用于玻璃板回火的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于玻璃板回火的方法，该方法包括加热玻璃板至回火温度并通过向玻璃板的两面吹送冷却空气来进行淬火工序。
【背景技术】
[0002]用于玻璃板的回火炉(其中玻璃板在旋转的陶瓷辊的顶部上沿单向或来回移动，并且处于回火温度的该玻璃板从此处沿辊道行进到炉尾端处的淬火单元，在淬火单元中利用空气射流进行淬火)通常是已知的且正在使用中。配备有辊道的炉在本领域中例如被称作辊底式炉。典型炉温为约700°C，且用于冷却的空气的温度典型地与室外或厂内气温大致相同。冷却空气由风扇或压缩机供给。在基于空气支承技术的炉和淬火单元中，玻璃板在由薄的气垫支承的同时浮起且仅沿其一个侧边缘与传送轨道辊或其它输送元件相接触。基于空气支承技术的玻璃板回火设备显然不常见且知名度不如配备有辊道的回火设备。基于空气支承技术的炉在本领域例如被称作空气支承炉。不论玻璃板如何被支承，回火处理的目的始终相同。不论玻璃板支承的做法如何，都没有消除随后描述的双稳定性的问题，本发明解决了此问题。
[0003]厚度为4mm的玻璃板的典型回火温度(即玻璃从炉行进至淬火单元的温度)为640°C。玻璃回火温度可随着玻璃厚度增大而稍微降低。回火温度的升高实现了逐渐变薄的玻璃的回火并且降低了淬火所需的冷却能力。另一方面，仅仅将回火温度从640°C升高到670°C在玻璃上确立明显更高的强化或回火程度，即玻璃表面处的压应力增大。
[0004]到达回火处理的玻璃在其平直度和光学性能方面是优良的。它典型地具有l_4MPa的玻璃表面压应力。回火处理的一个目的是为玻璃板提供充分的强度增强，同时尽可能小地降低其平直度和光学性能。除强度外，回火玻璃的另一种期望的品质是破碎安全性。非回火玻璃破碎成大片，有割伤危险。回火玻璃破碎成几乎无害的碎肩。
[0005]回火时玻璃表面建立的压应力(强度或回火程度)取决于当玻璃通过对于玻璃而言常见的转变温度范围(约600 — 5000C )冷却时玻璃在厚度方向上的温度曲线。这种情况下，在厚度方向上的温度曲线呈现或多或少的抛物线形，其中表面与玻璃中央之间的温差为约100°C。针对获得相同的上述温差，越薄的玻璃需要越好的冷却作用。例如，厚3mm的玻璃的回火需要的单位玻璃面积的冷却风扇电机功率比厚4_的玻璃的回火高约5倍。例如，厚4mm的玻璃板回火的目标是约10MPa的表面压缩，藉此玻璃厚度的中央具有约46MPa的拉应力。该类型的玻璃板破碎成满足安全玻璃标准的要求的碎肩类型。
[0006]所谓的热强化玻璃的目标不是实现安全破碎特性，也不是与回火玻璃一样高的强度(约50MPa的表面压缩即可)。所谓的超回火玻璃的目标是一种明显比普通回火玻璃强的玻璃。例如，在所谓的FRG玻璃(防火玻璃)中，表面压应力为至少160MPa。当淬火单元中的空气射流的冷却作用相对于回火明显降低时，将成功实现热强化。当淬火单元中的空气射流相对于回火的冷却作用明显升高时，将成功实现超回火。除此之外，作为一种处理，热强化和超回火与回火相似。本发明在玻璃的热强化和超回火方面也解决了同一问题。对于相似类型的玻璃，热强化方面的问题没有回火方面的问题严重，而在超回火方面的问题比回火方面的问题更严重。一般而言，所有三种上述处理可称为热强化或回火。
[0007]难以检测回火线路的尽头处的无载辊道的辊上存在的玻璃板的翘曲和双稳定性，因为玻璃由重力抵靠着辊道被压向平坦状态。重力的玻璃矫直效应在玻璃例如以其侧边缘搁靠在辊上而被升起至直立位置时消失。这允许视觉检查玻璃的侧边缘之一的平直度。玻璃在一个方向上看上去是直的(参见图8，玻璃i)或弯的。存在标准测量方法和玻璃曲率(总体平整度)的极限值。轻微弯曲不是问题。当在玻璃处于直立位置时使其弯曲时，稳定的玻璃(参见图8，玻璃ii)在弯曲力已消失之后始终呈现相同形状。双稳定玻璃在不利用外力的情况下无法在直立位置成为直的。当承受稍微朝向平直驱促它的力时，双稳定玻璃在反方向上突然使自身弯曲至与开始相同的曲率。这种自己造成的弯曲可在手上被感知到并且可听到所产生的声音。因此，双稳定玻璃具有至少两种由此可在直立位置达到的可选形状(参见图8，玻璃iii)。双稳定玻璃板的形状也可包括与双稳定相同的现象引起的局部变形。
[0008]上述双稳定性连同伴随的翘曲一起是本领域中众所周知的回火玻璃质量问题。在实践中，回火后的双稳定玻璃板是不能接受的。一般而言，当玻璃的表面积较大(至少
0.5m2)并具有方形时，特别是在尤其厚3-4mm的玻璃的回火中产生双稳定性(较薄玻璃的回火不常见)。为了消除双稳定性，回火线操作人员典型地调节炉的加热。即使最后能成功，此任务的成功也通常由于双稳定性和/或相关的翘曲或由于调节过程造成的某种其它品质缺陷而需要浪费多块玻璃。成功取决于操作人员的技能和炉的容量。随着玻璃厚度从3mm不断减小，该问题变得越来越严重。在发明之前的试验中，发现问题如此严重，以至于不再能够通过调节炉来将它消除。双稳定性问题还随着玻璃板的尺寸增大、玻璃变得越来越方(即，玻璃的长度接近其宽度)以及玻璃的回火程度增加而变得越来越突出。
[0009]公报GB1071555公开了一种用于通过利用在各个区域中和玻璃板的相对表面上刻意地产生的不等应力进行弯曲来产生弯曲回火玻璃板的方法和设备。在初始冷却区段，仅玻璃板的端部区域的上表面接受冷却以产生这些区域的暂时向上弯曲。在实际的淬火区段中，玻璃板的上表面和下表面接受冷却作用不等的冷却以为玻璃板的相对表面提供不等的压应力并由此实现玻璃板的期望固化或弯曲。因此，其目的不是解决平坦玻璃板的双稳定性问题。
[0010]双稳定性是玻璃板中存在的应力和所述应力在玻璃的各个部位的差异的结果。在其它方面，与平坦玻璃板中的双稳定性的产生相关的理论在本领域通常不是已知的。本发明基于新的经验信息。已在实际实验中论证本发明的益处。
【发明内容】
[0011 ] 本发明的一个目标是提供一种方法，该方法使得薄(厚度小于6mm，尤其小于3mm)而大(超过0.5m2，尤其超过Im2)的热强化回火和超回火玻璃板能被制成为稳定的和直的。
[0012]利用本发明的方法基于在所附权利要求1中提出的特征来达到此目标。本发明的优选实施例在从属权利要求中提出。在权利要求中，术语“回火”通常指基于热处理的玻璃的显著强化。
【附图说明】
[0013]现在将参照附图更详细地说明本发明，在附图中
[0014]图1在平面图中示意性地示出用于执行该方法的设备的截面，
[0015]图2示出该设备的沿图1中的线I1-1I的纵向截面，
[0016]图3示出设备的冷却空气封罩及其吹送开口，
[0017]图4在从垂直于玻璃表面的方向的视图中示出用于根据本发明的优选实施例的设备的冷却空气封罩及其吹送开口，
[0018]图5示出图4的设备的一个变型，
[0019]图6示出长吹送封罩的锥形分区，
[0020]图7示出分隔成区段的冷却空气封罩，所述区段设置有阀7，以及
[0021]图8示出在玻璃板的平面的方向上看的玻璃的形状和双稳定性。
【具体实施方式】
[0022]用于执行该方法的设备包括以根据图1的所述次序相继位于玻璃板行进方向上的炉I和淬火单元2。炉I设置有典型地水平的辊5或空气支承台及其传送元件。这组成了用于玻璃板的传送轨道。待加热的玻璃板G在炉内沿一个方向或来回以恒定速度被连续驱动一个加热循环的持续时间。在已被加热至回火温度的情况下，玻璃板以递送速度W从炉I行进至淬火单元2，递送速度W典型地比玻璃在炉I中的运动速度高。典型地，递送速度为300-800mm/s并且至少只要玻璃已冷却至上述转变温度范围就保持恒定。例如，厚3mm的玻璃的每个部位都需要保持淬火至少约3秒的时间。例如，在600mm/s的递送速度下，这将需要长度不小于1800_的淬火单元2。
[0023]淬火单元2设置有典型地水平的辊5和位于辊上方和下方的冷却空气封罩3，如图2所示。当炉I是空气支承炉时，辊5或空气支承台及其传送元件典型地在相对于水平方向稍微倾斜的位置在淬火单元2中横向于玻璃G的运动方向。冷却空气封罩3设置有吹送开口 4，冷却空气从吹送开口 4在射流中朝向玻璃G排出。吹送开口 4典型地是圆形孔且典型地成排接连地设置，如图3所示。吹送开口 4也可采取其它形状，例如槽形。
[0024]图4示出送入利用本发明的方法操作的淬火单元2中的过程中的玻璃板。在图4中，第一冷却空气封罩3在玻璃的运动方向上包括在冷却能力方面且由此还在其冷却作用方面削弱且具有宽度L2的分区(A)。该冷却能力适合在与分区(A)相当的表面区域上比分区(A)外侧的冷却空气封罩3的冷却能力弱。例如通过封闭吹送开口、将吹送开口间隔开或减小其尺寸，可执行冷却能力的这种削弱。在玻璃的横向(=与玻璃的运动方向垂直的水平方向)上，分区(A)具有相对于其它区域而言尖锐的边界。例如通过在区域(A)的内部沿其侧边缘(=与玻璃的侧部Gl相邻的边缘)增加比分区A外部的吹送开口小的吹送开口 4，可缓和边界的尖锐度。还通过使分区(A)在玻璃的运动方向上的宽度变窄来减小边界的上述尖锐度，因为玻璃正以速度W移动且因此单排吹送开口 4不足以用于玻璃回火。
[0025]在玻璃板上方和下方存在的冷却空气封罩3中需要冷却能力减弱的分区A以使回火后的玻璃板平直。在根据本发明的一个优选实施例的设备