小吨位玻璃熔窑工艺参数调整及澄清质量的提高_赵会峰.pdf

33技术交流The Process Parameters of Small Tonnage GlassFurnace are Adjusted and the Fining Quality is Improved小吨位玻璃熔窑工艺参数调整及澄清质量的提高摘要以两个小吨位玻璃熔窑的实际案例，通过工艺参数调整（热负荷、温度、燃料波动等），解决玻璃气泡问题，提高玻璃的澄清质量。分析了热点位置、温度等工艺参数对玻璃澄清质量的影响。总结了40600 t/d五座熔窑的热点位置与熔窑总长的关系，得出：不论是全氧燃烧熔窑还是空气助燃熔窑，热点位置在熔化部纵向长度的中心线附近有利于气泡的消除，澄清质量好。赵会峰周莉李军葛ZHAO Huifeng,ZHOU Li,LI Junge（Hainan Holdings Special Glass Technology CO.,LTD.,Special Class Key Lab of Hainan Province,Chengmai 571924,China）Abstract:A practical example of two small-tonnage glass furnaces,by adjusting the process parameters(heat load,temperature,fuel fluctuation,etc.),the problem of glass bubble was solved and the glass fining quality was improved.The effects of hot spot location and temperature on glass fining quality were analyzed.The relationship between the hot spot location and the total length of five furnaces from 40 to 600 t/d was summarized,the hot spot location near the longitudinal center line of the furnace is beneficial to the elimination of bubbles and the fining quality is good.Key Words:bubble,process parameter,fining quality（海南海控特玻科技有限公司海南省特种玻璃重点实验室澄迈571924）关键词气泡；工艺参数；澄清质量中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：10031987（2023）04003304基金项目：海南省重点研发计划（ZDYF2021GXJS027）作者简介：赵会峰（1966-），女，研究员级高工，主要研究方向：无机材料。0引言玻璃熔制是玻璃生产中重要的工序之一，是配合料经过高温加热形成均匀的、无气泡的、并符合成形要求的玻璃液的过程，包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应。玻璃熔制过程分为硅酸盐形成、玻璃形成、澄清、均化和冷却5个阶段。各阶段都有着内在联系，相互影响，每一阶段进行的不完善均影响下阶段的反应，并最终影响产品质量。玻璃制品的很多缺陷主要是在熔制过程中产生的，玻璃熔制过程进行的好坏与产品的质量、合格率、生产成本、燃料消耗和窑炉寿命等都有密切关系，因此要进行合理的控制。提高玻璃澄清质量始终是玻璃制造技术的永恒主题，影响玻璃澄清质量的因素是多方面的，有物理方面的、化学方面的以及物理化学方面的，而这三者之间还存在复杂的内在联系，使得34全国性建材科技期刊玻璃2023年第4期总第379期150 t/d全氧窑工艺调整解决澄清问题不能过于简单化。除原料、配合料、澄清剂、气氛、工艺管理等要严格控制外，最重要的就是工艺参数，包括热负荷分配、温度、火焰等。近年来，随着平板玻璃、光伏玻璃产业的扩张以及电子玻璃等特种玻璃的发展，玻璃熔窑向大吨位（1000 t/d以上）和小吨位（150 t/d以下）两极发展，而小吨位玻璃熔窑存在工艺参数难调整、玻璃澄清质量不良的问题。本文以两个小吨位玻璃熔窑的实际案例，通过工艺参数调整（热负荷、温度、燃料波动等），解决玻璃气泡问题，提高玻璃的澄清质量。一条50 t/d特种玻璃生产线，熔窑为全氧燃烧窑炉，刚投产时玻璃的澄清质量不好，气泡较多，如图1所示，满板0.4 mm以下小气泡，玻璃板的上中下都有，显微镜观察基本为空气泡，气泡壁无沉积物。取样测试气泡内气体成分，结果如表1所示。图1在线缺陷检测仪监测玻璃缺陷分布图表150 t/d全氧窑玻璃气泡成分分析结果从表1结果可知，气泡内CO 含量较高，表明气2泡来自熔化部的高温区，在熔窑中停留时间较长，是配合料分解产生的CO 气体与少量空气（N）22一起，进入成形流，由于空气少，氩气含量低，没检测出来氩气。由此判断该气泡为澄清不良造成。首先对熔化部、澄清部做了升高温度调整，而气泡并没有改善。经过对该熔窑结构、枪的分布等进行分析，发现问题在热负荷分配上，热点位置不太合理。经过分析，逐步对热负荷做了如表2的调整和优化，气泡问题得以解决。表250 t/d全氧窑热负荷调整%#4#1#3样品编号#20.21a0.100.120.20尺寸/mmb0.080.100.150.130.09c0.170.150.100.170.09当量直径/mm0.110.1613.010.58.016.0压力/kPaN228.09.727.113.0气体成分/%72.9CO279.572.090.3无沉积物无无无调整热负荷1枪编号调整前热负荷调整热负荷29.8#17.59.0#210.37.59.013.519.513.5#313.5#419.524.0#512.015.023.612.010.018.8#6#711.53.0#811.5#95.55.5#1035技术交流2140 t/d空气窑工艺调整某140 t/d玻璃生产线，熔窑为空气助燃窑炉，刚投产时玻璃的澄清质量不好，气泡较多，玻璃板的上中下都有，显微镜观察基本为空气泡，个别气泡壁有沉积物。取样测试气泡内气体成分，结果如表3所示。表3140 t/d空气窑玻璃气泡成分分析结果#1#4样品编号#3#21.84a1.921.962.16尺寸/mm0.220.16b0.190.230.0160.0220.040.016c当量直径/mm0.1680.1890.1810.27119.825.63230.2压力/kPaCO274.0461.5862.7367.52气体成分/%Ar0.470.810.810.9136.43N236.7523.9031.39无沉积物无无无采取的工艺措施：调整燃料分配，控制窑炉纵向的温度梯度，促进玻璃液循环对流；提高玻璃的澄清温度，使大气泡能释放出来；控由表3可知，气泡的当量直径小于0.3 mm（由于特殊的成形方法，将气泡拉的比较长），结合气泡内气体成分，判断同1为澄清不良所致。制燃料波动，减小温度波动，稳定玻璃液流。具体数据见表4。采取第一个措施后，玻璃板中的22气泡减少了一半，由68个/m 降到34个/m；采取第二个措施后，玻璃中气泡基本消失，但不稳定，温度波动时稍有增加；第三步优化后气泡稳2定在01个/m。表4140 t/d空气窑热负荷、澄清温度调整分类调整前调整后#122.035.0各小炉热负荷分布/%#236.033.5#338.823.55.7#45.515351535热点温度/澄清部温度/139014202010燃料波动/（kg/h）从以上两个案例可知，热点位置对玻璃的澄3热点位置分析从表4看出，热点温度没有变，热负荷调整#后热点位置从2 小炉移到了3 小炉，两个循环流变了，增大了第一个循环流，使配合料充分分解并有足够的时间排出大量泡沫，剩余少量气体。在玻璃液进入澄清区后，采取升高澄清区温度，通过高温澄清使剩余少量气体进一步排出，尽可能少的残留，使其在工作部或通路能够吸收掉。清质量影响较大。玻璃的澄清过程是在澄清部区域内进行的，配合料在热点前完成分解并排出大量气体，热点后只有少量的气泡，大的气泡吸收合并小气泡不断长大而上浮，剩余的小气泡不断缩小而被玻璃液吸收。大气泡的长大上浮消失的过程以及玻璃液对小气泡的吸收过程，都必须在特定的温度范围和特定的时间范围内才能完成。因此，热点位置、热点温度以及澄清区域的温度、澄清区域的长度都很关键。热点使玻璃液形成两个大的循环对流，热点位置靠前，熔化环流36全国性建材科技期刊玻璃2023年第4期总第379期小，配合料分解没有足够的时间排出大部分气体，玻璃液中残留气泡多，在澄清区吸收不完全形成气泡；热点位置靠后，澄清区长度偏小，澄清环流小，玻璃液中残留气泡没有足够的时间排除就进入成形区，残留在玻璃中形成气泡。40600 t/d五座熔窑的热点位置与熔窑总长的关系如表5所示。不论是全氧燃烧熔窑还是空气助燃熔窑，热点位置均在熔化部纵向长度的中心线附近。这个位置形成的玻璃液的两个循环流更理想，使玻璃的熔化、澄清均达到良好的效果。表5不同熔窑热点位置与总长的关系#4编号#2#5#1#340550200 拉引量/（t/d）65013029500熔窑总长/mm238003970027800158001380013900热点位置（距前池壁距离）/mm78301940012000热点位置占总长比/%46.850.049.848.950.4全氧备注全氧热点位置、热点温度以及澄清区域的温度对玻璃的澄清至关重要，热点使玻璃液形成两个大的循环对流，热点位置偏前或偏后，均不利于气泡的消除，影响玻璃液的澄清质量。燃料的压力、流量波动影响到温度稳定，进而影响液流的4结语稳定，要尽可能控制压力和流量的波动。参考文献1姜宏,李长久,俞琳.玻璃熔制新技术C/.电子玻璃技术（2010年第1、2期）.出版者不详,2010:71-77.2刘全清.提高玻璃澄清质量的途径C/.全国第五届浮法玻璃及深加工玻璃技术研讨会论文集.,2003:80-83.