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摘 要：在鋼化玻璃工藝過程控制當(dāng)中，工藝參數(shù)設(shè)定的是否合理對產(chǎn)品的質(zhì)量及成品率起著決定性的作用，在對每一個參數(shù)進行設(shè)定時，我們必須徹底了解這項參數(shù)的作用和設(shè)定的依據(jù)，以及相關(guān)參數(shù)之間的相互作用，進而才保證工藝的實現(xiàn)。筆者通過多年的生產(chǎn)實踐，針對以下工藝參數(shù)的設(shè)定進行分析和探討。
關(guān)鍵詞：玻璃 溫度 風(fēng)壓
在生產(chǎn)彎鋼化玻璃時我們一般將鋼化工藝過程分三個方面：加熱、冷卻、成型，以下對工藝參數(shù)的分析和探討也主要圍繞這三個方面。
1 玻璃加熱控制工藝參數(shù)設(shè)定
1.1 加熱爐的上部溫度與下部溫度的設(shè)定
爐溫設(shè)置分上部溫度設(shè)定與下部溫度設(shè)定，爐溫的設(shè)定主要依據(jù)玻璃的厚度，玻璃的鋼化溫度隨玻璃厚度的增加逐漸降低，要鋼化的玻璃越厚，溫度就要越低，玻璃越薄，溫度的設(shè)定就要相應(yīng)的越高。玻璃鋼化時必須要求玻璃自身達(dá)到半塑性狀態(tài)，這樣才能消除玻璃體內(nèi)的殘留應(yīng)力，鈉鈣系統(tǒng)平板玻璃的鋼化溫度是在630℃附近，也就是說玻璃在進行風(fēng)冷鋼化時，自身的溫度必須達(dá)到630℃，對于鋼化爐加熱段上部與下部溫度的設(shè)定，終目的要使玻璃達(dá)到上表面與下表面的溫度一致，其具體的設(shè)定可參考表1。
在鋼化生產(chǎn)10mm以上的厚玻璃時，如果加熱溫度控制不當(dāng)，在玻璃進行風(fēng)冷時，容易發(fā)生玻璃掉角的現(xiàn)象，特別是玻璃邊部有孔的玻璃，易出現(xiàn)此類問題，這時我們就要考慮玻璃的加熱溫度設(shè)置的合理性，溫度設(shè)置過高玻璃加熱過快，會導(dǎo)致厚玻璃掉角的現(xiàn)象。
1.2 加熱時間設(shè)定
加熱時間的設(shè)置，依據(jù)玻璃厚度同時要參考玻璃的規(guī)格大小、玻璃的顏色、玻璃的開口狀態(tài)、玻璃的成型狀態(tài)。對于加熱時間的合理設(shè)定，先我們要參考玻璃的厚度，鋼化爐的加熱功率是固定的，理論上玻璃的加熱時間約為每毫米厚度玻璃40～45秒，但是如果玻璃上有鉆孔或開口，加熱時間可以增加2.5％～5％，對于15、19mm玻璃加熱時間可增加5％～15％，另外，玻璃的板面越大，加熱時間應(yīng)在此基礎(chǔ)之上相應(yīng)加長。
1.3 加熱平衡的開啟與關(guān)閉
一般鋼化爐的加熱段都具有此功能，玻璃在加熱爐內(nèi)的加熱是由多種方式構(gòu)成，分別是輻射、對流、熱傳導(dǎo)。加熱平衡的開啟可以提高加熱爐內(nèi)空氣的流速，改變爐內(nèi)空氣的流動狀態(tài)，會提高對流加熱的效率，且使加熱爐內(nèi)各個區(qū)域的溫度相對更加均勻。對于大面積的封閉玻璃在實際生產(chǎn)中開啟對流加熱，一方面可以提高玻璃加熱的速度，另一方面有助玻璃表面各個區(qū)域加熱更加均勻。對于玻璃中間開洞的進行加熱時，在溫度控制時，有時需要對加熱爐內(nèi)的區(qū)域溫度進行微調(diào)，這時建議開啟加熱平衡。
1.4 區(qū)域溫度的微調(diào)的設(shè)定
一般鋼化爐加熱段的溫度調(diào)整都具有此項功能，都可以實現(xiàn)對爐內(nèi)的局部溫度進行微調(diào)，在實際生產(chǎn)當(dāng)中，以下幾種情況需要對爐內(nèi)區(qū)域溫度進行局部調(diào)整，在生產(chǎn)彎鋼化玻璃時，應(yīng)適當(dāng)提高出爐端靠近爐門處的溫度。
1.5 玻璃熱擺速度的設(shè)定
熱擺的速度對玻璃的均勻加熱起到影響，不合理的熱擺速度會影響鋼化玻璃的平整度和鋼化效果，導(dǎo)致玻璃鋼化后出現(xiàn)輥道印痕和鋼化后的碎片不均勻，同時不利于玻璃的均勻加熱。玻璃在加熱爐內(nèi)進行熱擺運動的過程，同時也是玻璃與傳輸輥道之間熱交換的過程，玻璃在爐內(nèi)的擺動速度越快，可以增加玻璃與傳輸輥道的熱傳導(dǎo)面積，一定程度上可以加快玻璃的升溫速度。另外，由于玻璃的厚度越薄，玻璃自身的升溫速度就越快，且對風(fēng)冷鋼化時玻璃自身溫度要求越為嚴(yán)格，為了使玻璃表面各區(qū)域均勻受熱和實現(xiàn)良好的鋼化效果，這時必須相應(yīng)增加玻璃在加熱爐內(nèi)的熱擺速度，玻璃厚度越厚，玻璃自身的升溫速度相對較慢，可以相應(yīng)地降低玻璃的熱擺速度，例如生產(chǎn)5mm厚度的鋼化玻璃時設(shè)定的熱擺速度為220mm／s，那么在生產(chǎn)6mm厚的鋼化玻璃時，可適當(dāng)降低玻璃的熱擺速度為200mm／s。
1.6 玻璃長度的設(shè)定
所有水平鋼化爐在生產(chǎn)時都需要對此項工藝參數(shù)進行設(shè)置，玻璃在爐內(nèi)的位置完全取決于玻璃長度參數(shù)的設(shè)定，此項參數(shù)的設(shè)定應(yīng)該按照玻璃的實際長度尺寸進行設(shè)定，否則如果玻璃長度參數(shù)設(shè)定過長，會使玻璃在加熱爐的往復(fù)距離縮短。
1.7 空爐時間的設(shè)定
空爐時間的合理設(shè)定不容忽視，一般鋼化爐都具有顯示加熱爐內(nèi)各個區(qū)域溫度的功能，如果電爐內(nèi)的某個區(qū)域所需熱消耗超過加熱功率，這個區(qū)域內(nèi)的溫度就開始出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，一旦加熱爐出現(xiàn)超負(fù)荷的現(xiàn)象，就有可能導(dǎo)致出現(xiàn)玻璃在冷卻段的破碎，通過查看加熱爐內(nèi)各個區(qū)域的溫度顯示，我們可以掌握爐內(nèi)各個區(qū)域的溫度情況，空爐時間一定的要保證上片玻璃出爐后，加熱爐內(nèi)溫度的恢復(fù)到溫度設(shè)定值為基準(zhǔn)。
2 玻璃冷卻過程工藝參數(shù)的設(shè)定
2.1 出爐速度的設(shè)定
玻璃的出爐速度的快慢對玻璃在進行風(fēng)淬火時自身的溫度造成很大的影響。出爐的速度越慢，玻璃在傳輸至風(fēng)冷段過程中的熱量損失就越多。由于玻璃的厚度越薄，對風(fēng)冷淬火時的溫度要求越嚴(yán)格，所以出爐速度的設(shè)定主要應(yīng)該依據(jù)鋼化玻璃的厚度和玻璃板面的大小。鋼化玻璃的厚度越薄，出爐的速度應(yīng)當(dāng)越快，例如在生產(chǎn)5mm厚的鋼化玻璃時，出爐的速度好設(shè)定為500mm／s，而在生產(chǎn)6mm的鋼化玻璃時，可以適當(dāng)?shù)慕档筒ＡС鰻t時的速度，玻璃出爐時的速度可以設(shè)定在450mm／s即可。在依據(jù)玻璃厚度的同時，對于出爐速度的設(shè)定也
要參考玻璃板面的大小，例如：在做平鋼化大板面的玻璃時，出爐速度設(shè)定不當(dāng)會導(dǎo)致玻璃在吹風(fēng)時出現(xiàn)裂紋或炸口，這是由于板面過大，出速度慢，導(dǎo)致玻璃前后端冷卻不一致造成的。
2.2 玻璃冷擺速度的設(shè)定
冷擺速度對玻璃的均勻冷卻起到影響，不合理的冷擺速度，會導(dǎo)致玻璃鋼化后的碎片不均。玻璃的厚度越薄，對鋼化時的風(fēng)壓要求越嚴(yán)格，為了使玻璃表面各區(qū)域?qū)崿F(xiàn)良好的鋼化程度，這時需要增加玻璃在風(fēng)冷段的冷擺速度。玻璃厚度越厚，可以相應(yīng)的降低玻璃的冷擺速度，例如生產(chǎn)5mm厚度的鋼化玻璃時設(shè)定的冷擺速度為250mm／s，那么在生產(chǎn)6mm厚的鋼化玻璃時，可適當(dāng)降低玻璃的冷擺速度為200mm／s。
另外，在生產(chǎn)彎鋼化玻璃時，對于冷擺速度的設(shè)定還要依據(jù)玻璃的成型弧度，成型的半徑小冷擺的速度要相對快一些，成型半徑大速度可以相對慢一些。
2.3 鋼化時間與冷卻時間的設(shè)定
玻璃在風(fēng)冷段的冷卻工藝分為兩個部分，分別是急冷段和冷卻段。鋼化時間是玻璃從加熱爐內(nèi)進入風(fēng)冷段后的急冷吹風(fēng)時間，鋼化時間區(qū)別于玻璃的冷卻時間，鋼化時間對玻璃的鋼化程度起著重要的作用，急冷時間段是玻璃表面應(yīng)力形成的過程，鋼化時間的設(shè)置主要依據(jù)玻璃的厚度，厚度越厚，玻璃的鋼化時間相應(yīng)的越長。冷卻段的主要作用在于降低出爐后玻璃的表面溫度，玻璃出爐后的溫度必須降低到手可以進行接觸的溫度，不同厚度玻璃的鋼化時間與冷卻時間的設(shè)定可參考表2。
2.4 鋼化風(fēng)壓與冷卻風(fēng)壓的設(shè)定
鋼化風(fēng)壓是鋼化工藝參數(shù)中為重要的工藝參數(shù)之一，鋼化風(fēng)壓對玻璃的鋼化程度與鋼化效果產(chǎn)生直接的影響，鋼化風(fēng)壓的設(shè)定一方面依據(jù)玻璃的厚度，玻璃的厚度越薄，對鋼化風(fēng)壓的要求就越高，鋼化風(fēng)壓設(shè)置過大會導(dǎo)致玻璃的自爆幾率的升高；另一方面也要參考玻璃的顏色、玻璃的開孔開槽狀態(tài)。鋼化風(fēng)壓的調(diào)節(jié)可以在計算機上進行控制，但上風(fēng)柵的風(fēng)壓與下風(fēng)柵的風(fēng)壓調(diào)節(jié)一般需要對上下風(fēng)路中心位置的導(dǎo)流板進行調(diào)整，導(dǎo)流板位于上下風(fēng)路的中心位置，用來調(diào)節(jié)上風(fēng)柵風(fēng)壓與下風(fēng)柵風(fēng)壓的大小，向上調(diào)是加大上風(fēng)柵的風(fēng)壓減小下風(fēng)柵的風(fēng)壓，向下調(diào)是加大下風(fēng)柵的壓力和減小上風(fēng)柵的風(fēng)壓。
冷卻風(fēng)壓的主要作用在于降低鋼化后玻璃的溫度，對玻璃的鋼化程度不會產(chǎn)生影響，不同厚度玻璃的鋼化風(fēng)壓和冷卻風(fēng)壓，可參照表3。
2.5 風(fēng)柵間距的設(shè)定
玻璃在風(fēng)冷段進行冷卻時，風(fēng)柵與玻璃間的距離對施加在玻璃表面的風(fēng)壓將產(chǎn)生影響，當(dāng)吹風(fēng)時的風(fēng)壓一定時，風(fēng)柵與玻璃之間的間距變小，施加到玻璃表面的風(fēng)壓將相對增大，其碎片數(shù)量、機械強度和安全性能都會得到提高；反之，如果風(fēng)柵與玻璃之間的間距增大，施加到玻璃表面的風(fēng)壓將相對減小，玻璃鋼化后表面獲得較小的應(yīng)力，其碎片數(shù)量、機械強度、安全性能就會相對較差；當(dāng)鋼化時的風(fēng)壓不變時，一定程度上我們可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)柵與玻璃之問的距離來達(dá)到調(diào)節(jié)鋼化玻璃質(zhì)量的目的，但也不能一味地調(diào)小風(fēng)柵與玻璃間的距離，距離過小將加大鋼化后玻璃表面出現(xiàn)應(yīng)力斑。不同厚度的玻璃的風(fēng)柵與玻璃之間的距離調(diào)節(jié)范圍可參照表4。
3 玻璃成型工藝的參數(shù)控制
3.1 吹風(fēng)延時的設(shè)定
吹風(fēng)延時是制作彎鋼化玻璃時需要設(shè)定的一個工藝參數(shù)，在制作彎鋼化玻璃時，必須要等到玻璃成型后才能吹風(fēng)，吹風(fēng)延時長，玻璃軟態(tài)時在風(fēng)柵里的往復(fù)時間就越長，玻璃的弧度會好，但同時容易造成玻璃在風(fēng)冷段的破碎，顆粒狀態(tài)不能滿足要求。此項參數(shù)的設(shè)定要參考玻璃的成型弧度和玻璃終鋼化后的碎塊。
3.2 提弧速度的設(shè)定
在生產(chǎn)彎鋼化玻璃時，需要對提弧速度進行設(shè)置，它是指玻璃進入風(fēng)柵后，風(fēng)柵由平變彎的速度，其設(shè)定的原則是成弧半徑小、玻璃厚度薄要求快一些，半徑大玻璃厚要求慢一些，提弧速度的設(shè)置可以參考表5。
4 結(jié)語
不同的鋼化爐雖然參數(shù)操作系統(tǒng)與參數(shù)控制方式不同，但筆者通過多年對不同廠家和不同型號鋼化爐的接觸和實際操作，認(rèn)為鋼化爐控制參數(shù)及控制項基本相同，要想熟練的掌控鋼化玻璃的生產(chǎn)工藝，成為一名合格的鋼化工藝人員，必須對這些參數(shù)作用、設(shè)定依據(jù)、相互關(guān)系進行熟練的掌握，只有這樣才能保證高效的工藝質(zhì)量。