TW202206382A - 用來回火玻璃板的方法及裝置 - Google Patents

用來回火玻璃板的方法及裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202206382A
TW202206382A TW110119052A TW110119052A TW202206382A TW 202206382 A TW202206382 A TW 202206382A TW 110119052 A TW110119052 A TW 110119052A TW 110119052 A TW110119052 A TW 110119052A TW 202206382 A TW202206382 A TW 202206382A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
zone
glass sheet
glass
blowing
tempering
Prior art date
Application number
TW110119052A
Other languages
English (en)
Inventor
尤哈 蘇隆恩
Original Assignee
芬蘭商格拉司登芬蘭公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 芬蘭商格拉司登芬蘭公司 filed Critical 芬蘭商格拉司登芬蘭公司
Publication of TW202206382A publication Critical patent/TW202206382A/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/0404—Nozzles, blow heads, blowing units or their arrangements, specially adapted for flat or bent glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/0413—Stresses, e.g. patterns, values or formulae for flat or bent glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/0417—Controlling or regulating for flat or bent glass sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B27/00—Tempering or quenching glass products
    • C03B27/04—Tempering or quenching glass products using gas
    • C03B27/044—Tempering or quenching glass products using gas for flat or bent glass sheets being in a horizontal position

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本發明關於一種用來回火玻璃板的方法，以將玻璃板回火到至少150MPa的表面壓應力而沒有毛細裂痕，具有良好的光學品質且節能，其中，當玻璃板行進通過淬火段時，藉由以鼓風機通過鼓風箱的罩蓋中的鼓風孔(6、7)、以及藉由通過管嘴(10)的空氣壓縮機壓力，在玻璃板的上表面和下表面吹送空氣噴流來執行玻璃板的淬火，在此淬火段中，在玻璃板的上方和下方均有可單獨調節吹送壓力的至少三個連續的壓縮空氣對流吹送區。藉由在玻璃板的上表面和下表面上的吹送和壓縮空氣噴流所共同產生的平均對流熱傳遞係數在第一區中為至少750W/m2 /K，在第二區中為比在第一區中低至少10%，以及在第三區中為至少與在第一區中一樣高。藉由改變管嘴(10)的吹送壓力來實現熱傳遞係數的區特定差異。

Description

用來回火玻璃板的方法及裝置
本發明關於一種用來回火玻璃板的方法，其中，藉由將冷卻空氣吹送到玻璃板的兩表面上來使在回火溫度下的玻璃板經受淬火。本發明還關於一種用來實施該方法的裝置，其包括輸送軌道、以及在輸送軌道的上方和下方的冷卻空氣箱，冷卻空氣箱具有冷卻空氣鼓風孔，其被定位為使得通過鼓風孔的吹送之冷卻作用被導向到正在移動的玻璃板的上表面和下表面。
玻璃回火是指首先將玻璃加熱到回火溫度，並接著迅速冷卻的過程。玻璃板回火生產線包括裝載台、加熱爐、淬火機、以及卸載台。本發明關於一種淬火機。
被回火的玻璃的最常見類型為鈉鈣矽酸鹽玻璃(soda lime silicate glass)，本發明尤其關注此類型玻璃的回火。進入回火過程的玻璃具有出色的平直度(straightness)和光學性能。在回火過程中，目的在於充分地提高玻璃板的強度，同時盡可能少地使玻璃板的平直度和光學性能減少。除了強度之外，回火玻璃的另一個期望特性為其在發生破裂時的安全性。非回火玻璃會碎成大塊碎片，造成割傷風險。回火玻璃碎成幾乎無傷害風險的小塊。
回火過程中在玻璃表面上所形成的壓應力(compressive stress)(強化程度或回火程度)取決於當玻璃冷卻通過玻璃的轉變溫度範圍特徵(對於鈉鈣矽酸鹽玻璃為約600→500℃)時之玻璃的垂直溫度分佈(perpendicular temperature profile)。在這種情況下，玻璃的垂直溫度分佈近似於抛物線的形狀。例如，在尋求100Mpa的表面壓應力之厚度為4mm的玻璃中，玻璃的表面與中心之間在溫度分佈中的溫度差約為100℃。回火過程中被形成在玻璃上的殘餘應力分佈(residual stress profile)也具有抛物線形狀，其中，在玻璃的平均厚度中，上述100MPa的表面壓應力對應於約46MPa的張應力。
在淬火開始時，瞬時張應力(momentary tensile stress)形成在玻璃的表面上，理論上玻璃板承受高達平均30Mpa的張應力。如果玻璃的回火溫度過低，則超出此限值。將會增加玻璃破裂的風險。另一方面，過高的回火溫度會破壞玻璃的光學性能。淬火開始時的瞬時張應力亦會隨著冷卻效率而增加。
在玻璃回火過程中，特別是當玻璃的期望表面張應力的大小相較於正常玻璃回火過程為相對地高時，出於各種理由，例如，由於玻璃表面上原有的微裂紋的擴展、玻璃中的內部溫度差異以及玻璃厚度的變化，在回火過程的早期階段，玻璃上會形成難以檢測到的毛細裂痕(hair crack)。然而，在對玻璃表面的回火明顯大於正常回火的回火過程中，毛細裂痕主要是由高冷卻效率(亦即，高吹送壓力的冷卻)所造成的。特別是在回火的早期階段，玻璃的表面上的高冷卻效率造成玻璃表面的快速冷卻以及強的瞬時張應力，從而造成玻璃的表面上的微裂紋擴展。在這種情況下，玻璃板之距離表面更深處的溫度仍幾乎處於原始回火溫度和高彈性。因此，毛細裂痕僅會影響玻璃的表層。在玻璃板的表面區域中，毛細裂痕通常形成在其中心。特別是當使用壓縮空氣吹送來增強回火時，這種現象特別被強調，在這種情況下，來自單一個噴流的熱傳遞在任何一點處均為密集的。
本發明解決了上述的毛細裂痕問題，尤其是對於所謂的超級回火玻璃。在超級回火中，理想的是對玻璃採用比正常回火顯著地更強的回火。當淬火單元中的空氣噴流的冷卻效率相對於回火被顯著地增加時，可實現超級回火。最常見的超級回火玻璃為所謂的防火玻璃，或FRG玻璃，其被使用來減緩建築物中的火勢的蔓延。根據消防安全標準，防火隔間場所的邊界表面的玻璃必須通過嚴格的耐久性試驗。被回火成防火玻璃的鈉鈣矽酸鹽玻璃的表面的壓應力為至少150MPa，且通常更高。例如，對於6mm厚的玻璃，其表面壓應力通常需達到約175MPa，以使玻璃將更可靠地通過E30耐火試驗(fire resistance test)。另一方面，市場上也出現了對經歷了比上述回火更強的回火之回火FRG玻璃的需求，此玻璃將通過至少E60耐火試驗，亦即，在試驗過程中燃燒溫度和環境溫度超過900℃的消防安全試驗中，玻璃可承受超過60分鐘。在市場中同樣具有對通過E90耐火試驗的回火玻璃的需求。因此，目標放在對於玻璃之高達220MPa的表面張應力。在對玻璃的表面張應力大小的要求增加的同時，同樣增加了對玻璃尺寸的要求。因此，超級回火設備還需要改進的性能、可調節性和可再現性。由於上述關於毛細裂痕的問題，將玻璃回火至超過160MPa的表面張應力，且特別是超過180MPa的表面張應力為有問題的。含有毛細裂痕的玻璃基本上會破碎，且因此不適合使用。本發明能夠將玻璃回火成FRG玻璃，而不會有上述的破碎問題。FRG玻璃通常為6-6.5mm厚，在測量玻璃時，這實際上意味著玻璃5.8-6.7 mm的厚度。還需要更薄的4mm(在測量玻璃時，玻璃厚度為3.8-4.2mm)的FRG玻璃。
目前，避免毛細裂痕的最常見方法為將回火溫度提高到670℃以上，但是這會降低玻璃的光學性能。本發明可使其能夠降低回火溫度。在根據本發明的方法中，爐中之合適的最終溫度，亦即，用來將鈉鈣矽酸鹽玻璃回火到超過180MPa的表面張應力之回火溫度較佳地為約645℃-665℃，且在任何情況下均低於670℃。
超級回火所需的冷卻效率為高的，且其實現需要用於渦輪機(turbomachine)的高功率電動機，這會消耗大量電力。本發明還使得可能大幅地節省能源消耗。
從公開文件FI90046B和FI104422B中已知一種方法和裝置，其中，在回火階段，藉由壓縮空氣通過管嘴產生部分的冷卻空氣噴流，以及藉由吹送空氣通過鼓風箱中的孔產生部分的冷卻空氣噴流。裝置僅包括一個淬火區。在參考文獻FI104422B中，相同的區亦作用為後冷卻區，但是在後冷卻階段停止壓縮空氣噴射。
在專利US4445921的方法中，首先用乾燥空氣對玻璃進行回火，藉著用氣態可昇華材料對玻璃進行回火。乾燥空氣具有較可昇華材料更少的熱傳遞係數。在參考文獻的實例中，乾燥空氣的熱傳遞係數為70 BTU/hr/ft2 /℉(=397W/m2 /K)，且可昇華材料的熱傳遞係數為115 BTU/ hr/ft2 /℉(=653W/m2 /K)。
在專利申請案US2007122580A1中，藉由將淬火器的第一區中的熱傳遞係數設置為顯著地低於第二區，避免了回火過程中玻璃表面的瞬時張應力超過4800psi(=33MPa)並避免了玻璃破裂。根據參考文獻的表3中的計算，例如，能夠以最高94 BTU/hr/ft2 /℉(=533W/m2 /K)的熱傳遞係數開始對於回火溫度為1266F(=686℃)之0.25英吋(=6.35mm)厚的玻璃的淬火，以確保不會超過根據參考文獻中的33MPa的張應力極限，並確保玻璃不會破裂。參考文獻中的計算給出0.05s作為此第一淬火階段的持續時間，在350mm/s的典型傳送速率下，這將對應於17.5mm的淬火區長度。在第二淬火區中，熱傳遞係數為198 BTU/ hr/ft2 /℉(=1123W/m2 /K)。根據參考文獻的教導，在第一淬火區中，具有686℃的回火溫度之玻璃板無法承受超過121 BTU/hr/ft2 /℉(=686W/m2 /K)的熱傳遞係數。提出了藉由調節吹送距離、空氣的溫度、流率、或體積流率來做成熱傳遞係數的特定區調節。
為了克服先前技術中的缺點，本發明的目的在於提供一種方法和裝置，其使得玻璃能夠回火到高達150MPa(且較佳地高達180MPa)的表面張應力，而不會有上述的毛細裂痕問題，使得玻璃具有良好光學性能，且還節約能源。
在所附請求項1所揭露的特徵的基礎上藉由根據本發明的方法來實現此目的。還在所附請求項12所揭露的特徵的基礎上藉由根據本發明的裝置來實現此目的。附屬請求項揭露了本發明的較佳實施例。
圖2所示的回火裝置包括設置有加熱元件17的爐15，藉由此爐將在輥道上移動之包含至少一塊玻璃板5的玻璃負載加熱到回火溫度。玻璃負載可包括彼此相鄰且連續的數個玻璃板5，但為了清楚起見，圖2僅顯示一個玻璃板5。玻璃負載在爐中往復運動，且當根據加熱方案的加熱時間結束時，被加熱的玻璃負載在輥道上被傳送到淬火段16。玻璃負載的傳送速度W為250-800mm/s，玻璃負載以此速度行進通過淬火段16。在玻璃板5上形成的回火取決於淬火段的冷卻過程，且後冷卻段18的目的為將玻璃板冷卻到手動處理溫度。在後冷卻段18中，冷卻效率顯著地低於淬火段16。在淬火段16中，在由輥道所形成的傳送平面的上方和下方的是鼓風箱2，壓縮空氣箱9位於鼓風箱2內部。冷卻空氣藉由鼓風機11被供給到鼓風箱2。冷卻空氣從壓縮氣缸13被供給到壓縮空氣箱9，壓縮氣缸13藉由空氣壓縮機12來填充。淬火段包括數個淬火區，在這些淬火區中，壓縮空氣的吹送壓力藉由區特定壓力調節閥1被設定為可單獨調節的。這些區亦可稱為壓縮空氣吹送區。在圖2中，在玻璃板的上方和下方分別有五個這樣的區。在圖2中，每一個區覆蓋兩個壓縮空氣箱9。圖1中更詳細地顯示了鼓風箱和壓縮空氣箱。
在圖1中，在被支撐在輥3上的玻璃板5的上方和下方的鼓風箱和壓縮空氣箱為基本上類似的。因此，在玻璃板的兩側上，鼓風箱和壓縮空氣箱及其零件被以相同的標號來標示。鼓風箱2和壓縮空氣箱9的長度，亦即，玻璃在橫向水平方向上的移動的測量值為1-3.5m，這取決於回火生產線的寬度。鼓風箱2設置有鼓風孔6和7，由鼓風機11所產生的空氣通過鼓風孔6和7作為噴流朝向玻璃板5排出。這些噴流可被稱為吹送空氣噴流。鼓風孔6、7在鼓風箱2的縱向方向上形成排，其中，相鄰的鼓風孔之間的距離較佳地為30-50mm，而不同排上的鼓風孔在鼓風箱的縱向方向上的不同點處的距離較佳地為15-25mm。鼓風孔7的直徑為4-10mm，較佳地為約5-8mm。當從鼓風孔6到玻璃板的垂直距離較從鼓風孔7到玻璃板的垂直距離更短時，鼓風孔6的直徑較佳地為比鼓風孔7的直徑小1-3mm。當距離相同時，直徑較佳地為相同的。由鼓風孔6所形成的排被定位在由鼓風孔7所形成的排之間。鼓風孔6的數量可能基本上等於鼓風孔7的數量。由鼓風機11所產生之通過鼓風孔6、7排出的氣流的體積流率取決於所使用的吹送壓力或超壓的大小，其為至少2kPa且落在2-20kPa的範圍內，取決於玻璃的厚度和回火的目標。吹送噴流的吹送壓力較佳地落在4-10kPa的範圍內。可藉由改變鼓風機11的葉輪的轉速來調節吹送壓力。可針對玻璃的每一側分別調節吹送壓力，但在，例如，淬火段上方的鼓風箱中的吹送壓力較佳地在所有淬火區中均為相等的。
進入鼓風箱2和玻璃板5之間的相對受限空間中的強氣流在此區域中產生相對於周圍壓力的超壓。當在玻璃的下表面上的此超壓高於在上表面上時，存在玻璃板從輥上升起的風險，這將導致玻璃板撞擊鼓風箱並接著破裂。在圖1中，在玻璃板5的上方，與輥3相對的是假輥4，其目的在於增加在玻璃板5的上表面上的壓力，以防止玻璃板漂浮。為了清楚起見，圖2和圖3中將其省略。還藉由分別調節上方和下方的吹送距離來控制確保玻璃板與輥保持接觸。
鼓風箱2內的壓縮空氣箱9設置有被螺鎖於其上的管嘴10，管嘴10朝向鼓風孔7延伸。管嘴10具有壓縮空氣開口8，壓縮空氣開口8具有範圍在2-5mm內的直徑。通過管嘴10並作為噴流朝向玻璃板被排出的氣流的速率取決於所使用的吹送壓力或過壓的大小，此壓力pi 落在0-10巴的範圍內，且較佳地為0-6巴，這取決於壓縮空氣吹送區、玻璃板的厚度、以及回火玻璃所需的表面壓應力。從管嘴10排出的噴流可被稱作壓縮空氣噴流。可藉由壓力調節閥1對每一個區單獨調節吹送壓力。一個壓縮空氣箱9中的管嘴10的數量通常為每米壓縮空氣箱40-80個。
從管嘴10排出的氣流較佳地從鼓風箱2經由鼓風孔7朝向玻璃板排出，來自鼓風機11的空氣也通過此鼓風孔7朝向玻璃排出。管嘴10的外邊緣朝向管嘴的末端成圓錐形地逐漸變小。特定管嘴10的末端幾乎與鼓風箱2的內表面齊平，且可能在鼓風孔7的內部延伸或者保持為稍微在鼓風孔的外部。特定管嘴10的末端較佳地至少基本上不限制相應鼓風孔7的流動區域。鼓風孔7的直徑較佳地比壓縮空氣開口8的直徑大至少1mm。較佳地，鼓風箱9的鼓風孔的30-80%設置有管嘴10。
從鼓風孔6、7到玻璃板的垂直吹送距離被佈置成可調節的，例如，藉由鏈條、齒輪和電動機來調節。重要的是，能夠單獨地調節上吹送距離和下吹送距離。對於在淬火段16的同一側上的所有相應的鼓風孔，吹送距離均為相同的。從鼓風孔6、7到玻璃板的垂直吹送距離較佳地為10-25mm，在這種情況下，其較佳地比從管嘴10的末端到玻璃的距離更大3-12mm。
在淬火段16中，藉由在玻璃板的同一表面上吹送兩種類型的空氣噴流來執行增強冷卻過程，亦即，由空氣壓縮機12所產生之通過管嘴10的空氣噴流、以及由鼓風機11所產生之通過鼓風孔6、7的空氣噴流。這些空氣噴流一起在玻璃的表面上產生對流熱傳遞係數(convective heat transfer coefficient)h。在淬火時，玻璃亦透過輻射冷卻，但在超級回火中，輻射的比例較小。在650-670℃的典型回火溫度下，來自玻璃的輻射等於大約玻璃表面之40kW/m2 ，其作為對應於對流熱傳遞係數的輻射熱傳遞係數對應為約60W/m2 /K，此值隨著玻璃的溫度的降低而減少。
從本發明的觀點來看，重要的是將壓縮空氣吹送至少分成三個淬火區，且較佳地至少分成五個淬火區，其壓縮空氣吹送壓力可被單獨地調節。藉由空氣噴流在玻璃板表面上所達成的冷卻效率Q(單位W/m2 )可由方程式Q=h×(T玻璃-T空氣)來計算，其中，T空氣為被朝向玻璃排放的空氣的溫度，且T玻璃為玻璃表面的溫度。平均對流熱傳遞係數h取決於鼓風孔和壓縮空氣孔的直徑、數量、位置、吹送距離和吹送壓力。藉由冷卻空氣噴流系統在玻璃的表面上達成的熱傳遞係數存在局部變化。局部熱傳遞係數在空氣噴流衝擊在玻璃的表面上的點處為最高的。平均熱傳遞係數是指在由噴流系統的一部分所覆蓋的區域之上的平均熱傳遞係數。例如，區1的平均熱傳遞係數是在面積L1 ×WIDTH上的平均熱傳遞係數，其中，L1 是由淬火器的長度的區1所覆蓋的長度，且WIDTH是玻璃的寬度，亦即，玻璃在橫向水平方向上移動的測量值。實際上，特定的冷卻空氣噴流系統在玻璃的表面上的冷卻效率只能藉由改變吹送距離或吹送壓力來調節。僅藉由改變吹送距離，無法達成冷卻效率的顯著變化。藉由吹送壓力來調節明顯地較藉由吹送距離來調節更為有效、簡單且更為精確。此外，藉由吹送距離來降低冷卻效率根本不會降低壓縮空氣消耗，但藉由吹送壓力來降低則會降低壓縮空氣消耗。
較佳地，藉由單獨調節連續的壓縮空氣吹送區中的吹送壓力，完成相對於淬火時間對冷卻效率的區劃分，亦即，沿著玻璃板在淬火段中的行進方向。從本發明的觀點來看，冷卻效率的區劃分是必要的，以使得能夠解決如說明書中前面所討論之玻璃板在超級回火中的毛細裂痕問題。藉由調節吹送距離、以及藉由針對具體區分別地改變玻璃板的上方和下方的管嘴10的吹送壓力，確保玻璃板與輥接觸。當吹送壓力為至少1巴時，在玻璃板的上表面上的管嘴10的吹送壓力較佳地比在下表面上的管嘴10的吹送壓力高至少0.2巴。在回火時，玻璃板的上表面和下表面應基本上沿相同的溫度曲線進行冷卻，以避免成品回火玻璃板彎曲。藉由改變兩側上的吹送壓力來控制玻璃表面的均勻冷卻。
在圖2的裝置實例中，玻璃的兩側上分別有五個淬火區(圖3中的Z1 -Z5 )，亦即，壓縮空氣區，其可單獨地藉由管嘴10的吹送壓力來調節。淬火區的長度是由淬火區所覆蓋的淬火器的長度L的部分。圖2和圖3中的區的長度為L1 -L5 。在圖2和圖3的裝置實例中，具有可單獨地調節的壓縮空氣吹送壓力的每一個區覆蓋在玻璃的兩側上的兩個輥隙及兩個壓縮空氣箱。區Z1 -Z5 亦可為不同的長度。針對壓力調節閥1之朝向玻璃的上表面的區所設定的壓縮空氣吹送壓力為pu1 -pu5 ，其與吹送空氣一起在玻璃的上表面上產生對流熱傳遞係數hu1 -hu5 。朝向玻璃的下表面的區的壓縮空氣孔8的吹送壓力為pl1 -pl5 ，其與吹送空氣一起在玻璃的下表面上產生平均對流熱傳遞係數hl1 -hl5 。上部吹氣距離Hu 以及由鼓風機11所設定之到上部鼓風箱的吹送壓力pfan,u 在玻璃板的上方的所有區中為相同的。下部吹氣距離Hl 以及由鼓風機11所設定之到下部鼓風箱的吹送壓力pfan,l 在玻璃板的下方的所有區中為相同的。
當玻璃板從回火爐以傳送速度W傳送到淬火段時，玻璃板到達區Z1 ，在此區Z1 中，管嘴10在玻璃板的上表面上以吹送壓力p1u 吹送空氣噴流，且在玻璃板的下表面上以吹送壓力p1l 吹送空氣噴流。這些吹送壓力在1-10巴的範圍內，且較佳地為1-6巴。較佳地，p1u ≥p1l +0.2巴。鼓風機11之進入鼓風箱2並進一步通過鼓風孔6、7作為朝向玻璃的空氣噴流的吹送壓力在玻璃的上方為pfan,u ，在玻璃的下方為pfan,l 。由區Z1 中的空氣噴流所共同產生的平均對流熱傳遞係數在玻璃的上表面為h1u ，且在玻璃的下表面為h1l 。對於小於3.8mm厚的玻璃，熱傳遞係數為超過800W/m2 /K，以及對於至少3.8mm厚的玻璃，熱傳遞係數為超過750W/m2 /K，且較佳地超過800W/m2 /K。玻璃板(其每一個點)保持在區Z1 中持續時間t1 =L1 /W。區Z1 的長度為80-550mm，且其包括1-4個壓縮空氣鼓風箱9。區Z1 的長度較佳地為100-400mm，且其包括1-3個壓縮空氣鼓風箱9。在區Z1 中的停留時間為0.2-2s。較佳地，在區Z1 中的停留時間為0.3-1.5s。
在第二區Z2 中，吹送壓力為p2u 、p2l ，且其為比第一區Z1 中的吹送壓力低至少0.5巴，較佳地低至少1巴。較佳地，如果p2l ≥1巴，則p2u ≥p2l +0.2巴。鼓風機11之進入到鼓風箱中並進一步朝向玻璃板的吹送壓力與區Z1 中相同。由區Z2 中的空氣噴流所共同產生的平均對流熱傳遞係數在玻璃的上表面為h2u ，且在玻璃的下表面為h2l 。這些熱傳遞係數低於區Z1 中的熱傳遞係數。在第二淬火區中，熱傳遞係數較佳地比第一淬火區低至少10%，甚至更較佳地低至少20%。Z2 區的長度為80-550mm，且其包括1-4個壓縮空氣鼓風箱9。Z2 區的長度較佳地為100-400mm，且其包括1-3個壓縮空氣鼓風箱9。在Z2 區的停留時間為0.2-2s。較佳地，在Z2區的停留時間為0.3-1.5s。
在第三區Z3 中，吹送壓力為p3u 、p3l ，且其為較佳地比區Z1 中的吹送壓力高至少0.5巴，且比區Z2 中的吹送壓力高至少1巴。較佳地，p3u ≥p3l +0.2巴。鼓風機11之進入到鼓風箱中並進一步朝向玻璃板的吹送壓力與區Z1 中相同。由區Z3 中的空氣噴流所共同產生的平均對流熱傳遞係數在玻璃的上表面為h3u ，且在玻璃的下表面為h3l 。這些熱傳遞係數為較高的，且較佳地比區Z2 中高至少20%，以及比區Z1 中高10%。第三區Z3 中的平均對流熱傳遞係數為至少與第一區Z1 中的一樣高。在第一淬火區中，管嘴的吹送壓力較佳地為至少1巴，在第二區中為最多0.5巴，且在第三區中為至少2巴。
如果區3為最後一個區，則區3的長度為至少1500mm。淬火段較佳地還包括至少第四區和第五區。在這種情況下，區3-5的長度分別為至少300mm，且總共為至少1500mm。區4中的吹送壓力為與區3中的相同。鼓風機11到鼓風箱並進一步朝向玻璃板的吹送壓力在區3-5中為與在區1中相同。
在第一區和第三區中吹送的壓縮空氣的吹送壓力的大小為至少1巴。較佳地，在第一區中吹送的壓縮空氣的吹送壓力的大小為在1-3巴的範圍內，在第二區中為在0-1巴的範圍內，以及在第三區中為在2-5巴的範圍內。
較佳地，當待回火的玻璃板的厚度為5.8-6.7mm時，平均對流熱傳遞係數在第一淬火區中為至少750W/m2 /K，且在第二淬火區中為最多600W/m2 /K，以及在第三淬火區中為至少800W/m2 /K。接著，玻璃的傳送速度較佳地為250-600mm/s，且玻璃板的每單位長度在前兩個區中均保持0.5-1.3秒。表1中顯示了區1-3的平均對流熱傳遞係數的較佳極限值。尤其是，區3的熱傳遞係數取決於玻璃的所需表面張應力，其為至少150MPa。
表1
玻璃厚度 hu1 和hl1 hu2 和hl2 hu3 和hl3
小於3.8 800–1000 200–600 1000–1500
3.8–4.2 750–1000 200–600 900–1500
5.8–6.7 750–1000 200–600 800–1500
7.8–8.2 750–1000 200–600 750–1500
mm W/m2 /K W/m2 /K W/m2 /K
實例 1
在表2的實施例1中，淬火段包括六個可單獨調節的壓縮空氣吹送區。吹氣裝置(亦即，鼓風箱和壓縮空氣箱以及其零件)在所有區中均為相同的。輥隙為125mm，亦即，例如，375mm長的第一區覆蓋三個壓縮空氣箱。表2中顯示了區長度Li (其中i是區的順序編號)和所使用的吹送壓力，其還顯示了在不同的區中之由空氣噴流所共同產生的計算所得的平均對流熱傳遞係數(=ht係數)。進行回火的玻璃的厚度為6mm，且傳送速度W為375mm/s。玻璃的上表面上的吹氣距離為15mm，且在下表面上的吹氣距離為15mm。玻璃的回火溫度為665℃。在表2中，時間ti 表示玻璃的某一點在該區中的停留時間，亦即，ti =Li /W。
表2
區 Zi 長度 Li 時間 ti 吹送壓力 pui 和pli 吹送壓力 pfan,u 和pfan,l Ht係數 hui 和hli
Z1 375 1 1.6 7 810
Z2 250 0.67 0 7 475
Z3 625 1.67 3.6 7 1072
Z4 625 1.67 3.6 7 1072
Z5 625 1.67 2.5 7 988
Z6 625 1.67 0 7 475
   mm s 巴 kPa W/m2 /K
藉由根據實例1的淬火，對於6mm的玻璃達成約220MPa的表面張應力，這實現了對於在耐火試驗中的至少E60且甚至E90的耐火等級所需的耐久性。回火玻璃沒有毛細裂痕且具有可接受的光學性能。發現對於避免毛細裂痕為重要的是，相對於區1和區3顯著地降低第二淬火區中的壓縮空氣吹送壓力和熱傳遞係數。另一方面，發現將第一吹送區中的吹送壓力降低為明顯低於表2中的數值(1.6巴)，對回火玻璃的表面張應力大小和玻璃的光學性能有不利影響。為了節能的理由，降低了在末端處(亦即，在區Z5 和Z6 中)的吹送壓力，這是因為將吹送壓力保持在與區Z3 和Z4 相同的水準上無法使玻璃的表面張應力增加超過約2MPa。
藉由根據本發明的裝置，藉由調節玻璃的兩側上的每一個區中的壓力調節閥的壓力水準來控制玻璃的表面張應力大小、防止玻璃的毛細裂痕以及控制玻璃的平直度。如果某一區的壓力調節閥未被打開，則該區中的玻璃僅受在輸送期間所使用的吹送壓力的影響。
從節約壓縮空氣產生的能源的角度來看，將淬火段分成至少三個、且較佳地分成至少五個可單獨調節的壓縮空氣吹送區，以及壓力調節閥的特性，藉由壓力調節閥可非常快速地切斷對壓縮空氣吹送區的空氣供給(亦即，可將吹送壓力降至零)，這兩種因素都是非常重要的。當玻璃負載的前緣接近在邊緣(margin)R1處之區的起點時，開始向每一個區吹送壓縮空氣，且當玻璃負載的後緣移動離開在邊緣R2處之區的終點時，結束吹送。邊緣R1和R2較佳地在0-150mm的範圍內。更佳地，邊緣R1為0-50mm，且邊緣R2為0-50mm。在以下實例中，為了實例的清楚起見，將邊緣設置為零。例如，如果玻璃負載的長度為1000mm，傳送速度為500mm/s，且淬火器僅具有一個3000mm長的區，則在整個區上吹送的壓縮空氣將持續(3000+1000)/500=8s。在六個500mm長的區的情況下，在一個區中的吹送將僅需要(500+1000)/500=3s。在此實例中，劃分成區節省了5/8的壓縮空氣消耗。因此，玻璃的傳送速度和負載長度決定了每一個單獨的壓縮空氣吹送區的操作時間。
根據本發明的裝置還包括電腦以及對控制系統提供玻璃負載上的位置資料的裝置，基於玻璃負載上的位置資料來打開和關閉各個區的壓力調節閥。例如，裝置為回火爐輸送機的伺服電動機、或被連接到輸送機的致動器的脈衝傳送器(pulse transmitter)。根據本發明的裝置還包括用於測量吹送壓力的壓力計。
前文所描述之本發明不限於所揭露的實施例，而是可在由申請專利範圍所界定的保護範圍內以各種方式修改。
1:壓力調節閥 2:鼓風箱 3:輥 4:假輥 5:玻璃板 6:鼓風孔 7:鼓風孔 8:壓縮空氣開口 9:壓縮空氣箱 10:管嘴 11:鼓風機 12:空氣壓縮機 13:壓縮氣缸 15:爐 16:淬火段 17:加熱元件 18:後冷卻段 L:長度 L1 ,L2 ,L3 ,L4 ,L5 :長度 Z1 ,Z2 ,Z3 ,Z4 ,Z5 :(淬火)區
下面將參照所附圖式更詳細地描述本發明，其中， -     [圖1]詳細顯示了用於實施方法的較佳實施例的裝置的冷卻空氣箱， -     [圖2]顯示了使用來實施本發明的回火裝置的示意性側視圖， -     [圖3]確定了淬火區的長度。
5:玻璃板
L:長度
L1,L2,L3,L4,L5:長度
Z1,Z2,Z3,Z4,Z5:(淬火)區

Claims (15)

  1. 一種用來回火玻璃板的方法，以將該玻璃板回火到至少150MPa的表面壓應力，在該方法中，當該玻璃板行進通過淬火段時，藉由以鼓風機通過鼓風箱中的鼓風孔(6、7)、以及藉由通過管嘴(10)的空氣壓縮機壓力，在該玻璃板的上表面和下表面吹送空氣噴流來執行該玻璃板的淬火，其特徵在於，該淬火段包括至少三個連續的淬火區，且藉由在該玻璃板的該上表面和該下表面上的該吹送和壓縮空氣噴流所共同產生的平均對流熱傳遞係數在第一區中為至少750W/m2 /K，在第二區中為比在該第一區中低至少10%，以及在第三區中為至少與在該第一區中一樣高，且藉由改變該管嘴(10)的吹送壓力來實現該熱傳遞係數的這些區特定差異。
  2. 如請求項1之用來回火玻璃板的方法，其中，在該第一淬火區中，該平均對流熱傳遞係數為至少800W/m2 /K。
  3. 如請求項1之用來回火玻璃板的方法，其中，該第三淬火區中的該平均對流熱傳遞係數為比該第一淬火區中的該平均對流熱傳遞係數高出至少10%。
  4. 如請求項1之用來回火玻璃板的方法，其中，待回火的該玻璃板的厚度為5.8-6.7mm，且該第一淬火區中的該平均對流熱傳遞係數為至少750W/m2 /K，該第二淬火區中的該平均對流熱傳遞係數為最多600W/m2 /K，以及該第三淬火區中的該平均對流熱傳遞係數為至少800W/m2 /K。
  5. 如請求項1至4中任一項之用來回火玻璃板的方法，其中，待回火的該玻璃板的回火溫度為低於670℃，且該玻璃板的表面上的目標壓應力為至少180MPa。
  6. 如請求項1之用來回火玻璃板的方法，其中，該第一淬火區和該第三淬火區中的該熱傳遞係數為比該第二淬火區中的該熱傳遞係數高出至少20%。
  7. 如請求項1之用來回火玻璃板的方法，其中，在該第二淬火區中，該管嘴(10)的該吹送壓力為比該第一淬火區和該第三淬火區中的吹送壓力低至少0.5巴，其中，該管嘴(10)的該吹送壓力為至少1巴。
  8. 如請求項1之用來回火玻璃板的方法，其中，該管嘴(10)的該吹送壓力在該第一淬火區中為至少1巴，在該第二淬火區中為最多0.5巴，且在該第三淬火區中為至少2巴。
  9. 如請求項1或7之用來回火玻璃板的方法，其中，在至少一個淬火區中，位於該玻璃板上方的該管嘴(10)的該吹送壓力為比位於該玻璃板下方的該管嘴(10)的該吹送壓力高至少0.2巴。
  10. 如請求項1之用來回火玻璃板的方法，其中，該玻璃板的傳送速度為250-600 mm/s，且在前兩個區中的該玻璃板的每單位長度均保持為0.3-1.5秒。
  11. 如請求項1或7之用來回火玻璃板的方法，其中，在該等區中的每一個區中，當玻璃負載的前緣靠近該區的起點的距離為0-150mm時，開始藉由該等管嘴(10)吹送壓縮空氣，且當該玻璃負載的後緣移動離開該區的終點的距離為距該區的終點0-150 mm時，結束藉由該等管嘴(10)吹送壓縮空氣。
  12. 一種用來回火玻璃板的裝置，以將該玻璃板回火到至少150MPa的表面壓應力，其中，當該玻璃板行進通過淬火段時，藉由以鼓風機(11)通過鼓風箱中的鼓風孔(6、7)在該玻璃板的表面吹送空氣噴流、以及藉由通過被附接到該鼓風箱內部的壓縮空氣箱的管嘴(10)的空氣壓縮機壓力，來執行該玻璃板的淬火，其特徵在於，在該淬火區中，在該玻璃板的任一側上分別有該管嘴(10)的至少三個壓縮空氣對流吹送區，該壓縮空氣對流吹送區的吹送壓力被設定為可單獨調節的，且第一區和第二區的長度為80-550mm。
  13. 如請求項12之用來回火玻璃板的裝置，其中，在該淬火段的起點，在該玻璃板的上方和下方分別有吹送壓力可單獨調節的至少五個連續的壓縮空氣對流吹送區。
  14. 如請求項12之用來回火玻璃板的裝置，其中，該第一區和該第二區的長度為100-400mm。
  15. 如請求項12之用來回火玻璃板的裝置，其中，該第一區和該第二區覆蓋位於該玻璃板的任一側上的1-3個壓縮空氣鼓風箱。
TW110119052A 2020-06-08 2021-05-26 用來回火玻璃板的方法及裝置 TW202206382A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20205593 2020-06-08
FI20205593A FI129685B (fi) 2020-06-08 2020-06-08 Menetelmä ja laite lasilevyjen karkaisemiseksi

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202206382A true TW202206382A (zh) 2022-02-16

Family

ID=76076257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110119052A TW202206382A (zh) 2020-06-08 2021-05-26 用來回火玻璃板的方法及裝置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20210380461A1 (zh)
EP (1) EP3922611B1 (zh)
JP (1) JP2021193063A (zh)
CN (1) CN113831005A (zh)
ES (1) ES2951143T3 (zh)
FI (1) FI129685B (zh)
PL (1) PL3922611T3 (zh)
TW (1) TW202206382A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114569130B (zh) * 2022-02-25 2023-07-04 西南交通大学 高速铁路行车调度员监控工作的注意力水平识别方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4445921A (en) 1983-01-24 1984-05-01 Ppg Industries, Inc. Tempering glass sheets by cooling comprising sublimation quenching
FI77216C (fi) * 1987-03-16 1989-02-10 Kyro Oy Regleringsanordning foer blaostrycket i en glashaerdningsanordnings kylmunstycken.
FI86055C (fi) * 1990-07-04 1992-07-10 Tamglass Oy Anordning foer vaermehaerdning av glasskivor.
FI90046C (fi) 1992-02-12 1993-12-27 Tamglass Eng Oy Munstycksarrangemang foer en haerdningsugn foer planglas
FI104422B (fi) 1998-06-30 2000-01-31 Tamglass Ltd Oy Menetelmä ja laite lasilevyjen karkaisemiseksi
FI105591B (fi) * 1999-06-07 2000-09-15 Tamglass Ltd Oy Lasilevyjen karkaisuosastoon liittyvä ilmantuottoyksikkö ja menetelmä sen valmistamiseksi
US8234883B2 (en) 2005-11-29 2012-08-07 Ppg Industries Ohio, Inc. Apparatus and method for tempering glass sheets
US8074473B2 (en) * 2006-12-01 2011-12-13 Glasstech, Inc. Method for quenching formed glass sheets
FI126763B (fi) * 2013-09-25 2017-05-15 Glaston Finland Oy Menetelmä ja laite lasilevyjen karkaisemiseksi
FI20146016A (fi) * 2014-11-20 2016-05-21 Glaston Finland Oy Menetelmä ja laite lasilevyjen karkaisemiseksi
US9617181B2 (en) * 2015-07-27 2017-04-11 Glaston Finland Oy Method of heating a glass sheet for tempering
EP3196172B1 (en) * 2016-01-20 2018-10-17 South Glass Technology Co., Ltd Device using cooling air for tempering glass
CN106365423B (zh) * 2016-11-02 2019-03-26 佛山市顺德区晟阳机械有限公司 液冷风冷结合的风栅系统及设置有该系统的玻璃钢化炉
EP3645473B1 (en) * 2017-06-27 2021-08-04 Glaston Finland Oy Method for tempering glass sheets

Also Published As

Publication number Publication date
PL3922611T3 (pl) 2023-08-07
US20210380461A1 (en) 2021-12-09
FI20205593A1 (fi) 2021-12-09
ES2951143T3 (es) 2023-10-18
EP3922611A1 (en) 2021-12-15
FI129685B (fi) 2022-06-30
JP2021193063A (ja) 2021-12-23
CN113831005A (zh) 2021-12-24
EP3922611B1 (en) 2023-07-05
EP3922611C0 (en) 2023-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1112453A (en) Heat treating moving glass sheets on modified gas bed
JP5605649B2 (ja) ガラス板の風冷強化装置、及び風冷強化方法
CN110730764B (zh) 用于回火玻璃板的方法
US4046543A (en) Method and apparatus for tempering moving glass sheets
TW202206382A (zh) 用來回火玻璃板的方法及裝置
US9617181B2 (en) Method of heating a glass sheet for tempering
US11852413B2 (en) Tempering furnace for glass sheets
US4236909A (en) Producing glass sheets having improved break patterns
CN105621872A (zh) 一种节能玻璃钢化炉机组及其钢化玻璃的制备工艺
US3806331A (en) Glass heating and tempering apparatus
JPH07157322A (ja) ガラス板の熱処理装置
TW201332915A (zh) 熱強化玻璃板之熱處理方法及其熱處理設備
CN105621874B (zh) 用于玻璃板回火的方法
EP0499026B1 (en) Apparatus for heat-strengthening glass sheet
US5380348A (en) Method for treating glass sheets on a gas hearth
CN213924487U (zh) 一种降低钢化玻璃应力斑的风栅结构
US20040083763A1 (en) Method and device for heating glass sheets in an oven
EP3109207B1 (en) Method of heating a glass sheet for tempering
US20220315471A1 (en) Tempering furnace for a glass sheet and a method for heating a glass sheet for tempering
BRPI1012061B1 (pt) aparelho para têmpera de vidro tendo um primeiro módulo para têmpera de vidro, método para têmpera de folhas de vidro, e método para têmpera de uma folha de vidro
FI127879B (fi) Laite tasomaisten lasilevyjen karkaisemiseksi
US4311507A (en) Special entrance slit module and method for quenching glass sheets
GB2311064A (en) Method of cooling glass for tempering
FI128064B (fi) Menetelmä lasilevyjen karkaisemiseksi
US11858843B2 (en) Device for annealing glass panes