超薄玻璃成形浮抛锡液的工艺优化数值模拟研究

摘要

超薄浮法玻璃处于玻璃产业链的顶端，是新的经济增长点，主要用于FPD玻璃基板，仪器仪表的玻璃盖板等领域。表面波纹度是影响超薄玻璃产品质量的一个主要因素，波纹度不达标，制成TCO导电膜玻璃时，会因表面存在起伏，使透明电极接触不良，影响图像质量或触摸操作，也可能会使显示器出现“排骨彩虹”现象，使产品报废。浮法生产中玻璃是漂浮在液态金属锡上成形，因此作为浮抛介质，金属锡液的流动形式和温度制度对玻璃的表面质量起到举足轻重的作用。锡槽空间是密闭且高温的环境，传统方法无法提前预知某种生产条件下锡液的流动形式，不能加以调控。本文通过数值模拟方法，运用Fluent软件对生产1.3mm玻璃无调控和优化后锡液流动形式进行模拟，进而提高超薄浮法玻璃的成形质量。
　　通过分析生产1.3mm玻璃时锡液的速度场和温度场分布，并与实际生产记录相比较，验证了使用Fluent软件对超薄浮法玻璃成形过程中锡槽内锡液进行数值模拟研究的可行性。
　　研究结果表明，普通锡槽中锡液的流动形式主要为受玻璃带牵引的前进流，边部回流和底部回流，但底部回流并不贯穿整个锡槽长度，在徐冷区处边部锡液汇入中间，在拉薄成形区形成一个螺旋状的涡流。
　　阶梯锡槽可使回流冷锡液暂留于过渡段深层，让过渡段上层温度较高锡液参与回流，同时能降低成形区锡液的回流量和涡流量。挡坎能降低成形区中部前进锡液的流量和边部回流量，部分回流锡液可越过挡坎向前回流。加入挡坎的阶梯锡槽成形区温度更为均匀，冷却一区温度降低，有利于玻璃的成形和冷却。
　　挡旗能将成形区部分锡液固定在某个区域流动，使边部与中部锡液充分交换，从冷却区回流锡液大部分在过渡段处转为前进流，少部分绕过挡旗向锡槽前端流动。玻璃带覆盖区下方的横向温度趋于一致，成形区横向温差显著降低，有利于缩小厚薄差提高成形质量。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 浮法玻璃工艺及其成形过程

1.3 成形时引起表面波纹度的因素

1.4 浮法锡槽内锡液流动的调控

1.5 浮法玻璃成形过程国内外研究进展

1.6 Fluent软件

1.7 本论文研究的目的和意义

第2章 数值模拟的物理参数及边界条件

2.1 锡液的物性参数

2.2 计算区域的选取

2.3锡液流动状态的确定

2.4 主控方程

2.5三维仿真模型的建立及网格划分

2.6初始条件的确定

2.7设置Fluent分析参数

2.8求解

2.9本章小结

第3章 生产1.3mm玻璃无调控锡液的模拟结果

3.1 生产1.3mm玻璃无调控锡液的速度场

3.2 生产1.3mm玻璃无调控锡液的温度场

3.3 本章小结

第4章 优化后锡液的模拟结果

4.1 生产1.3mm玻璃使用阶梯锡槽锡液的模拟结果

4.2 生产1.3mm玻璃有挡坎阶梯锡槽锡液的模拟结果

4.3 生产1.3mm玻璃有挡旗阶梯锡槽锡液的模拟结果

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢