钢化玻璃平整度的控制

钢化玻璃平整度的控制

目前绝大部分钢化玻璃是采用水平钢化技术生产制造的，水平钢化技术生产的钢化玻璃在玻璃平整度的方面虽然比垂直吊挂生产方法生产的钢化玻璃在平整度方面有了很大的改善，一方面没有了吊挂部位的夹钳印，另一方面玻璃在石英辊道上运动就象被放在一个模具上一样在很大程度上限制了软化玻璃的变形，但是，水平钢化玻璃的变形仍然是影响钢化玻璃质量的重要因素。国家标准规定：平型钢化玻璃的平面弯曲度，弓形弯时应不超过0．5 ，波形弯时弯曲度应不超过0．3 。，钢化玻璃的平整度差和厚薄不均在使用时一方面造成玻璃的反射光学变形，另一方面也会产生光学畸变，用于夹层玻璃时会造成合片后的夹层玻璃厚薄不均，引起光学上的变形，更进一步影响产品的视觉效果，夹层玻璃的局部变薄还会影响产品的粘结性能；若钢化玻璃弯曲度不好，应用于中空玻璃时，在挤压合片时会造成异丁胶不均，影响外观质量，也影响密封质量，并且可能造成局部超厚，进一步影响安装。因此控制

钢化玻璃的平整度非常重要。

1 引起钢化玻璃弯曲的原因分析

钢化玻璃的变形主要来自丽方面；首先是辊道的精度问题，其次就是应力不均匀问题。

1 辊道存在问题引起的钢化玻璃平整度不良

1．1．1 加热辊道变形

通常，水平辊道钢化炉的辊道是由熔融石英或陶瓷材料制成的，其具有很好的耐热冲击性和热稳定性，但由于有时其内部结构的不均匀性可能导致在加热时特别是高温下产生热变形。

辊道的热变形必然引起辊道的弯曲，也必然引起在其表面运动的玻璃产生变形。

1．1．2 辊道被磨损

辊道经过长时间地使用和反复的清理，必然导致辊道的磨损，特别是在清理辊道上粘接的比较牢固的杂质时，通常都使用打磨的方法进行清理，长期的使用和多次的清理会导致辊道磨失不均，一方面在同一辊道上出现粗细不均或出现偏心，另一方面辊道与辊道之间有时由于不同时更换却同时使用，粗细不均的新旧辊道或磨损程度不同的辊道同时使用也会导致辊道粗细不均。以上结果的出现将导致辊道运行表面的不平，玻璃在这种不平的辊道上最终被加热到软化温度并在不平的辊道上进行传动，软化的玻璃肯定会出现变形，玻璃这种变形保留

到玻璃被增强以后会使钢化后的玻璃产生变形。

1．1．3 风栅辊道变形

玻璃在加热炉加热后迅速被传递到风栅辊道上，此时玻璃仍处于软化状态，风栅辊道如果变形必然影响玻璃的平整度，而最容易使风栅辊道变形的原因主要有两种：一是传动辊道弯曲，

二是辊道表面的隔热材料缺损。

1．2 由于加热温度不均引起的热变形

1．2．1 玻璃在加热时上下表面存在温差当玻璃被传递到加热辊道上时，玻璃的下表面与辊道接触，加热辊道直接以传导的方式与玻璃进行热交换，玻璃的上表面则是通过热辐射的方式加热玻璃的上表面，下表面的传热速度高于上表面的传热速度，当不采取热平衡辅助加热

时，玻璃的上表面温度低于下表面的温度，而在开始加热时玻璃是典型的弹性体，玻璃的热膨胀系数又比较高(玻璃的线膨胀系数为9×10 ／。C) ，由于下表面温度高于上表面温度，下表面的膨胀速度高于上表面，使玻璃向上弯曲即玻璃周边翘离辊道，形成玻璃中间被加热且只有中间被辊道支撑，当玻璃被继续加热时与辊道接触的位置首先达到软化温度并承受玻璃的全部重量，玻璃的中间部位会发生“流动” 变形，中问部位变薄导致出现辊道印痕甚至是光学变形，另一方面当玻璃全部被加热到软化温度后玻璃展平，但温差并未消失，这种带有温差的玻璃被均匀冷却到室温时玻璃热面的收缩大于冷面的收缩而形成向热面的弯曲。

1．2．2 中间和边部存在温差引起玻璃变形

玻璃在加热炉内加热时，如果最终玻璃的中部温度高于边部温度，玻璃在冷却过程中，热的中间部位收缩大于冷的边部收缩，最终玻璃被冷却到室温且温差消失时，玻璃的边部尺寸就会大于中间尺寸，在玻璃的边部形成较大的压缩应力，为平衡这种不均匀的应力玻璃呈现马鞍型形状。同样，一块玻璃在加热炉内被加热，如果最终延平面的温度分布是边部高于中部，玻璃在冷却过程中，较热的玻璃边部收缩量大于较冷的中间部位收缩量，最终玻璃被冷却到室温且温差消失时，玻璃的中间尺寸就会大于边部尺寸，在玻璃的边部形成较大的张应力状态，为平衡这种不均匀的应力玻璃最终呈现锅形状态且这种状态是双向的，即玻璃中间的凸

出会向两个方向改变。

I ．2．3 随机的温度分布不均

以上两种温度分布不均主要是由于操作不当引起的，随机的温度分布不均可能由于设备状态不良引起的，钢化炉的加热丝有局部的损坏、温度传感器的位置发生改变或失真、玻璃在辊道上的码放不合理等均会使玻璃受热不均，这种随机的温度分布不均将导致玻璃平面方向上在加热时产生不均匀的温度分布，玻璃在冷却收缩时不同的区域发生不规则的和没有规律的

收缩将导致玻璃平整度不良。

1．3 冷却不均引起的热变形

众所周知，玻璃加热到软化点之后被迅速冷却，在玻璃的表面产生足够的压应力，在玻璃的内部产生与压应力相平衡的张应力的过程就是玻璃的钢化，钢化后的玻璃在受到外力作用时首先释放压应力，然后再在玻璃表面产生张应力从而使钢化玻璃的强度高于普通玻璃。钢化玻璃是存在永久应力的玻璃，在玻璃内部应力不平衡时也会产生变形：当上表面的压应力大于下表面的压应力时为平衡应力玻璃向下弯曲，同样，当下表面的压应力大于上表面的压应力时为平衡应力玻璃向上弯曲，玻璃在冷却过程中由于上下两表面冷却速度不均，冷却速度

快的表面产生的应力大于冷却速度慢的表面。

2 控制钢化玻璃平整度的对策

2．1 针对加热辊道变形的对策在玻璃钢化前让辊道有足够的时间预热，使得辊道受热均匀，消除应力，减少辊子的应力变形。针对辊道磨损，在清理辊子时需打磨整个辊子，尽量避免打磨辊子的局部，使辊子磨损均匀，保持辊子的一致性。并且时常检查调整辊道的高度，使辊道在运行时上表面为一个平面，以保持玻璃表面的平整。风栅辊道的结构是在金属辊道表

面缠绕尼龙绳作为隔热材料，玻璃在风栅里炸裂容易将尼龙绳割断，造成辊道表面不平，要

及时检修，更换尼龙绳。2．2 针对因加热温度不均而引起的热变形的控制对策

(1)针对上下表面存在温差，当玻璃向上弯曲时，说明玻璃上表面温度高。应当降低上表面温度，同时为保持玻璃整体的加热温度不变，适当提高下表面的温度； 当玻璃向下弯曲时，说明下表面温度高与上表面温度，需适当降低下表面温度，同时提高上表面温度。若在调节温度时，钢化成品率及钢化质量受到影响，则分别适当延长加热时间或减少加热时间。

(2)针对因中间和边部存在温差引起的玻璃变形，如果玻璃呈现马鞍型形状时说明炉体保温不好或者是温度设定值边缘偏低，需调节边缘的温度设定值；当玻璃呈现锅底形状时，若由

于是热历史的

原因造成需暂不码放玻璃，先空炉运转，使炉内温度分布均匀后然后再上片；若是温度设定

问题，需调整温度设定参数，使炉内温度分布均匀。

(3)针对随机的温度不均，则需及时检修设备，避免设备状态不良，常清理温度传感器附近的玻璃渣，使温度传感器所感受的温度是准确的炉温，同时在上片是避免多炉以同一状态码

放。

2．3 针对因冷却不均而引起的热变形的控制对策对于在冷却过程中产生的应力不均，可以通过调整风栅的风压来调节玻璃表面的冷却速率。若玻璃向下弯曲这可以通过加大风栅底部的风压提高玻璃下表面的冷却速率来调节；若玻璃朝上弯曲，需要通过增加风栅上部的风压

加大玻璃上表面的冷却速率来调节。

3 结 论

通过上述对策对钢化玻璃平整度的有效控制，能将钢化玻璃的弯曲度控制在0．15 以下， 只

有更好的提高钢化玻璃平整度，才能使钢化玻璃得以更广泛的推广使用。