專利名稱：人工時效消除鋼化玻璃絕緣子中NiS降低自爆率技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玻璃制品的處理技術(shù)。
技術(shù)背景
玻璃件在鋼化前內(nèi)部的硫化鎳都處于高溫態(tài)的a-NiS相，隨著玻璃進入鋼化機風(fēng)柵急冷，玻璃中的硫化鎳在379°C發(fā)生相變。與浮法退火窯不同的是，鋼化急冷時間很短，來不及轉(zhuǎn)變成低溫態(tài)β-NiS而以高溫態(tài)硫化鎳a相被“凍結(jié)”在玻璃中?？焖偌崩涫共ＡУ靡凿摶?，形成外壓內(nèi)張的應(yīng)力統(tǒng)一平衡體。在已經(jīng)鋼化了的玻璃中硫化鎳相變低速持續(xù)地進行著，體積不斷膨脹擴張，對其周圍玻璃的作用力隨之增大。鋼化玻璃內(nèi)部本身就是張應(yīng)力層，位于張應(yīng)力層內(nèi)的硫化鎳發(fā)生相變時體積也形成張應(yīng)力，這兩種張應(yīng)力疊加在一起， 足以引發(fā)鋼化玻璃的破裂即自爆。
廣義自爆一般定義為鋼化玻璃在無直接外力作用下發(fā)生自動炸裂的現(xiàn)象。實際上，鋼化加工過程中的自動爆裂與貯存、運輸、使用過程中的自爆是二個完全不同的概念， 二者不可混淆。前者一般由玻璃中的砂粒、氣泡等夾雜物及人為造成的缺口、刮傷、爆邊等工藝缺陷引起的。后者則主要由玻璃中硫化鎳(附幻相變引起的體積膨脹所導(dǎo)致。只有后者才會引起嚴(yán)重的質(zhì)量問題及社會關(guān)注，所以本申請?zhí)岬降淖员负笠环N情況。
目前國內(nèi)外多數(shù)玻璃絕緣子生產(chǎn)廠商采用自然陳化的方式控制線路自爆率的方法，待有內(nèi)部缺陷的玻璃件自然淘汰后再進行組裝，這種方法很難保證自爆率。
目前還不能確切地知道玻璃中是如何混入鎳的，最大可能的來源是生產(chǎn)玻璃絕緣子石英砂和其它礦物原料帶入微量鎳元素，硫毫無疑問來源于配合料中及燃料中的含硫成份，在高溫熔化時形成硫化鎳，當(dāng)溫度超過1000°c時，硫化鎳以液滴的形式隨機分布在熔融的玻璃中。這些小液滴的固化溫度為797°c，當(dāng)溫度降低至797°C時，這些小液滴結(jié)晶固化， 1克硫化鎳就能生成約1000個直徑為0. 15mm的小結(jié)石。硫化鎳處于高溫的a_NiS晶相，當(dāng)溫度降低至379°C時，發(fā)生晶相變?yōu)榈蜏貭顟B(tài)的β-NiS晶相。同時有2. 38%體積膨脹，這個轉(zhuǎn)變過程的快慢取決與硫化鎳顆粒中的組成物的百分含量，還取決于周圍溫度。如果硫化相沒有轉(zhuǎn)變完全，則即使在自然存放及正常溫度條件下這一過程仍緩慢發(fā)生晶相轉(zhuǎn)變伴隨自爆。所以，采用自然陳化的方式很難有效的控制玻璃絕緣子因MS引起的自爆。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種人工時效消除鋼化玻璃絕緣子中NiS降低自爆率技術(shù)以彌補現(xiàn)有技術(shù)之不足。
均質(zhì)處理是徹底解決玻璃絕緣子自爆問題的有效方法。將鋼化玻璃再次加熱到后并保溫一定時間，使玻璃中的硫化鎳在組裝前完成晶相轉(zhuǎn)變，讓今后可能自爆的玻璃在工廠內(nèi)提前破碎。即為均質(zhì)處理，也稱引爆處理。
從原理上看，均質(zhì)處理似乎很簡單。實際并非如此，玻璃中的硫化鎳夾雜物往往是非化學(xué)計量的化合物，含有比例不等的其他元素，其相變速度高度依賴于溫度。我們的研究結(jié)果表明，280°C時的相變速率是250°C時的100倍，因此必須確保均質(zhì)爐內(nèi)的玻璃經(jīng)歷同樣的溫度制度。否則一方面有些玻璃溫度太高，會引起硫化鎳逆向相變；另一方面溫度低的玻璃因保溫時間不夠，使得硫化鎳相變不完全。兩種情況均會導(dǎo)致無效的均質(zhì)處理。所以，均質(zhì)的程序和參數(shù)至關(guān)重要。
本發(fā)明的技術(shù)方案是人工時效消除鋼化玻璃絕緣子中NiS降低自爆率技術(shù)，其特征是均質(zhì)處理循環(huán)過程包括加熱、恒溫、和冷卻三個階段加熱階段開始于所有玻璃件進入均質(zhì)爐與周邊溫度開始接觸，利用不受限制的空氣循環(huán)使每一片玻璃件均勻受熱，當(dāng)玻璃件達(dá)到280°C時結(jié)束；恒溫階段開始于所有玻璃的表面溫度達(dá)到280°C，持續(xù)時間為2 小時；冷卻階段開始于達(dá)到觀01的玻璃在結(jié)束恒溫四0士 10°C 2個小時后，在此階段玻璃溫度應(yīng)冷卻到環(huán)境溫度。冷卻階段可以在爐內(nèi)空氣溫度達(dá)到70°C時結(jié)束。
人工時效消除鋼化玻璃絕緣子中MS降低自爆率技術(shù)，其特征是均質(zhì)爐采用強制對流加熱的方式加熱玻璃。對流加熱靠熱空氣加熱玻璃，利用不受限制的空氣循環(huán)使每一片玻璃件均勻受熱，加熱元件布置在風(fēng)道中，空氣在風(fēng)道中被加熱，然后進入爐內(nèi)。這種加熱方式可避免元件直接輻射加熱玻璃，引起玻璃局部過熱。
本發(fā)明的有益效果在于在冷熱沖擊檢驗后增加了一條硫化線剔除殘留在玻璃件中的MS，利用均質(zhì)爐將鋼化玻璃再次加熱到290°C左右并保溫一定時間，使玻璃中的硫化鎳在組裝前完成晶相轉(zhuǎn)變，讓今后可能自爆的玻璃在工廠內(nèi)提前破碎。淘汰了含有缺陷的產(chǎn)品，有效地控制了玻璃絕緣子線路運行自爆率，使每1萬平方米玻璃，在1年之內(nèi)再發(fā)生 1例自爆的概率小于1%。
具體實施方式
實施例1均質(zhì)處理均質(zhì)循環(huán)過程包括加熱、恒溫、和冷卻三個階段。
1. 1加熱階段，加熱階段開始于所有玻璃件進入均質(zhì)爐與周邊溫度開始接觸，當(dāng)玻璃件達(dá)到觀01時結(jié)束。達(dá)到此溫度的時間在校準(zhǔn)程序中確定。此時間取決于均質(zhì)爐的尺寸、處理玻璃的數(shù)量、玻璃之間的間隔和加熱系統(tǒng)的加熱能力。
備注1 為促進有效加熱，爐內(nèi)空氣溫度可以超過320°C。然而，玻璃表面溫度不可超過320°C。玻璃表面溫度超過300°C的時間應(yīng)最小化。 備注2 當(dāng)玻璃溫度超過 300 0C時，應(yīng)注意確保玻璃特性沒有明顯改變。
1. 2恒溫階段，恒溫階段開始于所有玻璃的表面溫度達(dá)到280°C。持續(xù)時間為2小時。
為確保玻璃表面溫度在整個恒溫階段中保持在290士 10°C的范圍內(nèi)，均質(zhì)爐需要精準(zhǔn)操控。
1. 3冷卻階段，冷卻階段開始于達(dá)到280°C的玻璃在結(jié)束恒溫290士 10°C 2個小時后。在此階段玻璃溫度應(yīng)冷卻到環(huán)境溫度。冷卻階段可以在爐內(nèi)空氣溫度達(dá)到70°C時結(jié)束ο
備注冷卻速率應(yīng)加以控制，使玻璃因熱應(yīng)力的破碎減少到最小化。
2均質(zhì)處理系統(tǒng) 2. 1均質(zhì)爐均質(zhì)爐必須采用強制對流加熱的方式加熱玻璃。對流加熱靠熱空氣加熱玻璃，利用不受限制的空氣循環(huán)使每一片玻璃件均勻受熱，加熱元件布置在風(fēng)道中，空氣在風(fēng)道中被加熱，然后進入爐內(nèi)。這種加熱方式可避免元件直接輻射加熱玻璃，引起玻璃局部過熱。
對流加熱的效果依賴于熱空氣在爐內(nèi)的循環(huán)路線，因此均質(zhì)爐內(nèi)的氣體流股必須經(jīng)過精心設(shè)計，總的原則是盡可能地使?fàn)t內(nèi)氣流通暢、溫度均勻。即使發(fā)生玻璃破碎，碎片也不能堵塞氣流通路。
只有全部玻璃的溫度達(dá)到至少280°C并保溫至少2小時，均質(zhì)處理才能達(dá)到滿意的效果。然而在日常生產(chǎn)中，控制爐溫只能依據(jù)爐內(nèi)的空氣溫度。因此必須對每臺爐子進行標(biāo)定試驗，找出玻璃溫度與爐內(nèi)空氣溫度之間的關(guān)系。爐內(nèi)的測溫點必須足夠多，以滿足處理工藝的需要。
2. 2玻璃件堆置方式均質(zhì)爐內(nèi)的玻璃件之間是熱空氣的對流通道，因此玻璃的堆置方式對于均質(zhì)處理的質(zhì)量是極其重要的。首先玻璃的堆置方向應(yīng)順應(yīng)氣流方向，不可阻礙空氣流股。其次，玻璃件與玻璃件之間的空隙須足夠大，分隔物不能堵塞空氣通道，玻璃件之間至少須有20cm的間隙，玻璃件之間不能直接接觸，以免因相互緊貼引起溫差過大而破碎。
2. 3均質(zhì)溫度制度均質(zhì)處理的溫度制度也是決定均質(zhì)質(zhì)量的一個決定性因素。1990年版的德國標(biāo)準(zhǔn)DIN 18516籠統(tǒng)規(guī)定了均質(zhì)爐內(nèi)的平均爐溫為290士 10°C，保溫時間長達(dá)8小時。實踐證明按此標(biāo)準(zhǔn)進行均質(zhì)處理的玻璃自爆率還是較高，結(jié)果并不理想。我們累積的數(shù)據(jù)分析表明，均質(zhì)爐內(nèi)玻璃的溫度在290士 10°C下保溫2小時，嚴(yán)格此標(biāo)準(zhǔn)均質(zhì)處理過的玻璃，發(fā)生后續(xù)自爆的概率在0. 01以下。此概率的意義是每1萬平方米玻璃，在1年之內(nèi)再發(fā)生1例自爆的概率小于1%。由此才可自信地稱鋼化玻璃為“安全玻璃”。
故本公司提出的玻璃絕緣子年自爆率為萬分之一是有科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支持的。
權(quán)利要求
1.人工時效消除鋼化玻璃絕緣子中MS降低自爆率技術(shù)，其特征是均質(zhì)處理循環(huán)過程包括加熱、恒溫、和冷卻三個階段加熱階段開始于所有玻璃件進入均質(zhì)爐與周邊溫度開始接觸，利用不受限制的空氣循環(huán)使每一片玻璃件均勻受熱，當(dāng)玻璃件達(dá)到280°C時結(jié)束； 恒溫階段開始于所有玻璃的表面溫度達(dá)到280°C，持續(xù)時間為2小時；冷卻階段開始于達(dá)到 2800C的玻璃在結(jié)束恒溫290士 10°C 2個小時后，在此階段玻璃溫度應(yīng)冷卻到環(huán)境溫度，冷卻階段可以在爐內(nèi)空氣溫度達(dá)到70°C時結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工時效消除鋼化玻璃絕緣子中NiS降低自爆率技術(shù)，其特征是均質(zhì)爐采用強制對流加熱的方式加熱玻璃，對流加熱靠熱空氣加熱玻璃，利用不受限制的空氣循環(huán)使每一片玻璃件均勻受熱，加熱元件布置在風(fēng)道中，空氣在風(fēng)道中被加熱，然后進入爐內(nèi)，這種加熱方式可避免元件直接輻射加熱玻璃，弓I起玻璃局部過熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人工時效消除鋼化玻璃絕緣子中NiS降低自爆率技術(shù)，其特征是均質(zhì)處理循環(huán)過程包括加熱、恒溫、和冷卻三個階段.加熱階段使玻璃件達(dá)到280℃時；恒溫階段，持續(xù)時間為2小時；冷卻階段可以在爐內(nèi)空氣溫度達(dá)到70℃時結(jié)束。本發(fā)明的有益效果在于在冷熱沖擊檢驗后增加了一條硫化線剔除殘留在玻璃件中的NiS，利用均質(zhì)爐將鋼化玻璃再次加熱到290oC左右并保溫一定時間，使玻璃中的硫化鎳在組裝前完成晶相轉(zhuǎn)變，讓今后可能自爆的玻璃在工廠內(nèi)提前破碎。淘汰了含有缺陷的產(chǎn)品，有效地控制了玻璃絕緣子線路運行自爆率，使每1萬平方米玻璃，在１年之內(nèi)再發(fā)生１例自爆的概率小于1%。
文檔編號C03B32/00GK102491631SQ201110356318
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者但福君, 印明, 司建龍, 皮熙之, 陸軍 申請人:宜賓環(huán)球光電節(jié)能科技有限公司