板芯應力檢測在玻璃退火工藝上的應用

在玻璃生產(chǎn)工藝中，退火的目的是消除玻璃帶中的殘余應力，穩(wěn)定玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)，保證玻璃制品的機械強度等。如果運行和調(diào)整不好，會導致玻璃在退火窯內(nèi)炸裂，直接影響玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量，嚴重時還可能引起停產(chǎn)，因此，退火對玻璃生產(chǎn)的影響是至關(guān)重要的。本實驗利用PS-100-MW偏光計系統(tǒng)，檢測整個橫斷面上玻璃板芯的應力，根據(jù)退火原理對數(shù)據(jù)進行分析，并以分析結(jié)果為依據(jù)進行退火窯橫向和縱向的溫度調(diào)整，達到了玻璃合理平穩(wěn)退火的目的。實驗方法：沿整個玻璃板的橫斷面上，平均取下10個長300～400mm，寬25mm的長條狀樣品，檢測每個樣品的板芯應力，從左到右編號，依次為1#～10#。將所得的應力值與標準應力值相比較，同時將整個橫斷面上所取樣品的應力值互相比較，根據(jù)退火理論，分析應力值與溫度制度的關(guān)系，并進行相應調(diào)整。根據(jù)玻璃退火理論，永久應力是在玻璃進退火窯后（此時溫度在玻璃的軟化點以下，普通鈉鈣硅玻璃為600℃左右）到玻璃的應變點溫度（普通鈉鈣硅玻璃約為515℃）以上產(chǎn)生的，本文只討論玻璃的永久應力，暫時應力不予考慮。所謂玻璃的板芯應力，又叫端面應力，即在玻璃的退火區(qū)域內(nèi)，玻璃板表面和內(nèi)部也存在溫差，表面降溫快，內(nèi)部降溫慢，內(nèi)部溫度高于表面溫度，所以在溫度穩(wěn)定后，玻璃內(nèi)部受到的是張應力，表面受到的是壓應力，即板芯應力，如圖1所示。圖1玻璃板芯應力分布圖實驗結(jié)果與分析，不同厚度玻璃應力標準見表1。表1應力標準首先，進行第一次檢測及分析。樣品的厚度為5mm，生產(chǎn)過程中在距離左邊部800mm處發(fā)生過一次縱炸，且在切裁的過程中有爆邊現(xiàn)象。第一次取樣檢測結(jié)果見表2。表2第一次取樣檢測結(jié)果（5mm）將檢測的應力值與標準應力值相比較，可以看出整個橫斷面上，除了7#樣品的應力值在應力范圍內(nèi)，其余樣品的應力值均高于這個范圍，說明玻璃退火時在A區(qū)和B1區(qū)降溫速度過快。實際所測的玻璃板橫向的板芯應力分布如圖2所示。圖2第一次取樣檢測玻璃板橫向上的板芯應力值隨后進行第二次檢測及分析。針對以上，調(diào)整了A區(qū)和B1區(qū)出口溫度和玻璃板的橫向溫度分布。取調(diào)整后的玻璃板進行應力檢測，結(jié)果如表3所示，玻璃板橫向上的板芯應力值分布曲線如圖3。表3第二次取樣檢測結(jié)果（5mm）從第二次檢測結(jié)果看，板芯應力值雖然沒有達到目標應力值，但總體上都在給定的應力范圍內(nèi)；橫向分布也符合理論探討的結(jié)果。此種應力結(jié)果對應的實際生產(chǎn)情況為：玻璃無炸板現(xiàn)象，切裁質(zhì)量較好，無爆邊掉角現(xiàn)象，斷面光滑無碎屑。

圖3第二次取樣檢測玻璃板橫向上的板芯應力值經(jīng)過一系列的實驗可得出，玻璃永久應力的大小主要取決于其在退火溫度區(qū)間內(nèi)（玻璃進退火窯以后到退火下限溫度之前）玻璃板各部位的溫度差異，不僅體現(xiàn)在玻璃板芯應力值上，也體現(xiàn)在了玻璃板橫向板