用于制造浮法玻璃板的浮法工艺和浮法玻璃板的制作方法_2

文档序号:9225801阅读:来源:国知局
.5K。温差A Tglass的优选值与温度的绝对值相比相对较低。但是,应该考虑到的是,为了 实现这样的低温差,玻璃带必须已经经受极大的不对称的温度分布或极大的不对称加热, 因为玻璃带优选仅具有小的厚度D,因此上侧和锡槽侧的温差非常快地平衡。只有通过大量 的测量工作,才能由1\。1)和1\。"。 111的直接测量结果可靠地确定温差厶1'81_,因为当测量例如 可以高温测量确定的表面温度T ,非常有可能发生温差A T glass的数量级的误 差。温差A Tglass因此优选间接地由退火窑中的温度T。611_和T fl_确定。
[0022] 由退火窑中的温度T fl_产生的玻璃带的温度可以例如通过二维FEM模 拟来确定。退火窑中的温度场在这种情况下由如下等式描述:
[0023] p ? Cp-Vz- (5T/5x) = V(X-VT),
[0024]其中,p=2490kg/m3,Cp=90〇X/(kg?K),人=I. 22WAm?K)。
[0025] 其中P为密度,Cp为比热容,V z为拉伸速率,A为玻璃的热导率以及X为在玻璃 带的拉伸方向中的空间坐标。也可以假设玻璃和其周围环境之间的热交换通过热传导和通 过表面辐射进行,导致下式的边界条件:
[0026] a?(Tu_T) +〇 ?e?(Tu4-T4)+入?ST/Sy= 〇,
[0027]其中,a = 7WAm2 ? K),e = 〇? 8。
[0028] 在此,Tu表示环境温度,其相当于退火窑中的温度T railing或Tfl_,〇代表斯蒂 芬-玻尔兹曼常数,a表示在玻璃-空气界面处的传热系数,e表示发射率,y表示垂直于 拉伸方向和垂直于玻璃带的空间坐标。
[0029] -般而言,对于厚度为约0. 55毫米的玻璃板,FEM模拟在此提供了,退火窑中的温 差A T]_ehr T ceiling Tflra为玻璃带中的温差A T glass= T top-Tb(rtt。,15-30倍。对于0. 5毫 米和0. 62毫米的玻璃带厚度,模拟计算允许给出近似的下式:
[0030] A Tglass= -1. 9+0. 0223 ? T ceiling-0? 0190 ? Tfltrar,厚度 D = 0? 5mm
[0031] A Tglass= -2. 7+0. 0275 ? T ceiling-0? 0228 ? Tfltrar,厚度 D = 0? 62mm
[0032] 在浮法工艺的优选实施例中,在A部分中在玻璃带的有用区域的各位置x处的温 差A Tlehr= T eeiling-Tfl_为至少15K,优选至少30K,更优选至少50K以及特别优选至少75K。 退火窑中的不对称的温度控制表示在玻璃带中建立不对称的温度分布图的优选的可能性。 用于玻璃带的退火窖通常具有许多前后布置的部分,在各部分中加热部分被布置在玻璃带 之上和之下。在各部分中,上部和下部加热部分通常可以单独控制,所以可以设置不对称的 温度分布图。实际发生在退火窑中的温度分布图当然可以取决于其它因素,并且不一定要 与指定的温度分布图一致。
[0033] 可以用恒温器测定温度Treiling,所述恒温器布置在距离玻璃带的最小的可能距离 以及距离加热部分足够的距离处。因此T railing为退火窑中在玻璃带上方约10至100毫米 的距离处的温度,而不是例如退火窑顶部的温度。不言而喻,温度T reiling取决于沿拉伸区的 位置。优选用沿拉伸方向布置在玻璃带的上侧的30至60毫米的距离处的热电偶测量温度 T c^iling。同样的设备相应地适用于温度Tfl_,所述温度Tfl_@此为在退火窑中的玻璃带下 方约10至100毫米的距离处的温度,并且优选通过沿拉伸方向布置在玻璃带的锡槽侧的30 至60毫米的距离处的多个热电偶测定。
[0034]与温差A Tglass= T tQp-Tb()tt(M^ 比,温度 T eeiling和 T ^。。^以及由此的 A T lehr,很适合 于被测量以及被测量为如现有技术所提供的在退火窑中的标准,以便能够设置退火窑中的 温度的尽可能大的均匀性。
[0035] 在浮法工艺的优选实施例中,A Tglass/D的比值为至少0. 5K/mm,优选至少lK/mm, 更优选至少2K/mm,特别优选至少3K/mm。当冷却如现有技术所提供的厚度大于2mm的厚玻 璃板时,通常不能排除在上侧和下侧之间的较小的温差,因为更大的厚度的玻璃板具有更 大的热绝缘效果并有利于上侧和下侧之间的温差。对于较小的板厚度,优选的温差却非常 大。
[0036] 在浮法工艺的优选实施例中,A TlehlZD的比值为至少30K/mm,优选至少60K/mm,更 优选至少l〇〇K/mm,特别优选至少150K/mm。当冷却如现有技术所提供的厚度大于2mm的厚 玻璃板时,通常不能排除IOK或以上的温差,因为更大的厚度的玻璃板具有更大的热绝缘 效果并有利于顶部处的温度T reiling和底部处的温度T fl_之间的温差。但是对于较小的板 厚度,优选的温差却非常大。
[0037] 在浮法工艺的优选实施例中,熔融玻璃具有至少5重量%、优选至少10重量%的 三氧化二铝组分。在这样的玻璃的情况下,化学回火软化性特别高。
[0038] 在浮法工艺的优选实施例中,浮法玻璃板可以高度化学回火至至少600兆帕的表 面压应力CS以及至少30微米的回火层深度DoL。例如可以用Luceo公司的设备FSM6000 应力-光学地测定CS和DoL。特别优选地,浮法玻璃板可以在4小时内在1^0 3熔体中以 200K的1;温度回火至至少600兆帕的表面压应力CS以及至少30微米的回火层深度DoL。
[0039] 在浮法工艺的优选实施方案中,玻璃带在有用区域中的厚度D为2.0毫米或以下, 优选I. 0毫米或以下,特别优选0. 3毫米至0. 7_。厚度D在此处应当理解为是指在玻璃带 的有用区域中的玻璃带的厚度。例如可以在玻璃带的中部进行测量并且约等于浮法玻璃板 的所需的板厚度。毫无疑问,玻璃带可以例如在不同情况下在镶边(selvedges)处具有更 大的厚度。这样的较小厚度的玻璃板可以通过浮法工艺特别好地生产,可以化学回火和具 有低的重量。
[0040] 在浮法工艺的优选实施例中,在拉伸区的上侧的温度TttjpW T g+50K降低至Tg+20K 的BI部分中,或在上侧的温度!^从T g-20K降低至Tg-50K的B2部分中,在玻璃带的有用 区域中的各位置X处的温差A Tglass为至少0. 25K,优选至少0. 5K,更优选至少1.0 K和特别 优选至少I. 5K。因此,玻璃板的上侧和锡槽侧上的不对称的温度控制,优选不只是在A部分 上延伸,而是在从由拉伸方向上看A部分的上游已经开始,或者在A部分的下游继续。结果 可以进一步提高降低翘曲性的效果。
[0041] 在浮法工艺的优选实施例中,在Bl或B2部分中在玻璃带的有用区域中的各位置 X处的温差A Tleh,为至少15K,优选至少30K和特别优选至少50K。结果可以进一步提高降 低翘曲性的效果。
[0042] 在浮法工艺的优选实施例中,在退火窑的长度为至少2米、优选至少5米的任意C 部分中,在玻璃带的有用区域中的各位置X处的温差A Tldtt为至少15K,优选至少30K和特 别优选至少50K。
[0043] 在浮法工艺的优选实施例中,在退火窑中玻璃带从下方经受热输出PbelmtW及从上 方经受热输出Pabt^,在退火窑的长度为至少2米、优选至少5米的D部分中,P belOT/Pab_的 比值为小于〇. 5,优选小于0. 3,特别优选小于0. 1。为了实现在退火窑中的玻璃带的均匀 的温度分布图,在如现有技术提供的通常的冷却处理中,玻璃带从上方和下方相等地经受 同样的热输出。另一方面,在根据本发明的退火窑的优选操作方法中,在D部分中玻璃带从 上方经受更高的热输出;特别优选地,下方加热部分甚至可以被完全关闭。在这种情况下D 部分优选地相当于A部分,但它也可以包含Bl和/或B2部分或在上半部或整个退火窑上 延伸。
[0044] 在浮法工艺的另一优选实施例中,在退火窑中玻璃带从上方由热源加热,热源所 传送的热量优选在玻璃带的上半部中、特别优选在厚度为至多50微米的表面层中被吸收。 如果从上方供给的热能在玻璃带的薄表面层中被直接吸收并不被传送,玻璃带中的温差 A Tglass= T 以被特别有效地增加。这通常不是T~600K的黑体辐射和在2-4 微米处的高辐射组件的情况,因为铝硅酸盐玻璃在该波长范围内不是不透明的。另一方面, 如果通过热气流或波长大于4微米、优选大于10微米的IR辐射、例如二氧化碳激光,对流 地进行上方的加热,热量直接在
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