普通玻璃的強度低,易破碎,而且破碎形式為長形刀狀,沖擊點附近呈尖角狀态容易傷及人身。因此,長期以來,人們緻力于研究減少裂紋的方法和探索玻璃增強的技術,目的是恢複玻璃的原有強度。
迄今為止,提高玻璃強度有兩種辦法:一是消除和改善表面裂紋等缺陷。如:化學腐蝕法;火焰抛光法和表面塗層法。二是在玻璃表面造成壓應力層,使它增加一個預應力來提高玻璃總的抗拉伸應力。第二種辦法,就是我們上面提到的對玻璃進行鋼化處理。
山西鋼化玻璃的制作方法主要有:快速風冷法(物理鋼化)、化學增強法(化學鋼化)和表面結晶法。鋼化玻璃從設備的分類分有:水平鋼化、垂直鋼化、氣墊鋼化。從鋼化程度分有:全鋼化、半鋼化和區域鋼化。從産品形狀分有:平鋼化和彎鋼化。目前,常使用的是風鋼化技術。
風鋼化技術的工藝原理玻璃在加熱爐内加熱到軟化點附近,然後以空氣作為冷卻介質迅速冷卻玻璃。使其表面形成壓應力,内部形成張應力,提高玻璃表面的抗拉伸性能。它與鋼鐵淬火的原理是其地相似。同樣的把鋼鐵加熱到一定的溫度,然後放進水、油等液體中急速降溫,提高鋼鐵的硬度。它們隻是用來降溫的介質不同而已。
玻璃經過物理鋼化之後,其内能急劇提高,表面形成壓應力,内部形成張應力。當壓應力和張應力平衡時,鋼化玻璃完好。圖中描述了這兩種應力。
當玻璃受到外力沖擊破壞時(沖擊能量超過内能時),在内能作用下,玻璃被撕裂成鈍角的小碎塊。相比之普通玻璃破裂時,大塊的呈長形刀狀、尖角狀來說,鋼化玻璃破裂後的小碎塊對人體的傷害很小。
山西鋼化玻璃的細節控制方法:
1、針對加熱輥道變形的對策在玻璃鋼化前讓輥道有足夠的時間預熱,使得輥道受熱均勻,消除應力,減少輥子的應力變形。針對輥道磨損,在清理輥子時需打磨整個輥子,盡量避免打磨輥子的局部,使輥子磨損均勻,保持輥子的一緻性。并且時常檢查調整輥道的高度,使輥道在運行時上表面為一個平面,以保持玻璃表面的平整。風栅輥道的結構是在金屬輥道表面纏繞尼龍繩作為隔熱材料,玻璃在風栅裡炸裂容易将尼龍繩割斷,造成輥道表面不平,要及時檢修,更換尼龍繩。
2、針對因加熱溫度不均而引起的熱變形的控制對策
(1)針對上下表面存在溫差,當玻璃向上彎曲時,說明玻璃上表面溫度高。應當降低上表面溫度,同時為保持玻璃整體的加熱溫度不變,适當提高下表面的溫度;當玻璃向下彎曲時,說明下表面溫度高與上表面溫度,需适當降低下表面溫度,同時提高上表面溫度。若在調節溫度時,鋼化成品率及鋼化質量受到影響,則分别适當延長加熱時間或減少加熱時間。
(2)針對因中間和邊部存在溫差引起的玻璃變形,如果玻璃呈現馬鞍型形狀時說明爐體保溫不好或者是溫度設定值邊緣偏低,需調節邊緣的溫度設定值;當玻璃呈現鍋底形狀時,若由于是熱曆史的原因造成需暫不碼放玻璃,先空爐運轉,使爐内溫度分布均勻後然後再上片;若是溫度設定問題,需調整溫度設定參數,使爐内溫度分布均勻。
(3)針對随機的溫度不均,則需及時檢修設備,避免設備狀态不良,常清理溫度傳感器附近的玻璃渣,使溫度傳感器所感受的溫度是準确的爐溫,同時在上片是避免多爐以同一狀态碼放。