[發明專利]薄玻璃熱鋼化生產方法與設備

無效

• 申請號: 201210037540.8
• 申請日: 2012-02-20
• 公開（公告）號: CN103253857A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王世忠
• 申請（專利權）人: 王世忠
• 主分類號: C03B27/00
• 分類號: C03B27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及薄玻璃的熱鋼化生產方法與設備，特別是玻璃厚度為2mm～3mm，用于太陽能電池、太陽能反射鏡面、LED顯示器面板和真空玻璃等薄玻璃的熱鋼化方法和設備。

背景技術

玻璃是脆性材料，強度不高、易碎，而且碎片鋒利，傷害性強。為此，玻璃科技人員在研究玻璃的微觀結構和性質后，發明了把玻璃進行淬火處理，使玻璃表面產生永久性殘余壓應力，提高了玻璃強度、抗急冷急熱性和減少其傷害性。這種玻璃稱為熱鋼化玻璃(tempered?glass)，其生產方法稱為玻璃的熱鋼化(thermal-tempering)。

近年來快速發展的太陽能電池、太陽能反射鏡面、LED顯示器面板和真空玻璃等高科技產品，都希望采用厚度2～3mm的熱鋼化玻璃。而目前的工業生產技術和設備，無法生產厚度小于3mm的熱鋼化玻璃。薄玻璃的熱鋼化技術與設備的發明也很少，僅有的幾件，例如CN?200810156023《3.2mm鋼化玻璃加工方法》、CN?200810156025《4.0mm鋼化玻璃加工方法》等，難以實現厚度2mm～3mm薄玻璃的鋼化。薄玻璃鋼化的主要困難是熱玻璃的淬冷技術與設備。同樣的冷卻速率，玻璃越薄，淬冷造成的玻璃外層與內層之間的溫差越小，玻璃鋼化形成的永久殘余應力越小，鋼化玻璃的強度、抗急冷急熱性等都要低。近年來，陸續公開了提高冷卻速度的一些專利技術。例如，1)通過改進風柵、提高風壓來增加冷卻速度的CN200620072383、CN200810156023、CN200810156025、CN201020285038和CN02118592等；2)用水或硅油等液體為冷卻介質的CN201110116462、CN92100022.7、CN200810150826和CN03817018等；3)用高導熱固體冷卻介質的CN?200610064917、CN95102791、CN200510018007等。這些發明各有特點，但是并沒有很好的解決加熱到鋼化溫度的薄玻璃急冷問題。例如，加大風壓來增加冷卻速率易使玻璃變形；液體冷卻易污染玻璃表面，而且設備復雜；用固體介質急冷更不易達到良好、均勻地急速冷卻的目的。

另一方面，提高鋼化玻璃的平整度一直是鋼化工藝和設備的難題。主要原因是：目前的技術與設備沒有直接測量和控制玻璃的實際加熱溫度、玻璃鋼化溫度等參數的確定很不精確所致。例如，“Tamglass公司的鋼化爐是按每毫米玻璃加熱時間40秒設計的，…玻璃鋼化爐溫：10mm厚玻璃為695℃～700℃、8mm為700℃～705℃、5～6mm為705℃～710℃…。”但是，各個工廠生產的浮法玻璃的組成、色度各不相同，粘度曲線、軟化點有所差異，玻璃的實際厚度與標明的公稱厚度有一定的誤差，所需加熱熱量不同。目前的玻璃鋼化方法和設備，導致玻璃的實際溫度往往顯著的超過軟化點，而且加熱溫度均勻性差、部分區域超溫嚴重、玻璃表面與內部溫差大，玻璃板發生變形、翹曲是不可避免的。

本發明人已申請的CN?201110042162.8，發明了生產超平鋼化玻璃精確加熱技術方法和設備，包括每批玻璃的鋼化參數測定、主加熱室/精細均化加熱室、玻璃表面溫度精確實時測量控制技術、石英玻璃管紅外加熱器等，這些技術可以有效地提高鋼化玻璃的平整度，在薄玻璃的熱鋼化方法和設備中應該繼續采用。但由于薄玻璃更容易在加熱過程中變形，對于薄玻璃熱鋼化生產，上述技術需要進一步的改進和提高。例如，研究發現，加熱元件的被動控制方式和玻璃進出引起溫度波動和反應滯后，影響玻璃的精準-均勻加熱；目前使用的圓棒或圓管形石英陶瓷輥妨礙鋼化爐下部加熱器與玻璃之間的輻射傳熱、石英陶瓷輥面與玻璃的大量接觸，會造成玻璃溫度不均勻。這都是影響薄玻璃鋼化平整度不良的重要原因，必須加以解決。

發明內容

本發明的目的是提供一種薄玻璃熱鋼化生產方法和裝置，用于生產厚度為2～3mm，強度、抗急冷急熱性和平整度等符合技術標準、滿足使用要求的熱鋼化玻璃。

本發明的具體內容是：

(1)本發明采用精準-均勻加熱和液氮急冷-風柵緩冷的鋼化方法和設備實現薄玻璃的熱鋼化。

(2)本發明的薄玻璃熱鋼化設備主要有玻璃加熱部、液氮-風柵淬冷部和計算機中心控制系統三大部分組成。