本发明专利技术涉及一种用于将玻璃板回火至表面压应力至少为150MPa，同时无毛细裂纹以实现良好光学性能并且节能的方法，其中，当玻璃板行进通过淬火段时，通过利用吹气机经由吹气箱罩上的吹气孔(6、7)，并利用空气压缩机压力经由管嘴(10)，在玻璃板的上表面和下表面吹送空气射流来对玻璃板进行淬火，在该淬火段，在玻璃板上方和下方分别有可单独调节吹气压力的至少三个相继的压缩空气对流吹气区。在玻璃板的上表面和下表面吹送和压缩的空气射流共同产生的平均对流传热系数，在第一区中为至少750W/m2/K，在第二区中比在第一区中低至少10％，在第三区中至少与在第一区中同样高。通过改变管嘴(10)的吹气压力来实现传热系数的区特定差异。区特定差异。区特定差异。
【技术实现步骤摘要】
用于回火玻璃板的方法和装置
[0001]本专利技术涉及一种用于回火玻璃板的方法，其中，通过对玻璃板的两面吹送冷却空气对在回火温度下的玻璃板进行淬火。本专利技术还涉及一种用于实施该方法的装置，该装置包括输送轨道和位于输送轨道上方和下方的冷却空气箱，冷却空气箱具有冷却空气吹气孔，该冷却空气吹气孔定位成使通过吹气孔吹气形成的冷却作用导向正在移动的玻璃板的上表面和下表面。
技术介绍
[0002]玻璃回火是指首先将玻璃加热到回火温度，然后迅速冷却的过程。玻璃板回火生产线包括装载台、加热炉、淬火机和卸料台。本专利技术涉及一种淬火机。
[0003]钠钙硅酸盐玻璃是最常见的钢化玻璃类型，本专利技术尤其关注该类型玻璃的回火。进入回火过程的玻璃具有出色的平直度和光学性能。在回火过程中，目的是充分提高玻璃板的强度，同时尽可能减小对玻璃板的平直度和光学性能的影响。除了强度，钢化玻璃的另一个期望特性是发生破裂时的安全性。非钢化玻璃会碎成大块碎片，有割伤风险，而钢化玻璃碎成小块，几乎无伤害风险。
[0004]回火过程中在玻璃表面形成的压应力(强化程度或回火程度)取决于当玻璃在玻璃化转变温度范围特征(对于钠钙硅酸盐玻璃为约600
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500℃)之内冷却时玻璃的垂直温度分布。在这种情况下，玻璃的垂直温度分布近似于抛物线的形状。例如，在表面压应力为100Mpa、厚度为4mm的玻璃中，在温度分布中玻璃表面与玻璃中心的温差约为100℃。回火过程中玻璃上形成的残余应力分布也具有抛物线形状，其中在具有平均厚度的玻璃中，上述100MPa的表面压应力对应于约46MPa的张应力。
[0005]在淬火开始时，玻璃表面形成瞬时张应力，理论上玻璃板平均承受30Mpa的张应力。如果玻璃回火温度过低，则超出此限值，使得而玻璃破裂的风险增加。另一方面，回火温度过高会破坏玻璃的光学性能。淬火开始时的瞬时张应力也随着冷却效率的提高而增大。
[0006]在玻璃回火过程中，特别是当玻璃的期望表面张应力的大小与正常玻璃回火过程相比相对较高时，由于各种原因，例如由于玻璃表面原有的微裂纹扩展、玻璃内部温度差异和玻璃厚度的变化，在回火过程的初期，玻璃上会形成难以检测到的毛细裂纹。然而，在对玻璃表面的回火明显大于正常回火的回火过程中，毛细裂纹主要是由高冷却效率，即高吹气压力的冷却引起的。特别是在回火初期，玻璃表面的冷却效率高，导致玻璃表面快速冷却，瞬时张应力强，从而导致玻璃表面微裂纹扩展。在这种情况下，玻璃板的距表面更深处的温度几乎仍处于原始回火温度和高弹性。因此，毛细裂纹只影响玻璃的表层。在玻璃板的表面区域中，毛细裂纹通常形成在其中心。特别是当使用压缩空气吹气来增强回火时，这种现象尤为突出，在这种情况下，单个射流的热传递在任何一点都很集中。
[0007]本专利技术解决了上述涉及的毛细裂纹问题，特别对于超级钢化玻璃。在超级回火中，需要对玻璃采用比正常回火显著更强的回火。当淬火装置中空气射流的冷却效率相对于回火显著提高时，可实现超级回火。最常见的超级钢化玻璃是防火玻璃，或FRG玻璃，用于减缓
建筑物中火势的蔓延。根据消防安全标准，防火隔间的边界面的玻璃必须通过严格的耐久测试。回火成防火玻璃的钠钙硅酸盐玻璃表面的压应力为至少150MPa，通常更高。例如，对于6mm厚的玻璃，其表面压应力通常需达到约175MPa，以使玻璃更可靠地通过E30耐火测试。另一方面，市场上也出现了对经历了比上述回火更强回火的钢化FRG玻璃的需求，该玻璃至少要通过E60耐火测试，即在消防安全测试中，测试期间燃烧温度和环境温度超过900℃，玻璃可承受超过60分钟。市场对通过E90耐火测试的钢化玻璃也有需求。因此，玻璃的表面张应力需达到220MPa。在对玻璃表面张应力大小的要求增加的同时，对玻璃尺寸的要求也增加了。因此，超级回火设备还需要改进的性能、可调节性和可再现性。由于上述与毛细裂纹有关的问题，将玻璃回火至表面张应力超过160MPa，特别是超过180MPa会存在问题。含有毛细裂纹的玻璃基本上会破碎，因此不适合使用。本专利技术能够将玻璃回火成FRG玻璃，同时避免上述破碎问题。FRG玻璃通常为6
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6.5mm厚，这实际上意味着测量玻璃时，玻璃厚度为5.8
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6.7mm。还需要更薄的4mm(测量玻璃时，玻璃厚度为3.8
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4.2mm)的FRG玻璃。
[0008]目前，避免毛细裂纹的最常见方法是将回火温度提高到670℃以上，但是这会降低玻璃的光学性能。本专利技术可以实现降低回火温度。在根据本专利技术的方法中，炉中合适的最终温度，即，将钠钙硅酸盐玻璃回火至表面张应力超过180MPa的回火温度优选为约645℃
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665℃，并在任何情况下都低于670℃。
[0009]超级回火所需的冷却效率很高，要实现这些要求，需要涡轮机使用大功率电动机，这会消耗大量电力。本专利技术还可实现大幅节省能源消耗。
[0010]从专利公开文件FI90046B和FI104422B中已知了一种方法和装置，其中，在回火阶段，冷却空气射流部分利用压缩空气通过管嘴产生，并部分利用吹送空气通过吹气箱中的孔产生。该装置仅包括一个淬火区。在参考文献FI104422B中，该区也充当后冷却区，但是在后冷却阶段停止喷射压缩空气。
[0011]在专利US4445921的方法中，首先用干燥空气对玻璃进行回火，然后用气态可升华材料对玻璃进行回火。干燥空气的传热系数小于可升华材料。在参考文献实例中，干燥空气的传热系数为70BTU/hr/ft2/
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F(＝397W/m2/K)，可升华材料的传热系数为115BTU/hr/ft2/
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F(＝653W/m2/K)。
[0012]在专利申请US2007122580A1中，通过将淬火器的第一区中的传热系数设置为明显低于第二区，避免了回火过程中玻璃表面的瞬时张应力超过4800psi(＝33MPa)并且避免了玻璃破裂。根据参考文献的表3中的计算，例如，对于0.25英寸(＝6.35mm)厚的玻璃，其回火温度为1266F(＝686℃)，可以以传热系数最高94BTU/hr/ft2/
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F(＝533W/m2/K)开始淬火，以确保不会超过根据参考文献中的33MPa的张应力极限，从而确保玻璃不会破裂。参考文献中通过计算给出0.05s作为第一淬火阶段的持续时间，在350mm/s的典型传送速率下，这对应于淬火区长度为17.5mm。在第二淬火区中，传热系数为198BTU/hr/ft2/
°
F(＝1123W/m2/K)。根据该参考文献的教导，在第一淬火区中，回火温度为686℃时，玻璃板不能承受超过121BTU/hr/ft2/
°
F(＝686W/m2/K)的传热系数。提出了通过调节吹气距离、空气温度、流速或体积流率来调节特定区的传热系数。
技术实现思路
[0013]为了避免现有技术中的缺点，本专利技术的目的是提供一种方法和装置，其能够将玻
璃回火至高达150MPa的表本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于将玻璃板回火至表面压应力为至少150MPa的方法，在所述方法中，当所述玻璃板行进通过淬火段时，通过用吹气机通过吹气箱上的吹气孔(6、7)并利用空气压缩机压力通过管嘴(10)，在所述玻璃板的上表面和下表面吹送空气射流来对所述玻璃板进行淬火，其特征在于，所述淬火段包括至少三个相继的淬火区，通过在所述玻璃板的所述上表面和所述下表面的所述吹气空气射流和压缩空气射流共同产生的平均对流传热系数，在第一区中为至少750W/m2/K，在第二区中比在所述第一区中低至少10％，在第三区中与在所述第一区中一样高，通过改变所述管嘴(10)的吹气压力来实现所述传热系数的区特定差异。2.根据权利要求1所述的用于回火玻璃板的方法，其特征在于，在第一淬火区中，所述平均对流传热系数为至少800W/m2/K。3.根据权利要求1所述的用于回火玻璃板的方法，其特征在于，第三淬火区中的平均对流传热系数比第一淬火区中的平均对流传热系数高出至少10％。4.根据权利要求1所述的用于回火玻璃板的方法，其特征在于，待回火的玻璃板的厚度为5.8
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6.7mm，第一淬火区中的平均对流传热系数为至少750W/m2/K，第二淬火区中的平均对流传热系数为至多600W/m2/K，第三淬火区中的平均对流传热系数为至少800W/m2/K。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于回火玻璃板的方法，其特征在于，待回火的玻璃板的回火温度低于670℃，所述玻璃板的表面上的目标压应力为至少180MPa。6.根据权利要求1所述的用于回火玻璃板的方法，其特征在于，第一淬火区和第三淬火区中的传热系数比第二淬火区中的传热系数高出至少20％。7.根据权利要求1所述的用于回火玻璃板的方法，其特征在于，在第二淬火区中，所述管嘴(10)的吹气压力比第一淬火区和第三淬火区中的吹气压力低至少0.5巴，其中，所述管嘴(10)的吹气压力为至少1巴。8.根据权利要求1所述的用于回火玻璃板的方法，其特征在于，在第一淬火区中，所述管嘴(10)的吹气压力为至少1巴，在第二淬火区中为至多0.5巴，并且在...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：格拉司通芬兰公司，
类型：发明
国别省市：
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