玻璃钢化加热炉制造技术

本申请涉及玻璃钢化领域，涉及一种玻璃钢化加热炉。加热炉包括预热段炉体、加热段炉体、均热段炉体。沿玻璃的行进方向，预热段炉体分为多段，每段均设置有抽烟口和烟气喷射接口；抽烟口用于抽取预热段的烟气；烟气喷射接口用于将抽取的烟气送入炉体；加热段炉体设置有多个红外燃烧器，红外燃烧器为多孔介质燃烧器；通过预热段的抽烟口抽取加热段炉体的烟气，并将抽取的烟气通过烟气喷射接口送入预热段炉体；均热段炉体内设置有多个水平平行风道，用于在玻璃上下表面产生水平平行的气流。本申请加热炉能够对玻璃快速、均匀加热。不仅能够适用于普通玻璃的钢化加热，尤其更适用于镀膜玻璃和Low

【技术实现步骤摘要】
玻璃钢化加热炉


[0001]本申请涉及玻璃钢化领域，具体而言，涉及一种玻璃钢化加热炉。

技术介绍

[0002]玻璃作为一种透明或半透明的非晶体材料，在传热过程中表现出独特的性能。玻璃具有近程有序、远程无序的结构。玻璃对可见光和红外光是透明或半透明的，当其接受到外界热量时，内部产生较高频率的电磁辐射能，这种传热过程称为光子导热。透明玻璃在室温下的光子导热占总传热的10％左右，随着温度升高，光子导热的作用增大，玻璃内部发生容积辐射。
[0003]普通透明玻璃具有很高的辐射率，能很好的吸收热辐射能。在普通玻璃的表面镀上具有低辐射性能的薄膜，就能制成Low
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E玻璃。Low
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E玻璃最显著的特性是对远红外辐射反射率高，对近红外辐射发射率低，对可见光透过率高。意味着在建筑物使用Low
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E玻璃后，阳光中的可见光部分可透过，起到采光作用，而能产生热效应的大部分红外辐射被挡在窗外。由于Low
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E玻璃表面改性，在钢化加热过程中会引起很多技术问题。
[0004]相比于普通玻璃，钢化玻璃属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度，通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。
[0005]玻璃的钢化分为“物理钢化”和“化学钢化”。
[0006]物理钢化，它是将普通平板玻璃在加热炉中加热到接近玻璃的软化温度(600℃)时，通过自身的形变消除内部应力，然后将玻璃移出加热炉，再用多头喷嘴将高压冷空气吹向玻璃的两面，使其迅速且均匀地冷却至室温，即可制得钢化玻璃。
[0007]化学钢化，它是通过改变玻璃的表面的化学组成来提高玻璃的强度，一般是应用离子交换法进行钢化。其方法是将含有碱金属离子的硅酸盐玻璃，浸入到熔融状态的锂(Li
+
)盐中，使玻璃表层的Na
+
或K
+
离子与Li
+
离子发生交换，表面形成Li
+
离子交换层，由于Li
+
的膨胀系数小于Na
+
、K
+
离子，从而在冷却过程中造成外层收缩较小而内层收缩较大，当冷却到常温后，玻璃便同样处于内层受拉，外层受压的状态，其效果类似于物理钢化玻璃。
[0008]本申请中所论述的是物理钢化所涉及的设备——钢化加热炉。
[0009]从传热的角度，玻璃在钢化炉内的加热过程所涉及的传热过程有“辐射传热”，“对流传热”和“热传导”。
[0010]辐射传热：辐射是无处不在的，一块冷的玻璃进入玻璃钢化炉的加热炉后，各种加热元件、炉壁保温材料、陶瓷辊道都发出辐射热来加热玻璃。波对于被加热物体，有“吸收+穿透”两种形式，只有吸收才能加热物体。从玻璃的光谱曲线来看，由于成分的原因，导致在红外透过曲线上表现为“波峰波谷”形式，并不是一条直线，对应着“波谷”就是玻璃能够吸收的波长范围，且能够吸收的波长并不是一种。
[0011]图12仅仅是某一种玻璃的红外透过曲线，不同种类的玻璃其曲线是不同的。这就要求玻璃在钢化加热过程中，其热源向外辐射波的波长应该是一种“宽幅”波，尽可能地覆
盖不同种类玻璃所对应的吸收波长。实际上也就要求热源的温度既能很高，同时也能比较低(相比于电阻丝)。
[0012]对流传热：在钢化玻璃生产过程中，存在以下几种对流传热方式。
[0013]1、自然对流：当炉内存在温度差时，空气自然流动。冷玻璃进入加热炉，玻璃下表面存在自然对流加热，玻璃上表面由于冷空气形成气屏。若没有强制对流，自然对流加热影响很小。块状平板玻璃四边的自然对流影响明显，一般会造成玻璃“热边”，使玻璃边部温度过高，从而影响玻璃的光学成像质量；
[0014]2、装有热平衡管的强制对流：一般加热炉内靠近加热元件的地方都有热平衡气管，气管内的压缩空气经加热变成热空气，直接吹在玻璃上下表面。热平衡气体一方面强制对流加热玻璃，另一方面也使加热炉内温度均匀；但在玻璃处于高温软化状态时，带有一定速度和压力的气流会在软化状态的玻璃表面形成“纹路”，这也是这种强制对流的缺点；
[0015]3、作为主要加热方式的强制对流：燃气加热炉和气垫式加热炉都把强制对流作为主要加热方式之一。随着可钢化Low
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E玻璃的市场应用快速推广，采用高温风机或压缩空气的强制对流加热炉也得以发展。采用强制对流加热方式，可以缩短玻璃加热时间，提高生产效率，使玻璃温度更为均匀，提高产品质量。
[0016]热传导：玻璃上表面不接触炉内元件，只有下表面接触陶瓷辊道。陶瓷辊道以石英为主要材料，通过添加辅助材料制造而成，其热膨胀系数几乎为0，导热系数也很低。陶瓷辊道与玻璃的接触面积很小(理论上是线接触)，所以热传导在整个传热过程中不是主要方式，玻璃在加热炉内吸收的热量只有不到10％来自热传导。但是冷态玻璃进入到炉内的初期，冷态玻璃的下表面与高温的陶瓷辊接触，会导致玻璃的上翘和抖动，这一点需要注意。
[0017]目前，行业内辐射型钢化炉加热玻璃时，其热源来自炉顶和炉底的电热元件，电热元件通常是镍铬电阻丝。电热元件有两种装入形式，一是被装入金属管内，以辐射管的形式辐射热量；二是套装在耐热陶瓷管上，电阻丝直接向炉内辐射热量。玻璃通常平放在以耐热陶瓷为主要成分制成的传动辊上，通过辊的转动被送入炉内。为了能钢化大尺寸的平板玻璃，炉内电热元件一般尽可能的排满炉顶和炉底。玻璃在室温下被送入炉内时，受到电热元件的辐射传热和传动辊对所接触玻璃的导热。由于炉温一般在700℃左右，传动辊的温度较高，玻璃通过导热得到较大的热量，使得玻璃下表面温度高于上表面温度，在玻璃板的厚度方向造成不均匀温度分布，玻璃发生弯曲、边部上翘。此时，重力集中在玻璃板中部，形成辊印。不均匀加热还会引起玻璃的中心部位出现白斑，在钢化夹层玻璃的基片时，这一问题就更为严重。
[0018]Low
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E玻璃是在普通玻璃的单侧表面进行镀膜。钢化时为了避免辊道对镀膜层的损伤，镀膜表面朝上被送入钢化炉。从传热的角度分析，为保证玻璃被加热均匀，要求加热时通过玻璃上、下表面向玻璃内部的传热速率保持一致。电加热元件主要通过辐射方式对Low
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E玻璃加热，其红外辐射投射到物体上会产生明显的热效应，是热射线的主要组成部分。Low
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E玻璃的辐射率不均衡，玻璃的下表面具有很高的辐射率，为0.90左右。在吸收大量热后，下表面温度升高，有效导热系数增大，使热量进一步向内部传递。而镀膜一侧辐射率一般在0.10～0.23，镀膜层反射了大量的红外辐射能，使热辐射不易从镀膜表面传递到玻璃内部。
[0019]目前行业内，为了均匀地加热玻璃表面，必须用加热元件完全覆盖玻璃的表面。这
种表面加热方法的特点是需要向被加热的物体表面或表面附近层施加热源的至少50％的热量。传统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玻璃钢化加热炉，其特征在于，包括：预热段炉体，具有进料口，所述进料口处设置有总排烟口；沿玻璃的行进方向，所述预热段炉体分为多段，每段均设置有抽烟口和烟气喷射接口；加热段炉体，所述加热段炉体设置有多个红外燃烧器，所述红外燃烧器为多孔介质燃烧器；通过所述抽烟口抽取所述加热段炉体的烟气，并将抽取的烟气通过所述烟气喷射接口送入所述预热段炉体。2.根据权利要求1所述的玻璃钢化加热炉，其特征在于，所述预热段炉体内，沿玻璃行进方向，在传动辊的上下侧均设置有多个烟气喷射风刀，且上下侧的多个烟气喷射风刀、多个传动辊三者在高度方向错开布置；所述烟气喷射接口用于将抽取的烟气送入所述多个烟气喷射风刀。3.根据权利要求2所述的玻璃钢化加热炉，其特征在于，所述多个烟气喷射风刀的出风口的口径收缩。4.根据权利要求3所述的玻璃钢化加热炉，其特征在于，所述预热段炉体内设置有增量器，所述增量器具有文丘里管结构的通道，所述通道连接于所述多个烟气喷射风刀的出风口。5.根据权利要求1所述的玻璃钢化加热炉，其特征在于，沿玻璃行进方向，多个红外燃烧器在传动辊的上下侧错开布置。6.根据权利要求5所述的玻璃钢化加热炉，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：解冰寒，任志恒，付超，
申请(专利权)人：中科卓异环境科技东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：