1　引言

      隨著城市的快速發(fā)展，城市人口的不斷增加，土地價格的高漲，導致高層建筑物越建越多。鋼化玻璃作為安全玻璃的一種，因其具有普通玻璃的透視性，同時又具有機械強度（詞條“機械強度”由行業(yè)大百科提供）高、熱穩(wěn)定性好且破碎后的碎片小、碎片無尖銳鋒利的尖角等優(yōu)秀的安全特性，已經(jīng)作為高層建筑門窗必備的建材產(chǎn)品之一，得到廣泛的應用。我們在重視其安全性能的同時，也決不應該忽視鋼化玻璃的外觀質(zhì)量，也就是，作為合格產(chǎn)品的外觀質(zhì)量也必須滿足相應的技術要求。

 

      2　鋼化玻璃外觀質(zhì)量問題及原因分析

      鋼化玻璃的外觀質(zhì)量問題有許多表現(xiàn)形式，我們按照其出現(xiàn)在生產(chǎn)過程中階段的不同，將其分為兩大類：①由原片質(zhì)量缺陷造成的鋼化玻璃外觀質(zhì)量問題，如：點狀缺陷(氣泡、夾雜物)、劃傷、光學變形等;②由鋼化加工過程造成的外觀質(zhì)量問題，如：鋼化玻璃的平整度問題(波浪紋、吻合度、板面變形)、光學方面的問題(中部灰色、應力斑過重、虹彩現(xiàn)象)、白道、劃傷、麻點等。

 

      2.1 由原片缺陷造成的外觀質(zhì)量問題及原因分析

     

      最常見的有：點狀缺陷(氣泡、夾雜物)、劃傷、光學變形等。氣泡、夾雜物和光學變形是原板固有的缺陷，劃傷是在原片玻璃生產(chǎn)和搬運過程中形成的。如果原片達不到相應的標準要求，不僅會使鋼化后的玻璃在外觀質(zhì)量方面達不到《鋼化玻璃》國家標準要求，同時也會大大增加鋼化玻璃的炸爐、應力分布不均勻、自爆、機械強度降低、熱穩(wěn)定性以及各種安全性能變差等的風險，導致鋼化爐（詞條“鋼化爐”由行業(yè)大百科提供）的停產(chǎn)、清爐，使得產(chǎn)品的成品率和生產(chǎn)效率下降，生產(chǎn)成本的上升，造成沒必要的浪費。鋼化玻璃生產(chǎn)企業(yè)即使通過調(diào)整鋼化爐的工藝參數(shù)也無法避免這類質(zhì)量問題的發(fā)生，而企業(yè)只能通過嚴格控制生產(chǎn)管理制度，對員工加強培訓，使操作人員熟練掌握檢驗標準的內(nèi)容和相應的檢驗方法，對原片玻璃進行嚴格的篩選，避免有問題的原片玻璃流入再加工階段。

 

      2.2　由鋼化加工過程造成的外觀質(zhì)量問題

     

      最常見的有：鋼化玻璃的平整度問題(波浪紋、吻合度、板面變形)、光學方面的問題(中部灰色、風斑過重、虹彩現(xiàn)象)、白道、劃傷、麻點等。

 

      2.2.1鋼化玻璃平整度不好的問題
     

      鋼化玻璃平整度不好的問題可以分為2類：第1類，彎型鋼化玻璃平整度不好的問題。對這類問題通常考慮其吻合度指標，當彎型鋼化玻璃成品出現(xiàn)吻合度達不到設計要求時，主要會出現(xiàn)以下3種現(xiàn)象：

 

      (1)成品玻璃與設計要求出現(xiàn)扭曲偏差

     

      這說明需要進行彎鋼化的玻璃在輥道上的位置沒有放置正確，玻璃彎曲的中心線與輥道不平行，如果出現(xiàn)這種情況，操作人員需要重新調(diào)整玻璃在上片臺上的位置，使玻璃彎曲的中心線與輥道處于平行狀態(tài)。

 

      (2)成品玻璃與設計彎曲深度出現(xiàn)不同

     

      這說明鋼化工藝參數(shù)設定有問題：在加熱（詞條“加熱”由行業(yè)大百科提供）階段，玻璃的加熱溫度不夠;在冷卻階段，主要是風柵上風口與下風口吹風時不同步，在吹風時一個先打開吹風，一個后打開吹風。如果下吹風口先打開吹風，則成型后玻璃的彎曲深度會加大，反之，上吹風口先打開吹風，成型后玻璃的彎曲深度會減小，不按設計深度成弧。此時操作人員可重新調(diào)整工藝參數(shù)，適當調(diào)整玻璃的彎曲深度。

 

      (3)成品玻璃的型面質(zhì)量不符合設計要求

     

      操作人員可適當調(diào)整加熱段的彎曲時間和急冷的時間，或者彎曲段傳動鏈條的張緊程度，通過對鋼化工藝參數(shù)或設備的調(diào)整解決這類問題。

 

      第2類，平型鋼化玻璃平整度不好的問題。此類問題主要有以下5種情況：

     

      (1)玻璃在加熱時上下表面存在溫差造成的玻璃變形

     

      ①鋼化玻璃板面向上彎曲。這種現(xiàn)象是由于玻璃在加熱爐內(nèi)被加熱后，出現(xiàn)玻璃上表面的溫度高于下表面的溫度的情況，保持這種溫度狀態(tài)的玻璃進入冷卻室冷卻，在冷卻過程中，當玻璃上下表面的冷卻溫度和風壓等條件相同時，由于玻璃上表面溫度（詞條“表面溫度”由行業(yè)大百科提供）高，冷卻后上表面的收縮量大于下表面，會出現(xiàn)玻璃板面向上彎曲變形的現(xiàn)象(如圖1所示)。出現(xiàn)這種情況，可以將加熱爐底部的溫度提高，盡量減小玻璃上下表面的溫度差。②鋼化玻璃板面向下彎曲。這種現(xiàn)象是由于玻璃在加熱爐內(nèi)被加熱后，出現(xiàn)玻璃下表面的溫度高于上表面的溫度的情況，保持這種溫度狀態(tài)的玻璃進入冷卻室冷卻，在冷卻過程中，當玻璃上下表面的冷卻溫度和風壓等條件相同時，由于玻璃下表面溫度高，冷卻后下表面的收縮量大于上表面，會出現(xiàn)玻璃板面向下彎曲變形的現(xiàn)象(如圖2所示)。出現(xiàn)這種情況，可以將加熱爐底部的溫度降低，盡量減小玻璃上下表面的溫度差。

 

 

 

      (2)玻璃在加熱時中間和邊部存在溫差造成的玻璃變形

     

      玻璃在加熱爐內(nèi)經(jīng)過加熱后,如果其中間部位的溫度高于邊部的溫度,那么在冷卻過程中,玻璃上溫度較高的中間部位的收縮量，將大于溫度較低的邊部的收縮量,當玻璃被冷卻到室溫狀態(tài)時,玻璃的邊部尺寸就會大于中間部位的尺寸,在玻璃的邊部形成較大的壓應力, 從而出現(xiàn)玻璃板面向下彎曲變形的現(xiàn)象(如圖2所示)。

 

      同樣，玻璃在加熱爐內(nèi)經(jīng)過加熱后，如果其邊部的溫度高于中間部位的溫度，那么在冷卻過程中，玻璃上溫度較高的中間部位的收縮量將大于溫度較低的邊部的收縮量，當玻璃被冷卻到室溫狀態(tài)時，玻璃中間部位的尺寸就會大于邊部的尺寸，在玻璃的邊部形成較大的張應力，從而出現(xiàn)玻璃板面向上彎曲變形的現(xiàn)象(如圖1所示)。出現(xiàn)以上這兩這種情況，可以通過調(diào)節(jié)鋼化爐局部的加熱溫度參數(shù)或改變裝片的排布方式來解決。

 

      (3)隨機的溫度分布不均勻造成的玻璃變形

     

      隨機溫度分布不均勻主要是由于設備狀態(tài)不良造成的。鋼化爐的加熱絲有局部的損壞、溫度傳感器的位置發(fā)生改變或失真、玻璃在輥道上的碼放不合理等均會使玻璃受熱不均勻。這種隨機的溫度分布不均勻?qū)е虏ＡЪ訜岷笤诎迕娣较蛏蠝囟确植疾痪鶆?，玻璃在冷卻時不同的區(qū)域發(fā)生不規(guī)則且無規(guī)律的收縮，直接導致玻璃板面的局部平整度差。出現(xiàn)這種情況，企業(yè)可以通過制定合理的設備檢修、裝片制度來解決。

 

      (4)輥道變形造成的玻璃變形

      輥道變形可分為輥道受熱變形和輥道磨損變形。①輥道受熱變形造成的玻璃變形。由于陶瓷和石英（詞條“石英”由行業(yè)大百科提供）材料的耐熱沖擊性和熱穩(wěn)定性非常好，所以鋼化爐內(nèi)的輥道一般是采用這類材料制成的。雖然這兩種材料的耐熱性能優(yōu)秀，但由于輥道的內(nèi)部結(jié)構不均勻，在長期使用后或者加熱不當時，均會導致在高溫下產(chǎn)生熱變形。在這種已經(jīng)變形的輥道上運動的玻璃，也會因此而發(fā)生形變，最終導致板面平整度差。②輥道磨損變形造成的玻璃變形。在鋼化玻璃生產(chǎn)企業(yè)中，當鋼化爐內(nèi)的輥道上出現(xiàn)黏接比較牢固的雜質(zhì)時，通常使用磨削的方法對其進行清除。在長期的生產(chǎn)過程中，輥道經(jīng)反復磨削和長時間的使用很容易造成磨損，而且這些磨損由于程度的不同，輥道會出現(xiàn)粗細不均的問題，最終導致在輥道上運動的玻璃發(fā)生形變，即板面不平整。

 

      另外，在同一鋼化爐中的輥道，由于更換的時間不同，即各根輥道被磨損的程度不同，當玻璃在這種整體不平的輥道面上加熱到軟化溫度，并進行運動時，很容易出現(xiàn)板面的變形。這種情況不僅出現(xiàn)在加熱室內(nèi)，同時在冷卻室內(nèi)也會發(fā)生。出現(xiàn)以上這兩種情況，企業(yè)可以通過制定定期、合理的輥道檢查管理制度來解決。

 

      (5)鋼化玻璃的波浪紋現(xiàn)象

     

      波浪紋現(xiàn)象是指玻璃表面看上去有連續(xù)不斷的起伏，嚴重時用手觸摸玻璃表面可以感覺到。造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下4種情況：①鋼化爐內(nèi)溫度過高，加熱時間過長。發(fā)生這種情況，可以通過調(diào)節(jié)鋼化工藝參數(shù)，降低鋼化爐加熱溫度或減少加熱時間來解決;②輥子出現(xiàn)彎曲變形或個別輥徑、輥高超標。發(fā)生這種情況，可以通過更換或調(diào)整輥子高度來解決;③輥子轉(zhuǎn)動或傳輸速度過慢。發(fā)生這種情況，可以適當加快輥子的轉(zhuǎn)動或傳輸速度來解決;④在鋼化的冷卻工藝階段，玻璃是在鋼化爐的冷卻裝置中的輥道上做往復擺動，這個時間段，如果玻璃整體的急冷溫度過高或風壓過低，就會使得玻璃板面產(chǎn)生波浪形彎曲。發(fā)生這種情況，應及時降低爐溫和加熱時間。

 

      2.2.2鋼化玻璃光學方面的問題

     

       (1)中央部分呈灰色

     

      有些玻璃被鋼化后，接觸輥道的表面會出現(xiàn)灰蒙蒙的現(xiàn)象。這種情況會使玻璃的透視性能變差，多發(fā)生在玻璃的中間部位。發(fā)生這種情況的原因主要有以下兩種：①加熱爐內(nèi)的輥子溫度過高。這種情況多出現(xiàn)在鋼化爐剛開始使用的前兩爐玻璃上。遇到這種情況，可適當增加熱平衡吹風的壓力，或者減少空爐時間，保證玻璃連續(xù)生產(chǎn);②SO2氣體的使用量過大。SO2作為一種玻璃的保護氣體如果使用量過大，或者使用過于頻繁，會引起玻璃表面出現(xiàn)灰色現(xiàn)象。

 

      (2)應力斑過重問題

     

      通過物理鋼化方法生產(chǎn)的鋼化玻璃都會出現(xiàn)應力斑現(xiàn)象，這是由物理鋼化的生產(chǎn)原理決定的，同時也是無法避免的。有時也利用這種現(xiàn)象來識別玻璃是否為鋼化玻璃，但是當應力斑過重時，尤其在特定的光線條件下觀察，這種現(xiàn)象就變成了外觀質(zhì)量缺陷問題。應力斑過重問題通常是由以下3種原因造成的：①急冷過程中風壓過大。這種高壓、高速的氣流吹到接近軟化的熱玻璃上會使鋼化玻璃的應力斑加重。出現(xiàn)這種情況可以通過調(diào)整風壓的參數(shù)來避免;②玻璃剛從加熱室進入到冷卻室，并已經(jīng)開始吹風急冷時，風柵的擺動或輥道的轉(zhuǎn)動被停止后，導致風柵的風嘴只對著玻璃一個部位吹風。出現(xiàn)這種情況時，應及時恢復風柵的擺動或輥道的轉(zhuǎn)動與吹風的同步;③在冷卻室內(nèi)開始吹風急冷時，風柵的風嘴離玻璃的距離太近。出現(xiàn)這種情況時，在不影響玻璃的顆粒度及其它質(zhì)量要求的情況下，可以通過參數(shù)的調(diào)節(jié)適當提高風柵的高度。

 

      (3)鋼化玻璃的虹彩現(xiàn)象

     

      鋼化玻璃的虹彩現(xiàn)象是一種光學現(xiàn)象。浮法玻璃在成形過程中，錫槽內(nèi)進入了氧和水等有害物質(zhì)，高溫下與錫發(fā)生氧化反應，生成了SnO和SnO2，其中Sn2+和Sn4+通過錫液滲入浮法玻璃的下表面，并形成極薄的富含Sn2+和Sn4+的含錫層。這種滲錫量較高的浮法玻璃在進行鋼化時，玻璃在鋼化爐經(jīng)過加熱后，其表面的SnO又被氧化成SnO2，其體積增大，導致玻璃表面產(chǎn)生微小的皺折，在光線的照射下，產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象。因此鋼化玻璃的虹彩現(xiàn)象既與作為原片玻璃的浮法玻璃質(zhì)量有關系，同時又與鋼化工藝有關系。在玻璃的鋼化生產(chǎn)中，除了選取優(yōu)質(zhì)的浮法玻璃作為原片以外，還要調(diào)整鋼化爐的加熱溫度和加熱時間參數(shù)，以適應不同原片玻璃的實際情況。

 

      2.2.3鋼化玻璃下表面出現(xiàn)的白道

      鋼化玻璃出現(xiàn)的白道現(xiàn)象是由于玻璃的表面被微量的磨損形成的。對于玻璃的上下表面來說，其在加熱爐內(nèi)受熱的方式是不同的，上表面主要依靠輻射方式，而下表面則依靠傳導（詞條“傳導”由行業(yè)大百科提供）和輻射兩種方式共同進行加熱。當玻璃進入加熱爐的初始階段時，玻璃的下表面由于到兩種加熱方式的共同作用，在相同的時間內(nèi)獲得的溫度比上表面更高。嚴重時玻璃會出現(xiàn)向上彎曲的現(xiàn)象，同時由于玻璃的下表面與輥道摩擦，就出現(xiàn)了白道現(xiàn)象。為了解決這個問題，我們可以通過以下4種方式來解決：①通過調(diào)整加熱參數(shù)，適當降低加熱爐的下部溫度。有必要的話，還要把下部的功率降低;②相應提高加熱爐的上部溫度;③當白道出現(xiàn)在玻璃中間時，可增加加熱平衡值，當白道出現(xiàn)在邊部時，可降低加熱平衡值或改變加熱曲線;④在生產(chǎn)過程中一定要做到連續(xù)生產(chǎn)，避免讓爐子空載運行。

 

      2.2.4鋼化玻璃表面的劃傷

 

      鋼化玻璃表面的劃傷雖然屬于外觀質(zhì)量缺陷，但它會破壞玻璃表面應力的均勻分布，導致玻璃機械強度降低。造成這種現(xiàn)象的原因通常有以下3種：①輥子上粘有堅硬的異物。發(fā)生這種情況必須將爐子的溫度降下來，清潔輥子上的異物;②陶瓷輥或冷卻輥出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。發(fā)生這種情況需逐根檢查輥子的傳動裝置，緊固傳動裝置或修復受損的輥子;③上下風柵處可能卡有碎玻璃。發(fā)生這種情況需檢查風柵，徹底清除卡在風柵處的碎玻璃。

 

      2.2.5鋼化玻璃的麻點現(xiàn)象

     

      麻點現(xiàn)象也是鋼化玻璃外觀質(zhì)量缺陷的一種，通常可以分為兩種類型：一種是密集型。通常麻點比較集中呈桔皮狀，這是由于加熱時間過長，或者加熱溫度過高造成的。這種情況可以通過調(diào)節(jié)加熱的時間參數(shù)或溫度參數(shù)來解決;另一種是分散型。個別麻點呈星點狀分布，它是由于上片臺或輥道表面不干凈，或風柵下面的輥道不清潔造成的。為了減少麻點的出現(xiàn)，企業(yè)可以建立輥子清潔制度，定期清潔輥道。

 

      3　結(jié)語

     

      綜上所述，通過對鋼化玻璃外觀質(zhì)量問題產(chǎn)生原因的分析，我們可以看出，很多時候同一個質(zhì)量問題是多種原因造成的，因此我們在解決出現(xiàn)的問題時，要把能夠?qū)@個問題產(chǎn)生影響的各種原因，既有聯(lián)系又有區(qū)別地進行綜合考慮。另外，可能會在鋼化玻璃上出現(xiàn)的這些外觀質(zhì)量問題，雖然大多數(shù)都不會直接影響到鋼化玻璃的安全性能，但對于一個合格的產(chǎn)品，應該滿足全方位的質(zhì)量需求和要求，也就是說，在企業(yè)的日常生產(chǎn)過程中，應當以滿足安全性能的技術要求為前提，同時避免出現(xiàn)外觀質(zhì)量問題，實現(xiàn)產(chǎn)品的零缺陷，使產(chǎn)品既能滿足標準中的技術要求，又能滿足客戶的設計要求，使企業(yè)在日益激烈的市場競爭中立于不敗之地，實現(xiàn)快速穩(wěn)定的發(fā)展。