玻璃纤维生产工艺流程培训

1、玻璃纤维生产工艺提纲n玻纤生产概况n原料生产(控制)工艺n池窑生产(控制)工艺n拉丝生产(控制)工艺n烘干生产(控制)工艺n粗纱生产(控制)工艺n短切生产(控制)工艺n玻璃纤维深加工提纲玻纤生产概况玻纤生产概况玻纤生产流程图 玻璃纤维的生产与传统的平板玻璃生产流程存在许多的共同点，都需要经过：原料熔制澄清均化成型后加工成品这样的生产流程。当然，这其中每个流程又会与普通的平板玻璃生产存在差异，最大的差异存在于成型和后加工这两道流程上。以下就是玻璃纤维生产的详细流程：原料工序原料配料工艺图 原料车间主要负责玻璃原料的配制、输送。原料车间根据设计好的原料配方，对所需的各种原料进行称量，然后将称量好的

2、原料在混料罐中用压缩空气进行混料，待各种原料混合均匀后，通过输送管道用压缩空气输送到池窑。 另外，原料车间还负责原料调和表的计算、新到原料的检验、原料更换后的玻璃质量跟踪、原料设备故障的联系处理等。池窑工序 池窑工段主要负责原料的熔制、玻璃的澄清均化。根据玻璃种类（E玻璃、ECT玻璃、ECR玻璃等）、窑炉设计等，每条池窑都设计有一套玻璃熔制参数，池窑工段根据这套参数来控制玻璃的熔制，以保证玻璃液的质量稳定，为后面的拉丝生产提供保障。拉丝工序 拉丝二楼 拉丝一楼 拉丝工序在玻璃纤维生产中是至关重要的一环，在这里玻璃液经过铂金漏板被拉成直径在几微米到几十微米的玻璃丝，同时，拉好的玻璃丝也是在这里被

3、涂覆上改变玻璃性能的浸润剂，所以说拉丝控制的好坏将直接影响最终产品的质量。 从上面拉丝工序作用的介绍，不难看出拉丝工段的主要职责就是稳定控制原丝TEX（纤维直径）和LOI（浸润剂含量）、保证拉丝作业的稳定高速运行。烘干工序经过拉丝工段出来的原丝饼都是湿纱，水份含量在914（品种的不同存在差异），这就需要经过烘干将水份排出，使水份含量在0.1以下。烘干工序的另一个最要作用就是使浸润剂成膜。湿纱时，浸润剂都是“油包水”的状态，经过烘干，浸润剂破乳，将包覆的水排出，最终浸润剂在玻璃纤维丝表面形成一层致密的膜，以此来改善玻璃丝的性能。退解工序退解负责对直接纱进行外退内抽，除去丝饼内外层浸润剂迁移严重的

4、部分，然后对外退内抽后的丝饼进行裹膜包装，使直接纱转变为成品。现目前直接纱采用的包装方式有两种：一种是裹拉伸膜，一种是热收缩膜。这主要是根据品种类型和客户需要来决定的。络纱工序络纱工序就是将多个合股纱丝饼进行不加捻度地合股重络，使丝束大小达到客户所需的规格。在此过程中，需要对部分品种进行涂抗静电剂处理，以消除丝饼中的静电，满足客户的使用要求；另外，对于SMC纱等部分品种，还需进行热定型处理，避免客户在使用过程中出现垮纱的现象。络纱车间也会将部分降级的直接纱进行合股重络，可以络成TEX在10000以上的纱。短切工序n短切工序就是将丝束切成规定长度的颗粒，最常见的两种长度规格为3mm和4.5mm，

5、对于湿切纱来说，短切工序还有另外的一个作用，那就是浸润剂成膜。每条短切生产线也配有小型烘干炉，其作用与前面将的烘干炉类似。n短切纱从烘干炉出来后，直接进行吨袋包装，根据客户需要，主要有两种包装规格：1吨托盘和1.8吨托盘。捻线工序 捻线机 管纱捻线工序就是在特定的温湿度环境下将一个细纱丝饼转变为一个管纱，在转变过程中将丝束添加一定的捻度，以满足客户的使用要求。由于细纱要求很高，在捻线生产过程中，对温湿度、清洁卫生、设备运行状况、备件质量等都有极为严格的要求。现目前，管纱的大小主要有两种：B4和B8。提纲原料生产原料生产(控制控制)工艺工艺原料概述 玻璃纤维池窑拉丝是在坩埚法拉丝的基础上发展起来

6、的一种先进的生产工艺，配合料在池窑中经高温熔化成玻璃液，通过安装在拉丝通路上的铂铑合金漏板直接拉制成玻璃纤维。池窑拉丝生产中，配合料的质量直接影响着玻璃熔制过程和玻璃质量，进而影响到拉丝成形过程及纤维质量，因此“E”玻璃纤维配合料的制备工艺以及原料本身，必然成为“E”玻璃纤维池窑拉丝生产中的一个非常重要的环节 。原料的选择 原料的选择与配合料的制备是玻璃生产工艺的重要组成部分，它直接影响制品的产量、质量与成本。因此能否获得优质高产的配合料对后续的熔制工艺和成型工艺的关系极大。 对玻璃原料的选择应遵循一下原则：1、原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，其中包括化学成分稳定、含水量稳定、颗粒组成稳定

7、、有害杂质少（主要指Fe2O3、C）等。2、便于在日常生产中调整成分；3、适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；4、对耐火材料的侵蚀要小；5、原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。 对所选原料在使用前应进行破碎试验、熔制试验和制品的物性检验。原料u 玻璃原料通常分为主要原料和辅助原料。u 主要原料：在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2、CaO、Al2O3等成分，为引入上述成分而使用的原料称为主要原料（例如：叶腊石、钙粉、白泡石、高岭土等）。u辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过程而引入的原料通称为辅助原料（例如：硼砂、萤石、芒硝等）。引入硅（SiO2）的原料

8、 SiO2是玻璃中最要的成分，它使玻璃具有高的化学稳定性、力学性能、电学性能、热学性能，但含量过多时使熔制的玻璃液粘度过大，为此需相应提高熔化温度。 引入SiO2的原料主要有石英砂、粉石英、白泡石等。1、石英砂 石英砂也称硅砂，主要成分是石英。石英砂常含有粘土、长石等轻矿物，也有赤铁矿、硅线石、磁铁矿、金红石等重矿物以及有机物，高质量的石英砂SiO2应含99%99.8%，其他含Al203、Na2O、K2O、Fe2O3等杂质，大多在玻璃中还是偶用的，但Fe2O3的含量要控制。质地纯净的石英砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质而呈淡黄色、红褐色。2. 粉石英 粉石英是石英的新矿种，属于古声带

9、硅质（微晶石英岩）的风化产物，它不需要机械加工即可获得超细微晶石英。原矿粒度呈双峰正态分布，即由硅砂和硅粉两部份组成，其中硅粉数量为40%50%。原矿成分为SiO2 含96%98%， Fe2O3含量0.1%左右，经淘洗，烘干后SiO298.5%， Fe2O3的含量在0.05%左右，粒度325目以上，是E玻璃池窑的优质硅质原料。引入氧化铝（Al203）的原料 Al203在玻璃中，提高了玻璃的熔化温度和玻璃粘度，也提高了玻璃的强度，化学稳定性以及玻璃纤维成型时的硬化速度，对纤维的成型非常有利，引入Al203的原料主要由叶腊石、高岭土等。1、叶腊石 叶腊石又称腊石分子式为Al2034SiO2H2O，

10、其个组分理论值为Al203 28.3%，4SiO2 66.7%，结晶水为5%，叶腊石外观与滑石相似，质地松软，硬度为莫式12.5级，颜色呈白色或淡灰色。叶腊石常由石英、高岭土、绢云母为伴生矿，也由一高岭土、绢云母为主的腊石。它作为E玻璃的原料，但含碱绢云母的腊石是不能用的。在E玻璃中常使用石英质叶腊石或高岭质叶腊石，不希望用水铝石质叶腊石，因为水铝石质叶腊石硬度大，不易破碎，高温下又解成刚玉，不好熔化，拉丝时易产生结石断头。2、高岭土 高岭土又称高岭石，高岭石族矿物中，除高岭石外，还有水合多水高岭石、多水高岭石、地开石等。高岭石是含水硅酸铝矿物，化学组成为Al2032SiO22H2O，其各组分

11、的理论含量为Al203 39.5%，4SiO2 46.5%，H2O 14%.由于原岩是受热液合风化合蚀变而成，所以常含有石英、长石合其它粘土矿物。高岭石、地开石、珍珠陶土化学成分相同，都不含层间水，是3种不同的多形变种。玻璃纤维原料希望用硬质高岭土。引入氧化钙（CaO）的原料 氧化钙在玻璃种是玻璃结构网络外氧化物。其主要作用是稳定剂，即增加玻璃的化学稳定性、机械强度，含量高时，会增加玻璃的结晶倾向；在玻璃纤维成型时，会增加纤维的硬化速度。引入氧化钙的原料有钙粉，方解石及工业碳酸钙等。引入氧化硼（B2O3）的原料 B2O3也是玻璃的形成氧化物， B2O3能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性合

12、化学性能，增加玻璃的折射率合机械强度，在玻璃成型上，高温时它能降低玻璃液的粘度，在低温时则提高玻璃液的粘度，使玻璃的硬化速度加快，从而提高机械成形速度。另外，在E玻璃中为主要助熔剂，能加速玻璃液的澄清合降低玻璃的析晶能力，在玻璃纤维生产中引入氧化硼的原料主要有硼酸、硼钙石等。1.硼酸 硼酸H3BO3，分子量61.8，密度1.44g/cm3理论含量B2O3含量 56.45% ，H2O含量43.55%硼酸是白色鳞片状三斜结晶，具有光泽，易溶于水。硼酸在玻璃熔制时容易挥发，这与玻璃组成、熔制温度和配合料含水率有关。2.硼钙石 硼钙石，化学通式为2 CaO3 B2O3 5H2O，分子量410.9，其中

13、CaO占27.3%， B2O3 占50.8%，H2O占21.9。 硼钙石主要生产国是土耳其和美国。引入氧化钠（Na2O）的原料 氧化钠能使玻璃结构中的O/Si比值增加，发生断键，因此可降低玻璃的粘度，是玻璃良好的助熔剂。 Na2O能增加玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的热稳定性、化学稳定性合机械强度。 引入Na2O的原料主要有芒硝和纯碱。1.芒硝 芒硝分为天然的、无水的、含水的几种。无水芒硝是白色的或浅绿色结晶，其主要成分是硫酸钠（ Na2SO4)，理论上Na2O 占43.7%，SO3占56.3%，在玻璃中主要作澄清剂。2.纯碱 纯碱即化工产品碳酸钠（ Na2CO3），分为结晶纯碱( Na2CO31

14、0 H2O)与煅烧纯碱（ Na2CO3）两类。煅烧纯碱为白色粉末，易溶于水，极易吸潮而结块，因此必须存放在干燥仓库内。澄清剂 凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体，或能降低玻璃粘度促使玻璃液中气泡排除的原料称澄清剂。常用的澄清剂可分为以下三类：1. 氧化砷和氧化锑 氧化砷和氧化锑均为白色粉末。它们在单独使用时将升华挥发，仅起鼓泡作用。与硝酸盐组合作用时，它在低温吸收氧气，在高温放出氧气而起澄清作用。由于As2O3的粉状和蒸汽都是极毒物质，目前已很少使用，大都该用Sb2O3。2. 硫酸盐原料 主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用，玻璃厂大都采用此类澄清剂。3. 氟化物类原料 主要有萤石（

15、CaF2）及氟硅酸钠（Na2SiF6）。萤石是天然矿物，是由白、绿、蓝、紫色组成的微透明的岩石。氟硅酸钠是工业副产品。在熔制过程中，此类原料是以降低玻璃粘度而起澄清作用。对耐火材料侵蚀大，产生的气体（HF、SiF4）污染环境。不同的玻璃配方 按国标，R2O含量低于1.0视为E玻璃（无碱），但实际生产过程中，随着对环保要求的提高，对玻璃纤维性能更高的追求，分别研制出了ADVANTEX玻璃纤维、ECR玻璃纤维等等。 E玻璃的通用玻璃组成：SiO2 54% Al2O3 14% CaO+MgO 23% B2O3 7.5% F 0.7% 以及其它微量元素 ECT 取消了玻璃中的B2O3和F，降低了对环保

16、的负荷，同时由于矿物原料中B2O3的成本约占了矿物成本的40%以上，降低了矿物原料成本。但随之而来的，由于取消了助熔剂，池窑的熔化更为困难，玻璃的析晶区收窄，熔制工艺要求更高，对配方设计和窑炉设计都有更高的要求 ECR 也是取消了玻璃中的B2O3和F，但为了获得更好的性能，配方中添加了ZnO等碱土金属，原料成本较E玻璃还高，熔制工艺要求也高得多。 Advantex以及其它纤维等 现在CPIC生产的粗纱类有E玻璃、ECR玻璃和ECT玻璃，分别应用在不同的领域。配合料的制备u配料工艺流程 E玻璃微粉配料系统区别于其它玻璃厂的配料技术，粉料特点是干燥的微粉，流动性好，在配制上要求全密封进行，防止粉尘

17、飞扬。物料输送采用气力系统；称量采用电子秤；混合采用气力混合输送设备。物料的称量、混合直至输送到窑头仓可连续、自动完成，全密封和高度收尘。 配料生产工艺线由上料、称量和混合输送组成。上料系统 池窑拉丝生产所使用的大多为微粉原料。若控制不当，极易产生粉尘，影响工作环境。机械法输送由于其密封差、噪音大等缺点，对输送微粉原料不太合适。所以，池窑拉丝生产上普遍采用密闭的气力输送装置作为主要送料手段。气力发送罐分为低压稀相输送和高压密相输送两种，动力源都为干燥过的压缩空气。 稀相输送就是需较多的空气输送相对较少的物料，物料在管道中呈悬浮状，流动速度高，耗气量大。因此料气比较低，动力消耗也较大。所以，大多

18、数采用高压密相输送。 密相气力输送就是用较少的其它输送相对较多的物料。物料在管道中呈集团流、柱状。其优点是：料气比高，空气消耗量低，输送速度低，因而管道合阀门磨损较轻。称量系统u称量系统一般包括料仓、仓下手动阀门、气动蝶阀、螺旋给料机、全传感器电子秤等设备。u各种原料从料仓下手动阀门、气动蝶阀经过螺旋给料机，按照料单规定数值以快、慢加方式进入电子秤内，由电子秤完成全部原料的累积称量。u称量系统设有大、中、小三传感器电子秤，大秤量程一般为3000Kg；中秤量程一般为600Kg；小秤量程一般为100Kg。气力混合输送系统u混合输送系统由气力混合输送罐、气力混合输送罐收尘器、窑头料仓、窑头料仓收尘器

19、、以及气力输送管路合输送管路上的双向分配器组成。u称量好的原料由大电子秤出口进入气力混合输送罐，原料在混合罐内按照自动控制程序混合均匀后，即可由压缩空气将配合料送往窑头料仓。若在称料过程中出现失误，则配错的料经过混合输送罐送人废料仓。在送往窑头料仓的途中共装有两套双向分配器，第一套是确定配合聊是送往废料仓还是窑头料仓；第二套是确定送往1#窑头料仓还是2#窑头料仓。u在混合送料系统中，气力混料罐罐体上及窑头料仓、废料仓上均设有料位计，指示料仓内或罐体内料满或料空状态，并作为配料系统起停动作控制点。配合料的质量控制配合料的质量对玻璃纤维的产量合质量由较大的影响。因此在生产过程中必须控制各个工艺环节

20、以保证配合料的质量。 原料成分的控制 对进厂的原料成分进行分析，各种原料应分别堆放，不能混放，对不同时间进厂的原料也应分别堆放 原料 水分控制 原料粒度控制 称量误差的控制称量误差程度直接影响各原料间的配比。它的误差取决于秤的精度误差及称量误差。在选择用秤时须遵循大料用大秤，小料用小秤的原则。 混合均匀度的控制混合均匀度主要受混合时间的影响，混合时间过长或过短都不利于配合料的混合均匀。 配合料中COD的控制COD值是化学需氧量的英文缩写。各种玻璃原料中会有程度不同的含碳物质，进而在玻璃熔制时，会和引入碳粉一样去影响着窑炉中氧化还原气氛，因此在配合料检测中检测COD值，稳定配合料中的COD值，保

21、证熔制工艺的稳定。提纲池窑生产池窑生产(控制控制)工艺工艺池窑工艺n玻璃纤维是用矿物原料经过高温熔化、铂金漏板成型、拉制而成的，池窑是配合料熔化成玻璃液并进行澄清的地方，可见，池窑是玻璃纤维生产过程中的心脏部位，是实现正常生产的关键，也是产量、质量、节能的重要部位。它涉及供电、供水、压缩空气、天然气、燃油、配合料及自动控制系统等，正确操作是保证正常生产的基本条件。n池窑是一种采用金属换热器预热助燃空气，没有换火操作，连续加热的单元窑。他具有狭长型结构，其长宽比都在3.5：1左右。玻璃液从配合料融化、澄清到均化所经历的时间是其他窑型的2至3倍。n池窑的温度、窑压、玻璃液位都采用自动控制，同时池窑

22、采用连续加热方式。故窑内生料线、泡界线、澄清区及各温度控制点的热工参数都是各类窑型中最稳定的。n目前单元窑是玻纤行业中最流行的窑型。池窑熔化部可看做由窑池和火焰空间组成池窑熔化部结构窑池结构 窑池是配合料熔化成玻璃液并进行澄清的地方。窑池由池底和池壁组成。池壁(6)(5)(1)(2)(3)(4)E 玻璃单元窑的池壁结构有多种排列方式。右图是较常用的池壁结构方式。更适用于较低温的池壁，这种结构一般不用喷水冷却保窑，而用外层加贴新砖来延长窑炉运行期。 池底ab池底典型结构见右图。图a为一般区域结构，可根据玻璃液温度和流动状况选用不同材质耐火砖。如低温区可采用致密锆代替致密铬从而达到节约成本的目的。

23、图b采取电极砖高出池底面的方式，这样可在电极位置以下形成玻璃液滞流区，可使池底耐火材料少受玻璃液的冲刷侵蚀。流液洞n当熔化池中已熔化、澄清好的玻璃液流经流液洞时，被强制降温并流人作业部的主通路。因此流液洞的作用既是熔池和通路间的连通道，也是熔化部和作业部的分隔区。 E 玻璃单元窑除了采用通常结构流液洞外，也常采用一种带有挡砖的流液洞结构。挡砖一般用优质锆砖或铬砖做成，厚度为 100 一150 mm ，包覆 Pt90/ Rh10 合金皮，浸人玻璃液部分的铂合金皮厚 1mm ，露在玻璃液上面的铂合金皮厚 0 .5mm 。包铂合金皮的挡砖应伸进两边侧墙各 150mm 以致当侧墙砖被侵蚀时，挡砖依然完

24、整。 传统流液洞 传统流液洞腐蚀情况。铂金挡砖结构流液洞池底及池壁温度分布池底及池壁温度分布火焰空间火焰空间充有炽热的火焰气体（可能含有部分未燃物。）提供玻璃熔化、澄清所需的热量。火焰空间应使燃料完全燃烧并尽量减少向外界散热，火焰空间由胸墙、前后墙和大碹构成。火焰燃烧模拟火焰燃烧模拟池窑横截面池窑结构介绍 现在国内新建的池窑生产线均在30000t/Y以上，一块铂金漏板的年产量120t-700t不等，平均在400t左右。漏板的间距一般在1000MM-1200MM之间，这也就决定了玻纤窑炉的作业通路较长。针对该情况，各个窑炉公司、玻璃纤维生产企业设计了不同的窑炉结构； 1、双池窑：只有一个作业通路

25、，为了窑炉冷修时不影响生产，采用双池窑；（个别窑炉冷修采用，由于作业通路占地较池窑大而为这种方式提供了可能性） 2、前墙烟囱：由于玻纤池窑必须要非常稳定、优质的玻璃质量，仅有单元窑才能满足要求，也由于玻纤池窑设计考虑规模化效应，后墙式烟囱再也无法满足要求。就采用后墙毯式加料，前墙双烟囱的方式； 3、炉顶加热：避免火焰碰撞烧坏，同时提高热利用率，采用炉顶加热的方式；（国外有采用，据说上海有一家非玻纤窑采用，未证实） 4、前炉（作业通路）双“H”、双“王”结构，前炉“梳形“结构，主要是根据场地的合理利用进行调整。CPIC的窑炉主要采用了“T”型、双“H”、双“王”、“王”+“H”结构等几种形式玻纤

26、池窑耐火材料选用n1 1 致密氧化铬砖致密氧化铬砖n它具有最佳抗高温 E 玻璃侵蚀性能，其侵蚀物基本上对玻璃液不造成污染，所以已成为 E 玻璃单元窑的首选优质耐火砖材。n致密氧化铬采用等静压法成型，其致密度非常高，主要技术指标为 Cr2O3 含量 94 % ，空气孔率15，体积密度 4 . 249 / cm3 ，侵蚀损耗只有致密错n砖的 1 / 10 。用在 E 玻璃单元窑直接接触高温玻璃液的熔化部池壁、熔化部高温部位池底、主通路池壁和池底、过渡通路池壁等。n国际上常用的致密氧化铬砖牌号有美国CORHART 公司生产的 C -1215 、 C-1215Z 、CR-100 等，德国 VGT-DY

27、KO 公司生产CR95WA 及日本品川株式会社生产的 UC-PC- 95。n2 致密氧化锆砖致密氧化锆砖n该砖的抗高温 E 玻璃液侵蚀性能略低于致密氧化铬砖，也采用等静压法成型，其技术指标为 ZrO265 % 显气孔率2.0%体积密度为4.25g/cm3，在E 玻璃中温度超过 1370 就有侵蚀。用在 E 玻璃单元窑接触玻璃液温度稍低的熔化部池底，过渡通路、成型通路的池底以及成型通路流液槽和漏板托砖等。此外致密铭砖还作为致密铬砖的背衬砖被使用。n国际常用牌号有美国 CORHART 公司生产的ZS-1300 、 ZS-1500 、 ZS-835 和 ZS-等，德国VGT-DYKO 公司生产的 Z

28、S65WA ，日本品川株式会社生产的 UC-Z 、 UC- Cz 、 UC -C ZB 等。n近年来，我国广州岭南耐火材料有限公司引进国外术和设备，也生产出了采用等静压法成型的烧结致密锆、铬砖，已为国内玻璃、玻纤窑炉部分应用。玻纤池窑耐火材料选用3 标准锆砖该砖 ZrO2 含量约为 66 % ，容重为 3.7gcm3 ，具有较好的热稳定性和抗剥落性。使用在粉料侵蚀较严重的投料口区胸墙及后墙，熔窑观察孔砖及通路火焰空间的胸墙和顶盖砖、烧嘴砖。但也有采用 AZS 的烧嘴砖与采用莫来石砖为过渡砖及窑炉二侧的间隙砖等。4 烧结莫来石砖该砖化学组成为AL203 74 % , SiO2 22 . 2 。容

29、重 2 . 59 g/ cm3 ，主要用途是标准错的背衬砖，熔化部胸墙及前端墙砖、通路烟道内衬砖、大暄暄脚及放料口外层砖、换热器人口烟道外墙砖等。还有一种采用融熔法形成莫来石晶体后再烧结成的莫来石砖；具有更优良的抗高温蠕变性和耐热震性，可用作窑炉大暄和火焰空间胸墙，使用效果很好，目前国产化也已成功。玻纤池窑耐火材料选用5 电熔钻刚玉砖（ AZS 砖）该砖化学组成为 ZrO2 34 % ， AL203 49 .2 % , SiO215.9 。容重为3 . 859/cm3 ，主要用途是熔化部烧嘴砖及投料口砖。6 电熔铬刚玉砖该砖化学组成为 Cr2O3 28 . 3 % , AL203 58 . 3

30、 % ,MgO 6 % , Fe2O35 . 2 。容重约 3 . 49 / cm3 。主要使用在换热器人日处的烟道接口砖。玻纤池窑耐火材料选用窑炉实例n池底n前墙n池壁n流液洞窑炉实例窑炉实例n大碹n后墙窑炉实例n铂金挡砖铂金挡砖窑炉实例窑炉实例铂金挡砖窑炉实例胸墙/喷枪孔/观察孔/挂钩转窑炉实例 作业通路熔化工艺控制池窑四大稳一、原料稳： 化学组份矿相组成的稳定矿物原料来源的稳定矿点稳二、燃料稳： 热值稳定油、气切换火焰控制稳定三、温度稳： 池窑工艺稳四小稳四、流量稳（出料量稳）： 拉丝作业稳漏板工艺稳池窑四小稳一、温度： 空间温度、玻璃液温度、热风温度、漏板温度二、液位： 加料量、拉丝作

31、业、流量稳、配合料密度、配合料挥发量三、窑压： 池窑窑压、前炉窑压四、泡界线稳（出料量稳）： 生料线的稳定、泡沫层的稳定池窑稳定控制温度温度投料量投料量液位液位泡界线后移泡界线后移因原料所产生的废气因原料所产生的废气窑压窑压池窑内平衡被打破池窑内平衡被打破窑压窑压池窑液面因静压池窑液面因静压，液位，液位自控液位，降低加料量自控液位，降低加料量温度温度泡界线后移泡界线后移池窑稳定控制泡界线前移泡界线前移温度温度窑压窑压自控液位，形成加料量变化趋势自控液位，形成加料量变化趋势液位液位液位液位温度温度泡界线后移泡界线后移池窑平衡被打破池窑平衡被打破窑压窑压TEX变化变化池窑燃烧控制 池窑燃烧系统 针

32、对重庆地区而言，应考虑天然气和燃油双燃料系统。燃料经过过滤网、调压阀、电磁切断阀、气动调节阀、流量计进入喷枪。燃料流量与助燃空气进行连锁控制。 n 金属换热器是高温烟气和冷空气之间进行热交换的工具。E 玻璃单元窑熔制温度高，烟气温度也相应高些。一般水平烟道进口的烟气温度在 1500 以下；在经水平烟道和垂直烟道的冷却后，也仍可能达 1350 一 1400 左右。通过金属换热器回收余热，可使助燃空气温度预热到 700 一 850 。相当于增加 30 一 40 的热能利用率。实际上预热后的助燃空气，提高了燃料的理论燃烧温度，增强了火焰辐射强度，对提高单元窑熔化能力也很有好处，所以其综合节能效果还要

33、大。换热器池窑双燃料喷枪 池窑燃烧采用预热空气喷枪；这样可以在任何一种能源紧张时采用合理的能源燃烧，对生产不会造成任何影响。池窑喷枪中心面温度分布池窑液位控制通过液位仪、加料机的连锁对玻璃液位进行自动控制nE 玻璃原料采用了100 -300 目的细干粉料，其中含硼原料受高温又容易结块，所以比较适合的投料机是螺旋式投料机。这样给料仓可以放置在离开熔窑一段距离的位置处，减少受炉体高温散热的影响。投料机出口端插人胸墙上部，为了避免该处受窑炉热量辐射而温度过高，通常在投料机前段装配有水冷夹套，该夹套用不锈钢板焊接，内通循环冷却水。由于废气中含有玻璃原料分解产生的 SO2、燃料中含硫物质的燃烧产物 S0

34、2及玻璃助熔剂分解和挥发的氟化物，从而使废气呈较强的酸性。因此这种工作环境对投料机金属材料会有一定的腐蚀影响。螺旋投料机可通过变速来调节给料量，并能保持连续稳定地投料。 E 玻璃单元窑一般采用相对布置的两台投料机，如果其中一台要检修时，另一台也应能满足投料量的需要。加料机池窑窑压控制在DCS自动控制系统内，此图为池窑窑压监测及控制情况,窑压控制在15Pa。n玻璃从熔窑流人通路后，为了最终达到拉丝所要求的温度，应该有一个稳定的降温和保温过程。由于对燃烧的调节量小，一般都使用天然气、石油液化气等气体燃料。在进入燃烧嘴前，燃气与空气已按燃烧比例混合好，所以在负荷调节过程中，空气和燃气的比例是不变的。

35、不过有一点必须指出，目前各种预混燃烧装置都要求燃气的热值和相对密度要稳定，否则就达不到比例调节的目的，不能保持燃烧气氛。SELAS混合风机通路燃烧系统混合后的燃气经过过滤网、调压阀、流量计后分成多路。每一路都可以独立控制，并设置独立的调节阀、多功能阻火器（一用一备），分送到多组预混气分配管。每一分配管又通过金属软管分送到各个烧嘴。预混气从烧嘴喷出后，在烧嘴砖内燃烧，从观察孔看通路，可见到发亮的各个烧嘴砖孔和温度均匀的通路玻璃液面。通路燃烧系统前炉安全保护混合气安全防爆阀由于前炉的天然气是与空气混合后再到喷枪使用，此气极具危险性，所以各个环节都安有防爆，防回火的装置，以做到安全生产的目的。回火的

36、定义：火焰燃烧速度大于气体流动速度时，使燃烧在管道内进行的现象。前炉天然气电磁阀连锁图任一阻火器动作单一检火器动作停电信号ES000两台混合风机全停PA400LL：3KpaFT6400ALL：1200Nm3FT5400LL：650Nm3报警以上任意两个报警以上必须满足两个报警报警存在，延时3S以上任意一个情况，前炉天然气电磁阀跳FT：流量计ES：停电信号PA：压力开关报警报警报警报警报警通路气动机构OP连锁图任一阻火器动作单一检火器动作两台混合风机全停PA400LL：3Kpa相关气动机构跳MAN报警存在，延时2S报警相关自动控制将自动关闭报警停电信号ES000ES：停电信号PA：压力开关报警报

37、警报警辅助加热技术 随着玻纤窑炉越来越讲究规模效应，越来越大。从最初的1200t/Y到目前的120000t/Y，传统的单元窑越来越无法满足生产、设计的需要。 一、普通玻纤窑炉的热效率约在20%左右，同时池窑换热器的内径极限是2m（最大的是CPIC的2.2m）。在保证换热效率和可控窑压、烟气流的情况下，池窑的燃料用量1700m3/hr就是极限，1700m3/hr的能源用量仅相当于40000t/Y的池窑用气量 二、随着不可再生能源的枯竭、价格的上涨，提高能源利用率已迫在眉捷 纯氧燃烧系统 玻璃的熔化过程中，辐射是热传递的主要模式。传导和对流的热传递率同玻璃和火焰的温差呈线性关系，辐射的热传递率同火

38、焰温度和玻璃温度的四次方的差成正比。纯氧燃烧技术提高了火焰的温度，从而增强了辐射的传导效率，因此随着热量辐射增加，玻璃熔体吸收了更多的热量，燃烧气体带走的热量损失大大减少，燃烧过程热能利用更为有效。 从实际生产过程中，纯氧燃烧较普通燃烧的热效率提高了30-40%。而且，由于火焰亮度大，热量穿透性强，可以提高玻璃表面的温度，提高玻璃的熔化质量。 但随之而来的窑炉设计的压力也增大，窑炉设计需要更高的火焰空间，更为优质的耐火材料；池窑控制来讲，要更为科学、严密的控制技术；目前CPIC仅采用过富氧燃烧技术（在空气中加入部分纯氧，提高热效率），公司在以后的窑炉设计、改造中已开始全面引进该项技术。电助熔辅

39、助加热系统 窑炉设计着电助熔辅助加热系统，基本为每熔化一吨的玻璃需要约25KWh的电消耗。 电助熔电极的材质主要为“钼”，它是难熔金属，熔点高，具有良好的高温强度和耐高温玻璃熔体侵蚀，性能好。 常温下性能稳定，400以上开始氧化，500700边氧化边挥发，800以上则剧烈氧化和挥发，所以必须高温下隔绝氧气，浸没在玻璃内基本隔绝氧气；外侧引电部分加上水冷套，使温度降至400以下。 玻璃液中钼的损耗： 14000.01g/cm3温度越高损耗越大，600产生MoO3，使钼电极损耗增大，若澄清剂为：AS2O3或Na2SO4等时，侵蚀程度大为减弱。池窑温度总貌在DCS自动控制系统内，此图为池窑所有温度监

40、测情况。池窑控制的重点与难点 作为池窑控制，分二个部分。一是操作，池窑控制系统随着自控、自检系统的改进，现在对于普通的操作工来讲，日常的池窑控制工作已经很少。普通操作工池窑控制的水平，更多的体现在处理自控设备异常和应急事故的反应能力上。对于池窑自控系统的熟悉程度要求越来越高，因此，有的集成化程度高的公司池窑控制室值班人员必须要配备一名工控专业人员； 二是管理，也就是控制理论和控制方法的设计，这就要求对池窑的熔制理论相当熟悉，并且对自控系统（DCS）控制原理有一定程度的熟悉才能进行控制方法、过程乃至结果的管理。 所以，要做好池窑控制，工控的相关专业知识必不可少。提纲拉丝生产拉丝生产(控制控制)工

41、艺工艺910876134528-机组机板7-集束器1-底板砖2-漏板5-炉位隔板10-机组面板4-单丝纤维扇形面9-二层平台3-气流风管排线器13-拉丝机12-拉丝机头6-涂油器1213拉丝工艺流程 1、拉丝生产是把熔融的玻璃液经漏板成型由拉丝机生产出纤维丝饼的过程，整个过程是在一个相对封闭的双层布置的环境中完成的。 2、熔化好的玻璃液自单元窑熔化部流出后，即进入主通路，进一步澄清、均化和温度调整，然后以一定温度为条件（通常E玻璃12601300）进入漏板，通过漏嘴由冷却系统冷却成型后迅速变成为玻璃纤维。 3、根据生产品种经涂油器涂上相应的浸润剂，最后由拉丝机以一定的、恒定的速度牵伸并固化成一

42、定直径的连续玻璃纤维。 底板砖 底板砖位于前炉通路流液洞下方，是与浇注漏板直接接触的耐火材料。一般它的使用寿命与窑炉周期相同，但有时因更换漏板过于频繁，其腐蚀和损坏程度就会加大，而底板砖的完好程度和表面平整度对漏板的安装有很大影响，更直接影响生产作业。因此，有时需提前更换。 简介简介 使用中的底板砖（锆）使用前的底板砖（鉻）漏板漏板由铂铑合金组成，一般含Pt90%，Rh10%,并采用锆弥散增强。常用漏板类型：SB800、SB1200、SB1600、DB1600、SB2000、DB2400、DB3200、DB4000、DB6000 简介简介 漏板是玻璃纤维生产中主要装置之一，形状为一个槽型容器。

43、在拉丝过程中熔融玻璃流入漏板，由它将其调制到适合温度，然后通过底板上的漏嘴流出，并在出口被高速旋转的拉丝机拉伸为连续玻璃纤维。 漏板组成组成由底板、侧墙、漏网、加强筋、漏嘴、电极、热电偶组成。制造时，加托梁水管、冷却盘管、框架。(注：漏网的主要作用是挡渣，有些厂家不用漏网) 漏嘴的形状有6种,目前CPIC采用的是第一种： 漏板安装布置图安装布置图 热电偶热电偶托梁托梁冷却盘管冷却盘管电极电极漏板冷却盘管冷却盘管托梁托梁漏板铜排铜排电极电极漏板 漏嘴是漏板上影响玻璃纤维成型的关键部位，它决定了拉丝生产的流量及其生产率，它们之间的关系可用以下公式表示： F=F=（HDHD4 4）/ /（LL） F

44、 流量（kg/h）； D 漏嘴内径（mm）； H 漏嘴上方玻璃液面高度（mm）； L 漏嘴长度（mm）； 玻璃液粘度。 其中影响玻璃纤维成形的因素主要是玻璃液的粘度和漏嘴直径。根据生产经验，漏嘴长度与直径之比一般为23。 漏板对生产的影响漏板对生产的影响漏板温度控制方式温度控制方式 对漏板加热的电源采取高电流、低电压；漏板测温常用R型或S型热电偶；漏板装有两组热电偶。 热电偶检测的温度信号通过补偿导线传到控制室。当漏板温度超过1080时，控制仪表UDC开始显示。漏板正常工作时UDC选自动控制，温度控制精确值在0.5之内。 UDC手动控制主要在漏板大幅度升降温或临时处理漏板时使用（如用水清洗漏板

45、冷却片时）。 控制仪表UDC在漏板热电偶断路和短路时会自动断电保护漏板。 热电偶，温度信号传输之控制室热电偶，温度信号传输之控制室A组组B组组漏板温度调整方式温度调整方式 漏板温度是影响拉丝作业的关键因素，纤维成型温度是有一定范围的。高于或低于这一范围都无法稳定作业。漏板温度可通过温度控制仪进行调整，而温度不均匀则可以通过对冷却片位置进行调整，若偏差大时，可以调整漏板两端电极夹头的位置（夹头与电极的接触面越小，漏板两端的温度越高，一般慎用）。一般丝根的形状可以反映温度情况： 温度太高 温度太低 温度正常漏板非生产用漏板非生产用漏板 【启动漏板】 一般是在新建成新生产线时使用的。用来清洗新池窑、

46、通路和前炉，排除杂质气泡，为得到合格的玻璃液，打下好的基础。 启动漏板用耐热不绣钢材制成的，在其底板上有3个直径约为10 mm的排料孔。【排料漏板】 安装在通路前段，用来排除前炉中的玻璃杂质和气泡，保证生产漏板的作业稳定性。 排料漏板由铂铑合金制成，在其底板上有1-3个直径约为5 mm的排料孔。3孔排料漏板孔排料漏板 1孔排料漏板孔排料漏板 冷却片简介简介 冷却片置于漏嘴之间，以吸收漏嘴和玻璃丝根的热辐射，并稳定漏嘴周围空气；冷却片可用纯银或镍包铜制成。镍包铜镍包铜优点优点：漏板安全性好，冷却片使 用寿命长。缺点缺点：传热性不十分好；冷却片体积相对较大，校正较困难。 纯银纯银优点优点：银传热效

47、果极佳，冷却效果好。缺点缺点：银易与铂化合，其合金极易脆，并且熔点很低，因此银片与热漏板任何直接接触对漏板都是十分有害的；银片使用寿命相对较短。冷却片冷却片安装冷却片安装【冷却片冷却片】焊在铜制的支架上，冷却片呈横向排列在漏嘴间冷却片与漏嘴之间的高度差 由于在高温下铂金与冷却片接触时，会发生中毒（反应），容易烧坏漏板（漏嘴）。故冷却片的安装位置不能太靠近漏嘴，应在漏嘴下方1mm左右。也不宜过低，过低冷却效果不好，达不到冷却的目的。 当冷却片在使用一段时间后，会因高温而产生氧化物，若与漏板（漏嘴）发生接触，就十分危险。因此，冷却片应定期清洗或更换，以保证产品质量和漏板安全。 【大力钳大力钳】固定

48、冷却片的安装位置【铜制的支架铜制的支架】冷却水通过支架，通过朝漏嘴方向上下调节，可以校正漏板温度冷却片冷却片的作用冷却片的作用 熔化好的玻璃液,在自重及静压作用下经过漏板流出成型时，温度很高，需要先进行冷却才能形成稳定的丝根。因此，就必须安装冷却片，刚成型的纤维很大一部分热量是靠辐射方式散发出去的。这部分热量辐射到冷却片上，冷却片吸收了热量并以热传导的形式传给冷却水带走。 丝根稳定、拉丝速度、粘度和表面张力皆平衡的温度值范围是很窄的，若温度太低（粘度太高），拉丝直径会减小。若张力大于抗拉强度，会引起飞丝。若温度太高（粘度太低）则丝根不稳定，纤维会断头。为了保持丝根稳定，需使用冷却片。 冷却片部

49、分冷却片规格部分冷却片规格 类型冷却器体长度（mm）冷却片块数材料冷却片长度（mm）DB2400165、15916、15镍包铜75DB3200162、15616、15镍包铜85DB400026724镍包铜95冷却器冷却器体长度体长度冷却片长度冷却片长度冷却片快数冷却片快数冷却风系统布置平面图布置平面图 纤维成型区中气流状态，既不容易直观看到，也不易为人所重视。实际上这个区域气流状态的好坏，对于稳定拉丝作业和产品质量都有极为重要的影响。 气流状态首先影响玻璃从液态转化为丝根的冷却过程。气流（尤其是横向气流）不稳，轻则造成纤维直径粗细不匀，重则造成断头。玻璃纤维成形过程中，大部分热量是通过对流传热

50、方式传给周围气体介质的。而对流传热强度很大程度上取决于气体介质的运动速度和温度。 纤维以很高速度在运动，周围气体介质必然要对它有磨擦阻力，这种磨擦阻力以附加在纤维上张力形式出现。因此，气流状态不理想，就会使纤维上张力加大，影响其强度。 冷却风系统气流运行状况气流运行状况 在不对成型区域周围空气进行任何控制时，紧靠丝根及其下面很短一段区间内，由于纤维运动速度不快，空气压力相对讲是负压。当纤维以很大的速度向下运动，附近的气体也被带动向下移动，很快在纤维扇面中形成正压区，由于纤维最终要集成一束，纤维向下运动时，彼此愈来愈靠拢，气流也彼此压近，正压愈来愈大，从而使此处正压气流向四周横向扩散，或者向漏板

51、附近负集束器涂油器压区倒吹，必然在纤维扇面形成一此无规则的紊流和涡流，使作业困难，也影响产品质量。 冷却风系统气流控制方法气流控制方法 要想让空气从上向下均匀地穿过纤维成型区，最主要的是要让从漏板向下直到拉丝机的空间中形成负压，造成一种下面对上面有相当抽引力的环境，使气流在纵向上流动，以减少紊流： 在靠漏板下面安装风管，向成型区域送风（又能起冷却丝根的作用）。 在二楼向楼下送风，形成空气幕。 在负一楼安装抽风机，形成相对于二楼的负压增大气流在纵向上的抽力。 喷雾系统 喷雾水采用纯水，作用是冷却玻璃丝和保持作业部件（如集束器、排线器）清洁。使用时应调节好喷雾水的大小与角度。 作用： 冷却玻璃丝束

52、,便于操作 在玻璃丝表面形成水保护膜 冲刷周围灰尘等杂质,净化空气质量;喷雾类型(按喷雾形状分): 扇形状（适用于合股纱排线器处） 柱形状浸润剂系统 浸润剂系统每套包括夹层储罐、搅拌器、输送泵、进管、回管、塑料软管、单丝涂油器盒。 浸润剂在使用过程中易沉淀，因此搅拌器须持续工作。另外每套系统需按规定定期清洗（换品种时也须清洗系统）。当夹层储罐内浸润剂高于规定温度（时，罐体需通冷却水，以降低温度。 输送泵输送泵带夹层的储存罐，夹层内接有冷却水。带夹层的储存罐，夹层内接有冷却水。回回进进进进涂油系统 涂油器的作用是让纤维的扇面在通向集束器的途中，通过一个覆盖有浸润剂膜的移动表面。 调整涂油辊转速、

53、纤维扇面在辊上的包角或纤维扇面在辊子上的宽度可改变纤维的含油率。 涂油辊材质有石墨、胶木和陶瓷三种 。涂油辊涂油辊涂油电机涂油电机进管进管回管回管涂油辊类型胶木涂油辊胶木涂油辊陶瓷涂油辊陶瓷涂油辊石墨涂油辊石墨涂油辊拉丝机拉丝机由机头、排线器、控制柜组成，它是生产连续玻璃纤维的主要设备，它们的主要功能是将漏嘴流出的玻璃液拉伸成一定细度的玻璃纤维，并以某种排线方式将其缠绕在机头的绕丝筒上。 基本组成基本组成机头机头排线器排线器控制柜控制柜控制屏控制屏拉丝机直径直径161mm161mm用于生产直接纱用于生产直接纱直径直径260mm260mm用于生产短切纱用于生产短切纱直径直径300mm300mm用

54、于生产合股纱用于生产合股纱拉丝生产作业图二楼作业图二楼作业图一楼作业图一楼作业图原丝品种及类型直接纱直接纱合股纱合股纱直接纱直接纱拉丝相关名词及计算3 3、纤维直径：、纤维直径：单丝纤维直径，单位为m计算公式如下：取1000m纱：(1/4)(D/106)21000n = Tex10-3 (取国际单位) 2.00310-3D2n = Tex D =499.25TEX/n500TEX/n其中：D 单丝纤维直径(m) n 单丝根数（通常指漏板孔数） 玻璃密度（E玻璃通常取2.55103 kg/m3）2 2、TEXTEX：指1000m纤维的质量，单位g/1000mTex换算：漏板温度不变时，漏板流量保

55、持不变，那么转速（rpm）与Tex 成反比： N1Tex1 = N2Tex2例：某一台位原生产R10，N1=2500rpm，Tex=200，现需要换成R58C，Tex=270，求N2=? N2=2500200270=1852 rpm 1 1、拉丝机转速：、拉丝机转速：拉丝机机头每分钟运行的转数，单位rpm。 拉丝机线速度：拉丝机线速度：V=ND （N 拉丝机转速 ）拉丝相关名词及计算4 4、漏板流量：、漏板流量：指每分钟拉丝机机头转速下降的转数，单位rpm/min； L = VTexn10-6 (Kg/min) =N(D/1000)(TEX/1000)n10-3 (Kg/min) =N(D/1

56、000)(TEX/1000)n10-360 (Kg/h) 其中：V 拉丝机线速度(m/min) N 拉丝机转速（rpm） D 丝饼内径(mm) n 丝饼数量 例例( (细纱细纱G75)G75)：L =(303/1000)3500(68.7/1000)210-3 = 0.4547 Kg/min = 0.655 t/d 例例( (直接纱直接纱) )：L=85Kg/h Tex=2400 n=1 求V V =(85103/602400)10-3 = 590 m/min 拉丝相关名词及计算5 5、速降、速降：指每分钟拉丝机机头转速下降的转数，单位rpm/min； 意义：保持线速度一致，从而保证Tex稳定

57、。 合股纱速降： N末= N初Nt 、丝饼形状、重量不变：例：N1=2500rpm, t=20min, N1=14r/min2, 求N2=1800rpm时，N2=？ （下式中D内指丝饼内径，D外指丝饼外径。） 2500(D内) = (25001420)(D外) 1800(D内) = (1800N220)(D外) 联立 得：N2=141800/2500=10 r/ min2 所以 N2=N1N2/N1 、丝饼重量变化： 若丝饼形状不变：N2=N1N2/N1 若丝饼形状改变：需要检测速降 以上可见，在丝饼排幅不变，排线方式不变的情况下，无论漏板流量是否变化，丝饼重量是否变化，速降与速度成正比。1拉

58、丝相关名词及计算 、丝饼重量变化，形状变化不大时近似算法： 例：N1=2500rpm, N1=14r/min2, G1=10Kg, Tex1=200 t1=21.2 min N2=1800rpm, G2=8Kg, Tex2=270 t2=17.47 min 求N2=？ 在1800 rpm下，拉到与t1对应的10Kg时，时间t2=23min 。 N1下流量相等 2500(D内)Tex1=(25001421.2)(D外1)Tex1 1800(D内)Tex2=(1800N223)(D外2)Tex2 在相等重量的情况下，可近似D外1=D外2 联立 得： 2500/1800=(2500-1421.2)/

59、(1800-N223) N2=1800/250021.2/2314 所以： N2=(N2/N1)(t1/t2)N1 速降的测定：在丝饼形状（排线比、排幅）变化时，严格上都应该检测速降例： N=2500rpm, t=20min, 任意设定一速降N0 =16r/min2，取一个满筒纱。 检测 Tex外=203，Tex内=200, 求正常的N=？L相等原则： 2500(D内)200 = (25001620)(D外)203 2500(D内) = (2500N20)(D外) 202500200203200 200203N =+16 内外内TexTexTex 内外TexTexN=+N0 联立 得： 所以：

60、 拉丝相关名词及计算6 6、体积密度、体积密度: :是指单位体积内纤维的重量，单位g/cm3 、g/dm3。直接纱体积密度计算： 620210)(41hDDtL= 其中: L 流量 （Kg/min） t 满筒时间（min） D0 丝饼内径 (mm) D 丝饼外径 (mm) H 丝饼宽度 (mm) 例：L=90Kg/h=1.5Kg/min，t=12min，G1=18Kg， D1=28mm，当G2=19Kg，求D2=？ 根据相等原则： 62210250)151280(4118622210250)151(4119D= D2=222151)151280(1819=285mm 得: D2=2020212