TW201808838A

TW201808838A - 用來回火玻璃板的方法及裝置

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Publication number: TW201808838A
Application number: TW106115365A
Authority: TW
Inventors: 哈利凱法加
Original assignee: 格拉司登芬蘭公司
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2017-05-09
Publication date: 2018-03-16
Also published as: JP6903489B2; EP3246295B1; JP2017206433A; US20170334760A1; US10370282B2; TWI749009B; EP3246295A1

Abstract

本發明揭示一種用來回火玻璃板的方法及裝置。將玻璃板加熱至回火溫度且藉由將冷卻空氣噴氣至該玻璃板之兩表面來進行淬火。該玻璃板之兩側邊部分(G1)之頂部表面與底部表面之淬火係比該玻璃板中間部分(G2)之頂部表面與底部表面之淬火還要早開始進行或在淬火之初期階段更有效率地執行。因此，在該側邊部分之兩表面上係比在該中間部分之兩表面上更早建立針對所要回火程度所需之壓縮應力。為了達成此，在玻璃板上方及下方之冷卻空氣封罩(4)係提供有減弱冷卻效果之子區域(A)。

Description

用來回火玻璃板的方法及裝置

本發明係關於一種用於將厚度不超過4mm之薄平面玻璃板回火至至少100MPa之表面壓縮應力以使得玻璃板即使在回火之後仍保持其之平面性的方法，該方法包括將玻璃板加熱至回火溫度且藉由以不少於6kPa之噴氣壓力且不超過30mm之噴氣距離噴出冷卻空氣至玻璃板之兩表面來進行淬火步驟。

本發明亦關於一種用於將厚度不超過4mm之薄平面玻璃板回火至至少100MPa之表面壓縮應力之裝置，該裝置包括：烘爐，其將玻璃板加熱至回火溫度；且包含用於玻璃板之輸送器軌道；及淬火單元，其冷卻玻璃板；且包含輸送器軌道及設置在輸送器軌道上方及下方的冷卻空氣封罩；且具有冷卻空氣噴氣開口，以此配置使得通過噴氣開口之噴氣的冷卻效果被導向至玻璃板之頂部及底部表面而橫跨在淬火單元中移動的玻璃板的整個寬度，該噴氣開口具有離在輸送器軌道上移動之玻璃板之表面不超過30mm之最短的噴氣距離及不少於6kPa之噴氣壓力。

用於玻璃板之回火烘爐，其中，玻璃板在以單一方向或來回地旋轉之旋轉陶瓷滾子之頂部上移動，且從該處該玻璃板沿著滾子軌道在回火溫度下行進至烘爐之下游的淬火單元，其中利用空氣噴射來進行淬火，通常係習知的且目前仍在使用。裝有滾子軌道之烘爐在本領域中被稱為例如滾子爐床烘爐。典型的烘爐溫度係大約700℃，而被使用於冷卻的空氣之溫度通常係與室外或在工廠大廳中的空氣溫度大致相同。冷卻空氣由風扇或壓縮機來供應。在基於空氣支撐的烘爐及淬火單元中：技術上，玻璃板係浮動的，同時由薄的空氣床支撐，且僅沿著其側邊緣中之一者與輸送器軌道滾子或其他運輸元件相接觸。基於空氣支撐技術之玻璃板回火機顯然不太常見，且較不如裝有滾子軌道之回火機為人所知。基於空氣支撐技術之烘爐在本領域中被稱為例如空氣支撐烘爐。無論該玻璃板如何被支撐，回火程序之目的總是相同的。無論玻璃板支撐實施為何，其不能消除可由本發明解決的隨後將描述之雙穩定性的問題。

用於具有4mm厚度之玻璃板之典型的回火溫度，亦即在玻璃從烘爐行進至淬火單元之溫度係640℃。隨著玻璃厚度增加，玻璃回火溫度可稍微地降低。回火溫度的提高可回火逐漸變薄的玻璃，且降低淬火所需的冷卻能力。另一方面，只有將回火溫度從640℃提高至670℃才能在具有4mm厚度的玻璃上形成明顯地更高的強化或回火程度，亦即在玻璃表面處的壓縮應力增加。

達成回火程序的玻璃針對其直線度及光學性能方面係優異的。其通常具有1至4MPa的玻璃表面壓縮應力。在回火程序中的目的係欲提供玻璃板足夠的強度增加，同時儘可能少地損害玻璃板的直線度及光學性能。除了強度之外，回火玻璃的另一種理想的品質係在破裂時的安全性。非回火玻璃破裂成大塊而具有割傷的危險。回火玻璃則破裂成幾乎無害的碎屑。

在玻璃表面處的回火(強度或回火之程度)中所建立的壓縮應力係取決於當玻璃被冷卻通過玻璃之典型的轉變溫度範圍(大約600→500)時在厚度方向上的玻璃之溫度分佈曲線。在此種情況下，在厚度方向上的溫度分佈曲線呈現或多或少的拋物線形狀。當在玻璃之表面與中心之間的厚度方向上的溫度分佈曲線中的溫度差異係至少約100℃時，回火的程度在玻璃中係形成至少100MPa的表面壓縮應力。更薄的玻璃需要更多的冷卻效果才能獲得相同的上述溫度差異。例如，3mm厚的玻璃的回火比4mm厚的玻璃的回火需要每個玻璃區域大約5倍的冷卻風扇馬達能力。例如，在回火中的4mm厚的玻璃板的目標係大約100MPa的表面壓縮，藉此玻璃厚度的中心具有大約46MPa的拉伸應力。此種類型的玻璃板破裂成滿足安全玻璃標準之要求的某種程度的碎屑。

所謂的熱強化玻璃的目標係非達到安全的破裂特性，亦非達到像在回火玻璃中那樣高的強度(大約50MPa的表面壓縮係足夠的)。所謂的超級回火玻璃的目標係一種比一般的回火玻璃明顯地更強的玻璃的類型。例如，在所謂的FRG玻璃(耐火玻璃)中，表面壓縮應力係至少160MPa。當在淬火單元中的空氣噴射的冷卻效果相對於回火係顯著地降低時，熱強化將係成功的。當在淬火單元中的空氣噴射的冷卻效果相對於回火係顯著地增加時，超級回火將係成功的。除此之外，作為一個程序，加熱強化及超級回火與回火係相似的。然而，在熱強化玻璃的情況下，這些不同於彼此的在意義上由本發明所解決的所謂的雙穩定性的問題係輕微的或不顯著的且可藉由烘爐溫度的調整很容易地解決，而對於在厚度不超過4mm之薄玻璃的回火及超級回火中所出現的雙穩定性問題則尚未提出任何適當的解決方案。

當玻璃抵靠著滾子軌道被重力按壓至平坦狀態時，很難在回火線之末端處偵測存在於卸載軌道之滾子上的玻璃板的翹曲及雙穩定性。重力的玻璃矯直效應消失，因為玻璃被提升至直立位置，例如以其側邊邊緣靠著滾子來放置。此允許對玻璃的一個側邊邊緣的有關直線度的目視檢查。該玻璃看起來是筆直的(參見圖8，玻璃i)或在一個方向上係彎曲的。針對玻璃的曲率(整體平坦度)存在標準化的量測方法及極限值。輕微的彎曲不是問題。當彎曲玻璃處於直立位置時，穩定的玻璃(參見圖8，玻璃ii)在彎曲力消失後總是恢復相同的形狀。雙穩態玻璃不能在沒有外力的情況下直立位置中呈筆直。當受到稍微朝向平直度推動的力量時，雙穩態玻璃在與開始時相同的曲率的相反方向上突然地彎曲。此種自我造成的彎曲可在手上被感覺到且所產生的聲音係可聽見的。因此，雙穩態玻璃因而在直立位置中可達成具有至少兩個可選的形狀(參見圖8，玻璃iii)。雙穩態玻璃板的形狀亦可包含由於與雙穩定性相同的現象所導致的局部變形。

上述之雙穩定性連同伴隨的翹曲係在本領域中通常已知之回火玻璃品質的問題。實際上，回火之雙穩態玻璃板係不可接受的。通常，當玻璃在表面積上係相對地較大(至少0.5平方公尺)且具有正方形的形狀時，尤其是在具有3至4mm厚的玻璃之回火中(更薄的玻璃的回火係罕見的但變得越來越普遍)係特別地表現出雙穩定性。為了消除雙穩定性，回火線操作者通常調整烘爐的加熱。此項工作上的成功通常係由於雙穩定性及/或相關的翹曲，或由於經調整程序而帶來的某些其他品質上的缺陷，且若最終能達到成功，需要浪費幾塊玻璃。成功取決於操作者的技術及烘爐的能力。隨著玻璃厚度從3mm減小，問題變得更加嚴重。在先前發明試驗中，當回火2mm的玻璃時，發現問題係如此嚴重而無法再藉由調整烘爐來消除。隨著玻璃板尺寸增加、隨著玻璃變得更加的正方形(亦即隨著玻璃的長度接近其之寬度)且隨著玻璃的回火程度的增加，雙穩定性的問題亦變得越來越顯著。

英國專利公開案第1071555號揭示用於藉由透過利用在玻璃板的各個區域中及在相對的表面上有意地產生不相等的應力來進行彎曲以製造彎曲回火玻璃板之方法及裝置。在初始冷卻部分中，只有玻璃板的端部區域的上表面經受冷卻以產生這些區域的暫時的向上彎曲。在實際的淬火部分中，玻璃板的頂部及底部表面經受不均勻的冷卻效果之冷卻，用於為玻璃板的相對表面提供有不相等的壓縮應力，且藉此實現所要的玻璃板的翹曲或彎曲。因此，在此處之目的不是解決平坦玻璃板的雙穩定性問題。

美國專利公開案第4,400,194號揭示用於加熱強化玻璃板之方法及裝置。所需的表面壓縮應力係24至69MPa，且側邊部分所需的表面壓縮應力係高於中間部分所需的表面壓縮應力。此目的係在製造出強的側邊邊緣且橫跨玻璃板之裂痕進行時間係長的。因此，當破裂時，玻璃板仍保持在窗口中，直到以新的玻璃板來更換。此種玻璃板不會以回火玻璃的方式破裂成幾乎無害的碎屑。該裝置設置有擋板，其被設置在噴嘴管頭部與玻璃板之間，且在其等之中間部分中防止冷卻噴氣觸及該玻璃，而在其等之穿孔邊緣部分中允許冷卻噴氣。因此，目的係在中間部分上提供比在熱強化玻璃板的邊緣部分上更小的表面壓縮應力。另一方面，在回火平坦玻璃板的程序中，目的係在於實現表面壓縮應力之均勻分佈。

雙穩定性係存在於玻璃板中之應力及在玻璃的各個部分處之應力之差異的結果。在其他方面，關於在平坦玻璃板中的雙穩定性的發展的理論在本領域中大體上係未知的。本發明係基於新的經驗資訊。在實務試驗中已經證明了本發明的益處。

本發明的目的係提供一種方法及裝置，其能夠使薄的(厚度不超過4mm，特別係小於3mm)、大的(大於0.5m²，特別係大於1m²)回火及超級回火玻璃板被製造得穩定且筆直。

此目的係藉由基於在所附之申請專利範圍第1項中所提出的特性化特徵之本發明之方法來達成。該目的亦藉由基於在申請專利範圍第4項中所提出的特性化特徵之本發明之裝置來實現。本發明之最佳實施例係在附屬申請專利範圍中提出。

1‧‧‧烘爐

2‧‧‧淬火單元

3‧‧‧第一冷卻空氣封罩

4‧‧‧噴氣開口

5‧‧‧水平滾子

6‧‧‧封罩區段

7‧‧‧閥

G‧‧‧玻璃板

G1‧‧‧側邊部分

G2‧‧‧中間部分

W‧‧‧傳送速度

L1‧‧‧寬度

L2‧‧‧寬度

A‧‧‧子區域

P0‧‧‧絕對壓力

P1‧‧‧絕對壓力

現在將參照附圖更詳細地描述本發明，其中圖1係以平面圖示意性地展示裝置之部分，圖2係展示沿著圖1中的線II-II在縱向截面中之裝置，圖3係展示該裝置之冷卻空氣封罩連同其之噴氣開口，圖4係從法向於玻璃表面的方向來觀察針對依照本發明之最佳實施例之裝置，其示意性地展示冷卻空氣封罩連同其噴氣開口，圖5係展示圖4之裝置的變型，圖6係展示位在長的噴氣封罩中的錐形子區域A，圖7係展示被分成6個部分之冷卻空氣封罩，所述部分設置有閥門7，及圖8係展示如在玻璃板之平面之方向上所見之玻璃的形狀及雙穩定性，圖9係展示在不同於例如在圖5中所展示的冷卻器之橫截面中的兩個滾子及一個部分地位於下方之冷卻空氣封罩。該圖界定最短的噴氣距離H。

裝置包括在玻璃板的行進方向上以依照圖1之所述順序連續的烘爐1及淬火單元2。烘爐1設置有典型的水平滾子5或空氣支撐台連同其輸送器元件。這些組成玻璃板的輸送器軌道。待加熱的玻璃板G在烘爐中以恆定的速度在一個方向上或來回地在加熱循環的期間內連續地驅動。在已被加熱至回火溫度的情況下，該玻璃板以傳送速度W從烘爐1前進至淬火單元2，傳送速度W通常高於烘爐1中玻璃的運動速度。典型地，傳送速度係300至800mm/s，且至少保持恆定，只要玻璃已冷卻至低於上述的轉變溫度範圍即可。例如，需要3mm厚的玻璃的每個部分停留在淬火中至少大約3秒的時間。例如，以600mm/s的傳送速度，此將需要長度不少於大約1800mm的淬火單元2。為了使玻璃從烘爐至淬火的傳送時間儘可能地短，從烘爐1至第一冷卻空氣封罩3下方的距離不應超過烘爐之末端絕緣的厚度加上300mm，較佳地係不超過200mm。因此，以至少300mm/s之玻璃板運動速度，玻璃的前緣邊緣從烘爐至第一噴嘴箱下方的傳送時間將不超過1秒。以400mm/s的運動速度且傳送距離為200mm，則傳送時間係0.5秒。最佳地，傳送速度係多於500mm/s，且在玻璃的前進方向上從烘爐之下游端的外部表面至第一排的噴嘴開口的位置的距離係小於150mm。因此，在淬火之前，該玻璃具有足夠的時間以儘可能少的自然對流及輻射來冷卻。

如在圖2中所示，淬火單元2設置有典型的水平滾子5及在該滾子上方及下方的冷卻空氣封罩3。當烘爐1係空氣支撐表面時，滾子5或空氣支撐台連同其輸送器元件通常位在淬火單元2中，處於相對於橫向於玻璃G之運動方向的水平方向之稍微地傾斜的位置中。冷卻空氣封罩3設置有噴氣開口4，冷卻空氣從噴氣開口4朝向玻璃G排放噴射。從在該輸送器軌道上移動的玻璃板的表面，噴氣開口3(參見圖9)之最短的噴氣距離H係不超過30mm，且噴氣壓力係至少6kPa，最佳地係10kPa或更高。噴氣壓力dp係存在於冷卻空氣封罩內部之絕對壓力p1與工廠大廳之絕對壓力p0之間的差。對於在厚度上小於2.8mm的玻璃，噴氣壓力最佳地大於20kPa，而最短的噴氣距離小於15mm。藉此，達到針對薄玻璃之回火的熱轉移係數，在4mm厚的玻璃的例子中係超過350W/ (m²K)，在3mm厚的玻璃的例子中超過500W/(m²K)，且在2mm厚的玻璃的係例子中係大於700W/(m²K)。噴氣開口4通常係圓形孔，且通常依次地設置成行，如在圖3中所示。該噴氣開口在直徑上通常係小於8mm，且最佳地係1至6mm。噴射開口4亦可具有其他形狀，例如具有凹槽形狀。

圖4係繪示在進入至本發明之淬火單元2中之程序中的玻璃板。在圖4中所示，在玻璃的運動方向上的第一冷卻空氣封罩3係包括在其冷卻能力方面，及藉此亦在其冷卻效果方面減弱之子區域(A)，且具有寬度L2。與在子區域(A)外側的冷卻空氣封罩3在相當於子區域(A)之表面積上的冷卻能力相比，該冷卻能力被調適得更弱。可例如藉由封閉、間隔或減小噴氣開口的尺寸來執行冷卻能力的此一減弱。在玻璃的橫向方向(=垂直於玻璃的運動方向的水平方向)上，子區域(A)具有邊界，其相對於區域的其餘部分係銳利的。該邊界的銳利度可例如藉由在該區域(A)內部沿著其側邊緣(=相鄰於該玻璃之側邊部分G1之邊緣)增加小於那些在該子區域A外部之噴氣開口4而被調節。因為玻璃以速度W來移動，所以該邊界之前述的銳利度亦由於在玻璃的運動方向上的子區域(A)的寬度變窄而降低，且因此，單排的噴氣開口4係不足以回火該玻璃。

在存在於平坦且筆直之回火玻璃板之玻璃板上方及下方之冷卻空氣封罩3中，必須具有冷卻能力減弱之子區域 A。在依照本發明之最佳實施例之裝置中，冷卻能力減弱之子區域(A)在該玻璃板上方及下方之冷卻空氣封罩3中皆係大致上相同的，且在垂直於該玻璃板之運動方向之方向上被對稱地安置於玻璃板之中間。在子區域(A)中，亦可完全地免去冷卻效果，但為了一致性之目的，隨後所討論的係針對其冷卻能力或冷卻效果方面減弱之子區域。在依照本發明之最佳實施例之裝置中，如在圖4中所描繪的，冷卻空氣封罩3及其冷卻效果在玻璃G的運動方向上於子區域(A)之後橫跨玻璃G的整個寬度係變得彼此相同。

接下來將討論的係在圖4中將玻璃G轉移至淬火。在減弱的子區域(A)中，不存在對所需回火之程度足夠的冷卻能力，亦即不發生任何淬火。因此，玻璃的中間部分(G2)的每個單位長度在比相對應的亦即具有側邊部分(G1)之單位長度之相同的x坐標更晚的時段t=S/W處達成淬火。因此，該減弱的子區域(A)係相對於玻璃的側邊部分(G1)延遲達成玻璃的中間部分(G2)之淬火。結果，玻璃的側邊部分(G1)較快地冷卻下來，且於其中比在中間部分(G2)中更早地產生回火應力。

圖5係展示針對其冷卻能力方面被減弱之子區域(A)，且藉此亦在其冷卻效果方面被減弱，且其被建立在兩個連續的冷卻空氣封罩3中，且其在玻璃的行進方向上變得更窄。這些冷卻空氣封罩3如在玻璃的行進方向上所看到的係位於淬火單元2的上游端處。該子區域(A) 的變窄可以逐步或線性方式或以其中間來發生。冷卻能力的橫向定向分佈曲線亦能以藉由改變子區域的寬度以外的方式來改變。此種方式包含例如當在玻璃的運動方向上及/或朝向子區域(A)的側邊邊緣前進時，噴氣開口4之尺寸、密度或吹送方向的逐漸變化。

圖6係展示在玻璃板的行進方向上以錐形狀的方式變得更窄的子區域(A)，且其被容納在部分地或完全地覆蓋淬火區段之長的噴氣封罩3中。該子區域(A)僅存在於僅展示起始部分之淬火單元之長度的短暫延伸之上。通常，該子區域(A)被定位於淬火單元2之起始部處超過最前面的0至60cm的距離，且其在玻璃之運動方向上的長度係至少等於噴氣開口的直徑，且不超過60cm。該子區域(A)之此位置亦適用於圖4及圖5之例示性實施例。然而，圖6之例示性實施例在意義上係與這些在側邊部分與中間部分之間沒有任何明顯的邊界者不同，但是相反地，本發明係實現任意選擇的部分寬度。圖6係以虛線來展示針對側邊部分G1及中間部分G2所建議的選擇。此與其他部分寬度的選擇係符合本發明之特性化特徵，即側邊部分之頂部表面及底部表面的淬火比玻璃板的中間部分之頂部表面及底部表面的淬火係較早開始進行或在淬火的初期階段處更有效地執行。結果，在側邊部分的兩個表面上所產生的針對所要的回火程度所需的壓縮應力係比在中間部分的兩個表面上產生的更早。

在圖7之例示性實施例中，第一噴氣封罩被分成封罩區段6，其設置有閥7，閥7可被使用於調整被噴吹通過封罩區段6的冷卻空氣量。此外，藉由離散入口的方式，封罩區段6可被供應冷卻空氣，在淬火單元的橫向方向上的冷卻空氣之溫度分佈曲線係根據需要的，特別地使得冷卻能力的減弱藉由在子區域(A)中局部地增加噴氣的溫度來完全地或部分地進行。被連續地放置在垂直於玻璃的行進方向之方向上的封罩區段係短的，例如在典型的實施例中係5公分。

再者，接著將描述本發明之最佳的或可選的實施方案之實踐，其可適當地應用於所有上述之實施例。

減弱冷卻效果之子區域(A)具有相對於玻璃之寬度不少於20%的寬度，但可比玻璃板的寬度大得相當多，最佳地大於60%，甚至大於90%。

在前進於淬火單元中之玻璃板之中間部分(G2)上之淬火係藉由在側邊部分(G1)後方的至少具有不超過2公分甚至高達60公分之直徑之噴氣開口在玻璃板的兩個表面上開始進行。較佳地，在玻璃板之中間部分(G2)上，當傳送速度W係300至800mm/s時，在側邊部分(G1)後方之玻璃板4至30之兩個表面上開始進行淬火。在普遍地更有效的術語中，在玻璃板的中間部分(G2)上的淬火比在側邊部分(G1)上的淬火係於玻璃板的兩個表面上晚0.05至1秒開始。

在適於針對其冷卻能力方面較弱之子區域(A)之玻璃板(G)下游的運動方向上，藉此所達到的冷卻配置及冷卻效果係橫越玻璃板(G)的整個寬度而大致上相同。為了實現針對回火所需的至少100MPa的表面壓縮應力能夠儘可能均勻地分佈橫跨玻璃板的整個表面積，此係必要的。

在減弱冷卻能力及效果之子區域(A)中，噴氣開口4的總表面積可小於被包括在子區域外部之冷卻空氣封罩之類似的尺寸區域中的噴氣開口的總表面積。可藉由減小噴氣開口4的直徑及/或藉由減少噴氣開口4的數量及/或藉由完全地或部分地封閉一些噴氣開口4來實現開口的總表面積的減小。

冷卻能力的減弱可藉由降低在針對其冷卻能力方面被減弱之子區域(A)中的噴氣射束的排放壓力來完全地或部分地實現。在該子區域(A)中之冷卻能力的減弱可藉由將阻障物放置在從噴氣開口4排放噴氣射束之路徑中來完全地或部分地實現。此亦提供了調整冷卻能力之減弱的可能性，當該阻障物係適於被手動地或自動地移動時。此亦同樣適用於被使用於部分地或完全地封閉噴氣開口之裝置，諸如可位移阻尼器。

其亦係可能的，即冷卻能力之減弱係完全地或部分地藉由相較於在子區域(A)外側之噴氣距離而增加在子區域(A)中之噴氣開口(4)與該玻璃(G)之間的噴氣距離來達成。此種配置可藉由增加玻璃(G)與噴氣射束之間的垂直距離及/或藉由改變噴氣射束的方向來實現。

藉由在減弱的子區域(A)之兩側邊上沿該淬火單元 (2)之橫向方向上在玻璃板之側邊部分(G1)上噴氣所產生之熱轉移係數係大致上等於在該玻璃上之淬火單元(2)之其餘部分的熱轉移係數，而藉由在玻璃板之中間部分(G2)上之減弱的子區域(A)中噴氣所產生之熱轉移係數平均而言係比前述之熱轉移係數低至少20%。在減弱的子區域(A)外側，熱轉移係數係大於350W/(m²K)，較佳地係大於500W/(m²K)。

有利的是，在垂直於玻璃板的運動方向的方向上，減弱的熱轉移之子區域(A)被大致上對稱地定位於玻璃板的中間。亦較佳的是，在玻璃板的兩個表面上，減弱的熱轉移之子區域(A)係大致上相同。此有助於實現平坦玻璃板的雙穩定性。

藉由噴氣開口(4)所發生的噴氣冷卻能力係較佳地被調適成使得其結果是，玻璃板的兩個表面永久地具有大致上相等的壓縮應力，其具有至少100MPa的強度。

為了避免在壓縮應力中產生不必要的差異，較佳地沿玻璃(G)的橫向方向上的冷卻能力及冷卻效果在減弱的子區域(A)的邊界處不會經受突然的變化，而是替代地，該冷卻能力及該冷卻效果被調適為逐漸改變的類型。例如，可藉由使減弱的子區域(A)的寬度及/或冷卻效果的分佈曲線在玻璃的運動方向上係可變化的來促進此逐漸的改變。

實例

當例如在厚度為2.1mm之玻璃中，由噴氣所產生的熱轉移係數係1000W(m²K)，噴氣溫度係30℃，玻璃回火溫度係690℃，玻璃運動速度係W=600mm/s，且在側邊部分之後7.2公分的中間部分上開始進行淬火，在側邊部分中的玻璃之表面已經冷卻了88℃(達602℃的溫度)，且整個玻璃厚度平均而言冷卻了23℃(達667℃的平均溫度)，此時玻璃的淬火僅在該玻璃的中間部分上開始。

本發明可能不必要以完全地一致的方式(亦即同時地以相同的速度，且在厚度方向上具有一致的溫度分佈曲線)通過前述的轉變溫度範圍來冷卻玻璃的整個表面積，藉此亦不發展在玻璃表面之方向上的應力差異。在此情況下，亦將以完全相同的時間橫越整個玻璃表面積來建立該回火應力。實際上，前述之精確的同時性並不會發生。利用本發明，玻璃依照此種順序來經受回火應力，根據實際實驗，從消除雙穩定性的觀點來看，這是正確的。

在此揭示中，淬火單元或玻璃板的長度方向係平行於玻璃板的運動的方向。淬火單元之起始部係玻璃首先抵達的該淬火單元的一部分。玻璃板或淬火單元之橫向方向係垂直於玻璃板的運動方向之水平方向。在上述中，玻璃板之中間部分係指與其運動共向的玻璃板的中央區段，且側邊部分係指與玻璃板的運動共向之側邊邊緣的一部分。根據玻璃板所需的厚度及回火程度，回火所需的冷卻能力(單元W/m²)波動很大。因此，本發明包含對淬火單元之各個部分的相對冷卻能力進行檢查。因此，因為該問題係非關於絕對的冷卻能力，而是相反地，係關於相對的冷卻能力，所以其僅與談論關於在玻璃板的各個部分中的冷卻效果有關。因此，當談論關於冷卻能力時，其實際上係同時表示冷卻效率及冷卻效果。熱轉移係數係藉由將冷卻能力除以玻璃與空氣之間的溫度差來獲得。

Claims

一種用於將厚度不超過4mm之薄平面玻璃板回火至至少100MPa之表面壓縮應力以使得該玻璃板即使在回火之後仍保持其平面性的方法，該方法包括將玻璃板加熱至回火溫度且藉由將冷卻空氣以具有不少於6kPa之噴氣壓力且不超過30mm之噴氣距離(H)噴氣至該玻璃板之兩表面來進行淬火步驟，其特徵在於，為了消除或降低回火玻璃板之雙穩定性，該玻璃板之兩側邊部分(G1)之頂部表面與底部表面之該淬火係比該玻璃板中間部分(G2)之頂部表面與底部表面之該淬火還要早開始進行或在淬火之初期階段更有效率地執行，且藉此使該兩側邊部分先於該中間部分在該玻璃厚度方向中具有可產生至少100MPa之表面壓縮應力之該回火程度的溫度分佈曲線。
如申請專利範圍第1項之方法，其中，該玻璃板係以至少300mm/s之速度從烘爐被傳送至淬火，該傳送時間係不超過1秒。
如申請專利範圍第1或2項之方法，其中，在被包含在前進於該淬火單元中之玻璃板中且其寬度係該玻璃板之寬度的至少50%之該中間部分上，在該玻璃板之兩表面上的該淬火係比該側邊部分上的該淬火晚至少0.05秒且不超過1秒才開始進行。
一種用於將厚度不超過4mm之薄平面玻璃板回火至至少100MPa之表面壓縮應力的裝置，該裝置包括用於將玻璃板加熱至回火溫度且包含用於玻璃板之輸送器軌道之烘爐(1)，及用於冷卻玻璃板且包含輸送器軌道及設置在該輸送器軌道上方及下方且具有冷卻空氣噴氣開口(4)之冷卻空氣封罩(3)之淬火單元(2)，在此配置中，通過該噴氣開口(4)之噴氣的冷卻效果被導引至玻璃板(G)之該頂部及底部表面橫跨在該淬火單元中移動之該玻璃板(G)的整個寬度，該噴氣開口(4)具有距在該輸送器軌道上移動之玻璃板之表面不超過30mm之最短的噴氣距離(H)及不少於6kPa之噴氣壓力，其特徵在於，為了消除或降低回火平坦玻璃板之雙穩定性，在該輸送器軌道上方之至少該第一冷卻空氣封罩(3)包含減弱或阻止冷卻效果之子區域(A)且在該輸送器軌道下方之至少該第一冷卻空氣封罩(3)包含減弱或阻止冷卻效果之子區域(A)，該子區域(A)相較於在該子區域(A)外部之該冷卻空氣封罩(3)相當於該子區域(A)之該冷卻空氣封罩的表面積上的冷卻效果而言係具有減弱或阻止的冷卻效果，該子區域(A)被定位於該移動玻璃板(G)之中間部分(G2)的上方及下方，藉此，該玻璃板之兩側邊部分(G1)之頂部表面與底部表面之該淬火係比該玻璃板中間部分(G2)之頂部表面與底部表面之該淬火還要早或更有效率地開始進行，因此，兩側邊部分 (G1)先於該中間部分(G2)在該玻璃厚度方向中具有可產生至少100MPa之表面壓縮應力之該回火程度的溫度分佈曲線。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，從該烘爐(1)至該第一冷卻空氣封罩(3)下方之該距離係不超過該烘爐之末端絕緣件之厚度加上300mm且該玻璃板具有至少300mm/s之運動速度，亦即，針對該玻璃之前緣邊緣從該烘爐至該第一噴嘴箱下方的傳送時間係不超過1秒。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，減弱冷卻效果之該子區域(A)係定位在該淬火單元(2)之超過前面0-60cm之距離的起始部且該子區域(A)在玻璃之運動方向上具有不少於噴氣開口之直徑且不超過60cm之長度。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，在被包含在前進於該淬火單元中之玻璃板中且其寬度係該玻璃板之寬度的至少50%之該中間部分上，在該玻璃板之兩表面上的該淬火係在該側邊部分之後的至少4cm且不超過30cm處開始進行。
如申請專利範圍第4至7項中任一項之裝置，其中，在減弱冷卻效果之該子區域(A)下游處之該玻璃板(G)的運動方向中，該冷卻配置及藉此所產生之該冷卻效果在橫跨該玻璃板(G)之整個寬度上係大致上相同。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，在減弱冷卻效果之該子區域(A)中，該噴氣開口(4)具有的總表面積係小於在該子區域外側被包含於該冷卻空氣封罩之類似的尺寸區域中的噴氣開口之總表面積，且其中，表面積之減小係藉由縮減噴氣開口(4)之直徑及/或縮減噴氣開口(4)之數量及/或藉由完全地或部分地封閉某些噴氣開口(4)來達成。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，在該子區域(A)中之冷卻效果的減弱或阻止係完全地或部分地藉由放置在從該噴氣開口(4)排放之噴氣射束之路徑中的阻障物來達成。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，該冷卻效果之減弱係完全地或部分地藉由相較於在該子區域(A)外側之噴氣距離而增加在該子區域(A)中之該噴氣開口(4)與該玻璃(G)之間的噴氣距離來達成。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，該玻璃板之中間部分(G2)具有至少5cm之寬度(L2)，且其中，該玻璃板之側邊部分(G1)具有至少5cm之寬度(L1)，且其中，減弱冷卻效果之該子區域(A)具有該玻璃之寬度的至少20%的寬度。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，藉由在該子區域(A)之兩側邊上沿該淬火單元(2)之橫向方向上在玻璃板之該側邊部分(G1)上噴氣所產生之熱轉移係數係大致上等於在該玻璃上之該淬火單元(2)之其餘部分的熱轉移係數，而藉由在玻璃板之該中間部分(G2)上之該子區域(A)中噴氣所產生之熱轉移係數平均而言係比前述之該熱轉移係數低至少20%。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，在垂直於玻璃板之運動方向的方向上，該子區域(A)大致上對稱地位在該玻璃板之中間處，且其中，在該玻璃板之兩表面上的該子區域(A)係大致上一致。
如申請專利範圍第4項之裝置，其中，在該玻璃(G)之橫向方向上的該冷卻效果在該子區域(A)之邊界處不會突然地改變，而是該冷卻效果被調適為逐漸改變類型。