运动，运动方向如运动轨迹6上箭头所示；当满足一级预热时间后，在加热炉2内推进到第四个加热区24，在第四个加热区24内进行二级往复运行，运动方向如运动轨迹6上箭头所示；当满足二级预热时间后，在加热炉2内推进到第六个加热区26，在这里往复运动直至满足玻璃5接近软化点温度出炉。

S600、S700：出加热炉2的玻璃5形态平整，四边无翘曲、变形，表面无划痕、麻点、白雾等缺陷，满足加热要求。

如上述两个实施例所示，使用本发明中的一种玻璃软化方法对玻璃进行加热，在硬件条件不改变的前提下，能够根据不同玻璃产品的性质来挑选合适的加热温区以及控制在各温区内的玻璃运行轨迹，减小加热过程玻璃上、下表面，及玻璃版面各区域的温差，进而避免出现玻璃变形、边缘翘曲、或表面烫伤的情况。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种玻璃软化方法，其特征在于：包括以下步骤，

S100、根据待加工玻璃属性，分析需要的加热过程和温升曲线；

S200、根据加热炉内炉丝排布结构、各根炉丝功率，结合需要的加热过程及温升曲线，将加热炉入口到加热炉出口的范围分为多个温度分区；

S300、各温度分区分别设置温控参数；

S400、根据已分析的加热过程和温升曲线，设置玻璃在各加热温度区内的动作参数，控制玻璃在加热炉内各温区的运行轨迹和运行时间。

2.根据权利要求1所述的玻璃软化方法，其特征在于：从加热炉入口到出口的温度分区的区域温度依次升高，温度分区温度设置范围为200℃~700℃。

3.根据权利要求1所述的玻璃软化方法，其特征在于：温控参数包括温度、加热功率、加热时间、PID调节值。

4.根据权利要求1所述的玻璃软化方法，其特征在于：玻璃先在最靠近入口的温度分区内，以设置的动作参数在固定范围内进行运动；当该温度分区的加热时间到时，根据设置的动作参数玻璃从该温区推进到另一个温度分区中。

5.根据权利要求4所述的玻璃软化方法，其特征在于：在玻璃从一温度分区到另一温度分区的推进过程中，不停留地通过温度不适合的温度分区。

6.根据权利要求1所述的玻璃软化方法，其特征在于：还包括以下步骤，

S600、观察加热炉出口端玻璃的出炉形态；

S700、根据玻璃的出炉形态确定温控参数和动作参数是否进一步调整；

若玻璃出炉状态平整，没有形变、白雾、翘曲等缺陷，保存当前温控参数和动作参数为设置参数；

若玻璃出炉时出现变形、白雾、翘曲、甚至破碎等缺陷，调整步骤S200-S400的参数，并重复步骤S500，直至玻璃出炉状态满足要求。

7.一种处理器，其特征在于：被配置执行权利要求1-6任一所述方法中的温度分区温度控制和玻璃运动控制。

8.一种加热炉，其特征在于：包括权利要求7中所述的处理器。