CN120887643A - 一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺及其生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种15‑19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺及其生产设备，涉及浮法玻璃技术领域，步骤一、原料准备，步骤二、熔化，步骤三、成型、退火，步骤四、冷端处理：玻璃带进入冷端机组后，依次经过全自动缺陷监测、测速、纵切、横切、预裂、横掰、分离、掰边、纵分之后形成原片；通过增设预裂工序，在玻璃带进行横切之后，通过激光器沿切线扫描，生成0.1‑0.3mm的微裂纹，引导横向掰断方向，降低起裂难度，消除起裂点随机性，并且进一步的在横掰工序采用多组顶升机构同步顶升，通过中部的顶升机构诱发初始裂纹，精准匹配预裂工序产生的预裂线，避免应力分散。

Description

一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺及其生产设备

技术领域

本发明涉及浮法玻璃技术领域，具体涉及一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺及其生产设备。

背景技术

浮法玻璃一般把厚度大于8mm的定义为厚板，厚板生产区别于常规厚度的难点主要在于工艺的控制。因熔窑流入锡槽的玻璃液是持续不间断的，在没有其他因素影响的情况下，生产出来的玻璃质量不会随厚度的变化而产生波动，因此决定超厚板生产质量的好坏主要取决于后端的成形、退火、冷端处理等工艺。

其中冷端处理包括对玻璃带进行切割后的横掰工序，在该工序中由于15-19mm硼硅玻璃厚度大、硬度高，传统顶升掰片时，玻璃板起裂难度较大，起裂点容易产生随机性，导致微裂纹扩展路径偏移，进而断口不平直或边缘崩缺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺及其生产设备，解决由于15-19mm硼硅玻璃厚度大、硬度高，传统顶升掰片时，玻璃板起裂难度较大，起裂点容易产生随机性，导致微裂纹扩展路径偏移，进而断口不平直或边缘崩缺的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一、原料准备：将原料车间内存储的原料经过称量送入混合设备中，进行混合，得到混合料；

步骤二、熔化：将混合料根据需求定量加入熔窑内，经过高温熔化、澄清、均化、冷却后形成合格的玻璃液，并流入流液道；

步骤三、成型、退火：玻璃液从流液道进入锡槽，玻璃液在锡液表面自然摊平、展开，并经过机械拉引、挡边和拉边机的控制，形成设定宽度和厚度的玻璃带，并逐渐冷却，经过过渡辊台进入退火窑进行退火、冷却，冷却至设定温度离开退火窑进入冷端机组；

其中拉边机在锡槽两端对称设置有多组，靠近锡槽首端一侧的第一对拉边机距离锡槽首端7-9m；

步骤四、冷端处理：玻璃带进入冷端机组后，依次经过全自动缺陷监测、测速、纵切、横切、预裂、横掰、分离、掰边、纵分之后形成原片；

其中预裂过程为在玻璃带进行横切之后，通过激光器沿横向切割线扫描，生成微裂纹，引导横向掰断方向；

其中横掰过程采用多组顶升机构同步顶升，位于中部的顶升机构诱发初始裂纹。

作为本发明进一步的方案：所述微裂纹深度为0.1-0.3mm。

作为本发明进一步的方案：所述顶升机构设置有三组，且三组顶升机构垂直于玻璃带输送方向呈直线排布。

作为本发明进一步的方案：包括输送线，所述输送线输入端顶部沿输送方向依次设置有定位机构和预裂机构；

所述输送线上设置有横掰机构，所述横掰机构位于预裂机构后端，对所述预裂机构处理后的玻璃带进行横掰操作。

作为本发明进一步的方案：所述输送线包括两端对称设置的输送支架，两端所述输送支架之间转动设置有多组输送辊；

多组所述输送辊沿输送方向对所述玻璃带进行输送。

作为本发明进一步的方案：所述定位机构包括设置在输送线输入端的安装支架，所述安装支架一侧设置有线阵相机。

作为本发明进一步的方案：所述预裂机构包括两侧的固定支架，两侧所述固定支架配合安装有安装基板，所述安装基板底部安装有直线模组，所述直线模组的移动座上安装有激光器；

通过所述激光器进行预裂。

作为本发明进一步的方案：所述横掰机构包括安装基座，所述安装基座上设置有限位板，所述限位板上滑动设置有多组呈直线排布的顶升机构；

所述输送线上方设置有限位机构。

作为本发明进一步的方案：所述顶升机构包括滑动设置在限位板上的移动基座，所述移动基座底部连接有顶出气缸，所述顶出气缸的另一端与所述安装基座连接；

所述移动基座上固定有顶升辊；

中部所述顶升辊上设置有柔性凸台。

作为本发明进一步的方案：所述限位机构包括两侧输送支架顶部安装有连接架，所述连接架对应每组顶升机构位置转动设置有限位压轮。

本发明的有益效果：

通过增设预裂工序，在玻璃带进行横切之后，通过激光器沿切线扫描，生成0.1-0.3mm的微裂纹，引导横向掰断方向，降低起裂难度，消除起裂点随机性，并且进一步的在横掰工序采用多组顶升机构同步顶升，通过中部的顶升机构诱发初始裂纹，精准匹配预裂工序产生的预裂线，避免应力分散。

本发明中横切之后的玻璃带上会生成横向切割线，将具有横向切割线的玻璃带从输送线输入端导入，经过定位机构捕捉玻璃边缘，匹配横向切割线，并输出位置给预裂机构，预裂机构根据位置适应启动沿横向切割线扫描，生成预裂线，中部的顶升辊通过柔性凸台优先接触到玻璃带底面，对玻璃带顶动配合限位压轮沿着预裂线诱发初始裂纹，之后所有顶升辊轴面均与玻璃带底面接触，从初始裂纹开始，沿着预裂线的引导，完成横向掰断。玻璃带掰断之后，顶升机构复位，输送线继续输送，进行一下次掰断工序。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明生产工艺流程示意图；

图2是本发明拉边机偏转方向示意图；

图3是本发明生产设备示意图一；

图4是本发明生产设备示意图二；

图5是本发明输送线结构示意图一；

图6是本发明输送线结构示意图二；

图7是本发明横掰机构结构示意图；

图8是本发明限位机构结构示意图；

图9是本发明顶升机构与玻璃带位置示意图；

图10是本发明顶升位置示意图。

图中：100、输送线；101、输送支架；102、输送辊；103、同步带；104、张紧轮；105、驱动电机；106、第一传动平台；107、第二传动平台；108、同步轮；109、防护壳；200、定位机构；201、安装支架；202、线阵相机；300、预裂机构；301、固定支架；302、安装基板；303、直线模组；304、激光器；400、横掰机构；401、安装基座；402、限位板；403、移动基座；404、顶出气缸；405、顶升辊；406、柔性凸台；407、连接架；408、限位压轮；409、伸缩杆；500、玻璃带；501、预裂线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺，通过增设预裂工序，在玻璃带进行横切之后，通过激光器304沿切线扫描，生成0.1-0.3mm的微裂纹，引导横向掰断方向，降低起裂难度，消除起裂点随机性，并且进一步的在横掰工序采用多组顶升机构同步顶升，通过中部的顶升机构诱发初始裂纹，精准匹配预裂工序产生的预裂线501，避免应力分散。

本实施例的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一、原料准备：将原料车间内存储的原料经过称量送入混合设备中，进行混合，得到混合料；

其中硼硅玻璃超厚板生产主要原料包括石英砂、硼砂、硼酸、纯碱等多种无机矿物；确保原料纯度高、杂质少，符合严格质量标准。

依据硼硅玻璃超厚板期望的化学组成与性能，精准计算各原料用量，通过复杂的化学计量关系，确定不同原料精确配比；

运用高效的混合设备，如强力 V 型混合机或双锥混合机，将按比例称取的原料充分混合。混合过程需确保均匀度高，防止原料分层或偏析，为后续熔化提供成分稳定的混合料，并将制备好的混合料经过带式输送机转送提升至窑头料仓备用。

步骤二、熔化：将混合料根据需求定量加入熔窑内，经过高温熔化、澄清、均化、冷却后形成合格的玻璃液，并流入流液道；

熔窑可采用全电熔窑炉，全电熔窑炉利用电流通过电极产生热量，使原料熔化；

熔窑为旋转料顶自动投料，投料实现自动液位控制，熔化采用钼电机，侧壁侧插和底插结合，侧插分三层，电极采用可控硅调功，定流控制，熔窑内的液面、火焰换向、窑压、窑温采用自动控制。具体的全电熔窑炉为现有技术，具体结构工作过程在此不作赘述。

混合料经高温熔化、澄清、均化、冷却后形成合格的玻璃液并以1200℃左右的温度流入流液道，并由流液道调节闸板控制玻璃液量。

步骤三、成型、退火：玻璃液从流液道进入锡槽，玻璃液在锡液表面自然摊平、展开，并经过机械拉引、挡边和拉边机的控制，形成设定宽度和厚度的玻璃带，并逐渐冷却，经过过渡辊台进入退火窑进行退火、冷却，冷却至设定温度离开退火窑进入冷端机组；

其中设定的冷却温度为低于70度，玻璃带低于70度离开退火窑。

其中拉边机在锡槽两端对称设置有多组，靠近锡槽首端一侧的第一对拉边机距离锡槽首端7-9m；

且如图2所示，以垂直于玻璃液在锡槽流动的方向为O轴，多组拉边机的具体参数可如下表设置：

玻璃液在锡液表面，通过拉边机参数设定，配合主传动、锡槽电加热及冷却水包，控制玻璃带厚度和宽度。拉边机自玻璃液进料槽源头起向玻璃板出口方向排布的线速度依次降低，对玻璃带进行拉引和成型。

其中退火窑为电控加热式，分区自动控温，消除制品的内应力。退火窑横向板上板下分为三区，纵向分为A、B、C及F敞开区，A区顺流，B逆流热风，C区逆流，电动蝶阀漏风量采用目前最低漏风量选型。退火窑密封区测温点设置每一区倒数第二节，密封区测温点不使用红外测温，敞开区各区设置三个红外测温仪。退火窑各区上部设置可调节挡帘，下部设置挡墙。

步骤四、冷端处理：玻璃带进入冷端机组后，依次经过全自动缺陷监测、测速、纵切、横切、预裂、横掰、分离、掰边、纵分之后形成原片；

其中全自动缺陷监测工序引进全自动在线缺陷检测仪，改变人工判别等带来的不确定性，可对产品逐片检测，对质量登记和产品缺陷分类标识，自动保存数据，并整合到全厂工业互联网系统中，实现缺陷精准定位、成因快速分析、工艺及时调整的智能化流程。同时，通过配套在线优化切割系统，实现带微小缺陷产品的优化切割，以提高成品率；

其中预裂过程为在玻璃带进行横切之后，通过激光器304沿横向切割线扫描，生成0.1-0.3mm的微裂纹，引导横向掰断方向；激光器304为脉冲式CO₂激光器,如大族GLC-CO2-3000P（其峰值功率≥3kW，脉冲宽度10-50μs，搭配长焦深光学系统）。并且为了实现激光预裂的精准启动，在切割工位与预裂工位之间安装有线阵相机（Basler raL2048-48gm，2048像素/行），实时捕捉玻璃边缘，匹配切割工位产生的横向切割线（将横向切割线预设为预裂线标记），匹配成功则输出控制信号给PLC控制器进行调整控制。

其中进一步需要注意的是，距离切割点大于等于1.2m，避开切割粉尘扩散区，且相机镜头镀 630nm增透膜，降低反射率。

其中横掰工序采用多段顶升机构同步顶升，通过中部的顶升机构形成局部高应力区诱发初始裂纹。精准匹配预裂工序产生的预裂线501（0.1-0.3mm的微裂纹），避免应力分散。

实施例2

本实施例提供一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产设备，该设备应用在实施例1的冷端处理工序中，实现对工序的优化，提升成品质量。

如图3和图4所示，上述生产设备包括内嵌在15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产线上的输送线100，在输送线100输入端顶部沿输送方向依次设置有定位机构200和预裂机构300，在输送线100上设置有横掰机构400，该横掰机构400位于预裂机构300后端，对预裂机构300处理后的玻璃带500进行横掰操作。

横切之后的玻璃带500上会生成横向切割线，将具有横向切割线的玻璃带500从输送线100输入端导入，经过定位机构200捕捉玻璃边缘，匹配横向切割线，并输出位置给预裂机构300，预裂机构300根据位置适应启动沿横向切割线扫描，生成预裂线501，之后经过横掰机构400将玻璃带500掰断，掰断后的玻璃部分继续输送进行其他工序加工。

具体的如图2-图4所示，本实施例中的输送线100包括两端的输送支架101，两端的输送支架101之间转动设置有多组输送辊102，多组输送辊102根据输送距离可沿输送方向依次分为多个输送系统，每个输送系统可单独运动，当单独运动时，每个输送系统设置有一组驱动源进行驱动，也可以是多个输送系统相互协同实现同步输送，避免输送速差影响预裂操作，当多个输送系统相互协同时，通过一组驱动源提供动力进行运动。

本实施例中以多组输送辊102沿输送方向分为两个输送系统为例。

两个输送系统中的多组输送辊102均贯穿一侧的输送支架101连接有同步轮108，每个输送系统中的多个同步轮108通过一个同步带103进行同步传动，其中位于中部的一个输送辊102一端连接有两个同步轮108，两侧的输送系统的同步带103分别与对应的同步轮108连接，并且在同侧的输送支架101上还设置有多组张紧轮104，通过张紧轮104对同步带103进行限位张紧，保证传动的稳定性；

并且在两个输送系统之间通过连柱连接有第一传动平台106和第二传动平台107，在第一传动平台106上设置有两个同步轮108，且其中一个同步轮108设置在两个输送系统共同连接的输送辊102上，在第二传动平台107上设置有一个同步轮108，且在第二传动平台107外侧面固定安装有驱动电机105，该驱动电机105的输出轴与对应位置的同步轮108连接，设置在第一传动平台106和第二传动平台107上的三个同步轮108之间通过一个同步带103传动连接，通过驱动电机105提供动力，驱动两侧输送系统中的输送辊102同步运动，实现对前端工序玻璃带的输送。

需要进一步说明的是，本实施例的输送线100传动一侧设置有防护壳109进行防护。

进一步地，如图6所示，本实施例中定位机构200包括设置在输送线100输入端的安装支架201，在安装支架201一侧设置有线阵相机202，该线阵相机202对应玻璃带一侧的切割线端部，且线阵相机202可采用Basler raL2048-48gm，2048像素/行，实时捕捉玻璃边缘，匹配切割工位产生的横向切割线，匹配成功则输出信号给PLC进行调整控制，所述PLC控制器位于产线的电控箱，为现有技术在此不作赘述。

进一步地，如图4-图6所示，本实施例中预裂机构300包括设置在输送线100两侧的固定支架301，两侧的固定支架301配合安装有安装基板302，在安装基板302底部安装有直线模组303，在直线模组303的移动座上安装有激光器304，通过沿玻璃带上的横向切割线扫描，生成0.1-0.3mm的微裂纹，引导横向掰断方向。其中激光器304可采用脉冲式CO₂激光器。

当PLC控制器接收到定位机构200中线阵相机202传递的信号时，延迟设定时间后启动直线模组303，带动激光器304沿玻璃带上的横向切割线扫描，生成0.1-0.3mm的微裂纹。

其中需要注意的是，设定时间由人工根据玻璃带500的输送速度和线阵相机202距激光器304的距离换算获取（根据经验进行部分补偿），PLC控制器的控制逻辑和信号传递均是现有技术，在此不作赘述。

进一步地，如图7-图10所示，本实施例的横掰机构400包括设置在预裂机构300后端的安装基座401，在安装基座401上设置有限位板402，在限位板402上滑动设置有多组呈直线排布的顶升机构，在顶升位置玻璃带500上方设置有限位机构，通过在横掰工序采用多组顶升机构同步顶升，通过中部的顶升机构配合限位机构诱发初始裂纹。

其中顶升机构包括滑动设置在限位板402上的移动基座403，在移动基座403底部连接有顶出气缸404，且顶出气缸404的另一端与安装基座401连接，在移动基座403上固定有顶升辊405；

进一步地，本实施例以设置三组顶升机构为例，在中部顶升辊405顶部开设有安装槽，在安装槽中固定有柔性凸台406，该柔性凸台406采用具有弹性的橡胶材质，可受力完全挤压进安装槽中；在顶升之前，三组顶升辊405位置水平，且柔性凸台406最高点低于多组输送辊102最高点构成的平面，不与输送的玻璃带500底面接触。

更进一步地，所述限位机构包括在两侧输送支架101顶部安装有连接架407，连接架407为一体结构，连接架407上对应每组顶升机构转动设置有限位压轮408，通过限位压轮408与对应的顶升辊405配合实现对玻璃带横掰的动作，其中限位压轮408可采用橡胶材质，在顶升过程中具有微量的弹性，避免刚性限位造成的玻璃带500压应力增加，对玻璃造成损伤。

进一步地，上述连接架407还可以由横架和竖架组合，两侧的竖架固定在对应的输送支架101上（如图6所示），在竖架内部设置有伸缩杆409，伸缩杆409的头部与横架两端连接，通过伸缩杆409的驱动能够调整限位压轮408的位置，实现横掰限位的灵活性。

所述PLC控制器与所述激光器304、所述线阵相机202、素数

在激光器304完成对玻璃带500的预裂操作后，当预裂线501移动至顶升机构正上方时，PLC控制器启动顶出气缸404，顶出气缸404推动顶升辊405上顶，中部的顶升辊405通过柔性凸台406优先接触到玻璃带500底面，对玻璃带500顶动配合限位压轮408沿着预裂线501诱发初始裂纹，之后所有顶升辊405轴面均与玻璃带500底面接触，从初始裂纹开始，沿着预裂线501的引导，完成横向掰断。玻璃带500掰断之后，顶升机构复位，输送线100继续输送，进行一下次掰断工序。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、原料准备：将原料车间内存储的原料经过称量送入混合设备中，进行混合，得到混合料；

步骤二、熔化：将混合料根据需求定量加入熔窑内，经过高温熔化、澄清、均化、冷却后形成合格的玻璃液，并流入流液道；

步骤三、成型、退火：玻璃液从流液道进入锡槽，玻璃液在锡液表面自然摊平、展开，并经过机械拉引、挡边和拉边机的控制，形成设定宽度和厚度的玻璃带（500），并逐渐冷却，经过过渡辊台进入退火窑进行退火、冷却，冷却至设定温度离开退火窑进入冷端机组；

其中拉边机在锡槽两端对称设置有多组，靠近锡槽首端一侧的第一对拉边机距离锡槽首端7-9m；

步骤四、冷端处理：玻璃带（500）进入冷端机组后，依次经过全自动缺陷监测、测速、纵切、横切、预裂、横掰、分离、掰边、纵分之后形成原片；

其中预裂过程为在玻璃带（500）进行横切之后，通过激光器沿横向切割线扫描，生成微裂纹，引导横向掰断方向；

其中横掰过程采用多组顶升机构同步顶升，位于中部的顶升机构诱发初始裂纹。

2.根据权利要求1所述的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺，其特征在于，所述微裂纹深度为0.1-0.3mm。

3.根据权利要求1所述的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产工艺，其特征在于，所述顶升机构设置有三组，且三组顶升机构垂直于玻璃带（500）输送方向呈直线排布。

4.一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产设备，其特征在于，包括输送线（100），所述输送线（100）输入端顶部沿输送方向依次设置有定位机构（200）和预裂机构（300）；

所述输送线（100）上设置有横掰机构（400），所述横掰机构（400）位于预裂机构（300）后端，对所述预裂机构（300）处理后的玻璃带（500）进行横掰操作。

5.根据权利要求4所述的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产设备，其特征在于，所述输送线（100）包括两端对称设置的输送支架（101），两端所述输送支架（101）之间转动设置有多组输送辊（102）；

多组所述输送辊（102）沿输送方向对所述玻璃带（500）进行输送。

6.根据权利要求4所述的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产设备，其特征在于，所述定位机构（200）包括设置在输送线（100）输入端的安装支架（201），所述安装支架（201）一侧设置有线阵相机（202）。

7.根据权利要求4所述的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产设备，其特征在于，所述预裂机构（300）包括两侧的固定支架（301），两侧所述固定支架（301）配合安装有安装基板（302），所述安装基板（302）底部安装有直线模组（303），所述直线模组（303）的移动座上安装有激光器（304）；

通过所述激光器（304）进行预裂。

8.根据权利要求4所述的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产设备，其特征在于，所述横掰机构（400）包括安装基座（401），所述安装基座（401）上设置有限位板（402），所述限位板（402）上滑动设置有多组呈直线排布的顶升机构；

所述输送线（100）上方设置有限位机构。

9.根据权利要求8所述的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产设备，其特征在于，所述顶升机构包括滑动设置在限位板（402）上的移动基座（403），所述移动基座（403）底部连接有顶出气缸（404），所述顶出气缸（404）的另一端与所述安装基座（401）连接；

所述移动基座（403）上固定有顶升辊（405）；

中部所述顶升辊（405）上设置有柔性凸台（406）。

10.根据权利要求8所述的一种15-19mm硼硅玻璃超厚板的生产设备，其特征在于，所述限位机构包括两侧输送支架（101）顶部安装有连接架（407），所述连接架（407）对应每组顶升机构位置转动设置有限位压轮（408）。