超薄玻璃板品質的控制

張為方

摘要：玻璃液由通道流到成型的設備區內，通過成型設備運轉和控制，最后形成玻璃板；合格的玻璃板是有品質數據要求的，在玻璃板的成型過程中，必須對玻璃板的品質數據要嚴格的控制和調整。成型設備里對超薄玻璃板品質數據的控制，主要是對玻璃板的厚度、應力和翹曲的控制，以及影響板厚度、應力和翹曲的因素，如何對策和調整，對它們產生的原因分析，以及對策調整的手段和方法等。

關鍵詞：超薄玻璃板；下拉法；厚度；應力；翹曲

中圖分類號：TQ171.7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）06-127-02

引言

超薄玻璃板的生產，目前應用較多、較先進的也是能生產較薄的玻璃板的方法，主要是：溢流下拉法。溢流下拉法由成型生產設備完成：玻璃熔液經過通道的供料管，由于重力的作用，進入成型區，最下端匯合，重新形成一條玻璃帶，隨著玻璃帶的不斷形成，加上外力的作用（用拉邊機、牽引輥牽引玻璃帶的兩邊），形成的玻璃帶逐漸展薄、拋光、冷卻、硬化，就形成了我們需要的玻璃板。超薄玻璃板的成型過程是控制玻璃液逐漸降溫凝固以達到預定形態的過程。

1.超薄玻璃板的厚度控制

玻璃板在成型過程中，必須保證玻璃板品質區內的厚度符合控制要求。并保持厚度的一致性和均勻性。控制玻璃板的厚度主要通過以下幾種方式：

1.1粗調：調整玻璃板的整體厚薄

（1）控制流量：通道系統供料管的來料流量越大，厚度越厚。流量控制主要通過窯爐的加料多少和控制通道的溫度來達到，正常穩定生產時，如果來料量波動，來料量增加，近端厚度相對比遠端厚度厚，反之則相反。

（2）控制成型區上端的溫度：成型區上端通過SiC棒控制側面空間的溫度，達到調節流量與粘度的目的，能改變玻璃液在溢流磚表面的流動分布，從而能調整玻璃板的厚度。成型區上端的溫度相對越高，玻璃液從遠端流出就越多，相對玻璃板遠端越厚。

（3）控制玻璃板的橫向寬度：要想保持玻璃板的厚度均勻，首先要控制玻璃板的寬度穩定，由于玻璃板的橫向表面張力將促使玻璃帶橫向收縮，造成玻璃帶薄厚不均，為了克服玻璃帶橫向表面張力的橫向收縮，必須使用拉邊機等機構來控制玻璃板的橫向寬度。在玻璃液帶成板的過程中，玻璃液帶的橫斷面始終維持質量守恒關系，即縱向變形增加的同時會導致橫向方向的收縮，即：質量守恒定律。

1.2細調：調整玻璃局部厚薄

（1）調節成型機構兩邊冷風管的流量大小，對策玻璃板局部過厚或過薄。根據所要優化的厚度區域所對應的風管位置，依據厚度的變化情況，進行逐步調整，增加風量。區域厚度變厚，減小則相反。調整時先進行試探性動作進行調整，觀察厚度變化區域是否一致，再進行優化。

（2）調整成型區上端相應設備的傾角。使玻璃遠端和近端厚度均勻，此方法正常生產時一般不輕易動作。

2.玻璃板應力調整

通常認為水平方向的溫度梯度是產生應力的主要原因，應力控制主要是調節退火爐的溫度，調整合理的溫度梯度。當溫度梯度降低時，應力相對減小。溫度較高的部分會形成壓應力，需要冷卻。溫度較低的部分會形成拉應力，需要加熱。玻璃形狀的改變會產生拉伸應力，可以運用溫度控制的方式產生壓應力將兩者抵消。

（1）成型區中段的溫度設定，玻璃板在成型區中段的溫度高低，玻璃板在成型區中段的定型好壞，直接關系著玻璃板在成型區下端的退火狀態。成型區中段內溫度的設定與應力的密切。

（2）冷卻空氣如果產生局部較冷的區域會造成溫度梯度變大，大的變化會影響局部的厚度分布及溫度。

（3）玻璃的流量分布變化：成型區上端相關設備角度的改變，流量異常。玻璃成份改變，熱量分布變化，厚度及厚度斜率的改變，端部溫度的改變。由于厚度差異造成的溫度差異會影響應力。較薄的區域，溫度較低，造成較多的拉伸應力（+stress）。較厚的區域，溫度較高，造成較多的壓縮應力（-stress）。

（4）玻璃尺寸：玻璃寬度及垂直切割邊的設定。

（5）物理設定：牽引輥的缺陷、水平或咬和的狀態。HBOD的劃線和掰斷狀態。玻璃被外力影響，產生扭轉及機械的應力。玻璃形狀及BOW的形狀。

①水平應力：物理的設定影響玻璃的形狀，然后玻璃的形狀會影響應力。當玻璃形狀改變。應力會由拉伸變成壓縮。或從壓縮變成拉伸。物理設定也會影響玻璃的穩定性及移動。晃動的情形越多會造成應力的越不穩定。

②垂直應力：玻璃牽引裝置位置的改變，影響垂直應力非常的大，些微的晃動以及玻璃的移動，都會影響垂直應力及的穩動性。

3.玻璃板翹曲調整

3.1翹曲產生的原因

（1）熱量的不平均：在玻璃的冷卻過程中，在同一片玻璃內有發生溫度差過大的現象。

（2）玻璃黏度控制不當，造成因重力所產生的皺折。由于重力下拉造成黏稠性的彎曲。由于滾輪受損或偏心旋轉造成的移動。切割時以及機器手臂折玻璃時造成玻璃暫時性的不穩定，對翹曲的影響

（3）機械的干擾：受到外力所干擾造成玻璃在退火過程中彎曲或變形。如牽引夾持狀態，HBOD的劃線和掰斷狀態等。

3.2翹曲控制要點

（1）從900℃-550℃是翹曲產生的關鍵區間，冷卻曲線必須精確控制：冷卻速率（溫度曲線）、拉邊設備狀態、拉引裝置狀態和夾緊張力、流量的精確控制、環境的控制（空氣對流）。

（2）玻璃在一定溫度之上，溫度足夠高到可以很快的釋放。此時對應力和翹曲的影響并不十分致命。

（3）冷卻時需以一定的速率冷卻玻璃，在玻璃凝固時產生足夠的張力，來將玻璃拉平。

4.結束語

以上是對超薄玻璃板品質數據（厚度、應力和翹曲）在成型區控制的簡單探討，而且影響玻璃板品質數據的因素很多，都要以現場的實際情況而定，而且調整厚度、應力和翹曲時，不能簡單地考慮單一因素，他們之間都互有關聯，很多的因素即影響厚度，同時也影響到應力和翹曲。