CN113532695B - 一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，其特征在于：根据需模拟的浮法玻璃黏温特性曲线，称取玻璃模拟配合料；放入加热搅拌装置，90～180℃下搅拌120～180min；打开加热系统对抛光液进行加热，温度设置在40～120℃，底部温度传感器对抛光液的温度进行反馈；待锡槽模型各区域达到设定时间和温度后，打开拉边机和拉引系统和图像采集系统，并设置参数；打开加热搅拌装置阀门和图像采集系统，模拟玻璃液流入锡槽模型中，开始抛光、摊平、拉薄和成形过程，图像采集系统记录模拟过程，玻璃带经拉引系统引出；测量玻璃带的厚度和宽度，记录实验数据。本发明优点：采用接触式测温可保证温度的准确性；可模拟不同黏度玻璃锡槽内浮法成形过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种物理模拟方法，具体是一种能够模拟浮法玻璃在锡槽内抛光、摊平、拉薄和成形过程，获得相关模拟工艺参数的物理模拟方法。
背景技术
锡槽是浮法玻璃生产过程中重要的热工设备，是玻璃的成形区域，玻璃液经窑炉加热，经过冷却部调节闸板进入锡槽，在锡液面上摊开展薄并抛光，经拉边机拉薄或积厚，生产出不同厚度和厚度的玻璃原片。目前，锡槽内的摊平、拉薄及成型等工艺参数的调节依赖于工程人员的直觉经验，无法实现工艺参数重复的一致性。
锡槽物理模拟实验又称锡槽模型实验，即在一个与锡槽原型相似的小尺寸模型中，利用一种与高温玻璃液性质相似的模拟液，以相似理论为基础，利用锡槽模型进行实验观察、测定所需数据，在接近室温的条件下进行相关科学实验。通过物理模拟可以获得较完整的信息，如能够提供所有相关变量（如拉引速度、温度场变化等）的数据。
目前，关于锡槽物理模拟方法未见报道，在专利公开号为CN211374583U中提供了《一种浮法玻璃锡槽物理模拟装置》，发明人员发现该实用新型专利至少存在以下技术问题：1、该实用新型温度反馈采用非接触式红外测温，当玻璃模拟液流经锡槽模型时，非接触式红外测温仪只能测量玻璃模拟液的温度，无法测量底部抛光液的温度，所以抛光液加热区域无法提供精确的温度反馈；2、没有描述拉边机和拉引系统工艺参数对玻璃带厚度和宽度的影响；3、对于不同黏度玻璃的物理模拟方法没有描述。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明提供一种适用于浮法玻璃的锡槽物理的模拟方法；本发明通过在锡槽模型底部不同区域采用接触式测温，可以保证各个区域温度的准确性；模拟液的黏度可以根据需要模拟的浮法玻璃黏温特性不同进行调整，即玻璃模拟配合料比例不同，模拟液的黏度不同；模拟了边机和拉引系统工艺参数对玻璃带厚度和宽度的影响。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，包括加热搅拌装置（2）、阀门（3）、锡槽模型（4）、拉边机（7）、拉引系统（8）、加热系统（9）；其特征在于新增如下装置：在锡槽模型底部不同区域设有温度传感器（10），在锡槽模型上方设有图像采集系统（11）；
包括如下步骤：
S1、根据需要模拟的浮法玻璃黏温特性曲线，称取玻璃模拟配合料；
S2、将称取好的玻璃模拟配合料放入加热搅拌装置中进行加热搅拌，在90～180℃搅拌120～180分钟，使玻璃模拟配合料充分的均化；
S3、打开锡槽模型的加热系统对模型中四个区域的抛光液进行加热，温度设置范围在40～120℃，底部温度传感器对抛光液的温度进行反馈；
S4、待锡槽模型四个区域达到设定的时间和温度后，同时打开锡槽模型中的拉边机和拉引系统和图像采集系统，并设置拉边机和拉引系统的参数；
S5、打开加热搅拌装置阀门和图像采集系统，模拟玻璃液流入锡槽模型中，开始抛光、摊平、拉薄和成形过程，图像采集系统记录模拟过程，成形后的玻璃带经拉引系统引出；
S6、测量成形后玻璃带的厚度和宽度和记录工艺参数等实验数据。
进一步，所述步骤S1的浮法玻璃黏温特性曲线即玻璃的黏度-温度曲线，根据浮法玻璃的黏度温度曲线和相似理论，计算出对应温度段模拟液的黏度，然后称取一定比例的玻璃模拟配合料。
进一步，所述步骤S3的锡槽模型加热区域分为抛光、摊平、拉薄、成形四个区域，温度传感器从模型底部插入到抛光液中，当抛光液的温度达到设定温度时，加热系统停止加热；当抛光液的温度低于设定的温度时，加热系统对抛光液进行加热。
进一步，所述步骤S3的锡槽模型中温度传感器采用接触式测温，控温精度±0.1℃，不同加热区域之间设置挡板以实现不同区域的温度梯度，有效保证每个加热区域温度的准确性。
进一步，所述步骤S4的拉边机的对数是3～6对，拉边机的摆角是0～10°，拉引系统的速度10～36米/小时。
进一步，所述步骤S5图像采集系统记录模拟过程是采用视频图像的方式记录模拟液在锡槽模型中的抛光、摊平、拉薄和成形过程，方便直观分析不同工艺黏度模拟液和工艺参数对玻璃带成形过程的影响。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1）锡槽模型中温度传感器采用接触式测温，控温精度±0.1℃，不同加热区域之间设置挡板以实现不同区域的温度梯度，有效保证每个加热区域温度的准确性；
2）通过调整模拟液的黏度，可模拟不同黏度玻璃锡槽内浮法成形过程；
3）采用图像采集系统记录模拟过程，方便直观分析不同工艺黏度模拟液和工艺参数对玻璃带成形过程的影响；
4)该方法可以获得玻璃模拟液的锡槽工艺参数，为浮法玻璃锡槽的工艺设计和浮法玻璃生产线的工艺技术路线优化提供相应的模拟数据。
附图说明
图1 为本申请发明实施例中提供的不同比例模拟液的黏度-温度曲线；
图2 为本申请发明适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法中实验模拟试件俯视示意图；
图3 为本申请发明适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法中实验模拟试件侧视示意图。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的内容，下面结合图1、图2、图3和具体实施例详细阐述本发明，其中图2和图3中：1-模拟液、2-加热搅拌装置、3-阀门、4-锡槽模型、5-成形后的玻璃带、6-抛光液、7-拉边机、8-拉引系统、9-加热系统、10-温度传感器、11-图像采集系统。
实施例1
一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，具体实施步骤如下：
S1、根据需要模拟的浮法玻璃黏温特性曲线，按照一定比例称取图1中4# 样品模拟配合料；
S2、将称取好的玻璃模拟配合料放入加热搅拌装置2中进行加热搅拌，在150℃搅拌120分钟，使玻璃模拟配合料充分的均化；
S3、打开锡槽模型4 中的加热系统9对模型中四个区域的抛光液6进行加热，温度设置范围在40～90℃，底部温度传感器10对抛光液6的温度进行反馈；
S4、待锡槽模型四个区域达到设定的时间和温度后，设置拉边机7和拉引系统8的参数，拉边机的对数是3对，角度是0～10°，打开锡槽模型中的拉边机7和拉引系统8；
S5、打开加热搅拌装置侧面的阀门3和图像采集系统11，模拟玻璃液1流入锡槽模型4中，开始抛光、摊平、拉薄和成形过程，图像采集系统11记录模拟过程，成形后的玻璃带5经拉引系统8引出；
S6、测量成形后玻璃带的厚度和宽度和记录工艺参数等实验数据。
结合锡槽物理模拟得到的实验数据和工艺参数，可以得到拉边机和拉引系统等工艺参数对玻璃带厚度和宽度的影响，通过与浮法玻璃产线的工艺参数进行对比，为浮法玻璃锡槽的工艺设计和浮法玻璃生产线的工艺技术路线优化提供相应的模拟数据。
实施例2
一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，具体实施步骤如下：
S1、根据需要模拟的浮法玻璃黏温特性曲线，按照一定比例称取图1中4# 样品模拟配合料；
S2、将称取好的玻璃模拟配合料放入加热搅拌装置2中进行加热搅拌，在150℃搅拌120分钟，使玻璃模拟配合料充分的均化；
S3、打开锡槽模型4 中的加热系统9对模型中四个区域的抛光液6进行加热，温度设置范围在40～90℃，底部温度传感器10对抛光液6的温度进行反馈；
S4、待锡槽模型四个区域达到设定的时间和温度后，设置拉边机7和拉引系统8的参数，拉边机的对数是4对，角度是0～10°，打开锡槽模型中的拉边机7和拉引系统8；
S5、打开加热搅拌装置侧面的阀门3和图像采集系统11，模拟玻璃液1流入锡槽模型4中，开始抛光、摊平、拉薄和成形过程，图像采集系统11记录模拟过程，成形后的玻璃带5经拉引系统8引出；
S6、测量成形后玻璃带的厚度和宽度和记录工艺参数等实验数据。
结合锡槽物理模拟得到的实验数据和工艺参数，可以得到拉边机和拉引系统等工艺参数对玻璃带厚度和宽度的影响，通过与浮法玻璃产线的工艺参数进行对比，为浮法玻璃锡槽的工艺设计和浮法玻璃生产线的工艺技术路线优化提供相应的模拟数据。
实施例3
一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，具体实施步骤如下：
S1、根据需要模拟的浮法玻璃黏温特性曲线，按照一定比例称取图1中5# 样品模拟配合料；
S2、将称取好的玻璃模拟配合料放入加热搅拌装置2中进行加热搅拌，在180℃搅拌150分钟，使玻璃模拟配合料充分的均化；
S3、打开锡槽模型4 中的加热系统9对模型中四个区域的抛光液6进行加热，温度设置范围在40～110℃，底部温度传感器10对抛光液6的温度进行反馈；
S4、待锡槽模型四个区域达到设定的时间和温度后，设置拉边机7和拉引系统8的参数，拉边机的对数是4对，角度是0～10°，打开锡槽模型中的拉边机7和拉引系统8；
S5、打开加热搅拌装置侧面的阀门3和图像采集系统11，模拟玻璃液1流入锡槽模型4中，开始抛光、摊平、拉薄和成形过程，图像采集系统11记录模拟过程，成形后的玻璃带5经拉引系统8引出；
S6、测量成形后玻璃带的厚度和宽度和记录工艺参数等实验数据。
结合锡槽物理模拟得到的实验数据和工艺参数，可以得到拉边机和拉引系统等工艺参数对玻璃带厚度和宽度的影响，通过与浮法玻璃产线的工艺参数进行对比，为浮法玻璃锡槽的工艺设计和浮法玻璃生产线的工艺技术路线优化提供相应的模拟数据。
实施例4
一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，具体实施步骤如下：
S1、根据需要模拟的浮法玻璃黏温特性曲线，按照一定比例称取图1中5# 样品模拟；
S2、将称取好的玻璃模拟配合料放入加热搅拌装置2中进行加热搅拌，在180℃搅拌150分钟，使玻璃模拟配合料充分的均化；
S3、打开锡槽模型4 中的加热系统9对模型中四个区域的抛光液6进行加热，温度设置范围在40～110℃，底部温度传感器10对抛光液6的温度进行反馈；
S4、待锡槽模型四个区域达到设定的时间和温度后，设置拉边机7和拉引系统8的参数，拉边机的对数是5对，角度是0～10°，打开锡槽模型中的拉边机7和拉引系统8；
S5、打开加热搅拌装置侧面的阀门3和图像采集系统11，模拟玻璃液1流入锡槽模型4中，开始抛光、摊平、拉薄和成形过程，图像采集系统11记录模拟过程，成形后的玻璃带5经拉引系统8引出；
S6、测量成形后玻璃带的厚度和宽度和记录工艺参数等实验数据。
结合锡槽物理模拟得到的实验数据和工艺参数，可以得到拉边机和拉引系统等工艺参数对玻璃带厚度和宽度的影响，通过与浮法玻璃产线的参数进行对比，为浮法玻璃锡槽的工艺设计和浮法玻璃生产线的工艺技术路线优化提供相应的模拟数据。
二、各实施实例具体的工艺参数设置和模拟数据结果见表1所示。
表1 各实施例模拟参数设置和模拟数据结果
| 实施例 | 实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 |
| 加热搅拌温度（℃） | 150 | 150 | 180 | 180 |
| 加热搅拌时间（分钟） | 120 | 120 | 150 | 150 |
| 拉边机对数（对） | 3 | 4 | 4 | 5 |
| 拉边机摆角（°） | 0～10 | 0～10 | 0～10 | 0～10 |
| 拉引速度（米/小时） | 12 | 15 | 18 | 28 |
| 玻璃带厚度（mm） | 2.35 | 1.24 | 0.81 | 0.46 |
| 玻璃带宽度（mm） | 195 | 208 | 223 | 239 |
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效·变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，包括加热搅拌装置（2）、阀门（3）、锡槽模型（4）、拉边机（7）、拉引系统（8）、加热系统（9）；其特征在于还包括：在锡槽模型底部不同区域设置的温度传感器（10），在锡槽模型上方设置的图像采集系统（11）；所述温度传感器采用接触式测温，控温精度±0.1℃，不同加热区域之间设置挡板以实现不同区域的温度梯度，有效保证每个加热区域温度的准确性；
包括如下步骤：
S1、根据需要模拟的浮法玻璃黏度-温度曲线，称取玻璃模拟配合料；
S2、将称取好的玻璃模拟配合料放入加热搅拌装置中进行加热搅拌，在90～180℃搅拌120～180分钟，使玻璃模拟配合料充分的均化；
S3、打开锡槽模型的加热系统对模型中抛光、摊平、拉薄、成形四个区域的抛光液进行加热，温度范围设置在40～120℃，底部温度传感器对抛光液的温度进行反馈；
S4、待锡槽模型四个区域达到设定的时间和温度后，同时打开锡槽模型中的拉边机、拉引系统和图像采集系统，并设置拉边机和拉引系统的参数；
S5、打开加热搅拌装置阀门和图像采集系统，模拟玻璃液流入锡槽模型中，开始抛光、摊平、拉薄和成形过程，图像采集系统记录模拟过程，成形后的玻璃带经拉引系统引出；
S6、测量成形后玻璃带的厚度、宽度，并记录工艺参数。
2.根据权利要求1所述一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，其特征在于：所述步骤S1中根据浮法玻璃的黏度-温度曲线和相似理论，计算出对应温度段模拟液的黏度，然后称取一定比例的玻璃模拟配合料。
3.根据权利要求1所述一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，其特征在于：所述步骤S3中温度传感器从模型底部插入到抛光液中，当抛光液的温度达到设定温度时，加热系统停止加热；当抛光液的温度低于设定的温度时，加热系统对抛光液进行加热。
4.根据权利要求1所述一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，其特征在于：所述步骤S4中的拉边机的对数是3～6对，拉边机的摆角是0～10°，拉引系统的速度为10～36米/小时。
5.根据权利要求1-4任一项所述一种适用于浮法玻璃的锡槽物理模拟方法，其特征在于：所述步骤S5中图像采集系统记录模拟过程是采用视频图像的方式记录模拟液在锡槽模型中的抛光、摊平、拉薄和成形过程，方便直观分析不同工艺黏度模拟液和工艺参数对玻璃带成形过程的影响。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: 233010 Tushan Road 1047, Yuhui District, Bengbu City, Anhui Province Applicant after: China Building Materials Glass New Materials Research Institute Group Co.,Ltd. Applicant after: Glass new material innovation center (Anhui) Co.,Ltd. Address before: 233010 Tushan Road 1047, Yuhui District, Bengbu City, Anhui Province Applicant before: CHINA BUILDING MATERIALS BENGBU GLASS INDUSTRY DESIGN & RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. Country or region before: China Applicant before: Glass new material innovation center (Anhui) Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |