浮法玻璃退火窑培训教材

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1、第五篇退火基本理论玻璃退火窑是改善玻璃应力的设备，它直接影响玻璃成品率及玻璃的后续处理，在玻璃生产中处于重要位置。玻璃产品的性能、生产规模及质量决定退火窑的退火特点，因而不同产品退火窑的结构会存在着差异。现在的浮法玻璃退火窑为适应浮法玻璃退火特点，已能够处理大吨位锡槽生产的玻璃原片，具有现代化的自动控制技术，产品能够适应各种平板用户对浮法玻璃的要求。目前，浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑，就其结构而言，它包括辊道和壳体两部分。世界上在制造该种退火窑方面较著名的公司有两家，一家是起步最早的比利时CUND公司，另一家为法国STEIN公司，两家产品各有特点，C

2、UND公司以冷风工艺为基础，而STEIN公司则以热风工艺为基础，其他部分基本上趋于一致。退火窑壳体按照CUND公司一般分为A0区、A区、B区、C区、D区、RET区、E区和F区，而STEIN公司则分为A0区、A区、B区、C区、E。区、D区、E区和F区。虽然在过渡区和重要退火区的叫法不一，各部分的功能是一致的。退火窑辊道由传动系统和辊子组成。辊子一般采用钢辊。退火窑前端的部分辊子的高度可调，以适应玻璃带出锡槽时的爬坡。退火窑传动一般包括两个传动站，当退火窑运行时，直接带动退火窑辊道的为主传动,另一个为从传动，从传动以主传动95%的速度运行，一旦主传动故障，从

3、传动迅速代替主传动。也有的退火窑除了两个主要传动外还带一个小电机传动。一、玻璃退火的基本原理高温下成型的玻璃制品冷却时会产生不同程度的应力。玻璃退火的目的是最56大限度地消除或减弱制品中的残余应力和光学不均匀性，稳定玻璃内部结构。这种应力在玻璃中分布不均匀，会大大降低玻璃制品的机械强度和热稳定性，对玻璃的各种性质都有影响。玻璃没有固定的熔点，从高温冷却下来时由典型的液态转变成脆性的固态物质要经过一个温度区域，这个温度区域被称为转变温度区域。其上限温度称为软化温度Tf（η=109泊），下限温度称为转变温度Tg（η=1013泊）。在Tg以下的适当温度范围内，

4、玻璃的分子仍能进行位移，可以消除玻璃中热应力和结构状态的不均匀性，但此时玻璃的粘度值已经很大，其外形的改变几乎测不出来，我们称这一区域为玻璃的退火区域。其粘度范围值在1013～1017泊。一般规定玻璃制品在某一温度下能在15分钟内消除全部应力或3分钟能消除95%内应力，则称该温度为退火上限温度。在16小时内才能全部消除或在3分钟内仅消除5%的应力，该温度称为退火下限温度。在退火下限温度以下玻璃就完全处于弹性状态，该温度点也称应变点。一般以粘度1013泊对应的温度作为退火上限温度，以粘度1014.6泊对应的温度作为退火下限温度。1、玻璃内应力这里讲的应力是

5、指热应力。玻璃内部因在生产和使用过程中存在温度差而产生的应力称为热应力。由于玻璃在冷却过程中热历史不同，热应力可分为暂时应力和永久应力两种。1）暂时应力（也称温度应力）处于弹性状态下的玻璃，在冷却过程中，由于其导热性较差，它的外层和内层就产生了温度梯度。靠近表面的外层温度较内层低，外层力图收缩，但温度较高的内层要予以阻止。所以在冷却时玻璃外层受张应力，内层受压应力。如果玻56璃中的温度梯度消失，上述应力也随之消除。这种取决于温度差的应力即为暂时应力。暂时应力只存在于弹性变形温度范围的玻璃中，即在玻璃应变温度以下存在温度梯度才能产生。暂时应力的大小取决于玻

6、璃的温度梯度和玻璃的膨胀系数。2）永久应力（也称残余应力）：当玻璃的温度处于退火温度区域时，由于处在塑性状态下的玻璃内部质点的运动，消除了因温度梯度产生的应力，并使玻璃在通过这一区域冷却时能保持一定的温度梯度而没有内应力，即应力松弛。当玻璃从退火温度区域急剧冷却，外层已硬化，处于弹性状态，内层还处于塑性状态时，内层冷却要收缩，而硬化的外层却阻止其收缩，这样外层就受压应力，内层就受张应力。在玻璃继续降温到转变点温度以下后，由于内外温差的存在将产生暂时应力，暂时应力与退火温度区域产生的玻璃内应力方向相反，可以部分或全部相互抵消。但当玻璃内温度梯度消失后，暂时

7、应力随之消失，高温时处于塑性状态下的玻璃内部应力松弛的结果便表现为不可消除的残余应力。这种应力叫做永久应力。永久应力取决于退火区域内玻璃的冷却速度、温度梯度、粘度及厚度等。除了热应力所造成的永久应力外，玻璃中的化学不均匀也能产生永久应力。当玻璃中存在条纹、结石等缺陷时，由于这些缺陷与玻璃基体之间存在物理性能上的差别，就会产生永久应力。这种永久应力在退火阶段是无法消除的，只能在熔制阶段解决。3）应力的作用永久应力的存在常常在生产和使用过程中带来以下问题：a、过大的永久应力会使玻璃在生产和使用过程中炸裂。56b、由于永久应力的存在使光学精密仪器产生双折射而影

8、响仪器的工作精度。c、永久应力存在的情况下，长期高温使用仪器时会使光学零件产生形