钢化玻璃的冷却装置和玻璃运输的传送系统

1、冷却装置玻璃钢化过程的冷却装置俗称为风栅。

玻璃的淬冷是钢化工艺过程的一个主要环节,对玻璃淬冷的基本要求是快速而均匀地冷 却,使玻璃外层呈压应力状态而内层呈张应力状态。

风栅的喷气形式有多种,有喷嘴式、喷孔式和狭缝式等。在设计冷却装置时应考虑多种 因素,根据工艺过程要求,对玻璃均匀吹风冷却、冷却风的有效疏散、碎玻璃的清除、噪声 的降低、生产环境的改善等都要精细考虑。冷却装置质量优劣,对产品质量的最终结果是至 关重要的。

上部风栅由型钢架、风栅提升装置、风栅、压缩空气管等组成。

型钢架是用来安装风栅的型钢构架,四根立柱安装于辊道输送机旁边的车间地面上,其 顶部有纵、横方向的型钢梁跨于辊道输送机的上方。钢梁上装有风栅提升装置,风栅为扁形 管式,有许多支,它们成排组合,用风栅提升装置吊挂在型钢架的梁上。

在钢化4mm以下的薄玻璃时,由于需要较大的风量,若用高压风机提供高压风,往往 需要很大电功率,通常采取压缩空气与冷却风共同冷却薄玻璃,高压风段风栅长度为1.5m 左右,为过渡式风栅,玻璃从高压风栅下迅速通过,因此,玻璃经历着同样的冷却历史。高 压风一般通过贮气罐供给。为了降低风压前后变化造成的风量不平衡,在高压风管路上通常

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第4章安全玻璃79

安装一套顺序阀,顺序阀可以根据风压大小自动调节阀门开度,使吹风初期和末期的风量基 本保持一致。贮气罐压力在卸压前一般为0.8MPa,卸压后为0. 6MPa。

风栅内装有压缩空气喷嘴,有压缩空气管路通入风栅之中。每支风栅由两片楔形钢板和 一个条形喷嘴组成,楔形钢板用薄钢板经模压成形,与条形喷嘴组装成一个楔形的扁管。其 大端与连接风管相接,后者配有调节风量的蝶阀。上部风栅的喷嘴装于风栅的下端,条形喷 嘴由耐热钢制成,上有两排喷气孔,孔径较大,孔内还套接有压缩空气喷嘴。各支风栅均是 横向安装,与玻璃运行方向垂直。在两支风栅之间装有分流板,空气、压缩空气各自由风栅 喷出来冷却玻璃,废气经此分流板导向排走。这样可排除废气的干扰,使吹风冷却更为 有效。

下部风栅由辊道输送机、风栅、碎玻璃运输机等组成。辊道输送机由输送辊道、传动系 统、钢结构等组成,输送辊道定位于风栅两侧的钢结构上,前者的端部装有摩擦轮,用传动 系统的钢带带动摩擦轮使辊道平稳地同步运动。输送辊道由耐热钢管制成,管面用耐磨、耐 高温的纤维绳或其他耐热软材料带子缠绕,按一定螺距及角度在管上缠成螺旋形,从一端缠 到另一端。相邻的辊道、纤维绳或耐热软材料带子缠绕的螺纹方向相反,即交替地缠成左旋 和右旋。经过如此缠绕后,输送辊道的母线安装(包含绳或带子增大辊径的量)在同一平面 上,玻璃在输送及往复运动中就不致走偏。

纤维绳或耐热软材料带和耐热钢管接触面一般缠成35°,绳端用耐热粘接胶粘牢,这样 就不易损坏。耐热钢管缠上纤维绳后,改变了玻璃与辊道的接触状态。不缠纤维绳时,玻璃 与辊道面的接触呈线状接触。当缠以纤维绳后,玻璃与辊道面的接触呈点接触,接触面积变 小,有利于降低玻璃划伤的概率。另外,纤维绳螺旋间隔的空隙给玻璃的下部冷却增加了空 气流动的空间,使得冷却气流均匀,增强了玻璃的冷却效果。如果不缠绕纤维绳,冷却空气 就会被限制在相邻的输送辊道之间,特别是当冷却薄玻璃时,会产生明显的局部隆起现象, 由此而引起玻璃不均匀冷却,导致玻璃表面应力分布不均匀并产生彩虹,所以,冷却装置采 用缠纤维绳的辊道是一项先进的技术,能确保薄玻璃的钢化质量。

下部风栅的构造、数量与上部风栅一样,但风栅的喷嘴装于风栅的上端,在各支风栅之 间不装导向板,其间有一定间隙,生产期间玻璃偶尔破碎时,碎玻璃经此间隙落入下面的碎 玻璃运输机上。

碎玻璃运输机是一条板式运输带,有两条槽形的运输板链。运输机装在风栅下方,在两 条槽形运输板链的上方及靠两边钢结构处均设有挡板,碎玻璃自输送辊道掉人这些运输板链 后,开动运输机即可将碎玻璃运至卸片台下方,然后由人工清理出去。

外壳由小型钢及钢板制成四壁及顶盖,构成一个密封室,除两端有一狭缝供玻璃通过 外,将冷却装置各组件罩在其中。在操作侧设有门及观察窗,在顶盖装有许多排减噪板,这 些减噪板构成许多排气通道,废气自这些通道排出可降低噪声,同时密封室起到减弱风栅产 生的噪声向外传播的作用,从而降低车间内噪声的强度。

气幕管道装在冷却装置进口端外壁外侧,有两根管道分别装在外壁玻璃通过的长条形开 口的上、下边缘处,管的对应面各钻一排小孔,管的进风口接于空气分配器,并有调节阀 门,以控制其供风量,空气从密排的小孔吹出,从而连成一道气幕。风栅吹风冷却玻璃时, 气幕管道以相同的风压吹风,它形成的气幕封住冷却装置的进口端,从而避免玻璃出加热炉 时冷风进人加热炉。同时,气幕还可以使玻璃迅速冷却定型,减少玻璃的波形变形。

风栅提升装有驱动装置,滑轮组及钢丝绳,用计算机自动控制,可按钢化玻璃的厚度调 节喷嘴的高度,此高度指上部风栅喷嘴尖端到辊道玻璃纤维绳或耐热软材料带最高点的距

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80玻璃材料手册

离,可在300〜600mm之间调节。下部的风栅也用此装置的钢丝绳吊挂及自动控制高度。

根据钢化玻璃的厚度,采取不同的方式进行钢化。生产3. 2mm及以下薄玻璃时,采用 风机送冷风、空气压缩机送压缩空气同时进行冷却;生产4〜5mm厚的玻璃时,采用计算 机通过控制风机蝶阀开度来控制风压;生产6〜25mm厚的玻璃时,用变频器改变风机的转 速来控制风压,这样可大量节省风机的能耗。钢化玻璃的厚度不同,所需的冷却风量及风压 也不相同。

在生产3. 2mm及以下薄钢化玻璃时,因玻璃在加热炉出口处受辐射和对流的影响,其 自然冷却速度非常快,玻璃易变形,所以在它进人冷却装置之后,需要在几秒钟的短时间内 用高风压、大风量进行淬冷,如果单独用风机送风,就必须加大功率,增加风机台数来达到 要求,此办法很不经济。用两台风机送风和一台空气压缩机同时送压缩空气,可提供足够的 冷却风压及风量,此法可使冷却装置的外部设备简化,减少大风管的数量及空气分配器的体 积,投资少,经营费用低。生产4mm钢化玻璃时需开两台风机,生产5〜25mm钢化玻璃 时,开一台风机就足够。

2、玻璃运输的传动系统水平钢化玻璃表面质量的好坏与其输送装置有密切的关系, 设计和制造水平钢化玻璃生产线的一个重要问题是尽可能保证输送表面平坦。通常输送玻璃 的辊道表面不平整的差值不得超过0. 1〜0. 2mm,特别是加热炉内的熔融石英辊道或工业瓷 辊道和冷却装置内的辊道,表面必须平坦,因为玻璃在从加热炉输出及进入冷却装置的过程 中呈软化状态,并与辊道直接接触,辊道安装不平坦或其表面不光滑,将直接影响钢化玻璃 成品的表面质量。

钢化玻璃生产线的装片台、加热炉、冷却装置、卸片台四部分在同一平面上,即其辊道 的母线在同一平面上。装片台有一个传动电机,加热炉有一个主传动机械,由主电机带动液 压变速器旋转,无级液压变速器由一个主泵和一个副泵组成,主泵和副泵装在同一根轴上, 副泵实际上为液压马达,它可将电机带动其旋转的固定速度转换成输出轴上的可变速度。液 压变速器上安装有一个比例阀门,由计算机根据钢化工艺要求控制它的开度来改变主泵的偏 心率,从而调节速度的大小和正反转方向。液压变速器的输出轴驱动加热炉的主传动轴带动 钢带旋转,将动力传给每根熔融石英辊道,每根熔融石英辊道的耐热钢辊头外均套有耐磨橡 胶轮,此轮与钢带摩擦,带动辊道作往复及旋转运动,因此,传动过程非常平稳,没有跳 动,没有噪声,并保证所有辊道同步运行,避免辊道与玻璃之间运行不同步而产生的擦伤。

辊道在加热炉的摆线速度为150〜200mm/s。加热完毕后玻璃从加热炉送出的速度为:

玻璃厚度3〜4mm时为800mm/s;

玻璃厚度5mm时为600mm/s;

玻璃厚度大于10mm时为400mm/s。

主传动系统还装有一个小型24V电池备用电源,用于传动装置突然断电时将传动系统 维持暂时的运行,以便将玻璃从加热炉中排出。防止玻璃在炉内粘辊或破碎。

装片台、卸片台及冷却部的辊道端部都装有摩擦轮或链轮,由橡胶带或链条传动。装片 台装片时,可由装片电机单独驱动,传递装片步长;卸片台辊道由卸片电机单独驱动,控制 卸片速度。当玻璃从装片台送入加热炉时,装片台辊道与加热炉辊道同步运行,其传动速度 范围为400〜800mm/s,根据玻璃厚度和加热时间而设定。在玻璃加热和冷却期间,加热炉 辊道和冷却装置辊道同步运行,此时,往复运动速度范围为150〜200mm/s。玻璃在冷却装 置冷却期间,加热炉运输机和冷却装置运输机的固定速度比为1 : 13,此时冷却装置内辊道 的往复运动速度范围为12〜15mm/s。当玻璃从冷却装置送入卸片台时,冷却装置辊道与卸

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片台辊道同步,此时的传动速度较快,速度范围为400〜800mm/s。

水平钢化玻璃生产过程是装片-加热-冷却-卸片的连续生产过程,它的传动程序的工艺参 数因玻璃厚度不同而异,但全部由计算机自动控制,传动过程的状况可通过终端显示屏进行

监控。

传动系统的速度变化和加热、冷却时采取往复运动是基于下述目的而设计的。当玻璃从 加热炉进人风栅时,其前端首先进人冷却装置的淬冷区而被冷却,呈收缩状态,而玻璃后端 仍较热,处于膨胀状态,这时,玻璃前后端的温差会导致玻璃变形或破碎。这种情况在辊道 传动速度低、玻璃面积大时更为明显。因此,玻璃从加热炉进入冷却装置时,应以较快的速 度运行,缩短两区间的运行时间,使得玻璃前后温差减小,以大大减少玻璃的破碎。加热炉 辊道的往复运动,使玻璃在炉内从一端摆动到另一端加热,它在炉内往复运动的次数因玻璃 的厚度不同而不同,玻璃越厚,加热时间越长,往复运动的次数就多,反之亦然。玻璃往复 运动的行程要比加热炉的实际长度大好几倍,这样,在加热炉上、下部加热元件辐射的热量 就不会集中在玻璃的同一区域,从而保证了玻璃在较短的加热炉中达到均匀加热的目的。



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