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1、前言
随着工业水平的进步和人民生活水平的日益提高，热弯玻璃在建筑、民用场合的使用也越来越多。建筑热弯玻璃主要用于建筑内外装饰、采光顶、观光电梯、拱形走廊等。民用热弯玻璃主要用作玻璃家 俱、玻璃水族馆、玻璃洗手盆、玻璃柜台、玻璃装饰品 等。我国建筑热弯玻璃在建筑上大面积使用始见于1989 年 , 以后逐年增加。据统计，我国热弯玻璃企业有 500 余家，玻璃热弯炉有 2000 台左右，主要为建 筑玻璃热弯炉，且大多是单室炉。近年来，随着建筑装修市场的扩大 , 家具热弯玻璃也大大增加 , 洗手盆热弯炉、水族馆用玻璃热弯炉及玻璃热熔炉在全国各地相继兴起。热弯玻璃市场显得异常红火。
2、玻璃热弯炉分类
玻璃热弯炉从燃料方式上可分为燃煤式、燃油 式、燃气式、燃电式四种。从结构上可划分循环式、往复式和单室炉。燃煤式玻璃热弯炉由于温度难以控 制、结构复杂、玻璃制品表面易污染等缺点现在已很少见。燃油式、燃气式玻璃热弯炉若以电加热辅助 , 从 能耗指标上低于燃电式，但由于结构较为复杂，也很少采用。燃电式玻璃热弯炉具有结构简单、控温方便、易操作、不污染玻璃制品等优点 , 被广泛采用。
2.1、循环式玻璃热弯炉
循环式玻璃热弯炉在制作上为减少占地面积一般为上下循环 , 热弯炉上部为预热 1 区、预热 2 区、热弯区、退火区 , 热弯炉下部均为降温退火区。每区由 一个独立的窑车组成。玻璃从制品出料区装人 , 上升 到热弯炉上层 , 将窑车推入 , 在预热区玻璃预热到 400~450 C 进入热弯区 , 在 600C 左右玻璃开始热 弯 , 之后进入冷却退火区 , 在 400 ℃左右窑车下降到 下层退火 ,70 ℃左右玻璃退火完毕。循环式热弯炉 具有占地少、能耗低、产量大等优点。但由于循环作 业 , 工艺制度要保持一致 , 适合成批量的制品生产 , 例如汽车风挡玻璃。同时一次性技入较大 , 需要较大 的电功率。目前国内循环式玻璃热弯炉可弯玻璃最大规格为 1.8 × 2.5m 。
2.2、往复式玻璃热弯炉
往复式玻璃热弯炉有 5 工位、 3 工位两种。 3 工 位炉有 2 个装卸料区、 2 个预热区、 1 个热弯区 ,2 个 窑车。玻璃在预热区预热到 400 1C 左右进入热弯区 , 热弯后再退回预热区降温 , 另一个车再进入热弯区 , 如此往复。 3 工位炉没有 2 个预热区 , 也是 2 个窑车 , 玻璃在热弯区从室温按温度制度直接升到热弯温 度 , 热弯好后降温到 250~300C 时再回到装卸料 区。往复式热弯炉可以适应不同的玻璃制品 , 不要求有连续的温度制度 , 但密封程度不如单室炉 , 结构也 较单室炉复杂。目前国内最大的往复式热弯炉为3×6m 。 2.3、单室玻璃热弯炉
单室热弯炉常见的类型有抽屉式和升降式两种。这种热弯炉也是目前国内使用最多的。由于建筑玻璃的批量较小，且规格繁多，因此使用单室热弯炉是最经济、方便的。单室热弯炉只有一个工位，玻璃从升温、热弯到退火均在这一工位完成。单室热弯炉的优点是适应各种不同规格制品，不要求有连续的工艺制度，每一炉根据制品不同，制订相应的工艺参数；单室玻璃热弯炉制作简单，结构易处理，密封好、相对能耗较低。缺点是效率低、热弯周期长。顾名思义，抽屉式单室炉的结构就如同一个抽屉，但目前大多单室热弯炉的窑车已经演绎为只有 车底和前脸两侧和里端靠窑体密封，观察窗开在窑体上。窑车实际上是一个只有前脸的平板车，这为玻璃制品的装卸提供了很大的方便，因此，单室热弯炉可弯玻璃规格也是所有热弯炉中最大的。目前，国内最大单室炉可弯玻璃规格为12 × 3m。升降式单室热弯炉窑体的四周和上部为全密封，炉底有一定的 空间高度 , 玻璃从炉的底部进入。底部可以升降 , 热 弯模具靠外接轨道送入热弯平台 , 上升至热弯位玻璃制品反序退出。该热弯炉的最大优点是利用了空间，节省占地，最大缺点是玻璃与制品装卸困难，尤其大板玻璃。目前，该炉的最大规格为 4× 3m 。
另外有一种燃电式单室热弯炉 , 炉底固定 , 炉体做 往复移动 , 炉体两端有可升降炉门。无疑这种结构需要 较大的技资 , 同时上部的电源线也需要特殊处理。
3、热弯玻璃存在的问题
玻璃热弯在玻璃深加工业中是一个相对较容易 的行业 , 它投资少 , 操作简单 , 反而不易引起玻璃专 业技术人员的重视。热弯玻璃由于运输不便 , 地域性 很强 , 各地的水平也相差很大 , 有的热弯玻璃尽管质 量很差 , 用户也只好接受 , 也使得众多生产者忽视了能耗降低及质量的提高 , 明知质量差、能耗高而为 之。作者在热弯玻璃标准制订过程中 , 调查了国内近 20 个省份的热弯玻璃企业 , 印象最深的是普遍能耗 较高。例如某企业 3 × 5m 玻璃热弯炉每炉耗电都在 500 度以上 , 平均每平米耗电超过 33 度 , 而好的热弯 炉 (3 × 4m 单室炉 ) 每炉耗电不到 120 度 , 平均每平米耗电只有 10 度。其能源浪费是显而易见的。
3.1热弯玻璃质量
好的热弯玻璃质量是供需双方共同追求的。有关热弯玻璃的行业标准已在2002年9月通过审查，最近将颁布实施，这里不在赘述。在调查中发现，绝大部分企业都很重视玻璃的热弯质量，制品大多能达到标准要求。但也有个别企业为了追求利润或追赶时间，将不同厚度不同深度的玻璃放在同一炉中热弯，这势必造成有的制品未弯到位，达不到要求的吻合度，而有的制品弯过火，造成玻璃表面麻点缺陷过多，影响产品的光洁度。这一行为实际已超出了技术范畴 , 是企业的一个经营观念问题。
3.2、热弯玻璃能耗
我国的玻璃热弯炉大多采用电加热，能源浪费问题很普遍。主要原因是玻璃热弯炉的制作不规范，其中最突出的是炉体和观察窗的散热严重。炉体散热表现在两个方面，一是密封不好造成热量损失，例如炉门的密封、活动窑车和炉体上部的密封。炉体密封不好有的是结构原因，有的是炉体受热变形，也有人为原因；二是炉体散热太多，在固定保温毡时有太多的金属连接件直接暴露在炉体内部，使热量通过金属件流失。观察窗是用来观察玻璃热弯状况的，观察窗的位置要合适，大小要适度，结构要合理，才能使热量损失少。例如，不能有内外直接相连的金属，观察窗的玻璃要多层，并且每层之间要有间隙等。许多企业没有处理好上述问题，造成不必要的大量热损失。
另一方面，热弯炉的升温速率也是至关重要的。升温越快，炉体的蓄热越少，耗能越少，同时也缩短了降温时间，提高了效率。当然，这就要求电热元件布置要合理，功率配备适当，温度分布均匀，玻璃板不炸裂为前提。
3.3、热弯玻璃模具
热弯玻璃模具在玻璃热弯过程中起着至关重要的作用。热弯玻璃模具大致分为实心模、条框模、空心模三种。实心模一般是用5mm铁板制作的，它的优点是玻璃不会弯过头，缺点是模具制作困难、成本高、模具吸热多、能源浪费、制品表面易出麻点等，现在已很少采用。空心模一般采用角钢和扁钢或圆管制成。这种模具制做简单、用材少、吸热少、制品表面不出麻点，但操作要求较高，由于热弯玻璃过程中有 热滞后现象，制品很容易弯过头，不适合大玻璃板和弧度较深的玻璃热弯。条框模是介于实心模和空心模之间的一种模具，也是目前热弯玻璃厂采用最多的一种，它制作相对较简单，对热弯操作要求也较低。
由于建筑热弯玻璃批量小，规格繁多，无论上述何种模具，都会造成热弯玻璃厂模具堆积现象。在此有一种活动式条框模值得推荐给大家，它是用不锈钢管做竖向间隔排列，两边管固定，中间管用 U 型圆钢连接而成的。不锈钢管虽然一次性投入较大，但它可以重复使用，综合计算是所有模具中成本最低的，一般循环使用寿命达1年以上。它既可以省去众多的模具制作人员，节省开支，又可以没有模具堆积，减少占地，方便管理。这种模具热弯成的制品元论外观质量，还是吻合度都能满足热弯玻璃行业标准要求。
3.4、操作人员水平
玻璃热弯的工艺制度在很大程度上还是取决于操作经验，同一条玻璃生产线的玻璃原片，厚度不 同、尺寸不同 , 热弯温度也不相同，热弯炉的升温速率也是影响热弯温度的因素，因此，操作人员的实际经验、责任心等对热弯玻璃的质量至关重要。热弯玻璃企业中有很多个体企业，人员流动较快。只追求成品不追求质量等都会造成产品质量低下。因此，操作人员要有丰富的操作经验和较强的责任心，才是保证热弯玻璃质量的前提。
4、热弯玻璃技术
热弯玻璃从形状上分类，可分为单一弯、折弯、复合弯三大类。对于单一弯的建筑玻璃来说，玻璃热弯是相对容易的。但许多厂家往往在制品的离直线边大致150mm的曲线边处，不能与模具很好地吻合，有的都超过了标准要求，造成安装困难。解决这个问题首先要求热弯炉的电加热布置要合理，能够实现局部加热，制品的放置方向要与电热丝方向一致。折弯热弯玻璃常见的有水族馆玻璃和柜台玻璃，折弯玻璃最大的技术难点是直线边弯曲、折角处易出现模痕等缺陷。因此要合理地制定温度制度，折弯处要有辅助电加热，才能避免这些缺陷产生。复合弯玻璃也很常见，例如球形玻璃、转弯的拱形走廓、玻璃洗手盆等，这种玻璃在热弯操作上要求有很高的技术水平，制作精确的模具，有的需要专业的热弯炉才可完成。
总的说来，我国的热弯玻璃技术水平还比较落后，对一些特异性玻璃的热弯，往往达不到用户要求。比如超大规格、深弧玻璃的热弯，成品率较低。从力学角度分析，玻璃在热弯过程中，力由两侧向中间集中，当力的大小超过玻璃的许用应力时，玻璃板炸裂。因此，在玻璃热弯时，可加一辅助的外力支撑，就可以很好地解决这个问题。笔者从事玻璃热弯工作十几年，对各种玻璃的热弯都有一些经验，愿意与诸 位同行共同探讨。
5、热弯玻璃的发展
热弯玻璃在我国已经得到了普遍的应用，随着建筑业的不断发展和民用需求的不断增加，对热弯 玻璃越来越会提出更高的要求，同时，热弯玻璃行业 间的竞争将会越来越激烈。提高热弯玻璃质量、降低热弯玻璃成本是每个企业生存所必须完成的课题。我国的玻璃热弯炉能源浪费问题亟待解决，同时，只有增强热弯玻璃行业间的技术交流，提高行业的技术水平，完善工厂的技术管理，才会使热弯玻璃质量 有一个整体提高。相信通过市场的有序竞争，优胜劣汰，随着技术水平的不断提高，管理意识的不断增强，热弯玻璃将会得到良好的发展。
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