浮法玻璃工業(yè)中的原料及其加工對(duì)玻璃質(zhì)量的影響

浮法玻璃工業(yè)中的原料及其加工對(duì)玻璃質(zhì)量的影響

近年來(lái)，隨著中國(guó)玻璃工業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)浮法玻璃的產(chǎn)品質(zhì)量有了很大提高。玻璃產(chǎn)品的加工和豪華比例不斷增加，呈現(xiàn)出一種令人滿意的好趨勢(shì)。但是毋庸諱言,盡管近年來(lái)許多浮法玻璃廠在其核心——三大熱工設(shè)備熔窯、錫槽、退火窯和冷端上引進(jìn)了很多先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備,有的還是全線引進(jìn),然而在產(chǎn)品質(zhì)量上與國(guó)外先進(jìn)的浮法玻璃相比,甚至與國(guó)內(nèi)先進(jìn)的合資企業(yè)相比,不少國(guó)內(nèi)企業(yè)的玻璃質(zhì)量仍有一些差距。在產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性上差距更為明顯。一方面造成了中低檔產(chǎn)品的相對(duì)過(guò)剩,另一方面在不少高檔產(chǎn)品上尚需從國(guó)外引進(jìn)原片或加工制造。既然國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線在硬件設(shè)施上已經(jīng)與國(guó)外先進(jìn)的浮法玻璃生產(chǎn)線相差無(wú)幾,那么產(chǎn)品質(zhì)量仍不能令人十分滿意的原因何在呢?對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的探索可謂是仁者見(jiàn)仁,智者見(jiàn)智。下面筆者想從玻璃原料及其加工系統(tǒng)對(duì)玻璃質(zhì)量影響的角度對(duì)這一問(wèn)題發(fā)表幾點(diǎn)看法,用對(duì)比的形式來(lái)看看國(guó)內(nèi)企業(yè)的異同。1原料系統(tǒng)是國(guó)資企業(yè)發(fā)展的前提和基礎(chǔ)筆者從事玻璃工廠設(shè)計(jì)多年,對(duì)這一問(wèn)題的體會(huì)非常深刻。不管業(yè)主們自覺(jué)與否,資金充足與否,很多國(guó)內(nèi)企業(yè)往往從玻璃廠的前期立項(xiàng)、可行性研究開(kāi)始,到項(xiàng)目的方案論證、投資估算、資金平衡、設(shè)備材料引進(jìn)直至項(xiàng)目實(shí)施,都把三大熱工設(shè)備作為重中之重來(lái)考慮,而把原料系統(tǒng)放在了相對(duì)從屬的地位。盡管這些年來(lái)對(duì)原料系統(tǒng)重要性的認(rèn)識(shí)已有了很大程度的提高,但仍未達(dá)到其應(yīng)有的水平。實(shí)際上,從我們所掌握的資料來(lái)看,不論是國(guó)外幾大公司,還是國(guó)內(nèi)的幾個(gè)高質(zhì)量的合資企業(yè),都把原料系統(tǒng)放在了與三大熱工設(shè)備同等重要的地位來(lái)考慮,在技術(shù)保證措施和資金投入上一點(diǎn)也不遜色。高投入帶來(lái)的是高產(chǎn)出,如果重視程度不夠,帶來(lái)的可能就是先天不足。沒(méi)有高質(zhì)量的入窯原料作前提,可能再先進(jìn)的三大熱工設(shè)備也難以生產(chǎn)出高質(zhì)量的玻璃來(lái)。原料系統(tǒng)與三大熱工設(shè)備前后相接、相輔相成。2原料上的差別提到原料的質(zhì)量,人們往往想到的是原料的化學(xué)成分,或有益有害組分所占的比例。實(shí)際上,原料質(zhì)量應(yīng)該包括以下幾個(gè)方面:即原料的化學(xué)成分、水分、粒度及其分布和原料的均勻性,廣義上來(lái)說(shuō),還應(yīng)該包括參與配料的各種原料粒級(jí)上的匹配性。這幾個(gè)方面共同影響著玻璃的熔化、澄清、成形、能耗和窯齡。因此對(duì)這幾個(gè)方面應(yīng)該同等對(duì)待、同等要求。只重視原料的化學(xué)成分和水分而忽視其他方面的要求,看起來(lái)只是粗放型的經(jīng)營(yíng)和概念上的差別,但這一差別直接影響原料的實(shí)際質(zhì)量進(jìn)而影響玻璃的質(zhì)量。下面的表1和表2分別列出了甲廠(某合資企業(yè))和乙廠(某國(guó)內(nèi)企業(yè))的原料進(jìn)廠情況(二者三大熱工設(shè)備配置水平基本相當(dāng))。單從以上兩廠的原料化學(xué)成分上來(lái)看基本上屬于同一水平,配料計(jì)算所得的玻璃化學(xué)成分也基本上是一樣的。但是二者的玻璃質(zhì)量實(shí)物水平卻相差甚遠(yuǎn)。分析認(rèn)為,除了兩廠的熱工工藝制度、操作水平等有所不同外,主要的原因之一是兩廠主要原料中的超細(xì)粉含量差別太大。以白云石為例,甲廠為4.6%,而乙廠高達(dá)14.8%。乙廠如此高的超細(xì)粉含量必然會(huì)導(dǎo)致熔化不同步、硅酸鹽局部形成差異與澄清困難,同時(shí)超細(xì)粉在熔化過(guò)程中的飛揚(yáng)也將堵塞格子體、腐蝕耐火材料進(jìn)而影響熔窯壽命。二是甲廠的硅質(zhì)原料采用了均化庫(kù)而乙廠的硅質(zhì)原料采用的僅是普通貯庫(kù),這樣在入窯硅質(zhì)原料的均勻性、熔化的穩(wěn)定性上甲廠也要好于乙廠。筆者曾會(huì)同兩廠有關(guān)技術(shù)人員分別對(duì)其硅質(zhì)原料進(jìn)行長(zhǎng)期化驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)即使是同一批進(jìn)廠的原料,不同車箱(船)的原料在化學(xué)成分、水分、粒度上都會(huì)有所差別,更不論不同批次之間了。三是甲廠采用的是粉料進(jìn)廠,進(jìn)廠后化驗(yàn)所得的原料化學(xué)成分基本上就是入窯成分,而乙廠采用的是塊料破碎形式,由于破碎篩分工藝流程和設(shè)備選擇的關(guān)系,在破碎篩分過(guò)程中又在粉料中帶入了部分機(jī)械鐵和其他雜質(zhì)。這部分機(jī)械鐵也一并帶入了窯中并往往被“忽略”。當(dāng)然這并不是否定塊料進(jìn)廠方式,而是說(shuō)要選擇好破碎篩分工藝流程和加工設(shè)備,并在粉料送入配料倉(cāng)前采用有效的機(jī)械鐵去除設(shè)備。甲乙兩廠在原料質(zhì)量上的差別在國(guó)內(nèi)具有普遍性。甚至有的廠家認(rèn)為在當(dāng)前“優(yōu)質(zhì)并非優(yōu)價(jià)”的市場(chǎng)格局下采用優(yōu)質(zhì)原料是造成虧損的原因之一,有意低價(jià)購(gòu)進(jìn)一般原料生產(chǎn)一般玻璃則是另外一個(gè)話題了。3對(duì)系統(tǒng)精度的提高是最主要提到配料精度,人們往往想到的就是稱量設(shè)備——電子秤。目前國(guó)內(nèi)外的浮法玻璃生產(chǎn)線絕大部分都采用電子秤作為稱量設(shè)備,一般靜態(tài)精度可以達(dá)到1/1000,動(dòng)態(tài)精度大秤(500kg以上)可以達(dá)到1/500,小秤(300kg以下)可以達(dá)到1/300左右或更高。但是,這樣的精度如果僅僅是對(duì)稱量設(shè)備本身而言,那是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因?yàn)樗^配料精度,最終是要體現(xiàn)在玻璃成分是否也是如此精確。也就是說(shuō),要求進(jìn)入混合機(jī)乃至進(jìn)入大窯的各種原料配比(重量)也要保持或接近這么高的精度,才能最后體現(xiàn)配料系統(tǒng)的總體精度即“系統(tǒng)精度”。在系統(tǒng)精度這一點(diǎn)上的差別還是存在的。(1)稱量設(shè)備本身的差別。撇開(kāi)電子秤設(shè)計(jì)、制作和材料自身的水平高低不談,由于目前大部分的國(guó)內(nèi)企業(yè)電子秤采購(gòu)以最低價(jià)中標(biāo),使得供應(yīng)商的利潤(rùn)空間很小,不得不在傳感器、儀表、秤斗、給排料機(jī)等元器件材料上和其他方面如檢測(cè)診料報(bào)警等功能的多少上做文章,把成本壓得很低。這樣得到了電子秤往往除了靜態(tài)精度尚可以外,其他方面由于先天的不完備,動(dòng)態(tài)精度較低并且給以后的生產(chǎn)留下了隱患。(2)輸送環(huán)節(jié)上的差別。由于目前大部分的國(guó)內(nèi)企業(yè)采用的都是排庫(kù)配料方式,稱量好的物料在進(jìn)入混合機(jī)之前要通過(guò)配合料皮帶機(jī)收集后再進(jìn)入混合機(jī)。在這一中間環(huán)節(jié)上,跑、冒、撲、漏、粘料現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,即使稱量得再準(zhǔn)確也將影響系統(tǒng)精度,而人們對(duì)這些中間環(huán)節(jié)的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如電子秤本身。(3)是否采用在線水分測(cè)量裝置。由于目前國(guó)內(nèi)硅質(zhì)原料的水分波動(dòng)很大,因此采用在線水分測(cè)量裝置動(dòng)態(tài)改變稱料量是十分必要的,否則會(huì)導(dǎo)致實(shí)際稱量即干基量不準(zhǔn)確。(4)建立正常化、制度化的電子秤維護(hù)校驗(yàn)制度,并將靜態(tài)精度校驗(yàn)和動(dòng)態(tài)精度校驗(yàn)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)解決。(5)慎用懸浮量。懸浮量或允差是電子秤操作(設(shè)計(jì))人員給出的該秤在某一稱量范圍內(nèi)的允許偏差值。但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)有的操作人員把允差給得很大,例如要求稱量值是500kg,如果把允差設(shè)定為±1kg,則精度是1/500,但如果把允差設(shè)定為±2kg,則精度就是1/250了。這樣做的“好處”是稱量系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間不報(bào)警,似乎稱量系統(tǒng)很“穩(wěn)定”,但它掩蓋了稱量精度低的事實(shí)并且不易發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備和儀表的不準(zhǔn)確性甚至是故障。4混合設(shè)備的選擇與配合料放料時(shí)間的關(guān)系目前大部分的國(guó)內(nèi)企業(yè)采用的混合設(shè)備都是國(guó)產(chǎn)混合機(jī)。毋庸諱言,國(guó)產(chǎn)混合機(jī)在混合均勻度、出料溫度和料蛋的多少上與國(guó)外先進(jìn)的混合設(shè)備相比還是存在較大差距的。由于混合機(jī)是原料進(jìn)入熔窯之前的最后一道關(guān)口,混合料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到玻璃質(zhì)量的高低。值得指出的是,不僅僅是混合機(jī)本身,配合料的放料次序、放料時(shí)差、干混時(shí)間、濕混時(shí)間、加熱水、加蒸汽的時(shí)間選擇以及混合周期的選擇也會(huì)對(duì)混合料質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。同時(shí)產(chǎn)生影響的還有混合后的輸送設(shè)備和輸送距離等等。5在玻璃質(zhì)量方面的應(yīng)用措施通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)浮法玻璃企業(yè)的考查可以得出一個(gè)結(jié)論,那就是這些企業(yè)對(duì)碎玻璃的處理可以用兩個(gè)字來(lái)形容:苛刻!不僅碎玻璃比例穩(wěn)定不變(同種玻璃),對(duì)線內(nèi)線外碎玻璃的處理手段也極其嚴(yán)格,有時(shí)寧可犧牲成品率也要保持碎玻璃比率的穩(wěn)定。碎玻璃的穩(wěn)定和準(zhǔn)確添加有助于熔化的穩(wěn)定,進(jìn)而促進(jìn)玻璃質(zhì)量的長(zhǎng)期穩(wěn)定,這也是提高玻璃質(zhì)量的一個(gè)有效途徑。當(dāng)然,原料對(duì)玻璃質(zhì)量的影響因素還有很多方面,這里就不一一列舉了。但是思想觀念上的差距卻是最主要的,要從根本上克服恐怕還要走一段相當(dāng)長(zhǎng)的路。秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院礦山所為您提供●硅砂、砂巖、長(zhǎng)石、白云石、石灰石等玻璃原料的實(shí)驗(yàn)室及半工業(yè)試驗(yàn)●硅砂、砂巖、長(zhǎng)石、白云石、石灰石等玻璃原料的采礦、選