Введение

Лист стекла может выглядеть безупречно, но при изготовлении он все равно может «заболеть». Пузырьки, включения, следы на поверхности и оптические искажения могут возникнуть, когда что-то идет не так при плавлении, формовании, отжиге или обращении.

Потому что Флоат-стекло и рулонное стекло формируются по-разному, их недостатки также рассказывают разные истории. В этом руководстве описаны наиболее распространенные дефекты, их причины и способы их предотвращения.

1. Флоат-стекло и рулонное стекло: два разных способа формирования стеклянного листа

1.1 Флоат-стекло: полученное в ванне с расплавленным оловом

Процесс флоатинга начинается с тщательно подобранной порции сырья, такого как кварцевый песок, кальцинированная сода, известняк и другие ингредиенты. Шихту плавят при высокой температуре до получения однородного стекломассы. После плавления и рафинирования расплавленное стекло течет в ванну с расплавленным оловом. Поскольку стекло легче олова, оно растекается по поверхности жести, а не тонет в ней. Гравитация и поверхностное натяжение помогают ленте выравниваться, создавая очень плоские, почти параллельные поверхности. Стеклянная лента затем постепенно охлаждается, выходит из оловянной ванны, проходит через печь для отжига для уменьшения остаточного напряжения и, наконец, проверяется и разрезается.

Большим преимуществом флоат-процесса является его способность производить стекло с превосходной плоскостностью, оптическим качеством и постоянной толщиной. Эти свойства делают флоат-стекло основным базовым материалом для архитектурного остекления и для дальнейших процессов, таких как закалка, ламинирование, покрытие, серебрение и изготовление изоляционного стекла.

процесс производства флоат-стекла

1.2 Рулонное стекло: формируется между валками

Рулонное стекло формируется по другому пути. Вместо того, чтобы стекать в оловянную ванну, расплавленное стекло подается между парой вращающихся формовочных валков. Зазор между роликами определяет приблизительную толщину стеклянной ленты, а поверхности роликов определяют внешний вид ее поверхности. Когда на одном или обоих роликах выгравирован рисунок, этот рисунок переносится на горячее стекло. Результат обычно называют узорчатое стекло , которое может рассеивать свет, обеспечивать конфиденциальность или создавать декоративные эффекты на поверхности.

Поскольку прокатное стекло формируется в результате прямого контакта с формовочными валками, состояние валков, выравнивание валков, охлаждение, температура стекла и стабильность подачи становятся критическими параметрами качества. Вот почему флоат-стекло и рулонное стекло могут начинаться с одинаковых процессов плавления, но в процессе формования могут возникать совершенно разные дефекты.

процесс производства рулонного стекла

2. Откуда берутся дефекты производства стекла?

Дефекты стекла редко появляются без причины. Большинство из них можно отнести к одной из трех стадий: плавка и рафинирование, формование или отжиг и обработка..

2.1 Плавка и рафинирование

Некоторые недостатки возникают еще до того, как производство флоат-стекла и рулонного стекла начинает различаться.

• Если сырье не расплавится полностью или в стекломассу попадет огнеупорный материал из печи, твердые частицы могут остаться в виде камней или включений..

• Если газы, образующиеся при плавлении, не удаляются эффективно во время рафинирования, в стекле могут остаться пузырьки.

Поскольку как флоат-стекло, так и рулонное стекло проходят стадии плавления и рафинирования, эти дефекты могут возникнуть в любом типе стекла.

2.2 Формирование

Именно здесь два производственных маршрута начинают создавать свои собственные характерные дефекты.

• При флоат-производстве стекло находится в непосредственном контакте с оловянной ванной. Таким образом, атмосфера в ванне, состояние олова, распределение температуры, движение ленты и оборудование для контроля кромок могут влиять на качество поверхности, толщину и оптические характеристики.

• При производстве рулонного стекла вместо этого стекло соприкасается, образуя ролики. Износ валиков, загрязнения, температурный дисбаланс, неправильный зазор между валками или нестабильная подача стекла могут проявиться непосредственно на готовом рисунке или поверхности.

Таким образом, производственный маршрут оставляет на стекле свой отпечаток пальца.

2.3 Отжиг и обработка холодного конца

После формования оба типа стекла еще должны охладиться в контролируемых условиях. На этом этапе флоат-стекло и рулонное стекло снова подвергаются многим из тех же рисков. Если профиль отжига плохо контролируется, в листе могут оставаться чрезмерные остаточные напряжения. Это может увеличить риск возникновения проблем с резкой, растрескивания кромок или поломки во время последующей обработки. Грязные ролики, осколки стекла, неправильная транспортировка или контакт стекла со стеклом также могут стать причиной появления царапин и других повреждений поверхности.

3. Распространенные дефекты флоат-стекла: причины и профилактика.

3.1 Дефекты поверхности, связанные с оловянной ванной

Как они развиваются

Оловянная ванна является одной из определяющих особенностей производства флоат-стекла, но она также создает уникальную группу рисков, связанных с качеством поверхности. Окисление олова, окалина, загрязнение поверхности, нестабильная атмосфера в печи или плохая очистка ванны могут способствовать налипанию олова и другим дефектам поверхности, связанным с оловом. Поскольку одна сторона стеклянной ленты находится в непосредственном контакте с расплавленным оловом, нижняя часть (или оловянная сторона) также приобретает химические и поверхностные характеристики, которые отличаются от воздушной стороны.

Как они контролируются

Стабильная работа оловянной ванны имеет важное значение. Производителям необходимо контролировать защитную атмосферу, ограничивать нежелательное окисление, поддерживать чистоту ванны, контролировать рабочую температуру и регулярно проверять оборудование, подвергающееся воздействию оловянной среды. Когда дефекты, связанные с оловом, внезапно увеличиваются, следует исследовать атмосферу ванны, источники загрязнения, состояние оборудования и качество олова, а не рассматривать видимый след как изолированную проблему.

3.2 Пузыри и семена

Как они развиваются

Пузырьки обычно возникают на входе во время плавки и рафинирования. Реакции сырья выделяют газы по мере плавления шихты. Этим газам требуется достаточная температура, время и условия очистки, чтобы подняться через расплавленное стекло и выйти перед образованием. Если рафинирование не завершено, в готовом листе могут остаться маленькие пузырьки, часто называемые семенами, или более крупные пузырьки. Их внешний вид, размер, форма и распространение могут дать полезные подсказки о том, где они возникли.

Как они контролируются

Хороший контроль пузырьков начинается в печи. Состав шихты, содержание влаги, температура плавления, условия рафинирования, время пребывания стекла и стабильность процесса — все это должно работать вместе. Цель состоит не просто в повышении температуры печи, а в поддержании стабильной термической и химической среды, позволяющей газам покинуть стекло до того, как лента достигнет стадии формования.

3.3 Камни и включения

Как они развиваются

Не каждая твердая частица, попадающая в стекломассу, исчезает полностью. Нерасплавленные частицы шихты, огнеупорные фрагменты или другие посторонние материалы могут пережить процесс плавления и закрепиться в стекле в виде камней или включений. Эти дефекты могут выглядеть как непрозрачные или полупрозрачные точки и могут быть окружены локализованным напряжением. Для стекла, предназначенного для дальнейшей обработки, включения заслуживают особого внимания, поскольку дефекты, кажущиеся небольшими в отожженном листе, могут стать более существенными после резки или термообработки.

Как они контролируются

Профилактика начинается с консистенции сырья и состояния печи. Размер частиц партии должен хорошо контролироваться, загрязнение должно быть сведено к минимуму, а огнеупорные материалы следует выбирать и обслуживать в соответствии с рабочей средой. Области, которые постоянно подвергаются воздействию расплавленного стекла, такие как огнеупоры печей, горловины, каналы и другие компоненты передачи, также требуют регулярного осмотра. Достаточное время плавления и рафинирования остается важным.

3.4 Оптические искажения

Как это развивается

Лист стекла может выглядеть совершенно прозрачным и при этом искажать изображение, видимое через него. Оптические искажения могут возникать в результате изменений толщины, геометрии ленты, распределения температуры или условий формования. При производстве флоат-стекла нестабильные температурные поля или непостоянный контроль ленты могут изменить то, как стекло растягивается и выравнивается по ширине. Даже относительно небольшие изменения могут повлиять на прохождение света через готовый лист. Это становится особенно заметно при рассмотрении прямых архитектурных линий через большие площади стекла.

Как это контролируется

Стабильные условия формования являются основой оптического качества. Температурные зоны оловянной ванны, скорость ленты, оборудование для контроля кромок и поперечное распределение температуры должны оставаться постоянными. Толщина и оптическое качество также должны контролироваться постоянно или в определенных точках контроля, чтобы можно было проследить локализованное искажение до соответствующей зоны процесса.

3.5 Царапины и повреждения поверхности

Как они развиваются

В отличие от пузырей или камней, царапины часто появляются после того, как стекло уже сформировалось. Осколки стекла, загрязненные ролики, изношенное погрузочно-разгрузочное оборудование, неправильная укладка или скользящий контакт могут оставлять линейные следы на поверхности. Повреждение может быть косметическим, но более глубокие царапины также могут повлиять на последующую резку, нанесение покрытия, ламинирование или термообработку.

Как они контролируются

Чистые условия обращения имеют решающее значение. Ролики и конвейеры следует регулярно проверять, битое стекло следует быстро удалять, а прямое трение между листами должно быть сведено к минимуму. Системы транспортировки и штабелирования также должны обеспечивать правильное разделение и поддержку стекла. Для переработчиков, покупающих флоат-стекло в качестве основного материала, эти, казалось бы, простые проблемы качества могут оказать прямое влияние на выпуск продукции в дальнейшем.

Более подробную информацию о том, какие характеристики имеют значение при выборе флоат-стекла для дальнейшего производства, можно найти в нашем руководстве по оценка флоат-стекла для дальнейшей обработки.

4. Распространенные дефекты катаного и узорчатого стекла: причины и профилактика.

4.1 Плохое или неполное определение шаблона

Как это развивается

Узорчатое стекло зависит от формовочных валков, которые точно воспроизводят рисунок поверхности. Если выгравированный рисунок изнашивается, температура стекла слишком низкая, зазор между валками неправильный или давление формования недостаточное, рисунок может выглядеть поверхностным, неровным или неполным. Нестабильная подача также может привести к изменению рисунка по ширине ленты.

Как это контролируется

Состояние роликов следует регулярно проверять, а изношенные детали ремонтировать или заменять при необходимости. Температуру стекла, зазор между валками, давление формования и стабильность подачи необходимо регулировать как одну систему, а не по отдельности. После замены ролика или серьезной регулировки пробное производство должно подтвердить определение модели, прежде чем возобновится полномасштабное производство.

4.2 Роликовые метки

Как они развиваются

Поврежденный или загрязненный формовочный валик может снова и снова воспроизводить один и тот же дефект. Царапины, вмятины, прилипшее стекло или локальная деформация ролика могут привести к образованию следов от ролика, которые повторяются с интервалами, связанными с вращением ролика. Периодический характер отметин часто является важным диагностическим признаком: когда один и тот же дефект появляется на одинаковых расстояниях, сам ролик должен быть одним из первых проверяемых компонентов.

Как они контролируются

Формирующие ролики нуждаются в защите от ударов, загрязнения и неправильной очистки. Прилипшее стекло следует удалять с помощью соответствующих инструментов и процедур, а не методами, которые могут повредить поверхность валика. Охлаждение также должно оставаться равномерным. Неравномерная температура ролика может вызвать термическую деформацию, которая затем может неоднократно передаваться на стеклянную ленту.

4.3 Пузыри и захваченный воздух

Как они развиваются

Рулонное стекло может унаследовать пузырьки в процессе плавления и рафинирования, как и флоат-стекло. Однако на этапе прокатки может возникнуть дополнительный механизм: во время формования между горячим стеклом и поверхностью ролика может попасть воздух. Эти пузырьки могут отличаться по размеру, расположению и распределению от пузырьков печи, а иногда могут появляться концентрированными вблизи образовавшейся поверхности.

Как они контролируются

Первичная нефтепереработка по-прежнему должна быть стабильной, но процесс формирования также имеет значение. Поток стекла в валки должен оставаться равномерным, температура стекла должна быть подходящей для формования, а поверхность валков должна поддерживаться в стабильном состоянии. Скорость роликов, зазор и подачу стекла следует регулировать вместе, чтобы уменьшить вероятность захвата воздуха.

4.4 Изменение толщины

Как это развивается

Толщина прокатанного стекла сильно зависит от геометрии валков и условий формования. Если зазор между валками различается с одной стороны на другую, валки деформируются под термической или механической нагрузкой или температура стекла меняется поперек ленты, готовый лист может стать толще в одном месте и тоньше в другом. Это становится особенно важным для приложений со строгими размерными или оптическими требованиями.

Как это контролируется

Выравнивание и зазор катков следует тщательно проверять по всей рабочей ширине. Охлаждение должно оставаться достаточно стабильным, чтобы ограничить тепловую деформацию, в то время как температура стекла должна быть максимально однородной перед входом в зону формования. Регулярные измерения толщины позволяют операторам обнаружить дрейф до того, как он превратится в большое количество несоответствующего стекла.

4.5 Питтинг на поверхности

Как это развивается

Мелкие твердые частицы, прилипшее стекло или загрязнения на формовочном валке могут привести к появлению локальных впадин на поверхности горячего стекла. Образующиеся ямки на поверхности могут рассеивать свет и ухудшать качество изображения. Поскольку ролик постоянно контактирует со стеклянной лентой, проблема загрязнения, которую не устраняют быстро, может повлиять на большой объем производства.

Как это контролируется

Чистота валков – это первая линия защиты. Операторы должны регулярно контролировать поверхность роликов и удалять загрязнения до того, как они врастут или вызовут повторное повреждение. Температура стекла и охлаждение валков также должны быть сбалансированы, чтобы уменьшить нежелательное прилипание. При внезапном появлении питтинга проверка формующей поверхности обычно должна иметь приоритет над корректировкой несвязанных параметров процесса.

4.6 Краевые трещины и микротрещины

Как они развиваются

Края стеклянной ленты часто остывают и ведут себя иначе, чем центр. Чрезмерные температурные градиенты, плохой отжиг, механические повреждения или неподходящие условия резания могут привести к образованию трещин или микротрещин на кромках. Узорчатое стекло может быть особенно чувствительным, поскольку неоднородная геометрия его поверхности может создавать более сложное распределение напряжений вблизи края.

Как они контролируются

Профиль отжига должен соответствовать толщине стекла, рисунку и скорости производства. Охлаждение кромок должно оставаться под контролем, а отрезные круги и другие инструменты следует содержать в хорошем состоянии и использовать под соответствующим давлением. Не менее важна тщательная обработка кромок после резки, поскольку небольшие дефекты кромок могут распространиться во время последующей обработки или установки.

5. Почему качество базового стекла имеет значение за пределами производственной линии

Производственный дефект не всегда заканчивается в печи для отжига. Многие листы позже будут разрезаны, обработаны кромкой, закалены, ламинированы, покрыты покрытием, посеребрены, просверлены или собраны в стеклопакеты . Каждый дополнительный процесс предъявляет новые термические или механические требования к исходному стеклу. Небольшое включение может стать концентрацией напряжений с более высоким риском во время термообработки. Глубокая царапина может снизить производительность обработки. Изменение толщины может усложнить дальнейшее изготовление. Плохое оптическое качество становится более заметным, когда на фасадах установлены большие листы.

Вот почему качество базового стекла следует оценивать в соответствии с предполагаемым маршрутом обработки, а не только по внешнему виду.

Если вы хотите увидеть, как флоат-стекло переходит из исходного листа в различные архитектурные изделия и изделия из обработанного стекла, наш Рабочий процесс обработки стекла объясняет основные маршруты производства: от резки и кромки до закалки, ламинирования, нанесения покрытия и производства изоляционного стекла. Поэтому для покупателей и переработчиков практический вопрос заключается не просто в следующем: «Выглядит ли это стекло прозрачным?»

Это вопрос:  «Останется ли это стекло стабильным и надежным в ходе процессов, необходимых для моего конечного продукта?»

Заключение

Флоат-стекло и рулонное стекло формируются по-разному, но эффективное предотвращение дефектов следует одному и тому же основному принципу: контролировать переменные до того, как готовое стекло обнаружит проблему. Стекло, возможно, не способно описать то, что произошло на производственной линии, но его пузыри, включения, следы, узоры и искажения часто рассказывают историю достаточно ясно. Ключом к успеху является умение читать эти сигналы.

В REACH BUILDING : понимание того, как развиваются эти недостатки, определяет наш подход к выбору стекла, контролю производства, проверке и дальнейшей обработке. Контролируя факторы, которые обычно приводят к дефектам, которых можно избежать, мы работаем над поддержанием стабильного качества в обоих случаях. флоат-стекло и рулонное/узорчатое стекло . Если вам нужно надежное базовое стекло для дальнейшего изготовления или рулонное стекло для конкретного архитектурного или промышленного применения, наша команда может помочь вам оценить правильные характеристики, поставить подходящее стекло и предоставить профессиональное руководство для вашего проекта. Свяжитесь с командой REACH BUILDING , чтобы обсудить требования к флоат-стеклу или рулонному стеклу.