夾層玻璃強(qiáng)制對(duì)流預(yù)壓加熱特性淺析

引言

夾層玻璃作為一種具有特殊安全功能的玻璃產(chǎn)品,，被廣泛運(yùn)用于多種場(chǎng)合,，隨著人們對(duì)夾層玻璃特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和了解,，其市場(chǎng)需求不斷增加,，品種及功能更加多樣化，是市場(chǎng)前景十分看好的安全玻璃產(chǎn)品之一,。市場(chǎng)需求推動(dòng)了滿足各種功能的新的Low一E玻璃夾層,、節(jié)能膠片夾層、彩色膠片夾層,、SGP膠片夾層,、超厚夾層、夾絲夾層及不同厚度,、品種及工藝組合的各種夾層玻璃產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和推廣使用,，夾層工藝日益復(fù)雜，客觀上要求夾層玻璃生產(chǎn)技術(shù)和裝備不斷更新改進(jìn),，以滿足各種新的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝要求,。

預(yù)壓機(jī)是夾層生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，傳統(tǒng)常見(jiàn)的預(yù)壓機(jī)對(duì)玻璃的加熱方式主要分為紅外線加熱和對(duì)流加熱2種,，2種加熱技術(shù)也可以綜合用,。傳統(tǒng)加熱方式的預(yù)壓機(jī)對(duì)各種新的產(chǎn)品加熱局限性不斷增加，客觀上要求設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn),，以滿足各種產(chǎn)品的預(yù)壓加熱需求,，避免局部過(guò)熱或加熱不到位的現(xiàn)象，確保預(yù)壓質(zhì)量，強(qiáng)制對(duì)流加熱方式的夾層預(yù)壓機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,，為夾層玻璃品種多樣化提高了更有利的技術(shù)支持,。一些廠家研制出使用風(fēng)機(jī)吹風(fēng)循環(huán)形成爐內(nèi)強(qiáng)制對(duì)流加熱的預(yù)壓機(jī)，有效解決了多種產(chǎn)品生產(chǎn)均勻加熱方面面臨的問(wèn)題,，提升了設(shè)備加熱性能,，提高了夾層玻璃生產(chǎn)效率，改善了產(chǎn)品質(zhì)量,，節(jié)能性更優(yōu),。

1 預(yù)壓機(jī)作用

預(yù)壓機(jī)通過(guò)加熱和輥壓使玻璃與中間層PVB膠片的大量空氣被排除，實(shí)現(xiàn)玻璃封邊,，以確保高壓后成品的質(zhì)量,。夾層玻璃生產(chǎn)用的預(yù)壓機(jī)，一般包含預(yù)熱段,、一次預(yù)壓輥,、加熱段、二次壓輥共4個(gè)部分,。二次輥壓后,，玻璃差不多呈均勻半透明狀，邊部約30mm的距離呈透明狀為最佳狀態(tài),。預(yù)壓對(duì)夾層玻璃產(chǎn)品質(zhì)量影響較大,，玻璃排氣封邊狀況好，則可以避免玻璃高壓后產(chǎn)生氣泡和脫膠等缺陷,，確保產(chǎn)品成品率和質(zhì)量,。

2 常規(guī)預(yù)壓機(jī)的局限性

2.1 玻璃受熱需求分析

在實(shí)際生產(chǎn)中，玻璃合片后進(jìn)入預(yù)壓機(jī)加熱輥壓的過(guò)程中,，因爐內(nèi)加熱狀況和玻璃的形狀,、大小和結(jié)構(gòu)不同，受熱情況會(huì)存在差異,，在生產(chǎn)中根據(jù)玻璃實(shí)際情況需要對(duì)溫度,、速度等進(jìn)行調(diào)整，有的也進(jìn)行擺放方式調(diào)整,，以應(yīng)對(duì)和解決不同玻璃的受熱變化和需求,，確保輥壓效果。如存在角度且尖角較長(zhǎng)的玻璃,，預(yù)壓加熱過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)尖角受熱較多而過(guò)熱的情況,；玻璃之間進(jìn)入預(yù)壓機(jī)間隔較長(zhǎng)，造成爐內(nèi)間隔段溫度過(guò)高,，后一片玻璃出爐方向受熱較多邊部過(guò)熱,，封邊過(guò)早,；即便是規(guī)格較好的玻璃之間間隔較短連續(xù)性進(jìn)入預(yù)壓段的過(guò)程中，玻璃不斷吸熱也可能出現(xiàn)部分位置加熱不夠而封邊不好,；熱量在玻璃不易到達(dá)的部位聚集,，造成局部加熱過(guò)熱現(xiàn)象。通常情況下夾層玻璃邊部受熱會(huì)高于板中位置,，造成玻璃邊部提前封邊,，原因在于邊部溫度高于中間位置,，且邊部吸熱較快,。

 一些玻璃結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，超出常規(guī)或加工難度較大,，也會(huì)影響玻璃在爐內(nèi)均勻受熱,。如Low一E夾層玻璃，因 Low一E玻璃膜層的熱量反射特性,，使得膜層的一邊受熱溫度明顯低于非Low一E面的一邊,，造成均勻加熱比常規(guī)玻璃困難，不利于實(shí)現(xiàn)加熱封邊,；3層以上的夾層玻璃,、厚板玻璃和大板面玻璃，由于受玻璃層數(shù),、厚度及板面的影響,，不能充分實(shí)現(xiàn)玻璃加熱。

 上述這些情況都是預(yù)壓過(guò)程中面臨的問(wèn)題,，其主要原因在于預(yù)壓爐內(nèi)溫度均勻性差,，局部溫度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)造成玻璃排氣和封邊不良,，玻璃經(jīng)過(guò)高溫高壓后出現(xiàn)脫膠,、氣泡的問(wèn)題，影響產(chǎn)品成品率和質(zhì)量,。需要針對(duì)不同的情況及時(shí)進(jìn)行溫度,、速度參數(shù)和玻璃擺放方式等方面的一項(xiàng)或多項(xiàng)配合調(diào)整，保證適當(dāng)?shù)募訜岷洼亯盒Ч?。提高爐內(nèi)溫度均勻性,，避免局部溫度偏高或偏低，可以更好的實(shí)現(xiàn)玻璃各部位均勻加熱,，配合人為工藝操作干預(yù),，改善玻璃預(yù)壓的封邊效果，提高產(chǎn)品成品率并充分利用能源,。

2.2 常規(guī)預(yù)壓機(jī)的局限性

針對(duì)不同的情況,，可采取有針對(duì)性的辦法解決預(yù)壓不良：如放置玻璃呈一定角度進(jìn)入預(yù)壓機(jī)，通過(guò)局部漸進(jìn)輥壓封邊以確保邊部及尾部實(shí)現(xiàn)較好的排氣封邊；降低溫度或速度達(dá)到充分均勻加熱,，確保受熱均勻性避免過(guò)熱而提前封邊,；爐溫下降時(shí)延長(zhǎng)玻璃進(jìn)爐時(shí)間，確保溫度滿足要求等措施,，采取這些乎段,，也可能存在局限性和出現(xiàn)新的問(wèn)題。常見(jiàn)的靠紅外線和對(duì)流加熱的預(yù)壓機(jī),，在生產(chǎn)中因各種原因會(huì)出現(xiàn)溫度不均勻的情況,，對(duì)預(yù)壓加熱是不利的，特別是一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜,、大板面及熱反射強(qiáng)的玻璃,，溫度不均勻的情況會(huì)更為明顯，對(duì)玻璃排氣封邊影響較大,，雖然操作人員憑經(jīng)驗(yàn)采取了各種技術(shù)措施提高預(yù)壓效果,，但還是很難從設(shè)備本身更好的解決加熱均勻性的問(wèn)題。而強(qiáng)制對(duì)流加熱方式,，能通過(guò)往爐內(nèi)噴注氣流,，通過(guò)氣流形成熱量在爐內(nèi)不斷循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度整體均勻，針對(duì)加熱不均勻的狀況從設(shè)備木身解決這一缺陷,，很好的避免了局部過(guò)熱及局部加熱不夠的問(wèn)題,。

3 強(qiáng)制對(duì)流加熱預(yù)壓機(jī)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

3.1 強(qiáng)制對(duì)流預(yù)壓機(jī)加熱特點(diǎn)

預(yù)壓機(jī)強(qiáng)制對(duì)流加熱，主要是通過(guò)風(fēng)機(jī)向爐內(nèi)注入氣流形成循環(huán),，在氣流作用下,，熱量高的部位向熱量低的位置流動(dòng)，保持爐內(nèi)溫度盡可能趨于均勻性,。該加熱方式在深加工行業(yè)最先使用于鋼化加熱爐,，大幅提高了鋼化玻璃的加熱效率，有效降低了能耗,，產(chǎn)品質(zhì)量也有明顯的提升,，特別是對(duì)Low一E玻璃加熱起到了革命性的作用，經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展,，強(qiáng)制對(duì)流加熱方式的鋼化爐己成為鋼化爐的主流生產(chǎn)設(shè)備,。強(qiáng)制對(duì)流預(yù)壓機(jī)和強(qiáng)制對(duì)流鋼化爐的加熱原理是類似的，只是具體實(shí)現(xiàn)方式有所差異,。部分夾層設(shè)備制造商積極研究并吸收了強(qiáng)制對(duì)流鋼化爐的加熱技術(shù),，把這種加熱原理運(yùn)用于預(yù)壓機(jī)對(duì)玻璃進(jìn)行預(yù)壓加熱，實(shí)現(xiàn)了預(yù)壓機(jī)加熱技術(shù)的一次蛻變,，極大的改善了夾層玻璃預(yù)壓生產(chǎn)的溫度不均勻性的問(wèn)題,。強(qiáng)制對(duì)流預(yù)壓機(jī)優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以卜方面,。

3.2 溫度均勻性

受熱不均勻是夾層玻璃預(yù)壓生產(chǎn)面臨的最主要的問(wèn)題，傳統(tǒng)的預(yù)壓機(jī)受限于加熱方式原因及玻璃大小不一,、玻璃受熱變化,、進(jìn)爐速度控制等因素的影響，玻璃進(jìn)入預(yù)壓機(jī)加熱過(guò)程中容易出現(xiàn)爐內(nèi)溫度均勻性不好,，導(dǎo)致玻璃局部受熱不足或過(guò)熱的情況,，從而影響排氣封邊效果，導(dǎo)致玻璃在高壓后不合格,，這在預(yù)壓生產(chǎn)中是比較常見(jiàn)的問(wèn)題,。而帶有強(qiáng)制對(duì)流加熱的預(yù)壓機(jī)，爐內(nèi)熱量在風(fēng)機(jī)送入的氣流攪動(dòng)下,，使熱量從高的位置向低的位置流動(dòng),，不斷改善爐內(nèi)熱量分布狀況，從而使?fàn)t內(nèi)溫度趨于均勻性,，避免局部加熱過(guò)熱現(xiàn)象。筆者接觸的風(fēng)機(jī)強(qiáng)制對(duì)流預(yù)壓機(jī),，采用耐高溫循環(huán)風(fēng)機(jī),，與爐內(nèi)導(dǎo)流裝置配合，在爐內(nèi)形成熱能內(nèi)循環(huán)從而保持爐內(nèi)溫度趨于均勻性,，改善加熱不均勻的問(wèn)題,，有利用減輕局部過(guò)熱或加熱不足的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)滿意的預(yù)壓效果,，解決不同品種的夾層玻璃加熱困擾,。

 下面就兩種典型夾層玻璃生產(chǎn)進(jìn)行舉例描述強(qiáng)制對(duì)流均勻加熱的優(yōu)勢(shì)。

 厚板玻璃受熱優(yōu)勢(shì)：厚板玻璃在進(jìn)入輥壓機(jī)時(shí),，因玻璃較厚,，玻璃內(nèi)部受熱較慢，而外表面受熱會(huì)快于中間部位,，特別是邊部受熱較快,，這樣容易導(dǎo)致中間部位還沒(méi)有受熱排氣，但邊部己經(jīng)封邊,，空氣不能排除而大量殘留,，造成玻璃高壓后產(chǎn)生脫膠及氣泡，這種情況對(duì)于夾層玻璃來(lái)說(shuō)是致命的問(wèn)題,。在常規(guī)預(yù)壓生產(chǎn)中,，面對(duì)該問(wèn)題的解決辦法采用“溫水煮青蛙”的方式降低溫度和速度，實(shí)現(xiàn)玻璃盡可能均勻加熱,，生產(chǎn)效率偏低且不能從根本上解決問(wèn)題,。采用強(qiáng)制對(duì)流輥壓機(jī)在生產(chǎn)厚板時(shí),，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣流在爐內(nèi)攪動(dòng)熱量高的向低的位置流動(dòng)，熱量不斷在爐內(nèi)形成均勻性分布,，有利于板中部位增加熱量吸收,，而降低邊部位置的過(guò)熱現(xiàn)象，有效避免提前封邊,，改善排氣狀況,，形成理想的封邊效果。

 Low一E玻璃受熱優(yōu)勢(shì)：Low一E玻璃因本身膜而特性對(duì)熱量具有較強(qiáng)的反射性,，使得傳遞到膜面的熱量形成反射,，朝膜面的一側(cè)吸熱效能明顯降低，爐內(nèi)熱量在朝膜面的一側(cè)形成富余,，對(duì)非對(duì)流預(yù)壓機(jī)來(lái)說(shuō),，沒(méi)有更好的辦法來(lái)改善，富余的熱量聚集,，不僅快速加熱玻璃邊部,，還加劇了邊部熱量聚集，造成邊部過(guò)熱提前封邊,，能源耗損也較大,。有的廠家把Low一E玻璃膜層與中間層粘合做夾層玻璃，中間膜和Low一E膜面接觸,，膜層熱量反射直接再次加熱中間膜,，加熱情況有改善，但這樣帶來(lái)三個(gè)問(wèn)題,，一是由于和中間膜粘接后,，給熱／換熱系數(shù)遠(yuǎn)大于Low一E的換熱系數(shù)，相當(dāng)于Low一E膜層被短路,，失去對(duì)傳熱系數(shù)U值的貢獻(xiàn),。其二是 Low一E是多銀膜層的力學(xué)特征（抗拉力和剪切力等）較差，降低了夾層玻璃的牢固性,。其三是水汽浸入更容易使Low一E膜層氧化,，并進(jìn)一步降低夾層玻璃的力學(xué)和光線性能。

 Low一E玻璃生產(chǎn)夾層時(shí)膜面向外才能不失其功能特性,，且需與其他玻璃組合做成中空使用,。強(qiáng)制對(duì)流對(duì)于Low一E玻璃反射熱的問(wèn)題最具有針對(duì)性，起到了積極的疏導(dǎo)作用,，通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流,，實(shí)現(xiàn)熱量在上下部均勻分布，有效解決了Low一E夾層玻璃輥壓面臨的熱反射問(wèn)題,，提高了加熱效率,，改善了排氣封邊的問(wèn)題,。預(yù)壓爐內(nèi)保持溫度均勻性，對(duì)于夾層玻璃預(yù)壓生產(chǎn)意義重大,，有利于玻璃加熱,、排氣及封邊，確保預(yù)壓效果,，特別是對(duì)于不斷新增的特殊產(chǎn)品更具適應(yīng)性,。

3.3 節(jié)約能源

一般情況下，玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中某些部位受熱不夠,，采取的方法無(wú)非是提高加熱溫度或降低運(yùn)轉(zhuǎn)速度,，或兩者并用，這樣的解決方式弊端也是明顯的,，可能會(huì)導(dǎo)致邊部位置出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象,、耗費(fèi)能源并影響生產(chǎn)效率，同時(shí)也不利于產(chǎn)品質(zhì)量控制,。熱量在爐內(nèi)形成循環(huán)對(duì)流,，溫度均勻性更好并充分利用熱量，不但提高了加熱效率,，還加快生產(chǎn)進(jìn)度,，生產(chǎn)效率更高。強(qiáng)制對(duì)流爐相較于其他加熱方式的預(yù)壓爐,，加熱溫度設(shè)置更低，但生產(chǎn)速度不慢,，傳統(tǒng)的預(yù)壓機(jī)溫度設(shè)置一般在120-280℃左右,，而筆者接觸的強(qiáng)制對(duì)流輥壓機(jī)的溫度設(shè)置最高僅為150℃上下，有企業(yè)人員曾就強(qiáng)制對(duì)流預(yù)壓爐和紅外輻射預(yù)壓爐生產(chǎn)Low一E玻璃的溫度設(shè)置做了比較試驗(yàn),，相同的玻璃結(jié)構(gòu)及尺寸,，紅外輻射預(yù)壓爐溫度設(shè)置為1區(qū)：上部180℃，下部160℃,；2區(qū)：上部230℃,，下部200℃，速度0.8-0.9m/min,。強(qiáng)制對(duì)流預(yù)壓爐溫度設(shè)置為1,、2區(qū)：上部90℃，下部90℃,，速度0.6-0.8m/min,，最終產(chǎn)品成品質(zhì)量強(qiáng)制對(duì)流加熱明顯好于紅外輻射加熱爐生產(chǎn)的產(chǎn)品。差別之處是該試驗(yàn)的加熱效率方面強(qiáng)制對(duì)流方式低于紅外輻射方式,，而筆者接觸的強(qiáng)制對(duì)流預(yù)壓加熱爐與傳統(tǒng)預(yù)壓加熱爐相比運(yùn)轉(zhuǎn)速度沒(méi)什么差異甚至更快,，加熱效率的提高是顯著的,，生產(chǎn)效率提升空間也較大，節(jié)能效果較好,。

3.4 提升產(chǎn)品質(zhì)量

強(qiáng)制對(duì)流輥壓機(jī)最大的特點(diǎn)是改善爐內(nèi)溫度均勻性,，有利于玻璃均勻加熱，玻璃邊部過(guò)熱的問(wèn)題也得到有效控制,，解決了傳統(tǒng)輥壓機(jī)面臨的最主要的問(wèn)題,，不僅對(duì)一般夾層玻璃預(yù)壓排氣封邊效果明顯提高，各種新產(chǎn)品,、復(fù)雜產(chǎn)品排氣封邊效果也得到有效改善,，使得夾層生產(chǎn)成品率進(jìn)一步提高，產(chǎn)品質(zhì)量也得到更好得控制,。

4 結(jié)語(yǔ)

強(qiáng)制對(duì)流輥壓機(jī)對(duì)夾層玻璃生產(chǎn)的作用優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的,，且在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源,、提升產(chǎn)品質(zhì)量等方面也有較好的效果,，提升了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，不斷滿足客戶需求和滿意度,，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,。但夾層玻璃生產(chǎn)涉及的工序較多，從切片到磨邊,、鋼化及彩釉甚至外加工等環(huán)節(jié),，對(duì)夾層玻璃的生產(chǎn)控制進(jìn)行系統(tǒng)化的科學(xué)規(guī)劃和管理，做好每一道工序的控制,，才能更好的提高產(chǎn)品成品率和質(zhì)量,，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效,為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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