斯坦因退火窑提升退火能力的冷修改造实践.pdf

全国性建材科技期刊一一玻璃2024年第4期总第3 9 1 期斯坦因退火窑提升退火能力的冷修改造实践桂建青孙亚明崔秀珍覃红武（咸宁南玻玻璃有限公司咸宁43 7 0 0 0）摘要通过对浮法玻璃生产线退火窑提升退火能力的冷修改造实践经验进行阐述，在不增加退火窑占地长度的前提下，将A区单顺流冷却结构改造为双顺流冷却结构，增加D/F区风管长度、改造吹风嘴结构，成品切裁区安装F4冷却段，F区进风口改造为室外进风等，可提升退火窑的降温能力并降低电耗成本，超厚差异化产品的生产能力也得到提升，达到了降低生产成本、提升盈利能力的目标。关键词浮法玻璃；退火窑；残余应力；温度中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：1 0 0 3-1 9 8 7（2 0 2 4）0 4-0 0 40-0 4Cold Repair and Transformation Practiceof Stein Annealing Kiln to Improve Annealing CapacityGUI Jianqing,SUN Yaming,CUI Xiuzhen,QIN Hongwu(Xianning CSG Glass Co.,Ltd.,Xianning 437000,China)Abstract:The practical experience of cold repair and transformation of annealing kiln in float glassproduction line to improve the annealing capacity was described.The cooling structure of single down-flow is transformed into that of double down-flow in zone A without increasing the floor space length ofthe annealing kiln.The length of the air duct in the D/F zone is increased and the structure of the blowernozzle is transformed.The cooling section F4 is installed in the finished product cutting area,and the airinlet in zone F is transformed into outdoor air intake.The cooling capacity of the annealing kiln isimproved and the costs due to power consumption is reduced.The production capacity of ultra-thickdifferentiated products has also been improved,achieving the goal of reducing production costs andimproving profitability.Key Words:float glass,annealing kiln,residual stress,temperature达到降低生产线成本、提升差异化产品生产能力0引言的目标。某厂2 0 1 3 年投产一条7 0 0 t/d高端节能浮近年来浮法玻璃行业市场竞争激烈，企业生产成本控制水平、差异化产品的生产能力，决定了企业能否生存。受制于退火窑的退火能力，企业难以在保证退火质量、成品率的前提下，通过提升拉引量、生产超厚差异化产品，来改善企业的经营能力。多数企业在生产线停产冷修时，对生产线进行局部改造，希望能够以最小的投资，法玻璃生产线，生产白玻、超白玻、色玻原片，原设计生产厚4 1 2 mm、最大长度1 0 m产品。通过冷修改造，在不增加退火窑长度的前提下，以最小的投资，达到提升退火窑退火能力的目标，将退火窑可生产拉引量提升到7 50 t/d、可生产厚度提升到2 2 mm、可生产长度提升到1 8 m，大幅提升了企业的盈利能力及市场竞争力。作者简介：桂建青（1 9 8 5），男，本科，工程师，主要从事浮法玻璃生产技术研究与管理工作。40生产经验1.1结构1斯坦因退火窑的工艺特点斯坦因退火窑的结构长度见表1。表1退火窑长度区名A0长度/m3.4251.2工艺特点斯坦因退火窑A区采用顺流冷风间接热交换，B区采用逆流热风循环间接热交换，C区采用逆流冷风间接热交换，D区采用热风循环直接热交换，F区采用冷风直接热交换。2厚度应力的控制比利时CUND公司列举了不同厚度玻璃永久应力的允许和使用值，见表2。表2 不同厚度玻璃永久应力的允许和使用值玻璃厚度/mm56891012.719允许值/（nm/cm）32使用值/（nm/cm）21.525.9若以玻璃厚度5mm、2 1.5n m/c m 的应力值为基准，假定在不同厚度的玻璃生产中拉引量等均不变，则相应的板芯应力值见表3。表3 拉引量相同不同厚度玻璃对应的板芯应力值玻璃厚度/mm56891012.719板芯应力/(nm/cm)21.525.934.438.743.054.6181.7从表2、表3 可以比较出，在拉引量等均不做调整的情况下，厚度5mm和6 mm的玻璃生产能满足使用应力要求。而1 0 mm及其以上的玻璃生产时，其板芯的永久应力将超过其使用值，甚至在1 9 mm生产时，超过其允许的极大值。由斯坦因公司给出了浮法玻璃残余应力的计算公式：R=1.86 G aA18B12437456034.444.9349.5(1)B221C21E01.865D19式中：R残余应力，kg/cmG-退火窑B区的冷却速率，/min；a-玻璃板厚度，mm。从式（1）中可知，残余应力与B区的冷却速率及玻璃厚度平方成正比。B区的冷却速率G：G=(T.-T,)VIL式中:T,-T,-B区进出口的温度差，；V-拉引速度，m/min;一L一B区长度，m。B区进出口的温度差T，T,正是玻璃退火的上下限温度，一般T=540，T,=48 0，T=6 0。所以，对于1 0 mm以上厚玻璃的生产，欲取得理想的板芯应力，需降低拉引量或延长退火区的长度。3该厂退火窑的冷修改造过程3.1退火窑生产能力现状该厂在冷修改造前，面临残余应力调控能力不足，超厚差异化产品退火不稳定，频繁出现炸板、切裁不良等退火质量问题；退火窑降温能力差，退火窑电耗居高不下，夏季环境温度高时，玻璃温度无法降低到合理水平，库区裂片损失大；最大生产拉引量仅可达到7 0 0 t/d。3.2残余应力调控能力提升改造为降低改造成本、缩短改造周期，该厂通过将退火窑A区改造为双顺流退火工艺（图1），不增加退火窑长度，实现提升退火窑残余应力调控能力的目标。双顺流退火工艺的理论是基于盖尔赛龙（J.P.Garcelon）提出的退火理论，即玻璃退41D29D39E2.4F18.4F28.4F38.4总长143.8（2）D区、F区长度有限，夏季环境温度高时或者提升拉引量后，玻璃温度无法降低到合理温度。3.3.1增加D/F区冷却长度利用原结构间隙位置布置冷却风管，增加全国性建材科技期刊一一玻璃火上限温度是56 0 58 0，而不是早期所认知的540左右。基于盖尔赛龙的退火理论，综合考虑了A、B 区的功能，针对大吨位浮法退火窑，A区采用双顺流的退火工艺实现了玻璃带温降速度相对“快、慢、慢、快”的退火作业制度。A区改造为双顺流工艺后的结构长度见表4。表4双顺流工艺结构区名A1长度/m10160057530双顺流LA1区顺流单顺流A区顺流图1 A区双顺流和传统单顺流退火工艺的效果对比图如图1 所示，从双顺流冷却风温度曲线4与单顺流冷却风温度曲线3 相比，A1区升温快、A2区升温慢，采用快慢两步实现冷却风温度的升高，2024年第4期总第3 9 1 期其实现的效果从双顺流玻璃带温度曲线2 与单顺流玻璃带温度曲线1 相比，双顺流玻璃带温度降低速率比传统单顺流玻璃带降温快；A2区还实现了B1区温度过渡平滑，使之成为无拐点退火区，此区涵盖了玻璃带的高效率应力松弛区域，可提高玻璃的退火效率和质量。3.3退火窑降温能力提升改造该厂原退火窑结构下，退火快速冷却区即A2B111.3824255053014A2区顺流B2213480370470B区C区逆流逆流B区C区逆流逆流D/F区长度，提升其降温能力，冷却长度变化见表5。表5D/F区冷却长度改造区名D1D2D3F1F2F3总长改造前长度/m9改造后长度/m9备注：冷却长度增加4.4m。3.3.2设计增加F4区吹风段利用退火窑出口与成品切裁区空隙位置，增加F4区吹风段，提升生产线玻璃降温能力，见图2。999.698.48.48.452.2991156.6风嘴图2 F4区吹风段结构图42生产经验3.3.3改造D/F区吹风嘴结构4.1退火能力提升原退火窑D/F区吹风嘴因其结构问题，风嘴该厂冷修改造后逐步提升拉引量，残余应口径小，导致风机电耗高但是降温效果不理想。力、成品切裁区玻璃温度均处于受控状态，电耗如图3 所示，吹风嘴为矩形风管且风嘴口径仅为也得到了有效改善，见表6。2.5mm，导致其风阻大降温效果受限；如图4所表6 退火窑改造前后情况对比示，吹风嘴改造为扇形风嘴，风嘴口径扩大至厚度拉引量残余应成品切裁区日电耗/6mm，大幅提升其冷却效果。项目/mm/(t/d)力/MPa玻璃温度/(kWh)改造前12改造后124.2超厚差异化产品生产能力提升冷修改造后，切裁质量及炸板损失得到有效控制，超厚差异化产品生产能力提升，见表7。表7 超厚差异化产品生产情况对比生产拉引量炸板损失切裁损失库区裂片项目/(t/d)图3 改造前吹风嘴结构改造前改造后5结语总结该厂的退火窑冷修改造的实践经验及效果可知：根据斯坦因退火窑的结构特性，将A区单顺流冷却结构改造为双顺流冷却结构，可提升退火窑的残余应力调控能力；增加D/F区风管长度、改造吹风嘴结构，成品切裁区安装F4冷却段，F区进风口改造为室外进风，可提升退火窑的降温能力并降低电耗成本；退火窑整体退火能图4改造后吹风嘴结构力提升后，超厚差异化产品的生产能力也得到提3.3.4F区进风位置改造升。该厂以相对较少的投资，达到了降低生产成该厂原退火窑F区为室内进风，通过将室内本、提升盈利能力的目标。进风改造为室外进风，降低冷却风温度从而提升其冷却效果。4改进效果通过上述一系列的升级改造，该厂退火窑的退火能力得到有效改善。700750/（吨/月）/（吨/月）/（吨/月）69010.327402.11参考文献1 张战营，姜宏，黄迪宇，等.浮法玻璃生产技术与设备 M北京：化学工业出版社，2 0 0 5.【2 韩彤.浮法玻璃的应力与退火 J.玻璃，2 0 1 1,3 8（0 4）：11-14.3】张永革.浮法厚玻璃的退火 玻璃，1 9 9 8（0 5）：2 2-2 4+1 1.432.662.6765655.311.20150014004.21.3