总结出来的钢化真正的有效时间是前6~7秒,随着玻璃厚度的减小,这个时间也随之变短,所需要的冷却能力(风压)在加大。
3 普通往复式玻璃钢化工艺
来看普通玻璃钢化设备,它有上下片台、加热炉、平冷却风栅、集风箱、风路和风机组成,如图2所示。
玻璃加热到软化温度后,快速出炉,在冷却风栅内往复摆动,风机此时工频运转,使玻璃快速冷却,待到玻璃钢化完成后,风机降至低频运转,将玻璃冷却至搬运温度。根据风机功率的计算公式:P=Q*p/(3600*1000*η0*η1),在风机效率一定的情况下,风机功率跟系统流量Q和钢化所需风压p成正比。系统流量是由冷却风栅的版面大小(产能)所决定的,钢化所需风压主要是由玻璃厚度所决定的。玻璃越薄,所需风压也就越高。
4 通过式玻璃钢化工艺
上述玻璃钢化工艺是使用最广泛的一种,然而在实际生产中我们经常会遇到这样的情况,在钢化薄玻璃且风栅版面大的情况下,一台风机功率不能满足,这时候就需要增加一台同样的风机并联来满足玻璃钢化的需求。并联风机往往会使风机的效率降低,这样既造成设备成本的增加,也会造成电能的浪费。
通过上面关于有效钢化时间的介绍,我们知道在一定的换热系数和钢化温度下,真正钢化的有效时间是玻璃出炉前几秒,后面只是需要将玻璃冷却到搬运温度,所以就衍生出了通过式玻璃钢化工艺,设备如图3所示。
玻璃从加热炉出来之后,首先要经过急冷风栅的高压吹风,然后进入冷却风栅内往复摆动,最终冷却到玻璃搬运温度,玻璃在经过急冷段之后其实钢化已经完成,那么急冷段的长度就是用(玻璃在急冷段的辊道线速度)×(有效钢化所需时间),辊道线速度一定时,急冷段的长度就和有效钢化时间有关系,实际上是跟玻璃厚度有关系,所以急冷段风机功率跟玻璃厚度有很大的关系。在做同样厚度玻璃,同样装载率(产能)的情况下,图3中风机1的功率相比图2中的风机显著降低,而风机2只是起到冷却作用,功率也大大降低。并且风栅版面(装载率)越大,玻璃厚度越薄,此种工艺优势越明显。
用此种工艺可使钢化冷却功耗降低,产能提高,但会对玻璃品质产生影响,风压的突变,势必会产生沿玻璃平面的膜应力,一定程度影响玻璃的平整度。同时,受到散热的影响,该工艺不适用于风栅版面太宽的情况。
5 结论
在钢化薄玻璃,尤其是厚度为4mm及其以下时,通过式冷却的玻璃钢化工艺应用非常广泛,在同样产能的情况下,这种工艺的平均功耗更低。即使它相对于往复式玻璃钢化工艺所做的玻璃品质稍差一些,但在大部分情况下都是可以满足要求的。并且它可以钢化3mm及其以下厚度大版面的玻璃,这些都是在普通往复式玻璃钢化设备上完成不了的。
参考文献
[1]续魁昌.风机手册[M].北京:机械工业出版社,2001.
[2]潘金龙.玻璃工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,1999.
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