浮法玻璃退火工艺
永久应力产生原因分析
永久应力大小和产生是分子位移的结果 玻璃是热的不良导体，在冷却过程中，相邻的地方不可能是 同一个降温速度，这就注定在过程中会存在温差，这个温 差，决定了谁先进行到刚性体的先后顺序，最终反映出有的 地方分子停止位移，有的地方还可以位移，这种位移差将， 导致在同一块玻璃上的应力松弛的不同，从而产生永久应力。
1.75:1冷却 速度
退火冷却速度按6mm计算一般选18.52℃/min
各区长度就 可以算出了
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CUND退火窑的结构
电加热
上部辐射管
传动辊道
风机
下部辐射管
热电偶
进风口
出风口
A区的结构
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CUND退火窑的结构
电加热
上部双辐射管
风机
传动辊道
下部双辐射管
热电偶
出风口
进风口
B/C区的结构
6、退火下限：玻璃在此温度保持 3min，应力消除5%的温度范围，450480℃
弹性体 刚性
永久应力与上下限温度范围内的降温速度有太大的关系
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1 退火基本原理
自由流动的熔体
玻璃在冷却过程中，黏度呈指数剧 增。温度由516.05 ℃降至常温， Δt 成型前 ＝486.05℃，物理特性却呈现出连续、
30℃ 在
应力合-10+7=-3=应力松弛的量
450℃以上产生永久应力，以下不 会
板边长于板中部
无论何应力都不能超过极限，包括两者应力的叠加
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永久应力与什么有关
1.与厚度有关 2.与退火区纵向冷却速度有关 3.与退火区横向冷却速度有关 4.与退火区上下冷却速度有关
1.对切裁的断面质量影响很大 2.对玻璃的深加工影响很大
最佳退火状态（弹塑性体）
温差所致的结构差是玻璃冷至弹塑性体时就开始产生。此时玻璃的 黏度较低，结构基团位移活度大，在均匀的温度场作“顺向位移”结构 调整容易进行，减小结构差的效果最好，对减小永久应贡献最大。
次佳退火状态（弹性体初态）
结构基团位移转为分子位移。黏度剧增使位移活度锐减，减小结 构差的调整明显削弱。玻璃在弹性体初态阶段处于次佳退火状态。
玻璃在降到室温前，会产生新的相反的应力，此时新的应 力逐渐增大，原来的应力逐渐减小，直到温差消失，两种相反的 应力同时泯灭。
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3 退火温度的设计依据
玻璃退火的起始黏度以不使制品发生变
形为准，这是由高温高效退火理论决定的，
就
弹塑性体
浮法玻璃而言1010.82～
高黏滞塑性体
弹性体初态
玻璃的六℃。个 物理特性
11ρ，600～ 595
过渡为完全 弹塑性体
完全弹性体
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两个阶段之退火阶段之三个状态
玻璃作结构调 整，减小不可 逆转的结构差 所致的永久应 力，符合制品 的规定值。
595℃
最佳 次佳 最次
516℃
分别与弹塑性 体、弹性体初 态和亚刚体的 三种物理特性 相对应。
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退火四个状态特征
A区
B区
600-568
568-545
545-516
516-480
最佳退火状态 100%
次佳退火 状态
79.5%
温降50℃占59.6%
次 最次最佳退火状态
佳
100%
退
火 状
温降34℃占40.4%
态
2
0
.
5
%
后续退火状态51%
看来A 区 要重要些
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退火窑设计理念
以A区（600-550℃）为“重心” 集中了最佳和次佳退火状态
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板芯永久应力
数字只示意应力大小
550℃ 550℃ 550℃ 550℃
10-3=-7 7 7
10-3=-7
应力合=10+（-7）=(+3)
400℃
30℃
10
450℃
80℃
-10
450℃
80℃
-10
400℃
30℃
10
边部变长
30℃ 30℃ 30℃
30℃
表面永久压应力产生了，边松也是这个道
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暂时应力产生原因分析
450℃ -10 450℃ +10 450℃ +10 450℃ -10
30℃ 80℃ 80℃ 30℃
+10 -10 -10 +10
30℃ 30℃
30℃ 30℃
板边短于板中部
10+（-10）=0
30℃ 板边=板中部
450℃以下所产生应力随温差消失而消失
30℃
无论何应力都不能超过极限，包括两者应力的叠加
成型
渐变的规律。
高黏滞塑性体 弹塑性体
整个退火的过程是“应力与应变成 正比”关系的刚体。位移终止，应力松 弛现象消失，不可逆转的永久应力被固 定，如与此后的暂时应力在矢量重合部 位互相叠加。当单种应力或叠加应力超 过玻璃的抗拉强度时，玻璃会炸裂。
退火前 均热
弹性体初态
过渡为完全弹塑性体
完全弹性体
重要
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缓慢
2 退火应力分析
玻璃
应力
应力分类
结构 应力
热应 力
机械 应力
永久 应力
暂时 应力
板芯 应力
平面 应力
板芯 应力
平面 应力
暂时应力： 随温度梯度的存在而存在，随温
度梯度消失而消失的热应力。 永久应力：
当高温玻璃经过退火后冷却至常 温并达到温度均衡后，仍存在于玻 璃中的热应力，也称为残余应力或 内应力。
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退火四个状态特征
最次退火状态（亚刚体）
分子位移活度几近衰竭，结构调整近乎停顿， 减小结构差的功效甚微。
后续退火状态（完全刚体）
这时，≥1014.5ρ位移终止，结构调整停顿，广义的应力松弛现象 消失。结构差引起的永久应力被固定，只有分子震动，是单纯的应力 与应变成正比关系的刚体。温差只产生暂时应力。玻璃处于暂时应力 活跃，并与永久应力相叠加的后续退火阶段。
旋转90°看看， 是不是与板弯 的应力有类似
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前后阀体控制的一致性是退火良好的表现
玻璃的退火控制，对于不同的品种来说主要的控制区 别，就是纵向降温梯度不同而已，如假设玻璃在进口 端，横向温度是均匀的，那么要想保证纵向降温的一 致性，就应该是；各个区域的阀体开度是一样的，现 实生产中这种情况是不可能的，不管怎样努力，玻璃 的边部温度都是低于中部的，而退火窑的散热也符合 这一理论，因而我们在玻璃进退火窑时就进行了努力 的校正，通常的做法是将阀体程倒V字形排列，这一 排列理论上应该延续到F区，如果不一致，就说明在 纵向降温上各点的降温速度不一致，显然是不合理的。
冷却速度
光程差取30
二、退火的温度制度
常数
厚度的一半
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退火残余应力的计算
残余应力，Kg/m2
常数
B区冷却速度，℃/min
板厚mm
相同拉引量不同厚度应力允许值、使用值、板芯应力值
算一下吧
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4 退火窑的分类与结构
二、退火的温度制度
目前，浮法玻璃退火窑均为全钢全电退火窑，就其结构而言，它包括 辊道 和壳体两部分。世界上在制造该种退火窑上较著名的公司有两家，一 家是起步 最早的比利时 CUND 公司，另一家为法国 STEIN 公司，两家产品 各有特点， CUND 公司以冷风工艺为基础，而 STEIN 公司则以热风工艺为 基础，其他部分 基本上趋于一致。
B区（550～480 ）℃， 减负7.14%也得益颇多
C区（480～390 ℃）， 减负10%意义重大
挖掘换热效率高的Ret区之潜力， 以改善其余各区的工况
从“六个物理特性 阶段、两个退火阶 段和四种退火状 态”，得到了浮法 玻璃退火窑设计的 技术路线，要点有 左边四条：
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退火允许冷却速度的计 算
却过程内外温差而残留的永久应力，在玻璃的一定温度范 围内（相当于1013—1014泊温度）进行热处理的过程称退火。
2、退火的目的？ 运用降温手段和合理的降温速度，在一定允许
的范围内，减少玻璃残余应力，稳定玻璃内部结构 和光学不均匀性。
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（一）了解几个概念
3、应变点Ts（470℃）
此温度下玻璃为弹性体，质子不能移动，由温差引 起的弹性变形或应力，会伴随温差的消失而消除，只会 产生暂时应力。
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退火常见的现象
(1)边紧 边部张应力大，从侧面看，板
的中部有稍微起鼓的现象，在横掰时 易出现板中部纵炸现象，中部的断面 会有模糊的毛擦，厚板掰边易劈边。
(2)边松 边部压应力大，退火敞开部有
拍辊现象，横掰时边处裂纹不走直线， 多缺角现象多。
张应力 压应力 张应力 压应力
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退火常见的现象
(3)向上弯曲 板下永久压应力＞板上，边部有
些上翘的现象，底面与底面对板时边 部有明显的缝隙。
(4)向下弯曲 板下永久压应力＜板上，边部有
些向下紧绷的现象，底面与底面对板 时中部有明显的缝隙。
板上 板下
张应力
板上 板下
压应力
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降温梯度是退火的关键
A
均热最关键
B
减少永久应力
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永久应力描述
在玻璃退火的整个冷却过程中，玻璃体的弹性体转化过程是有内外差别 的，外层冷却速率高与内层，会提前收缩，密度增加，转化为弹性体。这种 收缩对中心层分子形成向内的压力，使中心层受压应力，外层受中心层的抵 制受张应力。