Architectural & Functional Glass №5  2020
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0　引　言
Low-E 玻璃由于其优良的节能性能，已经被广泛应用于建筑、汽车等领域。随着建筑行业的不断发展，建
筑设计的多样性，客户的需求也日新月异，普通的凸弧Low-E 弯钢玻璃已经远远不能满足客户要求，更多的凹弧Low-E 弯钢化玻璃也随之进入市场。由于镀膜设备腔体高度的原因，弯钢化玻璃需先镀膜（可钢化膜系）再做弯钢化处理。普通的弯钢化炉要求Low-E 面需向上进炉，也就是凸弧弯钢化。Low-E 面有膜层附着，膜面向下生产时与钢化炉辊道接触易产生擦伤，严重影响膜面质量。现在市面上有反弯的钢化设备，但由于其拱高及弯弧半径的影响，不能完全满足市场需求。本文将通过实验的方式来浅谈凹弧Low-E 弯钢化玻璃的生产中膜面质量的控制。
1　实验设计
表1　样品情况
品种
项目在线Low -E 离线Low -E
单银离线Low -E
双银规格（mm ）1000×2000
1000×2000
1000×2000
数量（片）101010E 值
0.2
0.13
0.05
（1）实验名称：Low-E 玻璃弯钢化玻璃的生产工艺研究。
（2）实验设备：切割机一台，磨边机一台（配清洗机）
，弯钢炉一台（单室炉，上部带热风循环对流，
下部带压缩空气对流，硬轴弯风栅）。
（3）实验目的：观察不同Low-E 玻璃膜面向下弯钢化后的膜面质量情况。（4）实验样品：在线Low-E、离线Low-E 单银、离线Low-E 双银，规格1000mm ×2000mm。（5）玻璃钢化时的变形情况，见图1和图2。
图1　玻璃在炉内向上弯曲（凹型）
图2玻璃在炉内向下弯曲（凸型）
2　实验内容及结果
2.1　样片准备
取镀膜后质量合格的镀膜玻璃大板进行切割磨
边处理，为保证实验的准确性，要求镀膜玻璃大板无波筋、结石、气泡、划伤、脱膜、掉渣等质量缺陷。玻璃磨边后要求膜面无水迹、玻璃渣、胶印、崩边等质量缺陷，清洗质量良好。放钢化前待用。2.2　实验方案
以不同1000mm 或2000mm 为弧长进炉，将不同Low-E 玻璃膜面向下进炉进行弯钢化，Low-E 面与玻璃锡面吸热不一样快，玻璃在刚进入炉膛时由于Low-E 面吸热慢，锡面吸热快，玻璃会向下进行弯曲，通过调整加热炉温、加热对流、炉膛内摆动速度等关键工艺参数，观察弯钢化后膜面擦伤情况（弯弧半径统一为10000mm ），见图3。
Low-E 玻璃膜面向下弯钢化生产工艺研究
佘　杰，张　勇
（中国南玻集团吴江南玻华东工程玻璃有限公司，苏州　215200）
建筑玻璃与工业玻璃2020，№5
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图3　弯钢成品图
方案1：将准备好的在线Low-E 玻璃以1000mm 为高、2000mm 为弧长进炉。通过以下工艺参数，观察弯钢化后膜面质量情况，见表2。
表2　方案1工艺参数
炉温
加热时间加热
功率摆动速度对流大小上部下部1
2
3
上部下部参数
A 69069526060/65100150200300参数
B
695690
260
65/60100150200
10
质量情况如下：观察两组实验结果，膜面未发现有擦伤及其它质量缺陷。
方案2：将准备好的离线单银Low-E 玻璃以1000mm 为高、2000mm 为弧长进炉。通过以下工艺参数，观察弯钢化后膜面质量情况，见表3。
汽车玻璃膜
表3　方案2工艺参数
炉温
加热时间加热功率
摆动速度对流大小上部下部1
2
3
上部下部参数
C 69069532060/65100150200600参数
D 69569032065/60100150200050参数
E 69569036065/601010120050参数
F
695690
360
65/60
10
10120
60
质量情况如下：参数C、D、E 膜面均出现不同程度擦伤，室外透过及反射观察明显可见；参数F 膜面在边部有10mm 范围内轻微擦伤，室外反射及透过均轻微可见，且在中空胶深内，满足客户质量要求。
方案3：将准备好的离线双银Low-E 玻璃以1000mm 为高、2000mm 为弧长进炉。通过以下工艺参数，观察弯钢化后膜面质量情况，见表4。
表4　方案3工艺参数
炉温
加热时间加热
功率摆动速度对流大小上部下部1
2
3
上部下部参数
G
69069534060/65100150200700参数
H 69569034065/60100150200050参数
I 69569038065/601010120050参数
J
69569038065/60
10
10
120
70
质量情况如下：参数G、H、I 膜面均出现不同程度擦伤，室外透过及反射观察明显可见；参数J 膜面在边部有10mm 范围内轻微擦伤，室外反射及透过均轻微可见，中部且在中空胶深内，满足客户质量要求。
方案4：将准备好的在线Low-E 玻璃以2000mm 为高、1000mm 为弧长进炉。通过以下工艺参数，观察弯钢化后膜面质量情况，见表5。
表5　方案4工艺参数
炉温
加热时间加热功率
摆动速度对流大小上部下部1
2
3
上部下部参数
K 69069526060/65100150200300参数
L
695
690
260
65/60100150200
10
质量情况如下：未发现膜面有明显擦伤及其它质量缺陷。
方案5：将准备好的离线单银Low-E 玻璃以2000mm 为高、1000mm 为弧长进炉。通过以下工艺参数，观察弯钢化后膜面质量情况，见表6。
表6　方案5工艺参数
炉温
加热时间加热功率摆动速度对流大小上部下部1
2
3
上部下部参数M 69069532060/65100150200600参数N 69569032065/60100150200050参数O 69569036065/601010120050参数P
695
690
360
65/60
10
10120
60
质量情况如下：参数M、P边部擦伤严重（距玻璃边部130mm，炉内辊道间距为130mm），参数N边部擦伤较之前轻微，参数O擦伤最为轻微，室外观察轻微可见。
方案6：将准备好的离线双银Low-E玻璃以2000mm为高、1000mm为弧长进炉。通过以下工艺参数，观察弯钢化后膜面质量情况，见表7。
表7　方案6工艺参数
炉温加热
时间加热
功率
摆动速度对流大小
上部下部123上部下部参数
Q
69069534060/65100150200700参数
R
69569034065/60100150200050参数
S
69569038065/601010120050参数
T
69569038065/601010120700
质量情况如下：参数Q、T边部擦伤严重（距玻璃边部130mm，炉内辊道间距为130mm），参数R边部擦伤较之前轻微，参数S擦伤最为轻微，室外观察轻微可见。
3　原因分析
在线Low-E钢化后无擦伤，离线单银、双银Low-E均存在不同程度的擦伤，由于在线Low-E膜面不含银层，所以可确定擦伤为破坏了离线Low-E的银层，室外观察发黄。
从以上实验情况可以看出，摆动炉内摆动速度是影响膜面擦伤最主要的原因之一。膜面向下钢化时，擦伤产生的主要原因是硅辊来回摆动与膜面接触产生的擦伤，由于膜面与锡面吸热速率不一致，导致玻璃进入炉膛后向吸热慢的面弯曲，弯曲程度越大，钢化后擦伤越明显。摆动速度越快，擦伤也越明显。减小摆动速度，可大幅减轻膜面擦伤情况。
加热对流的大小也是影响膜面擦伤的主要因素，对于不同的摆片方式，同种对流大小钢后擦伤情况不一。
以1000mm为高、2000mm为弧长进炉（玻璃横向进炉），加大上部对流、减少下部对流后，使玻璃在炉内处于“凸”型，只有前后位置与硅辊接触，接触面积小，加之前期炉内摆动速度慢，室外擦伤情况不明显，且均集中在边部。若增加下部对流，减少上部对流，玻璃在炉内易出现明显向上弯曲情况，钢后膜面中部会出现明显擦伤情况，室外观察清晰可见。
以2000mm为高、1000mm为弧长进炉（玻璃竖向进炉），需增加下部对流，减少上部对流，保证玻璃在进炉后处于平直状态，可减少膜面擦伤情况，但由于膜面与辊道接触面积大，受局部加热不均的影响，擦伤会出现不规则情况，室外观察可见。若增加上部对流，玻璃在炉内向上弯曲，边部与硅辊接触面积大，室外观察擦伤明显。
4　实验结论
从Low-E玻璃膜面向下弯钢化实验看可以得出以下几点结论供大家参考：
（下转第8页）
各实验方案附图如下：
擦伤
擦伤
图4　离线Low-E单银
擦伤情况（参数E）图5　离线Low-E单银
擦伤情况（参数F）
图6　离线Low-E双银
擦伤情况（参数I）
图7　离线Low-E双银
擦伤情况（参数J）
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2.5　熔窑换向系统设计
熔窑换向有两种方式，小炉换向和支烟道换向，两种方式各有优缺点，见表5。
2.6　熔窑澄清部与卡脖设计
前面讨论过，在卡脖的有效截面积内通过的参与成形的玻璃液量越大，从冷却部回流的玻璃液量越少，熔窑热耗就越低。在实际生产中，500吨/日的重箱油耗要比700吨/日的高2kg燃料油，所以，熔窑设计中应充分考虑卡脖有效通过率这个值的选择。
据硅酸盐学报，2019年2月第二期中由彭寿等的文章“卡脖宽度对玻璃熔窑能耗及运行质量影响的模拟”中介绍，550吨/日的熔窑卡脖宽度由4.0m减小为2.5m时，可提高熔化区、澄清区玻璃液温度10℃以上，实现熔窑单耗降低3%，熔化、澄清质量提高10%，因此，卡脖的优化设计，是提高玻璃熔窑热效率、实现节能减排的有效手段。
现提出卡脖优化的两种方案，见表6。
深层卡脖水包的节能效果已得到公认，深层卡脖水包有两种，水平插入式水包和垂直插入式水包，两者各有优缺点，见表7。
表7　深层卡脖水包比较
方式优点缺点
水平式水包设备投资少，更换方便。
水包插入深度不可调
节。
垂直式水包
水包插入深度可调节，
节能效果更好。
设备投资大，更换不
方便。
3　总　结
熔窑设计过程就是将浮法玻璃熔制理论、燃烧理论等在窑炉这个实体中具体表现出来的过程。只有认真地研究玻璃熔制的各种理论，结合生产实际研究玻璃的形成过程，才能更好设计出低能耗、长窑龄的窑炉。
表6　卡脖优化方案
方案内容优点
1以卡脖有效通过率350t/m2为参考值，在卡脖高度不变时相应缩小卡脖宽度，为了防止在熔
化部后两侧出现死区玻璃液，将熔化部后两侧窑型由直角窑型改为三角型窑型。
通过制定卡脖有效通过率，
对熔窑卡脖进行改进，以减
少从冷却部向澄清部的回
流玻璃液，以达到节能效
果。
2以卡脖有效通过率350t/m2为参考值，自熔化部热点起，熔窑窑底逐渐抬高与卡脖宽度部分缩窄相结合的方式进行改进。
3由于卡脖有效通过率的提高，从卡脖进入冷却部的玻璃液量减少，玻璃液带入到冷却部的热量减少。为了保持冷却部压力大于熔化部压力2Pa，就要提高进入冷却部的玻璃液的温度。为此，在设计上选择减少澄清部长度的办法，来提高卡脖部位的玻璃液温度。以皮尔金顿700吨/日为例：末对小炉到卡脖距离为14m，国内700吨/日的末对小炉到卡脖距离是18m。
（上接第14页）
结论1：玻璃在炉膛内摆动速度是影响凹弧Low-E弯钢化玻璃膜面质量的关键。玻璃在炉膛内摆动速度越小，擦伤越轻微。
结论2：在线Low-E膜面向上或向下均可以弯钢化处理。
结论3：对于弧长比直边长的Low-E玻璃做凹弧弯钢，需加大上部对流，保证玻璃在炉膛低速时向上弯曲，减少膜面与硅辊接触的面积，这样可以有效减轻膜面擦伤情况。
结论4：玻璃在炉内摆动时，膜面与辊道接触的面积决定擦伤的情况，接触面积越大，擦伤越明显，接触面积越小，擦伤越轻微。
5　建　议
对于弧长比直边长的Low-E玻璃膜面向下做弯钢化，可以使用以上试验方式在硬轴弯钢化炉进行生产；由于室外观察擦伤情况明显，对于直边长比弧边长的Low-E玻璃膜面向下做弯钢化，不建议使用硬轴弯钢化炉，可选用软轴进行弯钢化处理。此目的是保证Low-E玻璃膜面与辊道接触面积变小，减轻擦伤情况。
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