汽车钢化玻璃生产过程中的温控工艺探讨.doc

汽车钢化玻璃生产过程中的温控工艺探讨【摘要】钢化玻璃为目前应用最广泛的一种安全玻璃形式，随着应用领域的 不断扩大，市场竞争也越来越激烈，因此质量就成了赢得竞争的关键汽车钢化 玻璃的质量在很大程度上取决与生产过程中的温度控制本文笔者就对钢化玻璃 加热过程中快速达到玻璃钢化温度的注意事项以及均匀加热问题进行了详细分 析关键词】钢化玻璃 温控工艺加热引言作为最常用的安全玻璃的一•种形式，钢化玻璃有着无与伦比的优势：它 的强度是普通玻璃的4—5倍，抗折弯度是普通玻璃的3〜5倍，抗冲击强度是普 通玻璃的5〜10倍另外，钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片，耐急冷急热性质 较之普通玻璃有2—3倍的提高，一般可承受150%以上的温差变化，对防止热 炸裂有明显的效果温度控制是钢化玻璃生产的核心部分，它对产品的质量有极其重要的影 响要想掌控钢化玻璃的生产工艺，首先必须对温控工艺有详细的了解和掌握 物理钢化玻璃的工艺过程可以简单的概括为将玻璃加热到一定的温度，然后迅速 冷却，以增加玻璃的机械性能与热稳定性其原理是：将玻璃在加热炉内加热到 低于软化温度，然后迅速送入冷却装置，用一定压力的常温气流进行淬冷，玻璃 外层首先收缩硬化，由于玻璃的导热系数小，这时玻璃内部仍处于高温状态，等 待玻璃内部开始硬化时•，已经硬化的外层将阻止内层的收缩，从而使先硬化的外 层产生压应力，后硬化的内层产生张应力，正是由于玻璃表面的这种压应力的存 在，当外力作用于该表面时，首先必须抵消这部分压应力，这就大大提高了玻璃 的机械强度，因此，钢化工艺的控制实际上也就是对加热工艺和冷却工艺的控制。

下面笔者就结合自己的工作经验，对其中关于加热的相关问题进行浅显的分析一、汽车钢化玻璃几种不同的加热方式因炉体结构、玻璃品种、玻璃升温速度要求不同而需要采用-•种为主或 多种组合加热方法生产不同品种汽车玻璃的炉体横断面结构分别见下图1、2、 3o图I：生产角窗炉体结构图2：生产侧窗炉体结构图3：生产后窗炉体结构1.1角窗玻璃加热生产角窗玻璃的加热炉结构见图1炉体内上部、下部和侧面均设置电 热丝,每组炉丝可独立调节温度，炉体分为三区，每区中间有隔断，能够单独控温保 温，升温曲线如下图4所示炉腔的上部电热丝用不锈钢板覆盖，增加辐射传热的 均匀性，玻璃上表面辐射加热，下表面胎框传热和辐射传热因成型胎吸收部分热 能，下部温度设定高于上部20——30Co图4：角窗玻璃升温曲线1.2侧窗玻璃加热生产侧窗玻璃的加热炉结构前后不同，该加热炉分10个区,1——5区结构 见图26—10区结构类似图3炉体内上部、下部、侧面均设置电热丝，上部增 加轴流风机强制对流加热玻璃，这种对流加热方式的主要目的是使玻璃均匀受热, 同时减少陶瓷辐传输玻璃时产生的辐子印各分区之间有隔断，每个分区独立设 定、调节温度,升温曲线见图5o因强制对流作用，炉上部的空气向下吹造成上部 的热量流失，上部温度设定比正常高20C o图5：侧窗玻璃升温曲线1.3后窗玻璃加热生产后窗玻璃的加热炉见图30炉体上部呈半圆拱形，上部电热丝按炉体 形状设置，底部电热丝覆盖不锈钢板，由炉丝加热钢板，再由钢板产生热辐射加热 玻璃,与炉丝直接加热相比，具有以下优点：①钢板表面积大,其辐射远比炉丝直接 辐射加热玻璃更均匀；②钢板作为蓄能元件，里面储存了巨大的能量，可以源源不 断地向玻璃提供其所需要的热量，保证炉温尽可能均匀、波动小；③加热效率高, 储存热量大。

该炉的1区、2 1乂各安装2个强制对流器，加热方式为辐射加热加对 流加热必寸流器主要是使炉内的温度场更均匀,同侧窗对流加热直接作用于玻璃还 有区别如果采用图1的结构，不利于热空气的对流，因后窗面积较大，同侧窗玻璃 一样采用辐道方式传输玻璃，玻璃局部温度过高过低都会发生图7所示的结果 加热曲线见图6o图6：后窗玻璃升温曲线图7：玻璃在受热过程中出现的向上、向下翘曲二、加热过程中快速达到玻璃钢化温度的注意事项钢化温度对产品质量有重要的影响钢化时温度不合适会对对钢化玻璃 的质量产生一系列的影响，如玻璃碎块过大、玻璃弯曲、玻璃辐道痕、玻璃下表 面白道、玻璃表面麻点、玻璃在冷却时的破碎等如何使玻璃快速达到要求的温 度，在加热的过程中我们要注意三个方面的问题2.1避免电炉内某个区域的热量消耗超过加热效果这就是要避免出现电炉的超负荷现象，这里所说的电炉超负荷不是指电 炉里玻璃占有的面积，而是指玻璃厚度、加热温•度与加热时间的关系，在正常的 操作情况下，在电炉中央加热元件的加热区域内，总有玻璃在吸热，在电炉的 这个区域内一直有玻璃存在，如果电炉内某个区域的热消耗超过加热效果，这个 区域内的温度就开始下降，一直下降到温度平衡为止，所以电炉一旦出现超负荷 现象，就会引起玻璃在冷却段的破碎。

2.2厚度不同的汽车钢化玻璃要求的加热温度不同要钢化的玻璃越薄，加热的温度就要越高，玻璃越厚，加热的温度就越 低操作人员要明白电炉温度与加热时间的相互关系以及电炉温度对厚薄不同的 玻璃变化值，所以在钢化玻璃工艺方面，不能明确指出哪种温度设定最好，温度 的选择在很大在程度上决定于原片玻璃的质量和操作人员所调整的工艺参数在 实际生产中对加热温度的调整，主要通过对加热时间的调整来实现对加热温度的 控制，加热时间的基本的计算方法每一名操作人员都应当掌握基本的计算方法 时每毫米厚度的玻璃约为40秒一50秒，如果玻璃上有钻孔、开洞、开槽，加热 时间要在此的基础之上增加1.5 下面笔者举一•个控制炉温的例子，来诠释加热温度和加热时间以我公司为例，假如我们在生产钢化3.5mm的玻璃，加热温度为420C, 加热时间140s,要使玻璃从加热炉到急冷室的温度提高IOC,有两种方法可以 使之实现：第一种方法，是将电炉温度提高100C；第二种方法是增加加热时间, 电炉的温度保持不变注意：玻璃温度接近钢化温度前的加热速度较慢，我们要 了解这样一个基本的原则：如果电炉的的温度设定变化了儿度，我们也要使玻璃 的加热温度同样也变化相同的温度，就要改变加热时间土t秒，才能使玻璃从电炉 里出来的温度在土t秒的时间内保持不变。

另外，玻璃的板面越大，加热的时间应相对长一些，反之，相应的缩短2.3 一般上部加热温度要高于下部加热系统测得的底部温度并不是辐了温度，而是钢化炉底部加热元件补 偿辐子玻璃吸收的热量后的平均温度由于这个原因，所测得的温度一般较高, 比所测得的上部温度要高一些，所以一般情况下，上部加热要比下部加热的温度 设定要高一些三、必须实现玻璃表面各个部分的均匀加热玻璃的钢化成功与否主要取决于玻璃板温度最低的地方，玻璃要实现钢 化首先必须达到钢化温度，所以必须实现玻璃表面各个部分的均匀加热，我们必 须对玻璃在电炉内的加热方式有所了解我们知道，玻璃在电炉内的加热主要有: 传导、辐射、对流三种方式传导加热主要是水平钢化炉内炉陶瓷馄的热量传给 玻璃的过程，传导加热只发生在玻璃下表面玻璃下表面比上表面多了一种热量 获取途径，这在水平钢化炉中不可避免地会使玻璃表面产生上下温差；对流加热 主要是电炉内的热平衡利用压缩空气或循环风机的搅动将热空气吹向玻璃表面 的热传递过程；辐射加热是指钢化炉内电加热幺幺通电产生的热量，直接辐射到玻 璃 表面，或将热量传递到辐射板上，再由它辐射到欲被加热的玻璃上的加热过 程了解炉内的加热方式后，在实际生产当中，我们才能在加热的不同阶段采用 不同的控制温度策略。

如何使玻璃尽量做到均匀加热，我们要注意以下几个方面:。