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浮法玻璃生产过程中的退火制度及常见的退火问题

      玻璃的退火

      浮法玻璃生产中,玻璃带出锡槽后的冷却是至关重要的。

      玻璃带由于在退火窑中冷却快,或在宽度方向上温度分布不均匀而产生的温差会使玻璃产生很大的应力。大的应力会导致玻璃出现炸裂及热态、冷态切割困难,严重时玻璃还会在存放及机械加工过程中自行破裂。

      玻璃的退火就是将玻璃在冷却过程中所产生的应力控制在允许值的范围内。 

      1.1 玻璃的应力

      玻璃在冷却过程中产生的应力分为:端面应力(厚度方向)和平面应力(宽度方向);这些应力包括:暂时应力和永久应力。

      ①端面应力:是由在冷却过程中厚度方向上不可避免地产生温度梯度而造成的应力。

      ②平面应力:是由在冷却过程中宽度方向上温度分布不均匀而造成的应力。

      ③ 暂时应力:在玻璃中随温度梯度的存在而存在,随温度梯度的消失而消失的应力。

      ④ 永久应力:当玻璃中温度梯度消失后残留的应力。

      由于玻璃化学组成不均匀导致结构上的不均匀而产生的应力,亦属永久应力。这种应力显然是不能用退火的方法来消除的。

      浮法玻璃退火窑

      全钢全电自动调温浮法退火窑,纵向分成十个区,横向分成五个区,各区温度均可单独调节。浮法退火窑的作用就是按预定的冷却曲线将玻璃板从出锡槽的温度冷却到足以切割和搬运的温度(~70 °C)。
 
      2.1 退火窑各区主要结构及功能

      ① A区:退火前区。该区使玻璃板温度尽可能均化,并通过自动控制达到退火上限温度。本区各节设有上下电加热抽屉及管束式辐射冷却器(顺流循环冷却)。

      ② B区:退火区,是玻璃带易产生永久应力区。该区将玻璃板以合适的速度冷却到退火下限温度,使玻璃的残余应力控制在允许范围内。因此,控制好该区的冷却速度可减少永久应力,提高退火质量。本区各节设有边部电加热箱、上下电加热抽屉及多层管束式辐射冷却器。(热风逆流循环冷却)

      ③ C区:退火后区。该区对玻璃板继续进行温降的自动控制,在不产生过大的暂时应力条件下提高冷却速度,使玻璃的暂时应力控制在合适的范围内。本区各节设有边部电加热箱及多层管束式辐射冷却器。(热风逆流循环冷却)

      以上三区为退火窑的保温区,窑体由内外壳构成,中间充填保温棉。各节退火窑侧墙设由观察孔与清扫孔,各区之间设有挡板隔开,由系统中的蝶阀或退火窑加热元件来调节温度,也可手动调节。

      ④ D区:过渡区。单层密闭,不加热,不调温。

      ⑤ Ret区(分Ret1、Ret2两个区):热风循环区。该区采用可调温的热风循环系统实现对玻璃板的直接强制对流冷却。各个区顶部设由若干排扇形风嘴,每排分五区,下部设有横向不分区的长形扁风嘴,可单独用人工控制每区的风量。此区尽量密闭,在每个区前后设有活动门,壳体下面设有掏碎玻璃的门,每区设有冷却风机一台,热风循环使用,冷却风温度由热电阻控制掺冷风的蝶阀开度来保证。

      ⑥ E区:过渡区。该区无冷却设备。

      ⑦ F区:强制冷却区(分F1、F2、F3三个区)。该区采用室内空气对玻璃板进行直接强制对流冷却。在各个区上部设由若干排横向分五区扇形风嘴,下部设有横向不分区的长形扁风嘴,均用人工控制蝶阀调节风量。

      退火窑温度制度

      3.1纵向温度

      正常生产时退火窑各区热电偶给定温度范围

      A区上部:535~550℃ A区下部:550~565℃

      B区上部:450~470℃ B区下部:470~490℃

      C区上部:345~360℃ C区下部:350~365℃

      Ret区: 140~150℃

      退火窑进口温度:600±10℃;出口温度:60~70℃

       3.2横向温度

      进入退火窑的玻璃带,其边部和中部要维持较小温差。

      ① 正常厚度玻璃

      A区:中间比边部高10°C左右

      B区:中间比边部高5°C左右

      C区:中间比边部低5°C左右

      Ret区:中间比边部低10°C左右

      F区:中间温度稍低于边部

      ② 厚玻璃

      A区:中间比边部高5°C左右

      B区:中间比边部高10°C左右

      C区:中间比边部低20°C左右

      Ret区:中间比边部低10°C左右

      F区:中间温度稍低于边部

      上述温度设置应根据不同产量、厚度及玻璃板实际应力曲线作适当调整。

       3.3玻璃板上、下温差

      退火窑上、下空间温差维持在下部空间温度比上部空间温度高5~10°C左右,C区以后差值小一些,以此来补偿传动辊子带走的热量,使玻璃板上、下表面温度趋于一致。

      如果玻璃带上表面温度比下表面高,出退火窑的玻璃带就会翘曲,“向上鼓”;反之就会“向上弯”。

      退火过程中玻璃板炸裂的处理

      4.1纵向炸裂

      玻璃板边部由于张应力过大(边部太紧)而纵炸。

      在退火区,如果玻璃板边部温度比中间高得多,会出现纵炸;

      在退火区之后,如果玻璃板边部温度比中间低得多,也会出现纵炸。

      产生温差的原因:

      a. 在退火区玻璃板中间冷却强度太大;

      b. 在退火区之后玻璃板边部冷却强度太大;

      c. 敞开区(Ret区、F区)厂房内气流太大;

      d. 生产厚玻璃时玻璃板边薄。

      处理方法:

      a. 用棍棒从边上撬裂,将炸口从一侧引出,用保温棉盖住炸裂口或用木条烧断,阻止炸口延伸。

      b. 在退火区减少玻璃板中间的冷却强度,或减少玻璃板边部的加热;

      c. 裂纹处伸到C区、D区,适当升高C区边部温度。

      d. 裂纹在RET区和RET区以后发生,适当增加RET区或F区该部上表吹风量或适当减少RET区或F区上表其余部分吹风量。

      e. 为解决生产厚玻璃时边薄的问题,可在过渡辊台、D区、Ret区出口处设置临时燃烧装置。

       4.2横向炸裂

      横向炸裂一种情况是玻璃中有大夹杂物、辊子弯曲、锡槽出口温度高、玻璃变形大,或锡槽挡边轮作用力过大造成边部大幅度变形引起。另一种情况是由于边部压应力过大(边子太松),玻璃板呈波浪形弯曲而引起的炸裂。在退火区之前产生的波浪形弯曲称为波形弯曲,在退火区之后产生的波浪形弯曲称为凹凸变形。
①波形弯曲产生的原因:

      a. 锡槽出口玻璃板温度过高,玻璃硬度不够,在A区受辊子形状影响产生波形弯曲。波形间距离等于辊子的间距;

      b. 在A区,某一根辊子不在规定标高上。

      c. 锡槽边部锡液温度太低,导致玻璃板边部温度低。这会产生永久应力,因为这些波形永久不会消失,退火窑内玻璃带速度愈快,这个温差愈不易在退火过程中解决。

      d. 在过渡辊台处有强的空气流,导致玻璃带边部温度低,

      e. 由于A区横向加热、冷却不合理造成边部温度低。

      f. A区密封不好,退火窑内有气流。

      处理方法:

      a. 整锡液温度及锡槽温度制度,提高玻璃板边部温度,适当降低锡槽出口温度;

      b.加强过渡辊台处的密封;

      c.在边部安装临时燃烧装置;

      d.调整A区的加热和冷却,使用活动加热元件加热玻璃板边部;

      e.加强退火窑窑体密封。

      ② 凹凸变形产生的原因:

      a. 在退火区玻璃板边部过冷,产生很大的压应力(永久应力);

       b. 在退火区之后玻璃板边部过热,重新产生压应力(暂时应力)。

      处理方法:

      a. 在退火区减少玻璃板边部的冷却;

      b. 如凹凸变形是对称的,可在退火区增加玻璃板中间的冷却;

      c. 在退火区之后减少玻璃板边部的加热,或增加边部的冷却;

      d. 如凹凸变形是对称的,可在退火区之后减少玻璃板中间的冷却;

      e. 如玻璃板产生凹凸变形,在切割掰断时出现局部断裂,只需增加断裂侧的F区风量即可。

      4.3退火造成玻璃切割质量问题的处理

      ① 玻璃横掰时,出现退火问题的调整

      a. 横向掰断时,出现玻璃一侧(南侧或北侧)断面不整齐,主要由于横切时,玻璃一侧温度高,压应力大造成。

      调整:增加F区一侧(不整齐的一侧)吹风量或减少F区另一侧及中部吹风量适量。

      b. 横向掰断时,出现中部切断面不“整齐”。

      调整:增加F区边部吹风量或减少F区中部吹风量。

      c. 横向掰断时,不沿着刀痕造成断声很响,这时上表面压应力过大。

      调整:增加F区上表面吹风量或减少F区下表面吹风量。

      d. 横向掰断前,刀痕自动裂,这时上表面张应力过大。

      调整:增加F区下表面吹风量或减少F区板上吹风量。

      ② 在玻璃纵切、掰边时,出现退火问题的调整

      a. 玻璃一侧(南侧或北侧)自动裂,则刀痕自裂侧张应力大。

      调整:减少F区板上刀痕自裂侧吹风量适量。

      b. 玻璃两侧刀痕均在掰边前自裂。

      调整:同横掰刀痕自裂相同。

      c. 掰边时,不沿着刀痕裂,掰断不齐。

      调整:增加不好掰一侧F区板上吹风量,或减少F区中部及另一侧板上吹风量,减少F区板下吹风量适量。

      引头子期间退火窑的操作

      5.1 引头子前10分钟启动A、B、C区风机,检查设备运转情况,保证其稳定,A、B、C区温度手动控制,尽量避免使用A区下部电加热。

      5.2 当头子从锡槽出口挑上过渡辊台进入退火窑后,退火工跟着头子,通过观察孔密切注视头子的运行情况,发现炸裂、掉大块、有阻卡可能者,应立即用长钩子打碎,如发现玻璃断头子,应重新跟头子,直至将头子顺利送出退火窑封闭区。

      5.3 头子送出退火窑封闭区(即RET区)以后,关闭所有观察孔,保证退火窑的温度均匀,并根据玻璃板的退火质量,合理调整退火温度制度以满足正常生产退火的需要,而后启动RET区及F区风机,调整其冷却风量,保证玻璃板不炸裂和具有良好的切裁性。

      砸头子期间退火窑的操作

      6.1 配合锡槽操作人员把砸断玻璃带安全送入退火窑。

      6.2 将玻璃送入退火窑后,落下退火窑首端挡帘;玻璃带安全送出退火窑后,落下C区尾端挡帘。

      6.3 分段逐个打开各区观察孔和底门,观察退火窑传动辊上下有无碎玻璃,如有碎玻璃时,应及时组织清除,在清除碎玻璃时,应分段进行,清理一段、封闭一段,以尽量防止过多冷空气进入而影响保温。

      6.4 如果属于锡槽部分处理事故需要而砸头子,退火窑A、B、C 区仍按原生产指标控制设定值不变,全部打手动控制,RET区和F区风量风阀开度可适当临时关小或关死。

      6.5 如果急于停产检修需要而砸头子,则关、停退火窑所有电加热和冷却风机,待退火窑A、B、C区温度均降至室温(60℃)以后,方可停主传动,停产期间,退火工还应全面检查电加热系统和冷却系统仪表和控制系统的维修情况,如发现问题,及时提出解决,在维修期间要间隔盘车(无检修不得停主传动)。

      退火窑事故处理操作规程

      退火窑事故有如下几种:停电、停辊、挡帘掉落、停水。

      7.1 停电

      ① 停电时间不长,在15~20分钟之内,立即帮助锡槽处理停电事故,UPS供主传动。来电后,主传动、电加热、风机及时送电, 清除窑内玻璃渣,恢复一切正常操作程序即可。

      ② 若停电时间长,超过20分钟以上,应做如下工作:

      a. 1UPS也断电,拉开离合器,分段手动盘车,保护辊道不致弯曲。

      b. 来电后,同以上4.7.1.1来电后处理。

      ③ 当发现某辊停转,立即汇报并通知值班钳工赶到现场处理,处理办法如下:

      a. 若是吊挂辊(A、B、C、RET区的辊)立即将其降低辊位,使之不致接触玻璃,在玻璃生产保持正常情况下,查找停辊原因及时检修。

      b. 若是F区的固定辊,立即查找原因,快速处理,使生产尽快恢复正常。

      ④挡帘掉落

      发现挡帘掉落,立即找出具体位置,同时立即通知钳工到现场处理,打开壳体顶部的抢修孔检修,迅速恢复正常生产。

      ⑤ 停水

      当发现停水,必须立即上退火窑壳体顶部取出六台红外高温计,将红外高温计孔封好,来水后再将其恢复原位。

      改板操作规程

      接到改板通知后,要迅速检查一遍退火窑各区挡帘、风机、边火、边部冷却器和退火窑碎玻璃渣情况,发现问题立即处理并汇报值班经理。开始改板后,将退火窑各区温度设定为新参数值,并打“手动”调控,直至玻璃板稳定,温度达到设定值后恢复“自控”,若有个别点温度波动较大,可仍然用“手动”调控。温度点波动较大时,要检查挡帘等,必要时只能“手动”。
 
      8.1改板开始后,退火工必须认真观察过渡辊的情况,使玻璃板安全顺利地通过过渡辊,送入退火窑。当发现断板时,要立即处理并报告值班经理,杜绝大事故发生。

      8.2改板后的玻璃板到了退火窑D区后,要根据需要及时调整RET 区~F区风阀开度,如果有边火,要及时调整边火数量和位置,确保玻璃不炸板并顺利送至冷端切裁。

      8.3 若改板过程中发生炸板要及时处理,处理完炸板后要迅速清除板下搭在辊子上的玻璃块,以防玻璃下表划伤。

      8.4 当玻璃板厚度、内牙距、板宽等指标达到要求后,要积极主动迅速调整好退火温度、风阀开度、边火等,以保证良好的切裁和应力状况。

      8.5 板宽调整时,根据需要对退火窑A、B、C区边部温度作微调,同时对D-F区风阀边火作相应调整,从而保证良好的退火。

       操作注意事项

      9.1 按工作内容填写工作日志。

      9.2 正常生产时,不同品种玻璃的退火曲线应有技术部门制订,其他人员不可擅自更改。

      9.3 引头子时, 退火窑要按预定升温曲线升温, 以减少玻璃炸裂,保证头子畅通无阻(包括断炸头子后的新头子),防止玻璃在窑内自动叠板,要及时清理搭在辊子上的碎玻璃片。

      9.4 引头子时玻璃在C区或C区以前炸,或锡槽事故处理后, 应关掉F区风机, 必要时Ret区风阀也要关掉,待玻璃通过F区后再缓慢打开。

      9.5 退火工必须每2小时对退火窑的所有风机和主传动电机巡查一遍,出现问题及时处理;窑内碎玻璃也要及时清理,以免影响温度控制。

      9.6 生产不正常或进行生产调整时,如测量温度与设定温度偏差较大,应改用手动控制。

      9.7 发生停电事故时,应首先检查主传动,备用5.5kW电机是否正常运转,保证辊道不停止转动,必要时人工盘车,随时准备来电启动开车,以免造成辊子变形影响生产。

      9.8 经常与锡槽保持联系,控制好玻璃板走向,玻璃带中心与退火窑中心尽量重合,减少玻璃板在退火窑内的摆动。

      9.9 尽量防止冷风进入退火窑内,扒碎玻璃时少开操作门,且不能两边对开,以免穿堂风使玻璃板炸裂。

      9.10 定期检查退火窑内碎玻璃情况,特别是引头子或处理锡槽事故后,及时组织有关人员清理碎玻璃,不能因其过多,影响温度控制或阻挡玻璃带的运行及划伤玻璃。

      9.11 退火窑各区风机启动前应先将其进口或出口阀门关死,并盘车,待正常运转后,在缓缓打开手动阀。

      9.12 退火工应经常检查RET区和F区风阀手柄位置,如有滑动及时恢复。

      9.13 应经常检查退火窑辊道,尤其要多检查E区和F区辊道,发现有停转等异常现象要及时处理。

 
 

 

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