论文部分内容阅读
摘要：玻璃材料以其优良的性能在现代各行各业中应用十分广泛，比如建筑、装饰等工业及民用工程中。不过普通玻璃在性能方面存在着一些不足，比如在阳光控制、节能等方面满足不了现代应用的需求，因此玻璃镀膜工艺应运而生。本文主要对玻璃镀膜技术的应用进行了阐述。
关键词：粉末喷涂；玻璃镀膜；工艺；控制
中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：
玻璃镀膜技术有很多种，随着现代技术的进步，玻璃镀膜技术也得到了很大发展，粉末喷涂镀膜技术是近些年才出现的，目前已经有部分玻璃制造企业正在使用，也取得了一些宝贵的经验，但是还存在一些不足，应当进一步研究。
1工艺过程
一般镀膜区设置在浮法玻璃生产线过渡辊台之后、退火窑之前的位置,即我们通常所说的退火窑A区，其原理是有机盐粉末借助压缩气载体喷涂于热玻璃表面,利用有机盐高温分解氧化,在玻璃表面形成一层金属氧化物膜;反应废气和未参与反应的粉末经收尘设备排出窑外:
2技术路线
从国内外有关固体粉末喷涂技术及其应用情况的调研看,在线粉末喷涂技术的实施有以下三个技术路线。
2.1静态喷涂方案
以美国PPG公司为代表。它是采用静态放置的沿玻璃带横向方向的通长狭缝来实现喷涂镀膜的。一般狭缝宽度1一3mm,距玻璃表面romm左右;用空气作载气,采用低压大流量喷涂方式。该方案的优点是采用静态喷涂部件,结构简单,操控容易;缺点是在高温状态下,狭缝极易由于变形或堵塞引起喷涂不均,同时不易在整个狭缝长度上实现压力、物料的均布。这些都直接影响镀膜的质量。PPG公司就该方案申报了一些专利,但仅限于研究开发阶段,未投人实用。
2.2多喷枪动态喷涂方案
以法国Saint一Gohaln公司为代表。该公司开发了一种用于粉末喷涂镀膜的装备,采用循环往复式传动机构,带动70组喷嘴,采用计算机控制。
计算机可单独控制每个喷嘴的开启、物料的计量等,自动化程度高,易于调节。但设备昂贵、结构复杂,任何一个喷嘴的故障都会影响整个装备的运行和镀膜的顺利进行,该装备的实际生产应用并不成功。
2.3单喷枪动态喷涂方案
以美国Ford公司为代表。采用循环往复式传动机构,带动一把喷枪在一个方向上(垂直玻璃带运行方向)往复运动,依靠多次快速喷涂覆盖实现均匀镀膜。Ford公司应用该技术,实现浮法线连续镀膜生产,曾创造良好的经济效益。相比多喷枪方案,该路线设备结构相对简单,故障率低,投资少,具有更好的应用开发前景。
3工艺控制
3.1退火窑工艺制度
在退火窑A。区加装喷涂镀膜设备,必然会对原有退火工艺产生影响。一方面,喷枪有大量常温的压缩空气喷人窑内玻璃板上,使玻璃板及窑内温度骤降;另一方面,收尘风机不断从窑内抽取热的气体,也使窑温窑压发生变化。这些变化必然会影响到玻璃的正常退火。所以在进行长时间镀膜时,退火窑必须针对这些变化做相应的调整。
3.2粉料量
粉料通过喷枪喷涂在热的玻璃板上而成膜,因而喷涂粉料量对成膜有一定影响。粉料通过变频器调控螺旋送料机来实现计量。
3.3喷涂负压
喷枪喷涂的基本原理是利用压缩气高速流过喷嘴产生负压,来吸取粉料,与压缩气在喷嘴中混合后喷出。因此喷涂负压的大小关系到粉料的抽吸力度、喷枪压缩气流量、粉料与压缩气在喷嘴中的混合、混合后粉料的喷出速度等。对于特定的喷嘴,负压的大小是靠喷嘴与喷枪喷头之间间隙调整实现的。一般间隙加大,负压减小,压缩气流量加大;反之,间隙减小,负压加大,压缩气流量减小。
3.4喷枪速度
在玻璃拉引速度恒定情况下,喷枪速度取决于在特定时间内喷枪扫过玻璃板面的次數,也决定玻璃在有效喷涂区(从喷枪在玻璃上的喷射点到粉料在玻璃上滑移最前端,考虑有收尘系统,一般粉料滑移前沿以收尘点计算)覆盖成膜的次数。覆盖成膜的次数决定膜层的厚度、均匀性、膜的反射率等指标。
在送粉速率恒定的条件下,无论在何速度下,单位时间喷射到玻璃上的料量是一定的。速度的影响表现在粉料是集中还是分散喷涂到板面。在高速状态下,运行机构处于很高负荷下,寿命和稳定性都受影响。所以,喷枪速度的选择原则是:在满足成膜均匀性要求前提下,尽量选择较低的喷枪速度。
3.5喷涂压力
喷枪压缩气压力影响喷枪压缩气流量、吸料的负压以及气体喷射速度等。压力增大,气体流量、负压和气体喷射速度增大。压缩气压力、流量提高后,气体/粉料比例提高,从理论上讲应,有利于降低窑内粉料周围温度,粉料在窑内烧失量减小,成膜效率提高。
3.6喷涂高度
喷涂高度是指喷枪喷嘴下端到玻璃上板面的垂直距离。提高喷涂高度,将延长粉料喷射到玻璃板面的时间,利于喷涂均匀。缩短有效喷涂距离(在喷涂角度固定的情况下;尤其对较小喷涂角度),不利于均匀喷涂;较高的喷涂高度使粉料在玻璃表面的散射截面加大,冷的压缩气对玻璃表面的不均匀冷却作用减弱,对均匀成膜有利。因此具体参数的选择要综合考虑各方面的因素。
3.7喷涂角度
喷涂角度是指喷嘴延长线(粉料喷射方向)与玻璃板面之间的夹角。减小喷涂角度,能够增加粉料喷射的水平方向的速度分量,理论上能增加粉料在玻璃上的滑移距离,有利于均匀喷涂。如果喷涂角度小,有效喷涂距离会进一步减小,粉料来不及在玻璃表面成膜就被收尘系统抽走,减低成膜效率。
相反,如果喷涂角度过大,除粉料滑移覆盖距离减小外,还可能出现粉料在玻璃表面出现反冲的现象,粉料会反弹到高温的空间烧失。
3.8收尘风量
在500~600℃有机盐粉末在热玻璃表面或空间分解氧化,部分反应物在玻璃表面形成金属氧化物膜;反应废气、未反应的粉末以及反应但并未在玻璃表面成膜的物质必须及时经收尘设备排出窑外,以保持窑内及玻璃表面的清洁。同时收尘气流对A0区喷涂空间环境也有影响。适宜的收尘风量应确保尽可能的洁净收尘,同时不对原退火窑的压力制度、温度制度产生过大的影响。
收尘风量过大,会造成A0区温降加剧,破坏原有玻璃退火制度,严重时对紧邻的锡槽气氛造成影响,无法正常生产。收尘风量过小,收尘不彻底,未反应物质勃附在玻璃表面,镀膜玻璃表面洁净度差,影响镀膜质量;而且由于现有窑炉(A0区)空间温度很高,收尘风的降温作用也减弱,粉料烧失增加,成膜效率降低。
4结语
固体粉末喷涂技术目前虽然在应用上还存在一些技术障碍,但确实具有一些其它镀膜方法无法比拟的优势。我认为,在解决一些技术难点后,固体粉末喷涂技术将在特种镀膜方面发挥其特有的作用。
应用研究特别是在大型生产线上的应用研究或中试,需要大量的人力物力投人和长时间的摸索,也需要我们科研人员、相关企业具有恒心和耐心。国内许多前景看好的项目夭折在萌芽阶段,与现阶段科研体制、企业高度市场化、追求短期利益有很大关系。希望粉末喷涂镀膜技术能在沉寂之后,在未来为人们重新认识,在镀膜玻璃新品开发中发挥它无可替代的作用。
参考文献
[1]汪建勋.浮法在线玻璃镀膜工艺技术的概况及发展[J].中国建材装备.1996,NO6,P34.
[2]苗向阳.导电膜玻璃在化学钢化过程中的性能变化[J].玻璃2003.(5),P3.
[3]苗向阳.低辐射玻璃在线制备技术探索性研究[J].材料工程.增刊2002,P215.
[4]苗向阳.玻璃在线复合膜制备技术及性能研究[J1.硅酸盐通报.2003.(3)
关键词：粉末喷涂；玻璃镀膜；工艺；控制
中图分类号：[F287.2] 文献标识码：A 文章编号：
玻璃镀膜技术有很多种，随着现代技术的进步，玻璃镀膜技术也得到了很大发展，粉末喷涂镀膜技术是近些年才出现的，目前已经有部分玻璃制造企业正在使用，也取得了一些宝贵的经验，但是还存在一些不足，应当进一步研究。
1工艺过程
一般镀膜区设置在浮法玻璃生产线过渡辊台之后、退火窑之前的位置,即我们通常所说的退火窑A区，其原理是有机盐粉末借助压缩气载体喷涂于热玻璃表面,利用有机盐高温分解氧化,在玻璃表面形成一层金属氧化物膜;反应废气和未参与反应的粉末经收尘设备排出窑外:
2技术路线
从国内外有关固体粉末喷涂技术及其应用情况的调研看,在线粉末喷涂技术的实施有以下三个技术路线。
2.1静态喷涂方案
以美国PPG公司为代表。它是采用静态放置的沿玻璃带横向方向的通长狭缝来实现喷涂镀膜的。一般狭缝宽度1一3mm,距玻璃表面romm左右;用空气作载气,采用低压大流量喷涂方式。该方案的优点是采用静态喷涂部件,结构简单,操控容易;缺点是在高温状态下,狭缝极易由于变形或堵塞引起喷涂不均,同时不易在整个狭缝长度上实现压力、物料的均布。这些都直接影响镀膜的质量。PPG公司就该方案申报了一些专利,但仅限于研究开发阶段,未投人实用。
2.2多喷枪动态喷涂方案
以法国Saint一Gohaln公司为代表。该公司开发了一种用于粉末喷涂镀膜的装备,采用循环往复式传动机构,带动70组喷嘴,采用计算机控制。
计算机可单独控制每个喷嘴的开启、物料的计量等,自动化程度高,易于调节。但设备昂贵、结构复杂,任何一个喷嘴的故障都会影响整个装备的运行和镀膜的顺利进行,该装备的实际生产应用并不成功。
2.3单喷枪动态喷涂方案
以美国Ford公司为代表。采用循环往复式传动机构,带动一把喷枪在一个方向上(垂直玻璃带运行方向)往复运动,依靠多次快速喷涂覆盖实现均匀镀膜。Ford公司应用该技术,实现浮法线连续镀膜生产,曾创造良好的经济效益。相比多喷枪方案,该路线设备结构相对简单,故障率低,投资少,具有更好的应用开发前景。
3工艺控制
3.1退火窑工艺制度
在退火窑A。区加装喷涂镀膜设备,必然会对原有退火工艺产生影响。一方面,喷枪有大量常温的压缩空气喷人窑内玻璃板上,使玻璃板及窑内温度骤降;另一方面,收尘风机不断从窑内抽取热的气体,也使窑温窑压发生变化。这些变化必然会影响到玻璃的正常退火。所以在进行长时间镀膜时,退火窑必须针对这些变化做相应的调整。
3.2粉料量
粉料通过喷枪喷涂在热的玻璃板上而成膜,因而喷涂粉料量对成膜有一定影响。粉料通过变频器调控螺旋送料机来实现计量。
3.3喷涂负压
喷枪喷涂的基本原理是利用压缩气高速流过喷嘴产生负压,来吸取粉料,与压缩气在喷嘴中混合后喷出。因此喷涂负压的大小关系到粉料的抽吸力度、喷枪压缩气流量、粉料与压缩气在喷嘴中的混合、混合后粉料的喷出速度等。对于特定的喷嘴,负压的大小是靠喷嘴与喷枪喷头之间间隙调整实现的。一般间隙加大,负压减小,压缩气流量加大;反之,间隙减小,负压加大,压缩气流量减小。
3.4喷枪速度
在玻璃拉引速度恒定情况下,喷枪速度取决于在特定时间内喷枪扫过玻璃板面的次數,也决定玻璃在有效喷涂区(从喷枪在玻璃上的喷射点到粉料在玻璃上滑移最前端,考虑有收尘系统,一般粉料滑移前沿以收尘点计算)覆盖成膜的次数。覆盖成膜的次数决定膜层的厚度、均匀性、膜的反射率等指标。
在送粉速率恒定的条件下,无论在何速度下,单位时间喷射到玻璃上的料量是一定的。速度的影响表现在粉料是集中还是分散喷涂到板面。在高速状态下,运行机构处于很高负荷下,寿命和稳定性都受影响。所以,喷枪速度的选择原则是:在满足成膜均匀性要求前提下,尽量选择较低的喷枪速度。
3.5喷涂压力
喷枪压缩气压力影响喷枪压缩气流量、吸料的负压以及气体喷射速度等。压力增大,气体流量、负压和气体喷射速度增大。压缩气压力、流量提高后,气体/粉料比例提高,从理论上讲应,有利于降低窑内粉料周围温度,粉料在窑内烧失量减小,成膜效率提高。
3.6喷涂高度
喷涂高度是指喷枪喷嘴下端到玻璃上板面的垂直距离。提高喷涂高度,将延长粉料喷射到玻璃板面的时间,利于喷涂均匀。缩短有效喷涂距离(在喷涂角度固定的情况下;尤其对较小喷涂角度),不利于均匀喷涂;较高的喷涂高度使粉料在玻璃表面的散射截面加大,冷的压缩气对玻璃表面的不均匀冷却作用减弱,对均匀成膜有利。因此具体参数的选择要综合考虑各方面的因素。
3.7喷涂角度
喷涂角度是指喷嘴延长线(粉料喷射方向)与玻璃板面之间的夹角。减小喷涂角度,能够增加粉料喷射的水平方向的速度分量,理论上能增加粉料在玻璃上的滑移距离,有利于均匀喷涂。如果喷涂角度小,有效喷涂距离会进一步减小,粉料来不及在玻璃表面成膜就被收尘系统抽走,减低成膜效率。
相反,如果喷涂角度过大,除粉料滑移覆盖距离减小外,还可能出现粉料在玻璃表面出现反冲的现象,粉料会反弹到高温的空间烧失。
3.8收尘风量
在500~600℃有机盐粉末在热玻璃表面或空间分解氧化,部分反应物在玻璃表面形成金属氧化物膜;反应废气、未反应的粉末以及反应但并未在玻璃表面成膜的物质必须及时经收尘设备排出窑外,以保持窑内及玻璃表面的清洁。同时收尘气流对A0区喷涂空间环境也有影响。适宜的收尘风量应确保尽可能的洁净收尘,同时不对原退火窑的压力制度、温度制度产生过大的影响。
收尘风量过大,会造成A0区温降加剧,破坏原有玻璃退火制度,严重时对紧邻的锡槽气氛造成影响,无法正常生产。收尘风量过小,收尘不彻底,未反应物质勃附在玻璃表面,镀膜玻璃表面洁净度差,影响镀膜质量;而且由于现有窑炉(A0区)空间温度很高,收尘风的降温作用也减弱,粉料烧失增加,成膜效率降低。
4结语
固体粉末喷涂技术目前虽然在应用上还存在一些技术障碍,但确实具有一些其它镀膜方法无法比拟的优势。我认为,在解决一些技术难点后,固体粉末喷涂技术将在特种镀膜方面发挥其特有的作用。
应用研究特别是在大型生产线上的应用研究或中试,需要大量的人力物力投人和长时间的摸索,也需要我们科研人员、相关企业具有恒心和耐心。国内许多前景看好的项目夭折在萌芽阶段,与现阶段科研体制、企业高度市场化、追求短期利益有很大关系。希望粉末喷涂镀膜技术能在沉寂之后,在未来为人们重新认识,在镀膜玻璃新品开发中发挥它无可替代的作用。
参考文献
[1]汪建勋.浮法在线玻璃镀膜工艺技术的概况及发展[J].中国建材装备.1996,NO6,P34.
[2]苗向阳.导电膜玻璃在化学钢化过程中的性能变化[J].玻璃2003.(5),P3.
[3]苗向阳.低辐射玻璃在线制备技术探索性研究[J].材料工程.增刊2002,P215.
[4]苗向阳.玻璃在线复合膜制备技术及性能研究[J1.硅酸盐通报.2003.(3)