【正文】 浮法。 五、浮法玻璃退火技術(shù) 107 ? 玻璃退火的定義和目的 在玻璃工藝中，所謂玻璃的退火主要是指將玻璃置于退火窯中經(jīng)過足夠長的時間通過退火溫度范圍或以緩慢的速度冷卻下來，以便不再產(chǎn)生超過允許范圍的永久應(yīng)力和暫時應(yīng)力 ,或者說是盡可能使玻璃中產(chǎn)生的熱應(yīng)力減少或消除的過程。 五、浮法玻璃退火技術(shù) 106 ? 浮法玻璃中熱應(yīng)力的類型與形成原因 ②永久應(yīng)力 當浮法玻璃由高溫（轉(zhuǎn)變溫度 Tg 以上）塑性狀態(tài)下，急劇冷卻時，外層首先冷卻并硬化至彈性狀態(tài)，而內(nèi)部仍處于塑性狀態(tài)，繼續(xù)冷卻和收縮，這樣，外層受到壓應(yīng)力，內(nèi)層受到張應(yīng)力，當內(nèi)層也硬化后，這種應(yīng)力就隨之殘留下來，而成為永久應(yīng)力。相反，玻璃在加熱時表層受到壓應(yīng)力，內(nèi)部受到張應(yīng)力。它們的大小和冷卻過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力大小相等，方向相反，所以當玻璃的溫度均衡后，玻璃中的應(yīng)力也就消失了。 五、浮法玻璃退火技術(shù) 105 ? 浮法玻璃中熱應(yīng)力的類型與形成原因 ①暫時應(yīng)力 如果在外層玻璃冷卻到一定溫度而使整塊玻璃進行均熱時，玻璃外層已不再收縮，內(nèi)層卻隨著溫度的不斷降低而繼續(xù)收縮。如 : 當玻璃從 Tg′以下逐漸被冷卻時，玻璃內(nèi)外層產(chǎn)生了溫差。 永久應(yīng)力一般產(chǎn)生于轉(zhuǎn)變溫度和應(yīng)變溫度范圍之間，暫時應(yīng)力則伴隨著整個退火過程。 永久應(yīng)力是當高溫玻璃經(jīng)退火到室溫并達到溫度均衡后，玻璃中仍然存在的熱應(yīng)力 ,也稱為 殘余應(yīng)力 。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 102 內(nèi) 容 ? 浮法玻璃中熱應(yīng)力的類型與形成原因 ? 玻璃退火的定義和目的 ? 退火溫度和退火工藝制度 ? 退火窯的分區(qū) ? 退火窯輥道及其傳動裝置 ? 退火工段生產(chǎn)控制 五、浮法玻璃退火技術(shù) 103 ? 浮法玻璃中熱應(yīng)力的類型與形成原因 浮法玻璃的退火是指熔融玻璃液在錫槽中成型后，于退火窯中通過適當控制溫度降低速度，以消除或減少玻璃中熱應(yīng)力到允許范圍內(nèi)，保證玻璃制品的機械強度、熱穩(wěn)定性、光學均勻性以及其他各種性質(zhì)。 ⑤槽底風機 錫槽槽底風機的作用主要是為了防止因錫槽槽底過熱，而引起漏錫事故。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 101 ? 錫槽的附屬設(shè)備 ④電加熱 電加熱的主要作用是合理控制錫槽內(nèi)各區(qū)溫度，使溫度達到成型要求。 ③冷卻器 冷卻器就是在錫槽內(nèi)隨時橫向穿插的冷卻水管，又稱冷卻水包，主要作用是降低玻璃帶的溫度。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 100 ? 錫槽的附屬設(shè)備 ②擋邊輪 擋邊輪設(shè)置在錫槽內(nèi)兩側(cè)適當位置上，防止玻璃帶擺動跑偏。 對拉邊機的基本要求是 輥頭前后伸縮調(diào)節(jié)靈活 ，上下控制方便 ， 能做水平回轉(zhuǎn)運動 ， 速度調(diào)節(jié)精度高 ， 在高溫還原性氣氛下能長期連續(xù)使用 。 依靠拉邊機最前端的拉邊輪牽引浮在錫槽液面上的玻璃帶前進，并通過調(diào)節(jié) 拉邊輪的線速度 以及拉邊輪的水平擺角、平面傾角等，達到控制玻璃帶厚度及穩(wěn)定玻璃帶寬度的目的。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 98 ? 錫槽的附屬設(shè)備 錫槽在操作過程中 ,還需要配備 拉邊機、擋邊輪、冷卻器、電加熱、槽底風機、攝像頭、監(jiān)視器 等一些必要的附屬設(shè)備相輔助。錫槽頂部還設(shè)有電加熱裝置，以便滿足投產(chǎn)前的烘烤升溫，臨時停產(chǎn)的保溫以及正常生產(chǎn)時的溫度調(diào)節(jié)等需要。主體部分即錫槽的主體結(jié)構(gòu)包括 槽底、胸墻、頂蓋、鋼結(jié)構(gòu)、電加熱、保護氣體、冷卻裝置 等部分。 ②錫槽和退火窯之間的一段熱工設(shè)施，叫出口端，也稱過渡輥臺，其結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了錫槽氣密性的好壞。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 96 ? 錫槽結(jié)構(gòu) 錫槽是浮法玻璃的關(guān)鍵成型設(shè)備，其結(jié)構(gòu)大致分為三部分 : 進口端、出口端、主體部分 。 ③ 錫槽的密封情況。錫槽空間應(yīng)充滿保護氣體，若保護氣體量不足，必然導(dǎo)致錫槽處于負壓狀態(tài)。對保護氣體而言屬高溫容器，因此保護氣體在錫槽中對溫度非常敏感，溫度波動對壓力制度有明顯的影響。 正常生產(chǎn)情況下，錫槽內(nèi)應(yīng)維持微正壓，一般以錫液面處的壓力為基準，要求其壓力為 3～ 5Pa ，有時甚至維持在 10Pa 左右。若錫槽處于負壓狀態(tài)，就會吸入外界空氣，使錫槽內(nèi)氧氣含量超過允許值（ 10cm3/ m3），就會有錫的氧化物產(chǎn)生，這樣一則增加錫耗，增加玻璃成本 。在錫槽中為了彌補低溫區(qū)段 H2對 SnO2（或SnO）的還原能力，常采用增加 H2含量的做法。 H2對 SnO2的還原能力與溫度有關(guān)。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 93 ? 影響成型質(zhì)量的因素 （ 2）氣氛制度 錫的氧化物（ SnO SnO）嚴重污染玻璃，使玻璃出現(xiàn)霧點、錫滴、沾錫等缺陷，嚴重時玻璃甚至不透明，熱處理（如鋼化）呈現(xiàn)虹彩，因此，浮法玻璃生產(chǎn)要求錫槽內(nèi)必須保持中性或弱還原氣氛，以防止錫液氧化。 ③流道溫度波動時，玻璃帶的板根會忽大忽小變化不穩(wěn)定，玻璃帶薄厚也會隨之變化，這樣容易引起脫邊、沾邊等事故。而且在拉邊機處會感到成型困難。溫度制度的確定取決于所生產(chǎn)的玻璃成分、帶厚及拉引速度。錫槽的溫度制度也可用錫槽內(nèi)平面上各區(qū)的溫度來表示。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 90 ? 影響成型質(zhì)量的因素 浮法玻璃成型需要多方面的配合，任何一方面出現(xiàn)問題均會造成玻璃質(zhì)量的下降，嚴重者可導(dǎo)致停產(chǎn)，其中影響成型質(zhì)量的因素主要包括 錫槽 溫度制度、氣氛制度、壓力制度 等項。實踐證明，溫度范圍 883～ 769℃ ，有利于玻璃帶的拉薄，同時，玻璃帶在拉薄區(qū)內(nèi)獲得了展薄。拉引厚度小于自然厚度的玻璃時，必須對玻璃帶施加一定的拉力。 實踐證明，若流入錫槽的是均質(zhì)玻璃液，則它在均勻的溫度場（拋光區(qū)內(nèi)）停留 1min左右的時間，就可以獲得光潔平整的拋光表面。浮法玻璃在錫槽中的拋光過程是通過控制較小的降溫速度和均勻的溫度場等，使形成表面張力充分發(fā)揮其展平作用的理想條件。當這兩種相反的力達到平衡時的玻璃液的厚度就被稱為 平衡厚度 。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 87 ? 浮法玻璃成型原理 （ 2）平衡厚度 浮在錫液表面的玻璃液，在沒有外力的作用下，它的厚度取決于兩個因素 : 一是表面張力，它力圖使玻璃液收縮增厚，從而使其表面積最小 。借鑒玻璃液和錫液不起化學反應(yīng)以及互不浸潤原理，同時后者的密度大于前者，因而玻璃液可浮在錫液面上。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 86 ? 浮法玻璃成型原理 浮法玻璃的成型過程原理主要是描述玻璃液在錫液面上的攤開過程、平衡厚度、拋光時間、玻璃液的拉薄或增厚。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 85 ? 浮法玻璃成型工藝因素 由于玻璃液在成型過程中被逐漸地冷卻，也就是溫度逐漸降低粘度不斷增大，所以在錫槽設(shè)計和生產(chǎn)過程中，適當延長高溫區(qū)長度或延長高溫區(qū)作用時間，都對玻璃的平整化有利。玻璃的平整化除必須有一定的溫度范圍，以達到一定的表面張力外，還必須具備足夠的攤平時間，以保證表面張力充分發(fā)揮作用。只有在此范圍內(nèi)，才能使玻璃帶攤得厚度均勻、表面平整。玻璃液在錫液面上攤平必須有適于平整化的溫度范圍。生產(chǎn)實踐證明，欲得到平整的玻璃帶，必須具備下述條件。在 1025℃ 左右的溫度范圍內(nèi)，在自身重力和表面張力的作用下，玻璃液以自然厚度（ 7mm 左右）向四周流動攤開，此過程 稱為玻璃的攤平過程。 玻璃液剛流入錫槽時，處于自身重力和液 液 氣三相系統(tǒng)表面張力的作用下。在這 3 個因素中，粘度主要起定型的作用，表面張力主要起拋光的作用，重力則主要起攤平作用。當表面張力與自身重力平衡時，漂浮在錫液面上的玻璃帶就獲得自然厚度。為了防止錫液在高溫下的氧化，通常通入弱還原性的保護氣體，以提高玻璃質(zhì)量。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 82 ? 浮法玻璃成型工藝過程 池窯中熔化好的玻璃液，在 1100℃ 左右的溫度下，沿流道流入錫槽，由于玻璃的密度只有錫液密度的 1/ 3 左右，因而漂浮在錫液面上，完成玻璃的平整化過程，然后逐漸降溫，在外力的作用下冷卻成板。 玻璃液在前進的過程中經(jīng)歷了 在錫液面上的攤開、達到平衡厚度、自然拋光以及拉薄或積厚 四個過程。總煙道閘板用來調(diào)節(jié)煙囪對窯內(nèi)的抽力，總煙道上的調(diào)節(jié)閘板用來對窯內(nèi)壓力的微調(diào)，以穩(wěn)定生產(chǎn)。對交換器的要求是換向迅速、操作方便可靠、嚴密性好、氣體流動阻力小以及檢修方便。它包括交換器、空氣煙道、總煙道煙囪等。蓄熱室的結(jié)構(gòu)形式主要有連通式、分隔式、半分隔式、兩小爐分隔式和兩段式等結(jié)構(gòu)形式。蓄熱室結(jié)構(gòu)簡單，可加熱大量氣體，并且可以把冷氣體加熱到較高溫度。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 78 ? 浮法玻璃熔窯 （ 4）廢氣余熱回收系統(tǒng) 浮法玻璃熔窯廢氣余熱回收系統(tǒng)主要包括蓄熱室、余熱鍋爐等設(shè)備。 小爐是玻璃熔窯的重要組成部分，是使燃料和空氣預(yù)熱、混合，組織燃燒的裝置?？ú彼鸬慕禍刈饔貌淮?，但對玻璃液流影響較大。 卡脖是熔化部和冷卻部之間的一段縮窄窯池。冷卻部應(yīng)提供純凈、透明、均勻且溫度穩(wěn)定的玻璃液。 前臉墻是橫跨在投料池上方，阻止窯內(nèi)熱氣體向窯外逸出和熱輻射的正面擋墻，其開度應(yīng)盡可能小，但不能影響下方配合料進入窯內(nèi)。 浮法玻璃熔窯窯體沿長度方向分成熔化部（包括熔化帶、澄清帶）、卡脖、冷卻部。投料作業(yè)是熔制過程中最重要的工藝環(huán)節(jié)之一，影響配合料的熔化速度、熔化區(qū)的位置、熔化溫度及液面的穩(wěn)定，從而影響熔化率、玻璃質(zhì)量和燃料消耗量等指標。浮法玻璃熔窯根據(jù)各部功能，其構(gòu)造分為投料、玻璃熔制、熱源供給、廢氣余熱回收、排煙供氣等部分。通常間隔的時間為 20min一次，即通過換向閘板，使氣流（廢氣與助燃空氣）的流向相反。這主要是為了穩(wěn)定熔化溫度，不讓蓄熱室的格子體上部溫度過高（不超過該種格子磚所允許的工作溫度），同時也為了減少窯體耐火材料的燒損。 氣氛制度的制定主要與配合料組成、澄清劑種類、生產(chǎn)玻璃顏色等有關(guān)。 當 α= 1 時，燃燒產(chǎn)物中無多余的 O2和未燃燒完全的 CO，此時的氣氛稱為中性氣氛或中性焰 。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 71 ? 浮法玻璃熔制工藝制度 （ 5）玻璃熔制的氣氛控制 玻璃窯內(nèi)氣體或火焰按其化學組成成分以及具有的氧化或還原能力分為 氧化氣氛、中性氣氛、還原氣氛 三種。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 70 ? 浮法玻璃熔制工藝制度 （ 4）玻璃熔制的液面控制 玻璃液面穩(wěn)定是達到整個窯作業(yè)穩(wěn)定的主要條件，是熔窯系統(tǒng)平衡最有決定性的標志。泡界線應(yīng)向澄清區(qū)凸出，兩邊對稱，最好不能偏斜。從泡界線的成因來看，其位置應(yīng)與玻璃液熱點一致。通常按照泡界線的位置、形狀、清晰度來判斷熔化作業(yè)的正常與否。泡沫稠密區(qū)與清凈玻璃液之間就形成了一條整齊明晰的分界線，在線的里面，玻璃形成反應(yīng)激烈進行，液面有很多泡沫。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 68 ? 浮法玻璃熔制工藝制度 （ 3）玻璃熔制的泡界線制度 在正常作業(yè)條件下，進入熔窯的配合料受到 3 方面的作用，一是投料機將料堆向前推進的力，另一是從熱點向投料口的對流對料堆施加的阻止其前進的反方向的力，第三是高溫熔化作用，在三者的作用平衡時，料堆就固定在熔窯的某一位置消失。窯壓不能為負壓，因為負壓狀態(tài)火焰空間將吸入冷空氣，改變窯內(nèi)氣氛，降低窯溫，增加能耗，還會使窯內(nèi)溫度分布不均勻。窯內(nèi)壓力是指氣體系統(tǒng)所具有的靜壓。 對于浮法玻璃熔窯內(nèi)的溫度要求橫向溫差越小越好，縱向溫度要嚴格執(zhí)行工藝制度。溫度制度是指沿熔化部窯長方向的溫度分布。 池窯的工藝制度包括溫度、壓力、泡界線、液面、氣氛和換向等。熔窯熔制四穩(wěn)作業(yè)（即溫度穩(wěn)、壓力穩(wěn)、泡界線穩(wěn)、液面穩(wěn)）對于獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗、長窯齡起了重要作用。不同玻璃產(chǎn)生二次氣泡的原因不同，一般產(chǎn)生的原因有鹽類的繼續(xù)分解、溶解氣體的析出、耐火材料氣泡作用、其他化學反應(yīng)。因此在實際生產(chǎn)過程中，冷卻部一般不采用強烈的冷卻措施，而且嚴格采