浮法玻璃生產(chǎn)工藝流程.ppt

1 浮法玻璃生產(chǎn)工藝流程 主講 部門 2 主要內(nèi)容 一 概述二 浮法玻璃原料及配合料制備三 浮法玻璃熔制技術(shù)四 浮法玻璃成型技術(shù)五 浮法玻璃退火技術(shù)六 浮法玻璃冷端技術(shù) 3 內(nèi)容1 什么是浮法玻璃2 浮法玻璃的生產(chǎn)過程3 浮法工藝的優(yōu)缺點(diǎn)4 浮法玻璃的分類5 浮法玻璃的計(jì)量單位6 如何計(jì)算浮法玻璃熔窯的日拉引量7 如何計(jì)算浮法玻璃熔窯的熔化率8 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃的技術(shù)措施 一 概述 4 1 什么是浮法玻璃浮法玻璃是因玻璃液漂浮在熔融金屬表面獲得拋光成型而得名的 是熔融的玻璃液從熔窯內(nèi)連續(xù)流入充有保護(hù)氣體 n2和h2 的錫槽內(nèi)漂浮在金屬錫液面上 經(jīng)過攤平 拋光形成厚度均勻 兩表面平行 平整和拋光的玻璃帶的玻璃 是平板玻璃 板狀的硅酸鹽玻璃 的一種 一 概述 5 2 浮法玻璃的生產(chǎn)過程由加工合格的各種原料按照配方制備的配合料經(jīng)熔化 澄清并冷卻至1150 1100 左右的玻璃液 通過與錫槽連接的流道及深入錫槽內(nèi)的流槽 連續(xù)流入錫槽內(nèi)并漂浮在相對密度大的錫液表面上 在自身重力 表面張力 拉邊機(jī)以及過渡輥臺拉力的共同作用下 玻璃液在錫液面上鋪開 攤平 拉薄 積厚 成型為上下表面平整的玻璃帶 在錫槽尾部外過渡輥臺及與之連接的退火窯傳動輥的牽引下 被引上過渡輥臺 傳送入退火窯 進(jìn)退火 切裁 就得到了浮法玻璃產(chǎn)品 一 概述 6 3 浮法工藝的優(yōu)缺點(diǎn)浮法與其他成型方法比較 其優(yōu)點(diǎn)是 1 產(chǎn)品質(zhì)量好 如上下表面平整 互相平行 透光度高等 2 產(chǎn)量高 浮法玻璃的產(chǎn)量主要取決于玻璃熔窯的熔化量和玻璃帶成型的拉引速度 而且其板寬加大也比較容易 3 品種多 用浮法可以生產(chǎn)0 55 25mm的優(yōu)質(zhì)平板玻璃 供各種用途 同時(shí) 浮法還可以生產(chǎn)各種本體著色和在線鍍膜玻璃 一 概述 7 3 浮法工藝的優(yōu)缺點(diǎn) 4 易于科學(xué)化管理和實(shí)現(xiàn)全線機(jī)械化 自動化 勞動生產(chǎn)率高 5 連續(xù)作業(yè)周期長 有利于穩(wěn)定的生產(chǎn) 浮法工藝的主要缺點(diǎn)是基建投資和占地面積比較大 同一時(shí)間里只能生產(chǎn)一種厚度的產(chǎn)品 偶然事故可能造成全線停產(chǎn) 因此必須要求嚴(yán)格的科學(xué)管理制度 使全線的人員和設(shè)備 器件 物料都保持良好狀態(tài) 一 概述 8 4 浮法玻璃的分類根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) gb11614 2009平板玻璃 中平板玻璃的分類 浮法玻璃按顏色屬性分為無色透明浮法玻璃和本體著色浮法玻璃 按外觀質(zhì)量分為合格品 一等品和優(yōu)等品 按公稱厚度分為2mm 3mm 4mm 5mm 6mm 8mm 10mm 12mm 15mm 19mm 22mm 25mm 一 概述 9 5 浮法玻璃的計(jì)量單位目前 浮法玻璃的常用計(jì)量單位包括平方米 噸 千克 重量箱等 國家標(biāo)準(zhǔn) gb t15764 2008平板玻璃術(shù)語 中規(guī)定 重量箱 平板玻璃產(chǎn)品的計(jì)量單位 50kg為一重量箱 通常以密度為2 5g cm3 厚度為2mm的平板玻璃10m2為一重量箱 通過定義可以實(shí)現(xiàn)各單位間的換算 具體方法為 以20作為基數(shù) 厚度為幾的就用20除以幾 即可計(jì)算出結(jié)果 例如 5mm厚玻璃用20 5 4就得出了4m2為一個(gè)重量箱 8mm厚玻璃就是20 8 2 5 也就是2 5m2為一重量箱 然后再用每重量箱50kg 換算成噸就可以了 一 概述 10 6 如何計(jì)算浮法玻璃熔窯的日拉引量熔窯日拉引量的計(jì)算公式為 日拉引量 拉引速度 平均板寬 平均厚度 24 2 5式中拉引量 每晝夜拉引玻璃液的總重量 t 拉引速度 單位時(shí)間內(nèi)拉引玻璃原板的長度 m h 平均板寬 生產(chǎn)中玻璃原板平均寬度 m 平均厚度 生產(chǎn)中玻璃原板平均厚度 m 24 每晝夜小時(shí)數(shù) h 2 5 玻璃液的密度 t m3 一 概述 11 7 如何計(jì)算浮法玻璃熔窯的熔化率熔化率是熔窯單位熔化面積每24h熔化的玻璃液量 噸 平方米 天 熔窯的熔化率計(jì)算公式為 熔化率 熔化玻璃液量 t 熔化面積 m2 熔化天數(shù) d 熔化面積是池窯中能夠?qū)ε浜狭虾筒Ａб浩鹬刍统吻遄饔玫氖軣崦娣e 通常指從投料池壁內(nèi)側(cè)起到最末一對小爐中心線外一米處的池窯面積 一 概述 12 8 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃的技術(shù)措施如何提高浮法玻璃產(chǎn)品的質(zhì)量 有經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)都是根據(jù)多年來的生產(chǎn)實(shí)踐 總結(jié)出玻璃生產(chǎn)的 四大穩(wěn) 原料穩(wěn) 燃料穩(wěn) 熔化穩(wěn) 成型穩(wěn) 一 概述 13 內(nèi)容1 浮法玻璃化學(xué)成分2 浮法玻璃的成分特點(diǎn)3 浮法玻璃中各種氧化物的作用4 浮法玻璃的原料5 浮法玻璃的配合料制備 二 浮法玻璃原料及配合料制備 14 1 浮法玻璃化學(xué)成分浮法玻璃化學(xué)成分基礎(chǔ)系統(tǒng)為na ca si三元系統(tǒng) 滿足三個(gè)要求 1 產(chǎn)品的使用要求 2 生產(chǎn)工藝要求 3 生產(chǎn)成本要求 浮法玻璃的化學(xué)成分主要包括 二氧化硅 sio2 氧化鈉 na2o 氧化鈣 cao 氧化鎂 mgo 氧化鋁 al2o3 氧化鐵 fe2o3 等 基本含量 na2o 12 15 cao 8 12 sio2 69 73 二 浮法玻璃原料及配合料制備 15 2 浮法玻璃的成分特點(diǎn)經(jīng)過人們長時(shí)間生產(chǎn)實(shí)踐得出 高鈣 中鎂 低鋁 微鐵 的化學(xué)組合成分是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃的條件之一 高鈣 浮法玻璃拉引速度快 在成型中必須采用硬化速度快的 短 性玻璃成分 即調(diào)整cao到8 9 中鎂 cao含量增加 使玻璃發(fā)脆并容易產(chǎn)生硅灰石析晶 cao sio2 因此mgo控制在4 左右 以改善玻璃的析晶性能 低鋁 鋁高將增加玻璃的粘度 不利于均化和澄清 將al2o3的含量降低到1 3 以下 微鐵 熔化時(shí)著色能力強(qiáng)的fe2 被氧化為著色能力弱的fe3 但在錫槽中又被還原成fe2 因此嚴(yán)格限制在0 1 以內(nèi) 二 浮法玻璃原料及配合料制備 16 3 浮法玻璃中各種氧化物的作用sio2 是形成浮法玻璃最主要的氧化物 sio2以硅氧四面體的結(jié)構(gòu)單元形成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò) 成為玻璃的 骨架 它能賦予玻璃一系列優(yōu)良性能 能增加玻璃的粘度 提高玻璃的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性 玻璃的密度和熱膨脹系數(shù)隨sio2含量增加而降低 其缺點(diǎn)是熔點(diǎn)高 粘度大 使玻璃熔化 澄清和均化困難 能耗增加 二 浮法玻璃原料及配合料制備 17 3 浮法玻璃中各種氧化物的作用cao 它能加速玻璃的熔化和澄清過程 并提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度 硬度及化學(xué)穩(wěn)定性 適量的cao在高溫時(shí)能降低玻璃液的粘度 有利于熔化和澄清 低溫時(shí)增加玻璃液的粘度 即可以調(diào)整玻璃的料性 加快玻璃硬化速度 有利于玻璃的快速成型 因此浮法玻璃成分中采用較高含量的cao來適應(yīng)浮法生產(chǎn)工藝高速拉引 快速成型的要求 但cao會增加玻璃的析晶傾向 因此玻璃中cao的含量也不宜太大 如大于10 則會使玻璃發(fā)脆 成型難度增大 二 浮法玻璃原料及配合料制備 18 3 浮法玻璃中各種氧化物的作用mgo 適量的mgo可降低玻璃的高溫粘度 降低玻璃的析晶傾向和析晶速度 提高機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性 對提高玻璃的熱穩(wěn)定性也有良好的影響 mgo對玻璃的粘度有復(fù)雜的作用 當(dāng)溫度高于1200 時(shí) 會使玻璃液的粘度降低 而在1200 900 之間 又有使玻璃液的粘度增加的傾向 低于900 反而使玻璃的粘度下降 因此 玻璃中的mgo含量也不宜太大 二 浮法玻璃原料及配合料制備 19 3 浮法玻璃中各種氧化物的作用al2o3 能降低玻璃的析晶傾向和結(jié)晶速度 降低玻璃的膨脹系數(shù) 提高玻璃的粘度 表面張力 軟化溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度 是最有效的玻璃穩(wěn)定劑 al2o3對增加玻璃液粘度的影響程度比sio2大 隨al2o3增加 玻璃液粘度和表面張力增大 不僅使玻璃的熔化速度減慢和使澄清時(shí)間延長 也不利于均化 容易在玻璃板面形成玻筋及線道 而且對玻璃液在錫槽中攤平 拋光 展薄也不利 因此應(yīng)對玻璃成分中的al2o3含量嚴(yán)格控制 二 浮法玻璃原料及配合料制備 20 3 浮法玻璃中各種氧化物的作用na2o 能降低玻璃的熔化溫度 大幅度降低玻璃液的粘度 增加玻璃液的高溫流動性 是良好的助熔劑 含量過多 則會降低玻璃的機(jī)械強(qiáng)度 化學(xué)穩(wěn)定性以及熱穩(wěn)定性 增大膨脹系數(shù) 使玻璃發(fā)脆 而且還容易使玻璃析堿 發(fā)霉 并使玻璃生產(chǎn)成本增加 因此 玻璃成分中na2o含量不能太高 k2o k2o和na2o作用基本一樣 用少量的k2o代替na2o 具有 雙堿效應(yīng) 能夠提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性 顯著減少玻璃析晶 改善玻璃的析晶傾向 在浮法玻璃生產(chǎn)中引入k2o主要是由于它能夠大大降低玻璃的表面張力 有利于玻璃液在錫槽中的攤平和拋光 獲得高質(zhì)量的玻璃表面 二 浮法玻璃原料及配合料制備 21 3 浮法玻璃中各種氧化物的作用fe2o3 在無色透明浮法玻璃生產(chǎn)中 fe2o3純屬有害雜質(zhì) 它能使玻璃著成黃綠色而影響玻璃的光學(xué)性能 玻璃成分中的鐵含量不僅影響到玻璃的色澤 而且影響到玻璃液的粘度 透熱性 硬化速度等性能 鈉 鈣 硅玻璃中的fe一般以fe2 或fe3 狀態(tài)存在 fe3 離子著色很弱 使玻璃產(chǎn)生淡黃色 而fe2 會使玻璃產(chǎn)生淡藍(lán)色 著色能力比fe3 高10倍左右 因此 在生產(chǎn)無色透明浮法玻璃時(shí) 成分中的含量及穩(wěn)定性要嚴(yán)加控制 目前高檔無色浮法玻璃制品中fe2o3 0 08 二 浮法玻璃原料及配合料制備 22 4 浮法玻璃的原料自然界中含有玻璃構(gòu)成元素的物質(zhì)很多 用于制備玻璃配合料的各種物質(zhì) 統(tǒng)稱為玻璃原料 為了在生產(chǎn)中得到合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 通常玻璃原料很少使用純粹的氧化物 而多使用天然礦物原料 生產(chǎn)浮法玻璃的原料可分為生料和熟料兩種 其中生料根據(jù)它們的用量和作用不同 可分為主要原料和輔助原料兩大類 而熟料是指在實(shí)際生產(chǎn)中往配合料中按一定比例加入的碎玻璃 二 浮法玻璃原料及配合料制備 23 4 浮法玻璃的原料主要原料是指向玻璃中引入各種組成氧化物的原料 是形成玻璃結(jié)構(gòu)的主體原料 它們決定玻璃的基本物理 化學(xué)性能 這些原料經(jīng)熔融 反應(yīng)后即生成硅酸鹽構(gòu)成玻璃液的主體 對于浮法玻璃來說 主要原料引入sio2 al2o3 cao mgo na2o 或k2o 等氧化物 決定著玻璃的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì) 輔助原料是使玻璃獲得某些必要的特性和加速熔制過程的原料 用量雖然少 但作用卻很重要 根據(jù)作用的不同 輔助原料分為澄清劑 助熔劑 氧化劑與還原劑 著色劑與脫色劑等 二 浮法玻璃原料及配合料制備 24 4 浮法玻璃的原料目前 我國浮法玻璃企業(yè)通常使用的原料主要包括石英砂 硅砂 長石 白云石 石灰石 純堿 芒硝 碳粉等 硅質(zhì)原料是玻璃制造中最主要和用量最大的原料 它主要引入玻璃成分中的sio2 天然硅砂也叫石英砂 硅砂是配合料中最難熔化的原料 其顆粒的大小 粒度分布 甚至顆粒的形狀對于配合料的混勻 分聚 熔化和均化都有重要影響 當(dāng)玻璃配合料中由硅質(zhì)原料引入的al2o3不能滿足玻璃成分需要時(shí) 一般就用長石來補(bǔ)充 二 浮法玻璃原料及配合料制備 25 4 浮法玻璃的原料白云石主要成分是caco3和mgco3 它主要引入玻璃成分中的cao和mgo 浮法玻璃配合料中引入的cao原料主要有白云石 石灰石 方解石和白堊 cao3 等 由于需要引入mgo 所以又以用白云石為主 cao不足部分用石灰石或方解石補(bǔ)充 石灰石主要成分是caco3 主要引入玻璃成分中的cao 當(dāng)玻璃成分要求氧化鐵含量極嚴(yán)格時(shí) 可用方解石代替 它比石灰石純度高得多 方解石是生產(chǎn)浮法玻璃的優(yōu)質(zhì)原料 二 浮法玻璃原料及配合料制備 26 4 浮法玻璃的原料純堿是一種化工原料 其主要成分是na2co3 引入玻璃成分中的na2o 純堿熔點(diǎn)低 化學(xué)性質(zhì)活潑 是玻璃生產(chǎn)過程中的助熔劑 玻璃工業(yè)使用的純堿分為輕質(zhì)純堿和重質(zhì)純堿 輕質(zhì)純堿密度小 顆粒細(xì)小 會使已混合均勻的配合料在運(yùn)輸和儲存過程中產(chǎn)生分料現(xiàn)象 且容易被窯內(nèi)的熱氣流帶入蓄熱室 造成格子磚的堵塞和侵蝕 同時(shí)也易侵蝕窯體 重質(zhì)純堿的密度和顆粒比輕質(zhì)純堿大的多 飛揚(yáng)和分層傾向較小 有利于混合均勻 考慮到重質(zhì)純堿粒度與硅砂的粒度匹配 減少飛料和分層 混合的均勻性 減少對耐火材料的侵蝕 改善操作環(huán)境 浮法玻璃配合料一般都選用重質(zhì)純堿 二 浮法玻璃原料及配合料制備 27 4 浮法玻璃的原料芒硝是一種化工原料 其主要成分是na2so4 引入玻璃成分中的na2o 浮法玻璃生產(chǎn)采用無水芒硝 它在玻璃熔制過程中的主要作用是促進(jìn)熔化 加速澄清 是一種有效的澄清劑 無水芒硝的熔點(diǎn)為884 熱分解溫度在1120 1220 之間 由于分解溫度高于熔點(diǎn) 在熔融時(shí)往往形成芒硝溶液 稱為芒硝水 對耐火材料侵蝕嚴(yán)重 甚至可以在玻璃板面上形成白色的芒硝泡 在還原劑的作用下 其分解溫度可以降低到500 700 還原劑一般使用煤粉 為了促使na2so4充分分解 使用中把芒硝與煤粉預(yù)先均勻混合 然后加入到配合料內(nèi) 二 浮法玻璃原料及配合料制備 28 4 浮法玻璃的原料碎玻璃又稱熟料 是玻璃生產(chǎn)不可缺少的一種原料 碎玻璃加入后可提高熔化率 有助于澄清和均化 配合料的熔融主要是sio2的熔融 隨著碎玻璃用量的增加 配合料的熔融時(shí)間相應(yīng)縮短 熔化速度提高 當(dāng)碎玻璃加入量合適時(shí) 碎玻璃的助熔作用時(shí)玻璃熔體粘度降低 縮短澄清和均化時(shí)間 碎玻璃的加入有利于節(jié)省能源 延長窯爐的使用壽命 在節(jié)約純堿的同時(shí) 增加碎玻璃的量還可以大大節(jié)約燃料 但碎玻璃的摻入量視玻璃成分而言 對鈉鈣硅玻璃一般不宜過多 過多會使玻璃發(fā)脆 機(jī)械強(qiáng)度降低 二 浮法玻璃原料及配合料制備 29 5 浮法玻璃的配合料制備玻璃工業(yè)中 把按照一定比例 經(jīng)混合均勻后的原料叫做玻璃配合料 配合料的制備包括料單的計(jì)算和原料的稱量 混合 輸送等工藝過程 配合料制備得好壞直接影響玻璃的質(zhì)量 二 浮法玻璃原料及配合料制備 30 5 浮法玻璃的配合料制備配合料料單的計(jì)算 是以構(gòu)成玻璃的氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)和原料的化學(xué)成分為基礎(chǔ) 計(jì)算出熔化100kg玻璃液所需的各種原料的用量 然后再算出每副配合料實(shí)際所要稱取的各種原料的用量 在配料過程中 用衡器稱取一定物料的操作過程稱為原料的稱量 既快又準(zhǔn)確是對原料稱量的要求 如稱量錯(cuò)誤就會使配合料或玻璃液報(bào)廢 稱量精度是保證配合料質(zhì)量的重要因素 其精度取決于秤的精度 稱料量的多少和誤差 稱量原料接近秤的全量程時(shí) 配合料的稱量精度就接近秤本身標(biāo)定的精度 即誤差最小 反之則大 二 浮法玻璃原料及配合料制備 31 5 浮法玻璃的配合料制備一般采用動態(tài)實(shí)際稱量精度來作為衡量玻璃原料稱量準(zhǔn)確與否的指標(biāo) 靜態(tài)精度是指一臺秤用標(biāo)準(zhǔn)砝碼標(biāo)定時(shí) 秤的重量顯示值與標(biāo)準(zhǔn)砝碼值之間的最大偏差值就是這臺秤的靜態(tài)精度 具體表示方法是用該最大偏差值除以該臺秤的額定測量值 它是一個(gè)相對值 動態(tài)精度是物料實(shí)際稱量誤差除以該臺秤的額定稱量值 物料的實(shí)際稱量誤差不完全取決于秤本身的靜態(tài)精度 電器控制系統(tǒng) 給料機(jī)的過送量也會引入誤差 因此動態(tài)精度是由以上三項(xiàng)按 方根和 法則合成 二 浮法玻璃原料及配合料制備 32 5 浮法玻璃的配合料制備根據(jù)稱量和排料的順序 原料的稱量方式可分為增量法 減量法和累計(jì)稱量 增量稱量法是稱量過程中以進(jìn)入秤斗的物料量為最終配方值的稱量方式 通過給料設(shè)備向秤斗內(nèi)加入規(guī)定數(shù)量的物料 然后由排料裝置將秤斗排空 它要求每次稱量開始前 秤斗必須回零 增量稱量法的優(yōu)點(diǎn)是控制比較簡單 投資較少 一旦發(fā)生超差 可以到現(xiàn)場及時(shí)補(bǔ)救 缺點(diǎn)是秤斗存料 二 浮法玻璃原料及配合料制備 33 5 浮法玻璃的配合料制備減量稱量法是在稱量過程中由秤斗排出的物料量為最終配方值的稱量方式 通過給料裝置向秤斗內(nèi)加入大于規(guī)定數(shù)量的物料 然后由秤斗下的排料機(jī)將規(guī)定數(shù)量的物料排出 假定要稱量xkg原料 先通過給料機(jī)向秤斗加料到akg 然后由秤斗出料口處的給料機(jī)往外排料 直到秤斗中還殘留bkg料時(shí)停止排料 使x a b 減量稱量法的優(yōu)點(diǎn) 由于排料為稱量過程 消除了秤斗粘料誤差 提高了動態(tài)精度 其次排料時(shí)使用輸送設(shè)備 可以使物料平穩(wěn)落下 并可控制排料順序和速度 使物料形成夾層狀 起到預(yù)混的作用 這樣使系統(tǒng)的精度大大提高 缺點(diǎn)是由于排料是最終配料值 所以一旦出現(xiàn)誤差很難補(bǔ)救 二 浮法玻璃原料及配合料制備 34 5 浮法玻璃的配合料制備原料的混合是指多種原料在外力作用下通過運(yùn)動速度和方向發(fā)生變化 使各種原理顆粒得以均勻分布的操作 是使多種不同物料彼此相互分散達(dá)到均勻混合的操作 配合料的混合過程是將稱量好的各種原料混合成為均勻合格配合料的過程 配合料的均勻性主要受混合機(jī)的類型 混合時(shí)間 含水率 各種原料的用量 原料的顆粒度等因素的影響 配合料的混合時(shí)間與混合機(jī)的類型有關(guān) 混合時(shí)間短達(dá)不到混合要求 混合時(shí)間太長 混合效率低 還會造成配合料分層 控制配合料合適的濕度將有利于配合料的混合均勻度 同時(shí) 配合料在輸送過程中不易結(jié)團(tuán)和分層 二 浮法玻璃原料及配合料制備 35 5 浮法玻璃的配合料制備混合好的配合料需要從混合機(jī)輸送到窯頭料倉 不同的輸送方式直接影響配合料的分料程度 為了把分料現(xiàn)象降到最低限度 在輸送配合料時(shí) 應(yīng)選取最短距離 盡量防止振動 力求減少倒運(yùn)次數(shù)和落差 目前 混合好的配合料從混合機(jī)運(yùn)送到窯頭料倉的過程一般采用皮帶輸送 一般把輸送配合料的皮帶稱為原熔皮帶 混合好的配合料通過原熔皮帶機(jī)輸送至窯頭 為了均勻地送入各個(gè)儲料倉內(nèi) 由皮帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到一條小型布料皮帶 可逆皮帶機(jī) 上 根據(jù)料倉儲料情況開動布料皮帶機(jī)進(jìn)行往復(fù)卸料 二 浮法玻璃原料及配合料制備 36 5 浮法玻璃的配合料制備在配合料輸送至窯頭之前 碎玻璃經(jīng)稱量后應(yīng)均勻地鋪在配合料上 要保證皮帶上的配合料從料頭到料尾都有配合料覆蓋 為此 要控制碎玻璃秤的排料速度和混合機(jī)的排料速度 皮帶輸送的優(yōu)點(diǎn) 配合料在皮帶上運(yùn)行平穩(wěn) 轉(zhuǎn)移次數(shù)少 只要設(shè)計(jì)合理 就能防止振動 克服分料現(xiàn)象 簡單便于維修 運(yùn)輸效率高 有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的連鎖自動控制 二 浮法玻璃原料及配合料制備 37 內(nèi)容1 浮法玻璃熔制技術(shù)工藝流程2 玻璃熔制工藝原理3 影響浮法玻璃熔制的因素4 浮法玻璃的形成5 浮法玻璃熔制工藝制度6 浮法玻璃熔窯 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 38 1 浮法玻璃熔制技術(shù)工藝流程浮法玻璃的熔制過程是將合格的配合料經(jīng)過高溫加熱形成均勻 純凈 透明并符合成型要求的玻璃液的過程 是浮法玻璃制造過程中的主要過程之一 熔制速度和熔制的合理性對玻璃的產(chǎn)量 質(zhì)量 合格率 生產(chǎn)成本 燃料消耗和池窯壽命等影響很大 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 39 1 浮法玻璃熔制技術(shù)工藝流程浮法玻璃熔制技術(shù)工藝流程示意圖 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 40 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 2 玻璃熔制工藝原理浮法玻璃的熔制過程是一個(gè)很復(fù)雜的過程 包括一系列的物理 化學(xué) 物理化學(xué)反應(yīng) 而這些反應(yīng)的進(jìn)行與玻璃的產(chǎn)量和質(zhì)量有密切關(guān)系 各種不同配合料在熔制過程中發(fā)生的反應(yīng)見下表 各種不同配合料在熔制過程中發(fā)生的反應(yīng) 41 2 玻璃熔制工藝原理根據(jù)熔制過程中的不同特點(diǎn) 從加熱配合料到最終成為符合成型要求玻璃液的過程 可分為五個(gè)階段 即硅酸鹽形成階段 玻璃液形成階段 玻璃液澄清階段 玻璃液均化階段和玻璃液冷卻階段 直觀地 也可分為配合料堆的反應(yīng)燒結(jié)階段 硅酸鹽形成及其熔化物熔化階段 主要是殘余石英砂溶解于已形成的硅酸鹽中 澄清消除氣泡階段 主要是降低各種氣體在玻璃液中的過飽和程度 逐漸冷卻至成型溫度階段 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 42 2 玻璃熔制工藝原理 1 硅酸鹽形成階段配合料入窯后 在800 1000 溫度范圍發(fā)生一系列物理的 化學(xué)的和物理 化學(xué)的反應(yīng) 如粉料受熱 水分蒸發(fā) 鹽類分解 多晶轉(zhuǎn)變 組分熔化以及石英砂與其他組分之間進(jìn)行的固相反應(yīng) 這個(gè)階段結(jié)束時(shí) 大部分氣態(tài)產(chǎn)物從配合料中逸出 配合料最后變成由硅酸鹽和二氧化硅組成的不透明燒結(jié)物 硅酸鹽形成速度取決于配合料性質(zhì)和加料方式 2 玻璃形成階段當(dāng)溫度升到1200 時(shí) 燒結(jié)物中的低共熔物開始熔化 出現(xiàn)了一些熔融體 同時(shí)硅酸鹽與未反應(yīng)的石英砂粒反應(yīng) 相互熔解 伴隨著溫度的繼續(xù)升高 硅酸鹽和石英砂粒完全熔解于熔融體中 成為含大量可見氣泡 條紋 在溫度上和化學(xué)成分上不夠均勻的透明的玻璃液 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 43 2 玻璃熔制工藝原理在浮法玻璃生產(chǎn)過程中 硅酸鹽形成階段與玻璃形成階段之間沒有明顯的界限 即在硅酸鹽階段尚未結(jié)束時(shí) 玻璃液形成階段已經(jīng)開始 并且硅酸鹽形成進(jìn)行得極為迅速 而玻璃液形成卻很緩慢 這是由于在實(shí)際生產(chǎn)中 配合料被直接投入到1300 左右的投料池中 硅酸鹽形成極快 約3 5min 而玻璃液的形成必須等待石英砂粒的完全熔解 因此要劃分這兩個(gè)階段很困難 所以生產(chǎn)上把這兩個(gè)階段視作一個(gè)階段 稱為配合料熔化階段 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 44 2 玻璃熔制工藝原理 3 玻璃液澄清階段隨著溫度繼續(xù)升高 達(dá)到1400 1500 時(shí) 玻璃液的粘度約為10pa s 玻璃液在形成階段存在的可見氣泡和溶解氣體 由于溫度升高 體積增大 玻璃液粘度降低而大量逸出 直到氣泡全部排出 4 玻璃液均化階段當(dāng)玻璃液長時(shí)間處于高溫下 由于對流 擴(kuò)散 溶解等作用 玻璃液中的條紋逐漸消除 化學(xué)組成和溫度逐漸趨向均一 此階段結(jié)束時(shí)的溫度略低于澄清溫度 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 45 2 玻璃熔制工藝原理玻璃液的均化過程早在玻璃液形成階段時(shí)已開始 然而主要的還是在澄清后期進(jìn)行 它與澄清過程混在一起 沒有明顯的界限 可以看作一面澄清 一面均化 且澄清加速了均化的進(jìn)程 均化的結(jié)束在澄清之后 并一直延續(xù)到冷卻階段 此外 攪拌是提高均勻性的一個(gè)很好的方法 5 玻璃液冷卻階段將澄清和均化了的玻璃液均勻降溫 使玻璃液具有成型所需的粘度 在冷卻階段應(yīng)不破壞玻璃液的質(zhì)量 浮法玻璃冷卻階段結(jié)束的溫度在1100 1050 左右 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 46 3 影響浮法玻璃熔制的因素 配合料化學(xué)組成 它對玻璃熔制速度有決定性影響 配合料化學(xué)組成不同所需熔化溫度就不相同 配合料中堿金屬氧化物等氧化物的總量對sio2和al2o3總量比值越高 則配合料越容易熔化 原料性質(zhì) 原料性質(zhì)及其種類選擇對熔制影響很大 如石英砂顆粒大小 形狀及所含雜質(zhì)的難熔性 配合料氣體含率 所含氣體的化學(xué)組成 為引入同一氧化物而達(dá)到最有利于熔制的礦物及化工原料的合理選擇等 都影響玻璃熔制速度和熔化質(zhì)量 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 47 3 影響浮法玻璃熔制的因素 配合料的調(diào)制 包括配合料的均勻性 含水量 碎玻璃用量的控制等 其中 配合料的均勻性是一項(xiàng)主要的工藝指標(biāo) 是否混合均勻?qū)ΣＡз|(zhì)量和熔制速度有極大關(guān)系 因此 應(yīng)盡可能地將配合料混合均勻 并注意在輸送和儲存過程中不受到較大振動 以免引起分層現(xiàn)象 加料方式 加料方式的不同會影響熔化速度 熔化區(qū)的溫度 液面狀態(tài)和液面高度的穩(wěn)定 從而影響玻璃產(chǎn)量和質(zhì)量 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 48 3 影響浮法玻璃熔制的因素 熔制的溫度制度 熔制溫度決定玻璃的熔化速度 溫度越高 硅酸鹽生成反應(yīng)越劇烈 配合料顆粒熔解越快 玻璃液形成速度也越快 提高熔化溫度是強(qiáng)化玻璃熔制 增加熔窯生產(chǎn)能力的有效措施 在條件允許的情況下應(yīng)盡可能提高熔化溫度 以強(qiáng)化熔制過程 窯內(nèi)壓力 氣氛 玻璃液面以及泡界線是否穩(wěn)定 熔窯耐火材料 加熱燃料的種類及質(zhì)量 窯爐結(jié)構(gòu)及攪拌器等輔助設(shè)施的應(yīng)用 熔窯的自動化程度等 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 49 4 浮法玻璃的形成 1 玻璃形成過程在玻璃形成階段 配合料的熔化過程中 由于石英砂粒的溶解和擴(kuò)散速度比各種硅酸鹽的溶解和擴(kuò)散速度慢得多 所以玻璃形成過程的速度實(shí)際上取決于石英砂粒的溶解和擴(kuò)散速度 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 50 4 浮法玻璃的形成 2 玻璃液的澄清由于配合料的分解 部分組分的揮發(fā) 氧化物的氧化還原反應(yīng) 玻璃與耐火材料的相互作用等原因而析出大量氣體 其中大部分氣體將逸散于空間 剩余氣體的大部分將溶解于玻璃液中 而少部分則以氣泡的形式存在于玻璃液中 玻璃的澄清過程就是消除玻璃液中氣泡的過程 值得指出的是 玻璃澄清的排泡與去氣是兩個(gè)不同的概念 前者是排除玻璃液中的可見氣泡 后者則是要全部排除玻璃液中的氣體 包括化學(xué)結(jié)合的氣體 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 51 4 浮法玻璃的形成 2 玻璃液的澄清 玻璃中氣體的存在形式存在于玻璃液中的氣體主要有三種狀態(tài) 即可見氣泡 溶解的氣體 化學(xué)結(jié)合的氣體 此外 還有吸附在玻璃熔體表面上的氣體 常見的氣體有co2 so2 so3 n2 o2 h2o h2等氣體 n2以物理狀態(tài)存在于玻璃中 其他氣體大部分以化學(xué)結(jié)合狀態(tài)存在 a 碳酸鹽分解產(chǎn)物和燃燒產(chǎn)物co2它在玻璃熔液中的溶解度 取決于能生成比較穩(wěn)定的碳酸鹽的含量 如果堿性氧化物濃度增加 玻璃液吸收co2的能力也隨之增大 而co2的物理溶解卻隨溫度的升高 過飽和程度的增加而降低 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 52 4 浮法玻璃的形成 2 玻璃液的澄清b 硫酸鹽分解產(chǎn)物和燃燒產(chǎn)物so2它能與配合料 玻璃液相互作用形成硫酸鹽或再次分解為so2或so3 澄清劑芒硝在高溫下受熱分解放出so2和o2或so3 隨著玻璃中含堿量的增加 玻璃液中的so2再次與一價(jià) 二價(jià)金屬氧化物生成硫酸鹽而增多 c o2o2在玻璃中的溶解度是微小的 只有當(dāng)玻璃液中存在變價(jià)氧化物時(shí) 因在低溫時(shí)變價(jià)氧化物吸收o2由低價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià) 使其溶解度增加 而在高溫時(shí)高價(jià)氧化物分解放出o2變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物 其溶解度又降低 這也是變價(jià)氧化物能成為玻璃澄清劑的原因 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 53 4 浮法玻璃的形成 2 玻璃液的澄清 澄清過程中氣體間的轉(zhuǎn)化與平衡玻璃的澄清過程 就是如何利用玻璃液中溶解的氣體 氣泡中的氣體以及爐氣三者的平衡關(guān)系 即氣泡中包含多種氣體 其分壓各不相同 但應(yīng)與各自在玻璃液中的氣體分壓 窯氣中的氣體分壓相同 彼此達(dá)到一個(gè)動態(tài)平衡 并且氣體總是由分壓高的相進(jìn)入分壓低的相 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 54 4 浮法玻璃的形成 2 玻璃液的澄清氣體間的轉(zhuǎn)化與平衡除了與上述氣體的分壓有關(guān)系 還與氣泡中所含的氣體種類有密切的關(guān)系 根據(jù)道爾頓分壓定律 當(dāng)一種a氣體進(jìn)入到有b氣體的氣泡中時(shí) 氣泡的總壓將增加 b氣體的分壓卻減小 原有的平衡被打破 就將會從周圍玻璃液中吸收b氣體 直到兩相中b氣體的分壓相等為止 這就是澄清劑的作用機(jī)理 氣體在玻璃中的溶解度與溫度有關(guān) 溫度越高 氣體的溶解度越小 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 55 4 浮法玻璃的形成 2 玻璃液的澄清 影響玻璃澄清的因素a 配合料中的氣體率氣體率過大 則熔制時(shí)泡沫多 延長了澄清時(shí)間 而且氣泡難以消除 氣體率過小 則玻璃液難以形成強(qiáng)烈的翻滾 氣泡也難以消除 b 澄清溫度澄清溫度的過低或過高 澄清時(shí)間的不足或過長 都不利于澄清 一般澄清溫度比熔化溫度要高一些 但溫度過高 也會帶來相反的結(jié)果 主要由于玻璃液在高溫時(shí)粘度降低 容易滲透到耐火材料的微小孔道里 將其中所含氣體排出 使玻璃液中容易產(chǎn)生微小氣泡 此外也會加劇玻璃液對耐火材料的侵蝕 使耐火材料中的al2o3溶于玻璃液中 局部增加了玻璃液的粘度 不利于澄清 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 56 4 浮法玻璃的形成 2 玻璃液的澄清 影響玻璃澄清的因素c 窯壓窯內(nèi)氣體組成或壓力保持穩(wěn)定是很重要的 否則會破壞已建立的平衡狀態(tài) 不利于玻璃液的澄清 窯內(nèi)必須保持微正壓 正壓過大 不利于氣體的排除 溫度升高 粘度降低 有利于氣泡的排除 但要考慮到耐火材料的使用壽命 加速澄清的措施延長澄清時(shí)間 提高澄清溫度 玻璃液沸騰攪拌 鼓泡 加澄清劑等 在配合料中引入適量的澄清劑是一種最常見的方法 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 57 4 浮法玻璃的形成 3 玻璃液的均化玻璃液的均化目的是要達(dá)到化學(xué)均一性和熱均一性 當(dāng)玻璃液存在化學(xué)不均時(shí) 就是主體玻璃與不均體兩者的性質(zhì)不同 這將對玻璃制品產(chǎn)生不利影響 如因膨脹系數(shù)不同將會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力 光學(xué)性質(zhì)不同將會產(chǎn)生光畸變 粘度和表面張力不同將會產(chǎn)生波筋 條紋等缺陷 化學(xué)成分不同還可能產(chǎn)生析晶 析泡等傾向等 由此可知 不均勻的玻璃液對浮法玻璃制品的產(chǎn)量和質(zhì)量將有重大的影響 玻璃液的均勻性與配合料的均勻性 熔制作業(yè)的穩(wěn)定性及耐火材料的質(zhì)量等有關(guān) 玻璃形成和澄清階段玻璃液中不均體的溶解和擴(kuò)散是主要的均化過程 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 58 4 浮法玻璃的形成 3 玻璃液的均化 玻璃液中不均體的溶解與擴(kuò)散玻璃液中的不均質(zhì)體 即玻璃組分的濃度差引起的分子擴(kuò)散 由玻璃液中某組分較多的部分向該組分較少的部分轉(zhuǎn)移 在靜止的玻璃液中不均體的擴(kuò)散速度是非常緩慢的 提高擴(kuò)散速度的方法是提高熔制溫度和減小玻璃液粘度 同時(shí)溫度升高也降低玻璃液的表面張力 有利于玻璃液的均化 玻璃液的表面張力降低玻璃液表面張力產(chǎn)生的均化效果比降低玻璃液粘度更有效 表面張力小的條紋和不均體 容易被均化 表面張力大的條紋和不均體 即使受到剪切力作用也很難伸長和消失 因此降低玻璃熔體的表面張力 有助于玻璃均化 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 59 4 浮法玻璃的形成 3 玻璃液的均化 玻璃液的對流玻璃液在玻璃熔窯內(nèi)所處位置不同 其溫度也不同 因此導(dǎo)致玻璃液產(chǎn)生對流 由于在液流斷面上存在著速度梯度 因此玻璃液中的不均體被拉長 其結(jié)果不僅增加了擴(kuò)散面積 而且會增加濃度梯度 加強(qiáng)了玻璃液的擴(kuò)散均化作用 但是玻璃液在浮法熔窯中的流動屬層流而不是湍流 故對流均化過程的作用是有限的 增加玻璃液的對流雖然能夠強(qiáng)化均化作用 但對耐火材料的侵蝕作用也增強(qiáng) 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 60 4 浮法玻璃的形成 3 玻璃液的均化 玻璃液中氣泡上升當(dāng)氣泡由玻璃液深處向上浮升時(shí) 一方面由于氣泡上升的翻騰作用 帶動氣泡附近的玻璃液流動 在其斷面形成速度梯度 促使不均體均化 另一方面若氣泡上升時(shí)遇到不均質(zhì)體 由于氣泡的上升力給予不均體以拉力 使它拉成線條 有利于均化進(jìn)行 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 61 4 浮法玻璃的形成 3 玻璃液的均化 玻璃液的強(qiáng)制均化技術(shù)強(qiáng)制均化技術(shù)主要包括攪拌 鼓泡等 a 攪拌它是利用設(shè)置攪拌器對玻璃液進(jìn)行強(qiáng)制均化的有效措施 攪拌器的形式有垂直攪拌器和水平攪拌器兩種 浮法玻璃生產(chǎn)使用的攪拌器一般設(shè)置在卡脖上 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 62 4 浮法玻璃的形成 3 玻璃液的均化b 鼓泡鼓泡是將凈化的壓縮空氣 從窯底鼓泡管鼓入玻璃液中 使它在熔窯深層的玻璃液中產(chǎn)生一定壓力的氣泡 并迅速上升到玻璃液的表面而破裂 在上升過程中能吸收玻璃液中的小氣泡 使其自身迅速長大 并攪動四周玻璃液 起到強(qiáng)制均化和促進(jìn)澄清的作用 如在熔化部熱點(diǎn)附近適當(dāng)位置設(shè)置一排鼓泡點(diǎn) 鼓出的氣泡上升時(shí) 在熔窯的寬度方向形成一排 氣幕 將熔化池沿縱向分成兩個(gè)循環(huán)流動區(qū)域 并推動兩股循環(huán)流向前后兩個(gè)方向運(yùn)動 前面的環(huán)流有著阻擋玻璃液回流的作用 后邊的環(huán)流迫使配合料較長時(shí)間滯留在熔化區(qū)域中 得以充分熔化 并不會越出鼓泡帶進(jìn)入澄清區(qū) 即不會跑料 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 63 4 浮法玻璃的形成 4 玻璃液的冷卻即便是澄清均化很好的玻璃液 也不能馬上成型制成產(chǎn)品 這是因?yàn)椴煌a(chǎn)品其成型溫度不相同或要求玻璃液的粘度不相同 浮法玻璃的成型溫度在1100 左右 因此必須將熔化并澄清均化好的玻璃液的溫度由1350 均勻降至1100 左右 然后進(jìn)入錫槽成型 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 64 4 浮法玻璃的形成 4 玻璃液的冷卻冷卻過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的有兩個(gè)因素 玻璃液的熱均勻程度和是否產(chǎn)生二次氣泡 在玻璃液的冷卻過程中 不同位置的玻璃液之間多少總會存在一定溫差 即熱不均勻性 熱不均勻性超過一定范圍時(shí) 將對生產(chǎn)帶來不利影響 因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中 冷卻部一般不采用強(qiáng)烈的冷卻措施 而且嚴(yán)格采取保溫措施 盡可能使玻璃液的降溫均勻一致 二次氣泡的特點(diǎn)是直徑小 數(shù)量多 分布均 又稱為再生泡或灰泡 不同玻璃產(chǎn)生二次氣泡的原因不同 一般產(chǎn)生的原因有鹽類的繼續(xù)分解 溶解氣體的析出 耐火材料氣泡作用 其他化學(xué)反應(yīng) 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 65 5 浮法玻璃熔制工藝制度合理的熔制工藝制度是正常生產(chǎn)的保證 熔窯熔制四穩(wěn)作業(yè) 即溫度穩(wěn) 壓力穩(wěn) 泡界線穩(wěn) 液面穩(wěn) 對于獲得高產(chǎn) 優(yōu)質(zhì) 低消耗 長窯齡起了重要作用 在配合料熔制過程中 熔化操作的基本原則就是保證 四小穩(wěn) 即保證熔化溫度穩(wěn)定 保證窯壓穩(wěn)定 保證玻璃液面穩(wěn)定和保證泡界線穩(wěn)定 池窯的工藝制度包括溫度 壓力 泡界線 液面 氣氛和換向等 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 66 5 浮法玻璃熔制工藝制度 1 玻璃熔制的溫度制度這里的溫度制度是指熔化部的溫度制度 而非全窯的溫度制度 溫度制度是指沿熔化部窯長方向的溫度分布 溫度制度對玻璃熔化速度 玻璃液對流情況 成型作業(yè) 燃料消耗 窯齡等都有影響 對于浮法玻璃熔窯內(nèi)的溫度要求橫向溫差越小越好 縱向溫度要嚴(yán)格執(zhí)行工藝制度 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 67 5 浮法玻璃熔制工藝制度 2 玻璃熔制的壓力制度池窯壓力制度用壓力分布曲線表示 窯內(nèi)壓力是指氣體系統(tǒng)所具有的靜壓 玻璃液面處的壓力為零壓或微正壓 該處的壓力統(tǒng)稱為窯壓 窯壓不能為負(fù)壓 因?yàn)樨?fù)壓狀態(tài)火焰空間將吸入冷空氣 改變窯內(nèi)氣氛 降低窯溫 增加能耗 還會使窯內(nèi)溫度分布不均勻 但也不能過大 窯壓過大將使熔窯冒火嚴(yán)重 不僅增加燃料消耗 而且加劇窯體燒損 并不利于玻璃液澄清和冷卻 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 68 5 浮法玻璃熔制工藝制度 3 玻璃熔制的泡界線制度在正常作業(yè)條件下 進(jìn)入熔窯的配合料受到3方面的作用 一是投料機(jī)將料堆向前推進(jìn)的力 另一是從熱點(diǎn)向投料口的對流對料堆施加的阻止其前進(jìn)的反方向的力 第三是高溫熔化作用 在三者的作用平衡時(shí) 料堆就固定在熔窯的某一位置消失 此后未熔粉料顆粒和反應(yīng)放出的氣體形成泡沫稠密區(qū) 并在三者作用下完全熔融 形成清凈的玻璃液 泡沫稠密區(qū)與清凈玻璃液之間就形成了一條整齊明晰的分界線 在線的里面 玻璃形成反應(yīng)激烈進(jìn)行 液面有很多泡沫 而在線的外面 液面像鏡子一樣明亮 這條分界線就是泡界線 通常按照泡界線的位置 形狀 清晰度來判斷熔化作業(yè)的正常與否 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 69 5 浮法玻璃熔制工藝制度 3 玻璃熔制的泡界線制度泡界線的形狀 位置的穩(wěn)定是熔化作業(yè)正常與否的重要標(biāo)志 也影響到窯的產(chǎn)量和玻璃液質(zhì)量 從泡界線的成因來看 其位置應(yīng)與玻璃液熱點(diǎn)一致 在實(shí)際操作過程中 有些廠為了防止跑料 將泡界線向投料口方向適當(dāng)移一些 以便控制 但移動不能過多 以免由于熔化面積過多減小 而影響產(chǎn)量和質(zhì)量 泡界線應(yīng)向澄清區(qū)凸出 兩邊對稱 最好不能偏斜 泡界線應(yīng)整齊清楚 線外液面清亮 無沫子 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 70 5 浮法玻璃熔制工藝制度 4 玻璃熔制的液面控制玻璃液面穩(wěn)定是達(dá)到整個(gè)窯作業(yè)穩(wěn)定的主要條件 是熔窯系統(tǒng)平衡最有決定性的標(biāo)志 玻璃液面波動 一方面會造成成型部玻璃流的變化 從而影響玻璃成型的質(zhì)量 另一方面也會加劇玻璃液對熔窯池壁耐火材料的侵蝕 波動劇烈時(shí)還會產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 蝕損胸墻磚和小爐底板磚 大大減少熔窯的使用壽命 因此控制窯內(nèi)玻璃液面高度的穩(wěn)定是尤為重要的 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 71 5 浮法玻璃熔制工藝制度 5 玻璃熔制的氣氛控制玻璃窯內(nèi)氣體或火焰按其化學(xué)組成成分以及具有的氧化或還原能力分為氧化氣氛 中性氣氛 還原氣氛三種 理論上 當(dāng)窯內(nèi)空氣過剩系數(shù) 1時(shí) 燃燒產(chǎn)物中有多余的o2 具有氧化能力 此時(shí)的氣氛稱為氧化氣氛或氧化焰 當(dāng) 1時(shí) 燃燒產(chǎn)物中無多余的o2和未燃燒完全的co 此時(shí)的氣氛稱為中性氣氛或中性焰 當(dāng) 1時(shí) 燃燒產(chǎn)物中含有一定量的co 具有還原能力 此時(shí)的氣氛稱為還原氣氛或還原焰 氣氛制度的制定主要與配合料組成 澄清劑種類 生產(chǎn)玻璃顏色等有關(guān) 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 72 5 浮法玻璃熔制工藝制度 6 玻璃熔制的換向控制玻璃熔化過程中 通常要按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行火焰的換向操作 這主要是為了穩(wěn)定熔化溫度 不讓蓄熱室的格子體上部溫度過高 不超過該種格子磚所允許的工作溫度 同時(shí)也為了減少窯體耐火材料的燒損 如果不進(jìn)行換向 那么就會造成配合料一邊熔化好 一邊熔化不好 出現(xiàn)橫向溫差過大 從而影響玻璃的質(zhì)量 通常間隔的時(shí)間為20min一次 即通過換向閘板 使氣流 廢氣與助燃空氣 的流向相反 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 73 6 浮法玻璃熔窯浮法玻璃熔窯屬于橫火焰蓄熱式池窯 浮法玻璃熔窯根據(jù)各部功能 其構(gòu)造分為投料 玻璃熔制 熱源供給 廢氣余熱回收 排煙供氣等部分 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 74 6 浮法玻璃熔窯 1 投料系統(tǒng)投料系統(tǒng)由投料機(jī)和投料池組成 投料作業(yè)是熔制過程中最重要的工藝環(huán)節(jié)之一 影響配合料的熔化速度 熔化區(qū)的位置 熔化溫度及液面的穩(wěn)定 從而影響熔化率 玻璃質(zhì)量和燃料消耗量等指標(biāo) 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 75 6 浮法玻璃熔窯 2 玻璃熔制系統(tǒng)玻璃熔制系統(tǒng)主要由前臉墻 熔化部 卡脖 冷卻部組成 浮法玻璃熔窯窯體沿長度方向分成熔化部 包括熔化帶 澄清帶 卡脖 冷卻部 熔化部是進(jìn)行配合料熔化和玻璃液澄清 均化的部分 由于采用火焰表面加熱的熔化方式 熔化部分為上下兩部分 上部稱為火焰空間 下部稱為窯池 前臉墻是橫跨在投料池上方 阻止窯內(nèi)熱氣體向窯外逸出和熱輻射的正面擋墻 其開度應(yīng)盡可能小 但不能影響下方配合料進(jìn)入窯內(nèi) 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 76 6 浮法玻璃熔窯 2 玻璃熔制系統(tǒng)冷卻部是熔化好的玻璃液進(jìn)一步均化和冷卻的部位 也是將玻璃液分配給各成型設(shè)備的部位 冷卻部應(yīng)提供純凈 透明 均勻且溫度穩(wěn)定的玻璃液 與熔化部相同冷卻部也為矩形窯池 也分為上部空間與窯池兩部分 結(jié)構(gòu)與熔化部大致相同 卡脖是熔化部和冷卻部之間的一段縮窄窯池 與矮碹 吊墻配合使用 對熔化部和冷卻部之間的氣體空間和玻璃液起分隔作用 卡脖所起的降溫作用不大 但對玻璃液流影響較大 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 77 6 浮法玻璃熔窯 3 熱源供給系統(tǒng)浮法玻璃熔窯熱源供給系統(tǒng)主要由小爐 噴槍等設(shè)備組成 小爐是玻璃熔窯的重要組成部分 是使燃料和空氣預(yù)熱 混合 組織燃燒的裝置 小爐結(jié)構(gòu)應(yīng)保證火焰有一定長度 亮度 剛度 角度 有足夠的覆蓋面積 不發(fā)飄 不分層 還要滿足窯內(nèi)所需的溫度和氣氛的要求 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 78 6 浮法玻璃熔窯 4 廢氣余熱回收系統(tǒng)浮法玻璃熔窯廢氣余熱回收系統(tǒng)主要包括蓄熱室 余熱鍋爐等設(shè)備 蓄熱室是利用耐火材料做蓄熱體 稱為格子磚 蓄積從窯內(nèi)排出煙氣的部分熱量 用來加熱進(jìn)入窯內(nèi)的空氣 蓄熱室結(jié)構(gòu)簡單 可加熱大量氣體 并且可以把冷氣體加熱到較高溫度 但蓄熱室是間歇作業(yè) 加熱溫度不易穩(wěn)定 并且是成對配置 由于火焰換向作業(yè)而必須使用交換器 所以 占用空間大 使用的材料多 投資費(fèi)用也大 蓄熱室的結(jié)構(gòu)形式主要有連通式 分隔式 半分隔式 兩小爐分隔式和兩段式等結(jié)構(gòu)形式 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 79 6 浮法玻璃熔窯 5 排煙供氣系統(tǒng)浮法玻璃熔窯排煙供氣系統(tǒng)用于保證熔窯作業(yè)連續(xù) 正常 有效地進(jìn)行 它包括交換器 空氣煙道 總煙道煙囪等 交換器是氣體換向設(shè)備 按照換向程序依次向窯內(nèi)送入空氣 由窯內(nèi)排出煙氣 還能調(diào)節(jié)氣體流量和改變氣體流動方向 對交換器的要求是換向迅速 操作方便可靠 嚴(yán)密性好 氣體流動阻力小以及檢修方便 煙道除用作排煙供氣外 還可通過設(shè)置閘板調(diào)節(jié)氣體流量和窯內(nèi)壓力 總煙道閘板用來調(diào)節(jié)煙囪對窯內(nèi)的抽力 總煙道上的調(diào)節(jié)閘板用來對窯內(nèi)壓力的微調(diào) 以穩(wěn)定生產(chǎn) 三 浮法玻璃熔制技術(shù) 80 內(nèi)容1 浮法玻璃成型的定義2 浮法玻璃成型工藝過程3 浮法玻璃成型工藝因素4 浮法玻璃成型原理5 影響成型質(zhì)量的因素6 錫槽結(jié)構(gòu)7 錫槽的附屬設(shè)備 四 浮法玻璃成型技術(shù) 81 1 浮法玻璃成型的定義浮法玻璃成型工藝過程為熔化 澄清 冷卻的優(yōu)質(zhì)玻璃液在調(diào)節(jié)閘板的控制下經(jīng)流道平穩(wěn)連續(xù)地流入錫槽 在錫槽中漂浮在熔融錫液表面 在自身重力的作用下攤平 在表面張力作用下拋光 在主傳動拉引力作用下向前漂浮 通過擋邊輪控制玻璃帶的中心偏移 在拉邊機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)玻璃帶的展薄或積厚并冷卻 固型等過程 成為優(yōu)于磨光玻璃的高質(zhì)量的平板玻璃 玻璃液在前進(jìn)的過程中經(jīng)歷了在錫液面上的攤開 達(dá)到平衡厚度 自然拋光以及拉薄或積厚四個(gè)過程 浮法玻璃的成型設(shè)備因?yàn)槭鞘M熔融錫液的槽形容器而被稱作錫槽 它是浮法玻璃成型工藝的核心 被看作為浮法玻璃生產(chǎn)過程的三大熱工設(shè)備之一 四 浮法玻璃成型技術(shù) 82 2 浮法玻璃成型工藝過程池窯中熔化好的玻璃液 在1100 左右的溫度下 沿流道流入錫槽 由于玻璃的密度只有錫液密度的1 3左右 因而漂浮在錫液面上 完成玻璃的平整化過程 然后逐漸降溫 在外力的作用下冷卻成板 玻璃帶冷卻到600 620 時(shí) 被過渡輥臺抬起 在輸送輥道牽引力作用下 離開錫槽 進(jìn)入退火窯 消除應(yīng)力 再經(jīng)質(zhì)量檢測 縱橫切割 裝箱入庫 為了防止錫液在高溫下的氧化 通常通入弱還原性的保護(hù)氣體 以提高玻璃質(zhì)量 玻璃帶成型時(shí)的作用力有兩種 即表面張力和自身重力 前者阻止玻璃液無限攤開 對玻璃表面的光潔度影響極大 后者則促使玻璃液攤開 當(dāng)表面張力與自身重力平衡時(shí) 漂浮在錫液面上的玻璃帶就獲得自然厚度 四 浮法玻璃成型技術(shù) 83 3 浮法玻璃成型工藝因素對浮法玻璃成型起決定作用的因素有玻璃的粘度 表面張力和自身的重力 在這3個(gè)因素中 粘度主要起定型的作用 表面張力主要起拋光的作用 重力則主要起攤平作用 但是三者對攤平 拋光和展薄都有一定作用 這三者結(jié)合才能很好的進(jìn)行浮法玻璃的生產(chǎn) 玻璃液剛流入錫槽時(shí) 處于自身重力和液 液 氣三相系統(tǒng)表面張力的作用下 隨著玻璃液的不斷流入 在自身重力影響下 玻璃液沿錫液表面攤開 并在錫液面上形成了玻璃液的流體靜壓 作為玻璃帶成型的源流 在1025 左右的溫度范圍內(nèi) 在自身重力和表面張力的作用下 玻璃液以自然厚度 7mm左右 向四周流動攤開 此過程稱為玻璃的攤平過程 四 浮法玻璃成型技術(shù) 84 3 浮法玻璃成型工藝因素在玻璃的攤平過程中 主要涉及玻璃液的平整化 亦即攤得平不平 這是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃之關(guān)鍵 生產(chǎn)實(shí)踐證明 欲得到平整的玻璃帶 必須具備下述條件 1 適于平整化的均勻的溫度場 玻璃液在錫液面上攤平必須有適于平整化的溫度范圍 適于浮法玻璃自身攤平的溫度范圍為1065 996 只有在此范圍內(nèi) 才能使玻璃帶攤得厚度均勻 表面平整 2 足夠的攤平時(shí)間 玻璃的平整化除必須有一定的溫度范圍 以達(dá)到一定的表面張力外 還必須具備足夠的攤平時(shí)間 以保證表面張力充分發(fā)揮作用 即1050 時(shí) 玻璃液在錫液表面上約需用1min稍多的時(shí)間 即可消除波紋而攤平 達(dá)到平整化的要求 四 浮法玻璃成型技術(shù) 85 3 浮法玻璃成型工藝因素由于玻璃液在成型過程中被逐漸地冷卻 也就是溫度逐漸降低粘度不斷增大 所以在錫槽設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中 適當(dāng)延長高溫區(qū)長度或延長高溫區(qū)作用時(shí)間 都對玻璃的平整化有利 但是 提高玻璃液和高溫區(qū)溫度 以降低玻璃粘度 雖然有利于加速玻璃帶平整化過程 但若玻璃粘度降低過多 不足以克服玻璃本身的慣性 就可能拉不走 這樣就會降低產(chǎn)量 四 浮法玻璃成型技術(shù) 86 4 浮法玻璃成型原理浮法玻璃的成型過程原理主要是描述玻璃液在錫液面上的攤開過程 平衡厚度 拋光時(shí)間 玻璃液的拉薄或增厚 1 玻璃液在錫液面上的攤開過程自然界的液體自由表面是最光滑平坦的 所以密度大的液體就可以起到理想的成型模具的作用 借鑒玻璃液和錫液不起化學(xué)反應(yīng)以及互不浸潤原理 同時(shí)后者的密度大于前者 因而玻璃液可浮在錫液面上 玻璃液只是有限度地?cái)傞_ 當(dāng)攤開到一定程度時(shí) 玻璃液的表面張力和重力充分起作用并達(dá)到平衡 玻璃液就形成一定厚度的表面光滑平整的液層 四 浮法玻璃成型技術(shù) 87 4 浮法玻璃成型原理 2 平衡厚度浮在錫液表面的玻璃液 在沒有外力的作用下 它的厚度取決于兩個(gè)因素 一是表面張力 它力圖使玻璃液收縮增厚 從而使其表面積最小 二是重力 它力圖使玻璃液變薄攤開 從而使其位能最低 當(dāng)這兩種相反的力達(dá)到平衡時(shí)的玻璃液的厚度就被稱為平衡厚度 四 浮法玻璃成型技術(shù) 88 4 浮法玻璃成型原理 3 玻璃液在錫液面上的拋光時(shí)間浮法玻璃的拋光過程主要依靠玻璃液的表面張力的作用來實(shí)現(xiàn) 浮法玻璃在錫槽中的拋光過程是通過控制較小的