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浅谈浮法玻璃三种不同透过率的工艺特性

发布日期: 2016年09月23日 点击次数: 浏览: 字体:

  众所周知,普通白玻主要用于建筑领域,也是国内众多浮法线的主打产品,其产品特性为玻璃透过率位于67%~89%之间(其值随玻璃厚度变化而变化),铁含量在1000ppm左右;而超白玻璃是一种超透明低铁玻璃,也称低铁玻璃、高透明玻璃;它是一种高品质、多功能的高档新型玻璃,透过率一般在91.5%以上,铁含量一般控制在150ppm以下;本文所提及高白玻璃是一种介于普白和超白玻璃之间的品种,透过率一般控制在89.5%~91.5%之间,铁含量控制在200~400ppm之间,其用途是用来加工成工艺品玻璃,满足市场装饰方面的要求。

  1、三种不同透过率玻璃的工艺特性

  不同透过率玻璃品种的工艺控制是由其工艺特性来决定,以下为普白玻璃、高白玻璃、超白玻璃玻璃成份的对比(%):

  三种透过率不同的玻璃之间最大的差别为Fe2O3含量不同,且差别较大,普白玻璃的Fe2O3含量是超白玻璃的8倍左右,高白玻璃为超白玻璃的2~3倍。因此在三种不同透过率玻璃品种相互切换时,主要考虑到Fe2O3含量的变化影响到玻璃的透热性,玻璃透热性不同会影响到玻璃熔化过程中热量传递,会使整个熔窑内玻璃液温度横向梯度及纵向梯度发生变化,进而会影响到整个池炉内玻璃液的回流,从而对玻璃品质造成一定的影响。因此在从普白玻璃切换至高白玻璃,从高白玻璃切换至超白玻璃,要根据玻璃透热性的不同制定合适的工艺制度和工艺控制过程,并在实施过程中加以修正,才能得到熔解质量比较的玻璃,满足用户的需求。

  2、三种不同透过率玻璃的工艺过程控制

  在实际生产过程中,由透过率较低的玻璃品种向玻璃透过率较高的品种切换时,玻璃的透热性会逐渐增强;根据前面所述,高白玻璃、超白玻璃的导热率会较高,玻璃液在窑炉内垂直方向上的热传递较快,因而池底温度会升高。但是由于高白玻璃、超白玻璃的透过率较高,熔窑内玻璃液的辐射系数会降低,这就决定了燃料燃烧后释放的热量被玻璃液吸收的热量会有一定程度的减少,辐射给熔窑本体的热量和随烟气带走的热量会增加,这就造成了玻璃的透热性愈高,熔化会愈困难,单位玻璃能耗会愈高的现象;另外,透过率愈高的玻璃透热性会愈好,生产时会出现池底处玻璃液温度较高的情况,导致玻璃液的平均温度较高,但表层玻璃液温度较低,玻璃液在水平方向上对流强度增大,成型环流在澄清区停留时间较短,极可能会出现玻璃液的澄清不良。同时对于三种透过率不同的玻璃而言,在整个池深方向垂直温度梯度与粘度的大小顺序为普白玻璃、高白玻璃、超白玻璃,玻璃液的上下温差减小,对流也会相应的减弱,气泡排出难易程度也会有较大不同。普白玻璃由于上下温度梯度较大,相对而言,气泡的排出是最容易的,超白玻璃由于透热性的缘故,上下温度梯度较小,气泡排出较为困难,高白玻璃的气泡排出介于普白和高白玻璃之间,因而高白玻璃、超白玻璃生产时首先要解决的是澄清问题。

  以上我们分析了三种不同透过率玻璃之间的本质区别,因此在实际生产过程中,上述三种不同透过率玻璃品种之间切换时,需根据其工艺特性制定合适的工艺控制制度,以下为从生产普白产品切换到高白产品或超白产品的工艺控制过程:(1)碎玻璃率:目前的浮法线在生产普白玻璃时成品率普遍比较高,因此产生的回头碎玻璃较少,一般普白玻璃生产线的碎玻璃率维持在10%左右,但在向高白玻璃、超白玻璃切换时,由于吸热和澄清方面的差别,为了生产出高品质的玻璃,因此要将碎玻璃率提升到一定程度,碎玻璃一般提升至20~30%之间,有利于增强玻璃液的熔化和澄清过程。(2)熔化工艺热负荷的调整:生产高白、超白玻璃时主要是解决玻璃液的澄清问题,因此要降低1#、2#、3#小炉的热负荷,增加澄清回路4#、5#、6#小炉的热负荷,但末对小炉的热负荷不要增加过多,否则成形流下方的回流玻璃液已被玻璃液吸收的微气泡易升到表面流中去造成二次气泡,同时也很可能加剧对池底耐火材料的侵蚀,产生耐火材料析出泡。(3)熔窑相关辅助设备的调整:一是从普白产品向高白、超白产品切换时,需适当加大卡脖深层水包压入玻璃液的深度,增强澄清部玻璃液向热点玻璃液的回流量,提升澄清部温度,对微气泡的排出有利;二是尽量不要使用卡脖搅拌器,可以有效防止二次气泡的产生几率;三是鼓泡器适当进行调整,增强熔窑玻璃液在池炉垂直方向上的对流作用,加速气泡的排出。(4)熔窑工艺的优化:一是对各小炉火焰进行优化,包括火焰的刚性、角度等;二是芒硝含率、碳粉含率比例的调整;三是对各小炉氧化还原气氛进行调整;四是对玻璃的热膨胀系数进行适应性调整;五是料层厚度的调整。

  3、三种透过率不同品种玻璃切换生产案例

  某条超白浮法线根据市场形势的需要,在一定周期内需生产普白、高白、超白三种不同透过率品种玻璃,以下为从普白玻璃换料至高白玻璃,最后切换超白玻璃池炉工艺的变化情况:

  从普白料逐渐切换为高白料,最后切换成超白料,池底温度升高了30~50℃,这是由于此三种玻璃透过率存在差别而形成的;随着玻璃的透热性的不同,有针对性的对各小炉热负荷进行了调整,目的是为了提高玻璃液的澄清能力,减少气泡的发生几率。从图1可以看出,生产透过率较高的玻璃品种时,单位面积内的微气泡数量呈现增加趋势,这是因为玻璃液的上下温差相对较小,气泡的排出比普通浮法玻璃更为困难。因成形流下方的回流玻璃液在前进过程中温度不断上升,使得本已被玻璃液吸收的微气泡在热化学的作用下又被重新释放到玻璃液中,同时低铁玻璃液的粘度较低,微气泡极易上升到表面流中,从而形成气泡。因此要提高高白、超白玻璃的生产品质,就必须依据其工艺特性,制定合理的工艺控制参数。

  普白、高白、超白三种透过率不同的玻璃生产时,透过率愈高的玻璃液在熔窑内水平方向上对流强度愈大,垂直方向上温度梯度、粘度愈小,与普通浮法玻璃生产相比,熔化回路的热负荷要适当降低,,而澄清回路的热负荷要适当升高,但末对小炉不能过高,同时要保证其较强的氧化气氛,这样才能有效的控制气泡发生几率,生产出高品质的满足高档建筑的玻璃产品。


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