作為最常用的安全玻璃的一種形式，鋼化玻璃有著無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)：它的強(qiáng)度是普通玻璃的4-5倍，抗折彎度是普通玻璃的3-5倍，抗沖擊強(qiáng)度是普通玻璃的5-10倍。另外，鋼化玻璃破壞也呈無(wú)銳角的小碎片，耐急冷急熱性質(zhì)較之普通玻璃有2-3倍的提高，一般可承受150％以上的溫差變化，對(duì)防止熱炸裂有明顯的效果。

 

      溫度控制是鋼化玻璃生產(chǎn)的核心部分，它對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有極其重要的影響。要想掌控鋼化玻璃的生產(chǎn)工藝， 首先必須對(duì)溫控工藝有詳細(xì)的了解和掌握。物理鋼化玻璃的工藝過(guò)程可以簡(jiǎn)單的概括為將玻璃加熱到一定的溫度，然后迅速冷卻，以增加玻璃的機(jī)械性能與熱穩(wěn)定性。其原理是：將玻璃在加熱爐內(nèi)加熱到低于軟化溫度，然后迅速送入冷卻裝置，用一定壓力的常溫氣流進(jìn)行淬冷，玻璃外層首先收縮硬化，由于玻璃的導(dǎo)熱系數(shù)小，這時(shí)玻璃內(nèi)部仍處于高溫狀態(tài)，等待玻璃內(nèi)部開(kāi)始硬化時(shí)，已經(jīng)硬化的外層將阻止內(nèi)層的收縮，從而使先硬化的外層產(chǎn)生壓應(yīng)力，后硬化的內(nèi)層產(chǎn)生張應(yīng)力，正是由于玻璃表面的這種壓應(yīng)力的存在，當(dāng)外力作用于該表面時(shí)，首先必須抵消這部分壓應(yīng)力，這就大大提高了玻璃的機(jī)械強(qiáng)度，因此，鋼化工藝的控制實(shí)際上也就是對(duì)加熱工藝和冷卻工藝的控制。下面筆者就結(jié)合自己的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其中關(guān)于加熱的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行淺顯的分析。 

　　 

      1 汽車(chē)鋼化玻璃幾種不同的加熱方式

 

      因爐體結(jié)構(gòu)、玻璃品種、玻璃升溫速度要求不同而需要采用一種為主或多種組合加熱方法。

　　 

      1.1 角窗玻璃加熱

 

      生產(chǎn)角窗玻璃的加熱爐結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。爐體內(nèi)上部、下部和側(cè)面均設(shè)置電熱絲，每組爐絲可獨(dú)立調(diào)節(jié)溫度，爐體分為三區(qū)，每區(qū)中間有隔斷，能夠單獨(dú)控溫保溫，升溫曲線(xiàn)如下圖4所示。爐腔的上部電熱絲用不銹鋼板覆蓋，增加輻射傳熱的均勻性，玻璃上表面輻射加熱，下表面胎框傳熱和輻射傳熱。因成型胎吸收部分熱能，下部溫度設(shè)定高于上部20-30℃。 

　　 

      1.2 側(cè)窗玻璃加熱

 

      生產(chǎn)側(cè)窗玻璃的加熱爐結(jié)構(gòu)前后不同，該加熱爐分10個(gè)區(qū)。爐體內(nèi)上部、下部、側(cè)面均設(shè)置電熱絲，上部增加軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制對(duì)流加熱玻璃，這種對(duì)流加熱方式的主要目的是使玻璃均勻受熱，同時(shí)減少陶瓷輥傳輸玻璃時(shí)產(chǎn)生的輥?zhàn)佑?。各分區(qū)之間有隔斷，每個(gè)分區(qū)獨(dú)立設(shè)定、調(diào)節(jié)溫度，升溫曲線(xiàn)。因強(qiáng)制對(duì)流作用，爐上部的空氣向下吹造成上部的熱量流失，上部溫度設(shè)定比正常高20℃ 。

 

      1.3 后窗玻璃加熱

 

      生產(chǎn)后窗玻璃的加熱爐見(jiàn)圖3。爐體上部呈半圓拱形，上部電熱絲按爐體形狀設(shè)置，底部電熱絲覆蓋不銹鋼板，由爐絲加熱鋼板，再由鋼板產(chǎn)生熱輻射加熱玻璃，與爐絲直接加熱相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①鋼板表面積大，其輻射遠(yuǎn)比爐絲直接輻射加熱玻璃更均勻；②鋼板作為蓄能元件，里面儲(chǔ)存了巨大的能量，可以源源不斷地向玻璃提供其所需要的熱量，保證爐溫盡可能均勻、波動(dòng)小；③加熱效率高，儲(chǔ)存熱量大。該爐的1區(qū)、2區(qū)各安裝2個(gè)強(qiáng)制對(duì)流器，加熱方式為輻射加熱加對(duì)流加熱，對(duì)流器主要是使?fàn)t內(nèi)的溫度場(chǎng)更均勻，同側(cè)窗對(duì)流加熱直接作用于玻璃還有區(qū)別。如果采用的結(jié)構(gòu)，不利于熱空氣的對(duì)流，因后窗面積較大，同側(cè)窗玻璃一樣采用輥道方式傳輸玻璃。 

　　 

      2 加熱過(guò)程中快速達(dá)到玻璃鋼化溫度的注意事項(xiàng)

 

      鋼化溫度對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有重要的影響。鋼化時(shí)溫度不合適會(huì)對(duì)對(duì)鋼化玻璃的質(zhì)量產(chǎn)生一系列的影響，如玻璃碎塊過(guò)大、玻璃彎曲、玻璃輥道痕、玻璃下表面白道、玻璃表面麻點(diǎn)、玻璃在冷卻時(shí)的破碎等。如何使玻璃快速達(dá)到要求的溫度，在加熱的過(guò)程中我們要注意三個(gè)方面的問(wèn)題。 

　　 

      2.1避免電爐內(nèi)某個(gè)區(qū)域的熱量消耗超過(guò)加熱效果 

　　 

      這就是要避免出現(xiàn)電爐的超負(fù)荷現(xiàn)象，這里所說(shuō)的電爐超負(fù)荷不是指電爐里玻璃占有的面積，而是指玻璃厚度、加熱溫度與加熱時(shí)間的關(guān)系，在正常的操作 情況下，在電爐中央加熱元件的加熱區(qū)域內(nèi)，總有玻璃在吸熱，在電爐的這個(gè)區(qū)域內(nèi)一直有玻璃存在，如果電爐內(nèi)某個(gè)區(qū)域的熱消耗超過(guò)加熱效果，這個(gè)區(qū)域內(nèi)的溫度就開(kāi)始下降，一直下降到溫度平衡為止，所以電爐一旦出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，就會(huì)引起玻璃在冷卻段的破碎。 

　　 

      2.2厚度不同的汽車(chē)鋼化玻璃要求的加熱溫度不同 

　　 

      要鋼化的玻璃越薄，加熱的溫度就要越高，玻璃越厚，加熱的溫度就越低。操作人員要明白電爐溫度與加熱時(shí)間的相互關(guān)系以及電爐溫度對(duì)厚薄不同的玻璃變化值，所以在鋼化玻璃工藝方面，不能明確指出哪種溫度設(shè)定最好，溫度的選擇在很大在程度上決定于原片玻璃的質(zhì)量和操作人員所調(diào)整的工藝參數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)加熱溫度的調(diào)整，主要通過(guò)對(duì)加熱時(shí)間的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱溫度的控制，加熱時(shí)間的基本的計(jì)算方法每一名操作人員都應(yīng)當(dāng)掌握?；镜挠?jì)算方法時(shí)每毫米厚度的玻璃約為40-50秒，如果玻璃上有鉆孔、開(kāi)洞、開(kāi)槽，加熱時(shí)間要在此的基礎(chǔ)之上增加1.5％-2.5％。下面筆者舉一個(gè)控制爐溫的例子，來(lái)詮釋加熱溫度和加熱時(shí)間。

 

      以我公司為例，假如我們?cè)谏a(chǎn)鋼化3.5mm的玻璃，加熱溫度為420℃，加熱時(shí)間140s，要使玻璃從加熱爐到急冷室的溫度提高10℃，有兩種方法可以使之實(shí)現(xiàn)：第一種方法，是將電爐溫度提高100C；第二種方法是增加加熱時(shí)間，電爐的溫度保持不變。注意：玻璃溫度接近鋼化溫度前的加熱速度較慢，我們要了解這樣一個(gè)基本的原則：如果電爐的的溫度設(shè)定變化了幾度，我們也要使玻璃的加熱溫度同樣也變化相同的溫度，就要改變加熱時(shí)間±t秒，才能使玻璃從電爐里出來(lái)的溫度在±t秒的時(shí)間內(nèi)保持不變。

 

      另外，玻璃的板面越大，加熱的時(shí)間應(yīng)相對(duì)長(zhǎng)一些，反之，相應(yīng)的縮短。 

　　 

      2.3 一般上部加熱溫度要高于下部 

　　 

      加熱系統(tǒng)測(cè)得的底部溫度并不是輥?zhàn)訙囟?，而是鋼化爐底部加熱元件補(bǔ)償輥?zhàn)硬Ａ盏臒崃亢蟮钠骄鶞囟取Ｓ捎谶@個(gè)原因，所測(cè)得的溫度一般較高，比所測(cè)得的上部溫度要高一些，所以一般情況下，上部加熱要比下部加熱的溫度設(shè)定要高一些。 

　　 

      3 必須實(shí)現(xiàn)玻璃表面各個(gè)部分的均勻加熱

 

      玻璃的鋼化成功與否主要取決于玻璃板溫度最低的地方，玻璃要實(shí)現(xiàn)鋼化首先必須達(dá)到鋼化溫度，所以必須實(shí)現(xiàn)玻璃表面各個(gè)部分的均勻加熱，我們必須對(duì)玻璃在電爐內(nèi)的加熱方式有所了解。我們知道，玻璃在電爐內(nèi)的加熱主要有：傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流三種方式。傳導(dǎo)加熱主要是水平鋼化爐內(nèi)爐陶瓷輥的熱量傳給玻璃的過(guò)程，傳導(dǎo)加熱只發(fā)生在玻璃下表面。玻璃下表面比上表面多了一種熱量獲取途徑，這在水平鋼化爐中不可避免地會(huì)使玻璃表面產(chǎn)生上下溫差；對(duì)流加熱主要是電爐內(nèi)的熱平衡利用壓縮空氣或循環(huán)風(fēng)機(jī)的攪動(dòng)將熱空氣吹向玻璃表面的熱傳遞過(guò)程；輻射加熱是指鋼化爐內(nèi)電加熱絲通電產(chǎn)生的熱量，直接輻射到玻璃 表面，或?qū)崃總鬟f到輻射板上，再由它輻射到欲被加熱的玻璃上的加熱過(guò)程。了解爐內(nèi)的加熱方式后，在實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，我們才能在加熱的不同階段采用不同的控制溫度策略。如何使玻璃盡量做到均勻加熱，我們要注意以下幾個(gè)方面：

 

      3.1加熱過(guò)程中要做好升溫控制

 

      玻璃剛進(jìn)入爐體時(shí)，爐體內(nèi)原有的熱平衡狀態(tài)突然被打破，會(huì)引起爐溫的急劇下降，下降幅度在20-100℃之間，所以在玻璃加熱的前半段，玻璃在升溫的過(guò)程中，最容易出現(xiàn)各點(diǎn)升溫不均的現(xiàn)象，此時(shí)如果增加對(duì)流加熱的方式， 開(kāi)啟上、下部熱平衡，通過(guò)爐內(nèi)的高溫執(zhí)風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，將爐內(nèi)高溫空氣進(jìn)行熱風(fēng)循環(huán)，可有效地解決玻璃各點(diǎn)溫差大的問(wèn)題。在加熱后半段，隨著玻璃溫度的上升，爐溫也逐步趨向設(shè)定值，玻璃各點(diǎn)溫度差不明顯，應(yīng)以提高加熱速度為主，可關(guān)閉各個(gè)熱平衡，直到玻璃溫度與設(shè)定的爐溫一致，加熱過(guò)程也就宣告結(jié)束。 

　　 

      3.2玻璃邊部與中部的升溫控制

 

      玻璃在外部環(huán)境溫度一致的情況下，玻璃邊部與熱介質(zhì)接觸表面積大，而對(duì)輻射熱的反射小，造成吸熱效率相對(duì)中部快，即玻璃邊部溫升快。特別是特大片玻璃，玻璃邊部與中部的溫差更明顯，玻璃中部與邊緣的溫差過(guò)大會(huì)引起玻璃邊緣的凸凹現(xiàn)象。如果遇到這種現(xiàn)象，我們可以從兩個(gè)方面著手進(jìn)行控制，一方面可以提高爐體內(nèi)的熱平衡壓力，增加熱對(duì)流，從而調(diào)整爐內(nèi)的熱平衡來(lái)減小大面積玻璃中部與邊緣的溫度差距，另一方面可以適當(dāng)延長(zhǎng)玻璃的加熱時(shí)間，從而也能減小玻璃中部與邊緣的溫差。 

　　 

      3.3玻璃上下表面的溫差控制

 

      要避免玻璃上、下表面溫差對(duì)玻璃鋼化效果的影響。玻璃從加熱階段進(jìn)入急冷段位時(shí)，如果玻璃的上面溫度比下面溫度高，會(huì)引起玻璃前后兩端向上彎曲；如果玻璃上面的溫度比下面的溫度低，會(huì)引起玻璃中間向上凸起。 

　　 

      3.4 玻璃的放片布置對(duì)均勻加熱影響很大

 

      玻璃在放片臺(tái)的布置也很重要。放片的合理布置主要是為了保證電爐內(nèi)縱向和橫向負(fù)載的均勻性，也就是說(shuō)，每爐玻璃的放片布置以及各爐的間隙時(shí)間要均勻。我們要明白從加熱爐到急冷室過(guò)程中的溫度規(guī)律，必須弄清玻璃板布置所取決的因素：當(dāng)玻璃沿電爐前后移動(dòng)時(shí)，玻璃邊緣鄰近的輥?zhàn)铀幍膮^(qū)域容易過(guò)熱，這種現(xiàn)象在兩塊玻璃之間的輥?zhàn)颖砻嫔弦踩菀装l(fā)生。在實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中，如果玻璃板在鋼化爐內(nèi)一直以相同的放片布置向前運(yùn)動(dòng)，各個(gè)輥?zhàn)訙夭罹拖鄬?duì)的明顯，結(jié)果放片位置一變化，玻璃就會(huì)在加熱爐內(nèi)彎形或者在急冷室里破碎。

 

      為了得到最好的鋼化效果，我們要記住放片時(shí)的注意事項(xiàng)：為了避免縱向玻璃板間的空隙導(dǎo)致辭電爐的溫度過(guò)高，放片臺(tái)上玻璃板擺放的越合理，越容易保持輥?zhàn)訙囟纫恢滦?，也就是說(shuō)放片時(shí)縱向出現(xiàn)間隙，下一次放片時(shí)要補(bǔ)上這個(gè)空隙。另外，在比較長(zhǎng)的縱向空隙(大于等于二分之一)內(nèi)放下一爐的玻璃，其不良效果要比在整個(gè)縱向長(zhǎng)度內(nèi)放玻璃明顯得多，這是因?yàn)檫@個(gè)溫度高的空隙在加熱一開(kāi)始就受到了影響，要有充分的時(shí)間才能使溫度均衡下來(lái)。 

　　 　　 

      4 結(jié)束語(yǔ) 

　　 

      汽車(chē)玻璃鋼化過(guò)程是以完善的加熱技術(shù)和冷卻技術(shù)為基礎(chǔ)，鋼化過(guò)程一個(gè)步驟的改進(jìn)會(huì)促使其它步驟的改進(jìn)，只有整體提高二者才意味著更高的生產(chǎn)率。要獲得高質(zhì)量的玻璃，就必須使鋼化過(guò)程十分精準(zhǔn)地保持整個(gè)玻璃進(jìn)行對(duì)稱(chēng)的熱傳遞。對(duì)流加熱的優(yōu)點(diǎn)在于可以加速對(duì)冷玻璃的均勻熱傳遞，通過(guò)金屬板導(dǎo)向輻射，為玻璃均勻加熱提供了條件，在玻璃加熱的最后階段，加熱玻璃最有效的方法是熱輻射，使玻璃整體保持在成型和淬冷前所需高溫的穩(wěn)定狀態(tài) 。

 

      同時(shí)，作為一名鋼化工藝人員，我們要擁有正確的質(zhì)量觀念，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣，在實(shí)際的生產(chǎn)當(dāng)中還要注重加熱控制經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，以此來(lái)不斷提高生產(chǎn)水平，這樣才能持續(xù)實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量。