如何持續(xù)保持好鋼化玻璃平整度的技術(shù)分析

1市場對\o"鋼化玻璃"鋼化玻璃質(zhì)量（平整度）的要求

目前市場上對鋼化\o"玻璃"玻璃平整度的要求越來越高，較終的檢驗效果是玻璃（單片或鋼化后的\o"中空玻璃"中空玻璃）安裝到建筑物上，玻璃上反射的外界景物在幾十米外看存在多大的扭曲變形，目前大部分玻璃均存在明顯的變形現(xiàn)象。當(dāng)然中空玻璃由于環(huán)境溫度或海拔高度的變化，造成內(nèi)外壓差導(dǎo)致玻璃凸起或凹陷現(xiàn)象，也會產(chǎn)生明顯的扭曲變形現(xiàn)象。如果中空玻璃生產(chǎn)時的環(huán)境溫度和海拔高度與現(xiàn)場安裝使用時的條件一致，并且安裝良好，則中空或者安裝因素不會對玻璃變形造成大的影響。這里我們只討論鋼化平整度對以上變形現(xiàn)象造成的影響。

目前衡量鋼化玻璃的平整度主要有兩個技術(shù)指標(biāo)：弓形度和波形度，國家標(biāo)準(zhǔn)都有定義，波形度又分為中部波形度和邊部波形度（翹曲），目前先進的\o"鋼化爐"鋼化爐可以做到批量生產(chǎn)過程中，6MM透明鋼化玻璃弓形度≤1‰、中部波形度≤0.05/300MM、邊部波形度≤0.10/300MM，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。但在有些情況下，遠(yuǎn)處看玻璃成像，依然能看到玻璃的邊部反射成像存在扭曲現(xiàn)象。

左邊一片玻璃邊部扭曲現(xiàn)象明顯，右邊一片玻璃要好很多。通過大量的觀察、總結(jié)及分析，玻璃的成像效果和波形度有一定的關(guān)系，對于玻璃的邊部翹曲來說，波形度不好，成像效果不會好；波形度良好，成像效果一般會較好，但不是的。主要是一片鋼化玻璃在傳送方向的前端和尾端，變形現(xiàn)象更明顯。

造成這一問題的主要原因是玻璃在爐內(nèi)加熱，前端和尾端加熱比中部要快，并且由于傳送輥道間距離較大，通常間距約120MM左右，玻璃前端和尾端有變軟下垂現(xiàn)象。在進入到鋼化段急冷時，也會造成玻璃邊部和中部冷卻收縮的不同，玻璃前端和尾端與中部相比，玻璃內(nèi)局部密度有些差異，存在突變現(xiàn)象，造成微觀結(jié)構(gòu)上不均勻。當(dāng)光線入射到玻璃上，在玻璃上下表面分別產(chǎn)生反射、折射和干涉現(xiàn)象，由于邊部與中部微觀結(jié)構(gòu)的差異，反射景物如一條電線，到邊部明顯折彎，線條變粗，甚至變成一個光圈。一般情況邊部波形越大，現(xiàn)象越明顯；波形較小，會有所好轉(zhuǎn)。通過大量的實驗分析，要減小玻璃邊部的變形現(xiàn)象，除盡可能減小邊部波形外，還應(yīng)重點改善玻璃加熱的均勻性、爐內(nèi)及鋼化段的傳動輥道水平及跳動和冷卻均勻性等因素，下面就影響玻璃平整度的主要因素及如何能持續(xù)地保持好鋼化玻璃的平整度進行深入的分析。

2影響鋼化玻璃平整度的因素

對鋼化玻璃平整度產(chǎn)生影響的因素較多，但主要來自于三個方面，傳動的水平和跳動、加熱的均勻性和冷卻的均勻性，下面對這三個問題分別進行技術(shù)分析和說明。

2.1傳動的水平度和跳動對鋼化玻璃平整度的影響

2.1.1硅輥的水平度

一般情況下，鋼化爐在安裝完成時，硅輥的水平度很好，用光學(xué)水平儀測量，可以達(dá)到≤0.5MM，但是在以后使用過程中，隨著各種因素的變化，水平度可能逐漸會變差，較好半年檢查測量一次。如果硅輥水平度不好，在爐內(nèi)前、中、后、左、右等部位存在偏差，首先會對玻璃的下表面?zhèn)鲗?dǎo)加熱均勻性有較大影響，從而影響到玻璃的變形；其次由于硅輥的高低不平，會直接影響到玻璃的變形，尤其是玻璃表面比較軟的時候。

2.1.2硅輥的跳動

水平鋼化爐的硅輥是由熔融石英或陶瓷材料制成的，其具有很好的耐熱沖擊性和熱穩(wěn)定性，但由于有時其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性可能導(dǎo)致在加熱時特別是高溫下產(chǎn)生熱變形。硅輥的熱變形必然引起輥道的彎曲而轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生跳動，另外硅輥兩端金屬頭松動也會引起硅輥跳動，導(dǎo)致玻璃在跳動的硅輥上運動而產(chǎn)生變形。正常情況下，硅輥中間的徑向跳動應(yīng)≤0.2MM。

2.1.3石棉輥的水平度

石棉輥的水平度應(yīng)參照硅輥的水平度調(diào)整到一致，如果各個部位石棉輥的高度存在較大偏差，或石棉繩磨損導(dǎo)致輥道平面偏差較大，玻璃在加熱爐加熱后迅速被傳遞到風(fēng)柵石棉輥上，此時玻璃仍處于軟化狀態(tài)，風(fēng)柵輥道水平度不好必然影響玻璃的平整度，石棉輥道的水平度應(yīng)≤1MM。2.1.4石棉輥的跳動

石棉輥在長時間的使用過程中，有可能會造成輥道的彎曲及軸承座或軸承的磨損而產(chǎn)生跳動現(xiàn)象，也會對剛出爐時表面較軟的玻璃變形產(chǎn)生影響，越靠近出爐口的輥道影響越大。石棉輥道的跳動應(yīng)≤1MM。

2.2加熱均勻性對鋼化玻璃平整度的影響

由于玻璃的熱膨脹系數(shù)比較高(玻璃的線膨脹系數(shù)為9×10／。C)，如果玻璃上表面和下表面加熱不均勻，或中間與邊部加熱不均勻，同樣會對玻璃的變形和平整度造成較大影響，玻璃有可能直接在加熱爐內(nèi)產(chǎn)生變形，也有可能在冷卻過程中平整度發(fā)生變化，造成玻璃的整體或局部彎曲等。所以控制加熱均勻性是非常重要的一個因素，當(dāng)然對于一臺特定的鋼化爐來說，其加熱均勻性首先取決于其設(shè)計和制造水平；其次取決于各加熱模塊的工作狀態(tài)，下面對影響加熱均勻性的各個模塊進行分析和說明。

2.2.1加熱元件對加熱均勻性的影響

加熱元件主要指加熱絲、對流風(fēng)機等，要求加熱絲電流偏差較好控制在±2％之內(nèi)；對流風(fēng)機工作穩(wěn)定，無明顯震動、異響、對流風(fēng)嘴沒有堵塞等，對流壓力及風(fēng)量滿足設(shè)計指標(biāo)。以上加熱元件的損壞及磨損等都會影響到玻璃加熱均勻性，因此對加熱元件要經(jīng)常進行檢查維護，使其恢復(fù)到較佳水平。

2.2.2測溫元件對加熱均勻性的影響

爐內(nèi)測溫元件主要指測溫?zé)犭娕?，熱電偶的損壞、精度的下降及位置的變化都會對加熱均勻性控制造成很大影響，因此對熱電偶要定期進行檢查、校準(zhǔn)。對于常用的熱電偶，要建立一套溫度、毫伏值標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)曲線及專用測量儀表，方便對不同溫度下熱電偶校準(zhǔn)使用；此外每一個熱電偶的標(biāo)準(zhǔn)安裝位置也應(yīng)測量并記錄，存檔備查。

2.2.3爐內(nèi)元件變形對加熱均勻性的影響

爐內(nèi)元件主要指對加熱有影響的一些主要部件，主要有爐絲套管（或鑄鋼）、輻射板、對流風(fēng)嘴板、熱平衡管等與輻射和對流加熱有直接關(guān)系的部件，在高溫下，這些部件在長期使用過程中受各種因素的影響，肯定會存在一定程度的變形。如果這些部件變形較大，會造成各個部位到玻璃表面的距離發(fā)生較大變化，從而影響到輻射和對流加熱的均勻性。

2.3冷卻均勻性對鋼化玻璃平整度的影響

玻璃加熱到接近于軟化點溫度從爐內(nèi)出來后被迅速冷卻，如果玻璃上下表面冷卻不均勻或局部冷卻不均勻，會造成玻璃的整體或局部收縮不同，對鋼化玻璃的平整度及應(yīng)力會產(chǎn)生較大影響，因此鋼化風(fēng)柵段影響冷卻均勻性的主要有兩個方面的因素，風(fēng)柵高度偏差和風(fēng)嘴吹風(fēng)均勻性。

2.3.1風(fēng)柵高度偏差對冷卻均勻性的影響

在鋼化風(fēng)柵前、中、后、內(nèi)、外側(cè)各個部位，如上風(fēng)柵到玻璃上表面的距離不相等，或下風(fēng)柵到玻璃下表面的距離不相等，都會造成玻璃冷卻不均勻而影響平整度，因此風(fēng)柵高度要定期進行校準(zhǔn)，偏差控制在≤1MM。

2.3.2風(fēng)嘴對冷卻均勻性的影響

風(fēng)嘴如果堵塞或開裂，也會造成玻璃冷卻不均勻而影響平整度，由于風(fēng)機房清潔不好或沒有過濾棉等原因，經(jīng)常會發(fā)生風(fēng)嘴有堵塞現(xiàn)象，風(fēng)柵外側(cè)風(fēng)嘴更容易堵塞。因此保證風(fēng)機房空氣的潔凈度非常重要。

3如何保持鋼化玻璃質(zhì)量的穩(wěn)定性

我們經(jīng)常會遇到以下三個問題：

（1）工藝參數(shù)沒有改變，玻璃質(zhì)量變差了？

（2）設(shè)備正常維護保養(yǎng)，狀態(tài)會變嘛？

（3）如何確保設(shè)備的正常狀態(tài)呢？

要確保玻璃質(zhì)量的穩(wěn)定性，要對以上三個問題進行認(rèn)真分析，從設(shè)備及工藝上針對性地找出解決對策，經(jīng)過大量的實踐經(jīng)驗及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)分析論證，做好以下三個方面，對保持鋼化玻璃質(zhì)量的穩(wěn)定性有著決定性的作用。3.1良好的設(shè)備狀態(tài)

良好的設(shè)備狀態(tài)對鋼化玻璃質(zhì)量的穩(wěn)定性非常重要，熱加工設(shè)備與冷加工設(shè)備不同，設(shè)備狀態(tài)不穩(wěn)定不僅會導(dǎo)致故障率高，影響生產(chǎn)效率，而且更重要的是會影響到產(chǎn)品質(zhì)量。因此要確保設(shè)備狀態(tài)的穩(wěn)定性，要做好以下3方面的工作：

首先要做好設(shè)備基礎(chǔ)性的TPM工作和及時可靠的維修保養(yǎng)；

其次較核心的是要建立數(shù)據(jù)化的設(shè)備狀態(tài)技術(shù)指標(biāo)和檔案，如下表1鋼化爐狀態(tài)主要數(shù)據(jù)記錄表，對以上項目的狀態(tài)數(shù)據(jù)要利用停機或洗爐期間定期檢測及記錄，從新設(shè)備開始就對設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)進行動態(tài)跟蹤，發(fā)現(xiàn)異常，及時調(diào)整及修復(fù)，始終保持設(shè)備接近于新設(shè)備的狀態(tài)；

較后對鋼化爐設(shè)備及工藝使用狀況及可能存在的問題，每個季度進行一次設(shè)備技術(shù)評審，對綜合性的問題制定解決方案及完成計劃。

3.2精細(xì)化的工藝操作

對于以前老的工藝參數(shù)文件，如6MM透明玻璃，規(guī)定了加熱時間、溫度、風(fēng)壓、氣平衡等主要工藝參數(shù)的基本范圍，但由于操作者經(jīng)驗不同，對玻璃的不同擺放等情況，做出鋼化玻璃的質(zhì)量如平整度等，有時會相差較大。如制定精細(xì)化的工藝參數(shù)文件，如ABCD.pdf，其中A表示在傳送方向上的玻璃排數(shù)；B表示在寬度方向上的玻璃排數(shù)；CD表示一爐玻璃的總長度。如2245.pdf，玻璃裝載情況為豎放兩片、橫放兩片、總長度約4.5米。對于不同的裝載類型，可分別設(shè)置不同的工藝參數(shù)，因此僅僅對于6MM透明玻璃，對應(yīng)主要的裝載方式，因不同的爐型，可設(shè)定約20～30套工藝參數(shù)，這些參數(shù)存在操作電腦內(nèi)。對與設(shè)備操作者，針對不同的裝載類型，直接調(diào)用類似的工藝參數(shù)，對參數(shù)可稍微修改，不需做大的調(diào)整，如果設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定，不同的主操，生產(chǎn)出的鋼化玻璃質(zhì)量應(yīng)該是一樣的，對主操本身經(jīng)驗的要求不高。當(dāng)然更細(xì)一點還可考慮到，環(huán)境溫度、原片廠家、預(yù)處理情況等一些外部因素的影響。

3.3嚴(yán)格的工藝執(zhí)行紀(jì)律

首先對工藝操作人員進行工藝培訓(xùn)、考試，熟練掌握鋼化爐的設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝操作原理，強化質(zhì)量意識，確保玻璃出爐溫度及均勻性。其次為強調(diào)工藝紀(jì)律的執(zhí)行力，對工藝操作人員進行考核，由工藝工程師每天負(fù)責(zé)檢查、指導(dǎo)，每周進行工藝、操作及質(zhì)量問題評審，每月考評時對執(zhí)行好的操作人員進行獎勵；對于執(zhí)行不好的操作人員，可進行降級或調(diào)崗處理。

4結(jié)束語

通過以上對設(shè)備、工藝及操作上保證鋼化玻璃質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定性，能保持鋼化爐所加工的鋼化玻璃質(zhì)量水平始終能接近于新爐子時的水平，對于先進的鋼化爐，能加工出高質(zhì)量的鋼化玻璃；對于一般水平的鋼化爐，也能發(fā)揮出這臺爐子的較好加工水平。也許設(shè)備已用了三年、五年或更長時間，設(shè)備外觀也可能很破