[发明专利]一种钢化玻璃冷却方法及钢化炉冷却系统

说明书

技术领域：

本发明属于玻璃钢化领域，具体涉及一种钢化玻璃的冷却系统及方法。

背景技术：

钢化玻璃的产品已广泛使用在建筑、航空、汽车、轮船、机车、电子显示器件等众多领域。钢化玻璃自1870年在法国获得第一项专利始，于十九世纪获得数项专利，并于1892年在工业上得以应用。之后发展了平钢化玻璃、弯钢化玻璃等一系列产品，至二十世纪八十年代，随着玻璃新品种的增加，钢化玻璃制造工业进行了新产品的开发和研究，在建筑节能窗的低辐射玻璃钢化，汽车玻璃的大型及异性玻璃钢化等都有长足的进展。

物理钢化玻璃是在玻璃表面形成压应力层，使它增加一个预应力来提高玻璃强度，目前广泛应用的是快速风冷却钢化(简称风钢化)法。

风钢化是将玻璃加热至玻璃化转变温度(T_g)以上80℃，利用空气作为冷却介质，快速将玻璃表面热量带走，外层玻璃冷却较快，而玻璃中心是由外层玻璃通过热传导冷却，因此玻璃中心相对于玻璃外层冷却的较慢，于是通过这个过程在玻璃外层与中心部分产生了内应力，而玻璃的抗压强度是其抗拉强度的十倍以上，通过内应力的引入，增加了玻璃的抗拉强度，使玻璃的强度得以提高。通常情况下，钢化玻璃强度比普通退火玻璃的强度高4-6倍，热急冷稳定性可由150℃左右提高至280-320℃。

钢化玻璃的强度主要取决于内应力的大小，与玻璃的钢化温度，冷却速率有关。一般情况下，钢化温度为600-680℃，冷却介质为室温空气，由空气在热玻璃表面流动带着热量，冻结玻璃表面，因此，冷却能力在一定程度上影响钢化玻璃的钢化度，进而影响钢化玻璃的强度及破碎后碎片粒度。钢化度增加，玻璃的抗弯强度和抗冲击强度增加。然而，鉴于风钢化使用的冷却介质为空气，而空气本身的温度与热容导致其制冷能力有限，即使增大风压也不能应用于钢化薄玻璃（如厚度小于等于3mm的玻璃）及特殊需求的过钢化玻璃。同时增大风压意味着增大风机容量，耗电量急速增加，成本大幅度提高。

发明内容：

本发明目的之一是提供一套新的钢化炉冷却系统。

本发明钢化炉冷却系统，用于对钢化玻璃进行冷却，包括向钢化炉送入空气的风机、集风箱及送风通道，在该集风箱或送风通道上安装一个盛放液氮的液氮罐，液氮罐有阀口与集风箱连接，且该阀口装有与风机启动联机的电磁阀。

本发明目的在于提供一种钢化玻璃的冷却方法，通过利用上述对物理钢化炉冷却系统的特殊设计，降低冷却介质的温度，减少普通钢化玻璃生产时风机的装机容量，并适于生产薄层钢化玻璃或过钢化玻璃。

本发明钢化玻璃冷却方法，是在玻璃淬冷阶段，使用风机向钢化炉送入空气，包括在风机送入空气的同时向与风机相连的集风箱内短时间注入液氮的骤冷过程，使集风箱内形成空气与气化液氮的混合冷却介质，并使该混合冷却介质通过送风通道被送入钢化炉中淬冷钢化炉内的高温玻璃。

液氮注入集风箱内的骤冷时间不超过玻璃淬冷阶段时间，骤冷时间一般为10s。

骤冷过程空气与液氮混合比例为100m³空气：10~40升液氮。

液氮全部注入集风箱实现骤冷后，还包括所述风机持续送入空气数十秒的过程。

控制风机送风速度在10m³/s，所述混合冷却介质进入钢化炉的送风速度在12m³/s。

混合冷却介质进入钢化炉的温度从室温降低30℃以上，优选控制在4~-50℃。

所述钢化玻璃冷却方法，针对厚度6mm普通玻璃进行钢化，进行以下操作：在玻璃淬冷阶段，风机以10m³/s的送风速度向集风箱中送入空气，同时将10-40L（优选20L）液氮注入集风箱中，在10秒钟内注完，使液氮与风箱中流动空气混合并气化，随着气流进入送风通道并以12m³/s的速度进入钢化炉，钢化炉进风口温度下降至4~-50℃（20L液氮注入时为-20℃），完成骤冷过程；风机继续以原送风速度持续送入空气40-50s，完成淬冷阶段过程；由风机按原送风速度送入空气缓冷3分钟，将玻璃从钢化炉中取出得普通钢化玻璃。