超薄玻璃板品質(zhì)的控制

張為方

摘要：玻璃液由通道流到成型的設(shè)備區(qū)內(nèi)，通過(guò)成型設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)和控制，最后形成玻璃板；合格的玻璃板是有品質(zhì)數(shù)據(jù)要求的，在玻璃板的成型過(guò)程中，必須對(duì)玻璃板的品質(zhì)數(shù)據(jù)要嚴(yán)格的控制和調(diào)整。成型設(shè)備里對(duì)超薄玻璃板品質(zhì)數(shù)據(jù)的控制，主要是對(duì)玻璃板的厚度、應(yīng)力和翹曲的控制，以及影響板厚度、應(yīng)力和翹曲的因素，如何對(duì)策和調(diào)整，對(duì)它們產(chǎn)生的原因分析，以及對(duì)策調(diào)整的手段和方法等。

關(guān)鍵詞：超薄玻璃板；下拉法；厚度；應(yīng)力；翹曲

中圖分類號(hào)：TQ171.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-3024（2016）06-127-02

引言

超薄玻璃板的生產(chǎn)，目前應(yīng)用較多、較先進(jìn)的也是能生產(chǎn)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(chǎn)設(shè)備完成：玻璃熔液經(jīng)過(guò)通道的供料管，由于重力的作用，進(jìn)入成型區(qū)，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(jī)、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(guò)程是控制玻璃液逐漸降溫凝固以達(dá)到預(yù)定形態(tài)的過(guò)程。

1.超薄玻璃板的厚度控制

玻璃板在成型過(guò)程中，必須保證玻璃板品質(zhì)區(qū)內(nèi)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(guò)以下幾種方式：

1.1粗調(diào)：調(diào)整玻璃板的整體厚薄

（1）控制流量：通道系統(tǒng)供料管的來(lái)料流量越大，厚度越厚。流量控制主要通過(guò)窯爐的加料多少和控制通道的溫度來(lái)達(dá)到，正常穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)，如果來(lái)料量波動(dòng)，來(lái)料量增加，近端厚度相對(duì)比遠(yuǎn)端厚度厚，反之則相反。

（2）控制成型區(qū)上端的溫度：成型區(qū)上端通過(guò)SiC棒控制側(cè)面空間的溫度，達(dá)到調(diào)節(jié)流量與粘度的目的，能改變玻璃液在溢流磚表面的流動(dòng)分布，從而能調(diào)整玻璃板的厚度。成型區(qū)上端的溫度相對(duì)越高，玻璃液從遠(yuǎn)端流出就越多，相對(duì)玻璃板遠(yuǎn)端越厚。

（3）控制玻璃板的橫向?qū)挾龋阂氡３植ＡО宓暮穸染鶆颍紫纫刂撇ＡО宓膶挾确€(wěn)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(jī)等機(jī)構(gòu)來(lái)控制玻璃板的橫向?qū)挾取Ｔ诓Ａб簬С砂宓倪^(guò)程中，玻璃液帶的橫斷面始終維持質(zhì)量守恒關(guān)系，即縱向變形增加的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致橫向方向的收縮，即：質(zhì)量守恒定律。

1.2細(xì)調(diào)：調(diào)整玻璃局部厚薄

（1）調(diào)節(jié)成型機(jī)構(gòu)兩邊冷風(fēng)管的流量大小，對(duì)策玻璃板局部過(guò)厚或過(guò)薄。根據(jù)所要優(yōu)化的厚度區(qū)域所對(duì)應(yīng)的風(fēng)管位置，依據(jù)厚度的變化情況，進(jìn)行逐步調(diào)整，增加風(fēng)量。區(qū)域厚度變厚，減小則相反。調(diào)整時(shí)先進(jìn)行試探性動(dòng)作進(jìn)行調(diào)整，觀察厚度變化區(qū)域是否一致，再進(jìn)行優(yōu)化。

（2）調(diào)整成型區(qū)上端相應(yīng)設(shè)備的傾角。使玻璃遠(yuǎn)端和近端厚度均勻，此方法正常生產(chǎn)時(shí)一般不輕易動(dòng)作。

2.玻璃板應(yīng)力調(diào)整

通常認(rèn)為水平方向的溫度梯度是產(chǎn)生應(yīng)力的主要原因，應(yīng)力控制主要是調(diào)節(jié)退火爐的溫度，調(diào)整合理的溫度梯度。當(dāng)溫度梯度降低時(shí)，應(yīng)力相對(duì)減小。溫度較高的部分會(huì)形成壓應(yīng)力，需要冷卻。溫度較低的部分會(huì)形成拉應(yīng)力，需要加熱。玻璃形狀的改變會(huì)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，可以運(yùn)用溫度控制的方式產(chǎn)生壓應(yīng)力將兩者抵消。

（1）成型區(qū)中段的溫度設(shè)定，玻璃板在成型區(qū)中段的溫度高低，玻璃板在成型區(qū)中段的定型好壞，直接關(guān)系著玻璃板在成型區(qū)下端的退火狀態(tài)。成型區(qū)中段內(nèi)溫度的設(shè)定與應(yīng)力的密切。

（2）冷卻空氣如果產(chǎn)生局部較冷的區(qū)域會(huì)造成溫度梯度變大，大的變化會(huì)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(qū)上端相關(guān)設(shè)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(huì)影響應(yīng)力。較薄的區(qū)域，溫度較低，造成較多的拉伸應(yīng)力（+stress）。較厚的區(qū)域，溫度較高，造成較多的壓縮應(yīng)力（-stress）。

（4）玻璃尺寸：玻璃寬度及垂直切割邊的設(shè)定。

（5）物理設(shè)定：牽引輥的缺陷、水平或咬和的狀態(tài)。HBOD的劃線和掰斷狀態(tài)。玻璃被外力影響，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)及機(jī)械的應(yīng)力。玻璃形狀及BOW的形狀。

①水平應(yīng)力：物理的設(shè)定影響玻璃的形狀，然后玻璃的形狀會(huì)影響應(yīng)力。當(dāng)玻璃形狀改變。應(yīng)力會(huì)由拉伸變成壓縮。或從壓縮變成拉伸。物理設(shè)定也會(huì)影響玻璃的穩(wěn)定性及移動(dòng)。晃動(dòng)的情形越多會(huì)造成應(yīng)力的越不穩(wěn)定。

②垂直應(yīng)力：玻璃牽引裝置位置的改變，影響垂直應(yīng)力非常的大，些微的晃動(dòng)以及玻璃的移動(dòng)，都會(huì)影響垂直應(yīng)力及的穩(wěn)動(dòng)性。

3.玻璃板翹曲調(diào)整

3.1翹曲產(chǎn)生的原因

（1）熱量的不平均：在玻璃的冷卻過(guò)程中，在同一片玻璃內(nèi)有發(fā)生溫度差過(guò)大的現(xiàn)象。

（2）玻璃黏度控制不當(dāng)，造成因重力所產(chǎn)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(zhuǎn)造成的移動(dòng)。切割時(shí)以及機(jī)器手臂折玻璃時(shí)造成玻璃暫時(shí)性的不穩(wěn)定，對(duì)翹曲的影響

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

3.2翹曲控制要點(diǎn)

（1）從900℃-550℃是翹曲產(chǎn)生的關(guān)鍵區(qū)間，冷卻曲線必須精確控制：冷卻速率（溫度曲線）、拉邊設(shè)備狀態(tài)、拉引裝置狀態(tài)和夾緊張力、流量的精確控制、環(huán)境的控制（空氣對(duì)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(shí)對(duì)應(yīng)力和翹曲的影響并不十分致命。

（3）冷卻時(shí)需以一定的速率冷卻玻璃，在玻璃凝固時(shí)產(chǎn)生足夠的張力，來(lái)將玻璃拉平。

4.結(jié)束語(yǔ)

以上是對(duì)超薄玻璃板品質(zhì)數(shù)據(jù)（厚度、應(yīng)力和翹曲）在成型區(qū)控制的簡(jiǎn)單探討，而且影響玻璃板品質(zhì)數(shù)據(jù)的因素很多，都要以現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況而定，而且調(diào)整厚度、應(yīng)力和翹曲時(shí)，不能簡(jiǎn)單地考慮單一因素，他們之間都互有關(guān)聯(lián)，很多的因素即影響厚度，同時(shí)也影響到應(yīng)力和翹曲。