一种低应力高世代基板玻璃在线退火设备及退火方法与流程

本发明属于玻璃基板制造技术领域，具体属于一种低应力高世代基板玻璃在线退火设备及退火方法。

背景技术：

基板玻璃在成型后需要经过退火处理，以消除玻璃在不均匀降温过程中所产生的热应力。高品质的基板玻璃要求玻璃具有较低的应力品位。基板玻璃中不均匀应力导致玻璃强度的降低，甚至影响其光学均一性，使其后续加工及使用性能降低。

现有技术中，基板玻璃的退火设备结构对于退火工艺的控制较为粗糙，往往需要进行二次退火以降低玻璃的内应力，耗费了大量的能源和人力。随着基板玻璃的尺寸大型化，越来越需要一种在线一次性退火的退火设备和退火方法。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种低应力高世代基板玻璃在线退火设备及退火方法，解决现有技术中的退火设备退火工艺粗糙，需要进行二次退火来降低玻璃的内应力，耗费大量的能源和人力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低应力高世代基板玻璃在线退火设备，包括若干个平行布置的退火炉单元，相邻退火炉单元之间不接触，相邻退火炉单元之间的间隙为基板玻璃过道，所述退火炉单元包括若干个依次堆积的单元外壳，单元外壳的顶部外壁上均可拆卸连接有挡板，挡板和相邻的单元外壳可拆卸连接，单元外壳为两端开口结构，单元外壳的内腔中设置有加热砖，位于基板玻璃过道的单元外壳上设置有均热板。

进一步的，还包括保温砖，所述保温砖放置在单元外壳的内腔中，保温砖为凹型结构，加热砖设在保温砖的凹槽内，保温砖的凹槽开口端和单元外壳的内腔留有间隙。

进一步的，所述加热砖的端面设置有加热丝槽，所述加热丝槽内缠绕有加热丝。

进一步的，相邻退火炉单元之间通过退火炉侧板连接，退火炉侧板覆盖单元外壳的开口。

进一步的，所述退火炉侧板包括依次层叠的第一金属板材、中间保温层和第二金属板材。

进一步的，退火炉侧板上开有若干个开孔。

进一步的，所述均热板为陶瓷材料。

进一步的，所述保温砖采用氧化铝空心砖。

本发明还提供一种低应力高世代基板玻璃在线退火设备的退火方法，包括以下过程：退火炉单元的入口向退火炉单元的出口方向，每个单元外壳内的加热砖的温度呈下降趋势；

加热砖的两端分别朝向单元外壳的两端开口，加热砖两端的加热功率相同，加热砖两端的加热功率大于加热砖两端之间的加热功率。

进一步的，退火炉单元的入口向退火炉单元的出口方向，退火炉单元的长度依次分为上退火区和下退火区，上退火区中加热砖的温度下降速率低于下退火区中加热砖的温度下降速率。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供一种低应力高世代基板玻璃在线退火设备，通过在单元外壳的顶部外壁上可拆卸了连接挡板，控制热流于一个区域内，降低热流扰动和稳定热流，使得基板玻璃经过基板玻璃过道时受热更加均匀，同时通过单元外壳的外壁上设置的均热板，将加热砖的不均匀热辐射转变为均热的热辐射，进而使经过基板玻璃过道的基板玻璃表面在横向方向上均匀受热，双重均匀受热设计，能够大大降低玻璃的内应力，不在需要二次退火操作，本发明的加工制造简单，易于装配，设备的可扩展性高，同时本发明的结构有利于工艺操作调节，可在线对玻璃基板进行退火。

进一步的，保温砖置于单元外壳的内腔中，在保护加热砖的同时兼具保温的作用，能够减少热量的外漏，节约能源消耗。

进一步的，退火炉侧板将中间保温层压接在第一金属板材和第二金属板材之间，对单元外壳的内腔进行保温，减少热量损失。

进一步的，退火炉侧板上开设的若干个开孔，方便放置夹持基板玻璃的辊子，也能方便观察退火炉单元的工作情况和基板玻璃的情况。

本发明提供的一种退火方法结合本发明的退火设备，能够得到低应力高品位的基板玻璃，而无需二次退火操作，节约了大量的能源和人力资源。

附图说明

图1为退火炉无侧板轴测图；

图2为退火炉主视图；

图3为退火炉侧视图；

图4为退火炉俯视图；

图5为图1中的局部视图a；

图6为退火炉侧板的结构示意图；

图7为退火方法之纵向温度分布；

图8为退火方法之横向功率分布；

附图中：1-挡板，2-单元外壳，3-保温砖，4-加热砖，5-基板玻璃，6-均热板，7-退火炉侧板；

x1为上退火区中加热砖的温度变化，x2为下退火区中加热砖的温度变化。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1和图2所示，本发明提供一种低应力高世代基板玻璃在线退火设备，包括退火炉单元和退火炉侧板7，退火炉单元设置有若干个，每个退火炉单元平行排列设置，相邻退火炉单元之间不接触，如图3和图4所示，相邻退火炉单元之间的间隙为基板玻璃过道，以退火炉单元的整体长度分为上退火区和下退火区，上退火区的长度为下退火去长度的4～6倍；

在本实施例中，退火炉单元包括挡板1、单元外壳2、保温砖3、加热砖4和均热板6。

具体的，单元外壳2由耐热钢材料构成，用于机械支撑，单元外壳2的两端开口，若干个单元外壳2依次堆积；

所述挡板1位于每个单元外壳2的顶部，挡板1和单元外壳2可拆卸连接，相邻单元外壳2通过挡板1接触，挡板1和相邻单元外壳2通过螺栓可拆卸连接，挡板1用于控制热流于一个区域内，用于降低热流扰动和稳定热流的作用，挡板1采用耐热且绝热的复合材料。

所述保温砖3放置于单元外壳2的内腔中，保温砖3具有一定的强度和保温的作用，减少热量的外漏，节约能源消耗，保温砖3为凹型结构，保温砖3的凹槽内放置有加热砖4，保温砖3的凹槽开口端和单元外壳2的内腔留有间隙；保温砖3的材料采用氧化铝空心砖或氧化锆空心砖等。

如图5所示，所述加热砖4由多块加热单元组成，多个加热砖4线性排列填满保温砖3的凹槽，加热砖4的两端分别朝向单元外壳2的两端开口，加热砖4的两端设置有加热丝槽，加热丝槽里面缠绕有加热丝，加热丝采用铂金或者铁铬铝电阻丝等。

所述均热板6采用导热性良好的陶瓷材料，其为板状，采用冷等静压成型工艺制成。均热板6位于单元外壳2的外侧，与加热砖4有一定的空间，具体的，均热板6位于基板玻璃过道上单元外壳2的外壁上。可以对单个加热砖4的不均匀热辐射转变为均热的热辐射，进而使基板玻璃过道上基板玻璃5表面在横向方向上均匀受热。

如图6所示，所述退火炉侧板7，由第一金属板材、中间保温层和第二金属板材这三个材料依次层叠组成三明治型结构，用于对相邻两个退火炉单元的两个侧面的开口进行保温，退火炉侧板7覆盖单元外壳2的开口，在本实施例中，退火炉侧板7上开有若干个开孔，在使用过程中直接通过螺丝将退火炉侧板7固定在退火炉单元上即可，其中，退火炉侧板7上开有的若干个开孔，一方面是为了放置加持基板玻璃5的辊子，另一方面也可作为观察孔，可以对退火炉内的状况进行查看。

使用本发明的退火设备的退火方法包括退火炉整体的纵向的温度控制和单个单元外壳2的横向功率控制；

退火炉整体的纵向温度控制，为基板玻璃5自成型区流入退火炉中到流出退火炉后整个过程的温度历程。退火炉单元的入口向退火炉单元的出口方向，退火炉单元的长度依次分为上退火区和下退火区，如图7所示，其中x1为上退火区中加热砖的温度变化，x2为下退火区中加热砖的温度变化，退火炉单元的入口向退火炉单元的出口方向，每个单元外壳2内的加热砖4的温度呈下降趋势，其中，上退火区中加热砖4的温度下降速率低于下退火区中加热砖4的温度下降速率。

单个单元外壳2的横向功率控制为，自退火炉近端到退火炉远端功率分布为对称分布，同时由于退火炉的两个侧面的散热要比中间大，所以两端的功率要大，即加热砖4两端的加热功率相同，加热砖4两端的加热功率大于加热砖4两端之间的加热功率。整体的横向功率分布如图8所示。值得注意的是，本分布只是示意分布，不代表最佳的工艺状态。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。