配合料质量控制

引言在浮法玻璃生产过程中，各工序之间连续性很强，环环相扣，互相制约，彼此影响很大。在原料的管理，原料加工和配合料制备过程中的细小错误都可能造成生产的不稳定，甚至酿成大的生产事故。多年来根据生产实践总结出的玻璃生产的“大四稳”一一原料稳、燃料稳、熔化稳、成型稳，其中原料稳列为前提，它是玻璃生产的稳定的基础。在实际生产中如果控制不严或者出现原料事故都有可能引起各种玻璃缺陷，使玻璃产生气泡、条纹和疖瘤、结石、析品等。原料或配合料经常出现的问题有：原料中混入杂质、原料成分频繁波动、粒度上下限失控、上错料、配料工艺参数不合理、配合料混合不均、配合料氧化还原性的频繁变化及配料设备故障等。原料造成玻璃缺陷的原因分为显性和隐性两种，显性原因一般很容易发现，多为管理不善造成；隐性原因，多为因设备故障和部分工艺参数不合理造成，需通过许多检验方法才能发现。在近几年新上浮法生产线中，由于科学技术的发展，自动化程度和设备性能的进步，使混合料的控制水平已有了大幅度的提高。在配合料制备过程中其称量系统和调合系统的关键部位多数引进了进口设备，装备水平有了大幅度的提高，对于减少成分波动提高混合料质量方面已有了相当大的改观。但目前在原料生产工艺中，其质量控制和检测手段仍有不少的问题，离优质浮法玻璃的生产要求有一定的差距，常常造成玻璃生产的不稳定，导致出现气泡、夹杂物等玻璃的质量缺陷，同时也对熔化率和窑龄产生直接影响。有些先进企业在制定原料标准方面，内容与国家标准相当，但指标略高于国家标准，有的还增加了国家标准没有的要求。通过精确控制浮法玻璃原料及混合料的质量，努力创建自己的品牌产品，提高市场竞争力，最大限度的提高企业的经济效益。配合料是各种原料按配方配置混合而成的，配合料质量是整个原料系统操作、管理、控制水平的综合反映。高质量的配合料具有一定的水分、温度及稳定的REDOX值。配合料是原料系统的产品，又是下道工序（熔化工序）的原料，配合料的质量对玻璃质量起着关键的作用，配合料均匀性、料温、水分合理控制，有利于稳定生产均匀性控制配合料的均匀性是指一副或副与副之间配合料化学成分的偏离程度。把分析结果分别与平均值比较。各点分析结果越接近平均值，说明均匀度越好。1.1配合料均匀度表示方法配合料均匀度是以某一副配合料所取样品的某一组结果与平均值之差的统计平均值（也叫做均方差）来表示，一般浮法玻璃生产线以Na2CO3含量的测定值来计算。式中：S——表示配合料标准偏差；n——代表某一副配合料的抽样总数；Xi——表示某一副配合料中任意一个样品的Na2CO3含量；X——表示该副配合料所有样品含碱量测定值的算术平均值。均方差越小质量越好；均方差越大，离散程度越大。均方差的大小一般取决于原料粒度和混合工艺参数。为了有效控制生产，国际上惯用三种衡量方法：1.1.1各副配合料本身的均方差1.1.2抽样的组分含量测定值的偏离1.1.3连续数天（一般三到五天）抽样测定值偏离量上述三项指标必须同时控制，才能确保玻璃的熔化质量。1.2混合时间的测定配合料混合时间是指从全部原料进入混合机开始，全打开卸料门开始排料的时间。一般混合时间为3-5分钟。混合料的混合阶段分为十混、加水、湿混三个阶段，各阶段根据工艺条件以及原料粒度级配情况，利用均方差试验获取。混合时间标定后不可随意更改，若混合操作是程序控制的，只要设备不发生故障，配合料的十混、加水、湿混时间是有保障的。如混合操作是手动控制的，就应经常进行抽查。1.3混合料均匀度检测方法配合料中某一组分即使混合的非常均匀，其含量在每副配合料中的各个部位也不会完全相同，而是服从统计中的正态分布规律，用该分布的平均值均方差就可以科学的表示出配合料质量。配合料混合均匀度的表示方法有四种：容量滴定法、电导法、光反射法、X荧光法。1.4保证配合料均匀性措施在生产中，配合料的混合均匀性的保证，除了检测其均方差之外，还应制定合理的工艺参数及操作规程。1.4.1设置合适的放料顺序生产过程中严格按照放料顺序及合适的时间间隔保证各种原料在集料皮带上铺成类似三明治的层状，为下步的均匀混合打下基础。1.4.2混合过程中加热水配合料加水温度控制根据各生产线的具体情况和季节变化来调整。在国内中南部保证配合料料温不小于35°；北方春秋夏季保证配合料料温不小于35°，冬天配合料料温不小于15°1.4.3确定合适的混合时间过多或过少的混合时间都会导致配合料均匀性变差。配合料从混合机到窑头料仓的输送距离影响配合料的均匀度。为保证输送到窑头料仓配合料质量，输送过程各个环节加以控制。在输送皮带上方加装防护罩，防止水分过快蒸发及配合料飞散。冬季在输送皮带廊安装供热设施，防止配合料温度过快下降。加强皮带输送过程中的检查维护，防止配合料在输送过程中跑偏、漏料。保证配合料输送皮带的安装质量，减轻皮带运行中的震动导致的配合料分层现象。1.5配合料均匀性的测定检测配合料的混合质量，要用一些检测数据来衡量。能反映配合料均匀程度的数据有：外观质量，Na2CO3CaO、MgO含量，酸不溶物、水不溶物、硫酸钠含量，配合料含水率，配合料的温度等。料温控制配合料合适的含水量能减轻配合料输送过程的结块、分层、飞散现象，避免皮带廊及窑头的粉尘污染。配合料具有一定的温度，可以充分发挥加水的做用。在配合料中纯碱的吸湿性很强，当料温小于37°时配合料中的游离子转化为结合水，一水合碳酸钠.当料温小于35°时会生成七水合碳酸钠；当料温小于32°时生成十水合碳酸钠；纯碱生成结品水后容易造成配合料分层而影响配合料的制备过程中及输送过程中采取必要的措施保证最终到达窑头料仓处的配合料温度不低于37°。为了保证配合料的温度达到要求通常可用以下方法来实现：一是提高配合料加水温度，水温在70-80°；二是在混合机通入蒸汽三是再配合料输送过程中实行密封作业，皮带廊进行保温；四是对主要原料如硅砂、白云石等进行单独加热，往往采用在料仓中通加热管，进行蒸汽加热。硅质原料在配合料中所占的比例较大，硅质原料在配合料前每提高一。，配合料料温可相应提高0.58°。水分的控制在生产中，要保持溶化状态的稳定，必须使配合料的水分保持稳定。生产浮法玻璃配合料的含水率根据不同季节温度，设定不同的配合料控制值。按照配合料含水率指标要求，人工对配合料水分的定时抽查测定，核对配合料在线测水数据的准确度。加水方式应尽可能在混合机内实现均匀雾状加水，以减少配合料蛋，提高混合均匀性。3.1配料过程中水分控制国外企业及国内高档玻璃生产线均采用在线水分仪测定检测控制硅质原料水分，实时检测每副配合料硅质原料的实时水分值，并将此信息传送给微机系统，通过计算机控制系统实现对硅质原料称量值的自动补偿，大大提高了硅质原料称量的准确性。3.2在线测水仪的标定方法及水分自动补偿3.2.1取样3.2.2生成校准曲线3.2.3实际生产过程中硅质原料水分的波动范围必须控制在线性范围内，而且尽可能的使水分波动小于正负0.5%。3.3校水秤水秤在配合料水分控制中起着关键作用。配料线水秤的称量主要是靠电脉冲来控制，脉冲信号的强弱会直接影响到准确称量，水秤使用一段时间之后，称量值与实际值会有一定得误差，就需要对水秤进行重新标定。配合料的含水量是水分控制的关键因素。根据生产情况决定配合料含水量的测定次数。根据日常抽查结果，总结混合料制备过程的分析报告工艺管理部门要根据日常抽查混合料质量的结果，控制检验和全分析检验的结果及统计完成情况，总结出混合料制备过程的分析报告。以便采取技术手段解决各工艺环节的问题，进一步提高混合料质量。如依靠控制检验的手段来观察称量、输送、混合等过程有无异常，是否在最佳状态。依靠全分析检验来观察各种原料的水分稳定性、称的精度、输送环节有无异常。要定期进行混合机性能的检验，及时调整混合时间、排料顺序、加水时间及温度，混合机运行速度、混合机入料量等，使混合料质量达到最佳状态。工艺管理部门通过抽查混合料质量来确认混合料质量的稳定性。根据工艺管理部门抽查的结果每周和每月汇总，结合化验站化验结果分析出混合料质量的可靠性和稳定性，提出相应的解决和处理办法。提高原料和混合料的检测水平为了全面控制原料进厂的质量，确保生产的稳定。质量控制技术的关键是要有合适的技术和检测手段，才能实现上述稳定生产和产品质量监控。用X射线荧光光谱仪可以对浮法玻璃各个原料、配合料和玻璃成品的成分进行快速定量分析、准确分析、无损和操作方便等特点。目前市场上的商用仪器，通过建立方法，可以快速定量分析从B、C到U的所有元素成分。对浮法玻璃各个原料的成分进行快速定量的分析，可以实现通过在投料前对原料的成分有效控制，避免了因成分分析滞后而使熔化过程中的成分严重波动的现象。用x射线荧光光谱仪完全可以完成多次分析、重复分析、批量分析的大量工作，这是其他分析方法无法解决的问题。用在线中子测水、电容测水、红外测水、微波测水系统中其中的一种技术，通过和电子称量系统的联机，可实现对主要原料的含水量测量和密度补偿，使配合料的成分准确、稳定。目前，大部分企业已经使用了电子称量系统，但电子称量系统仅对重量具有敏感性，对原料中成分、水分的偏离无任何察觉能力。而我国的原料供应市场尚未形成规模，达到能连续稳定供应同种原料的水平。因此，要保证配料质量，就更加需要快速成分分析和测水系统，以进一步提高原料及混合料质量的稳定性。结论通过调研和分析，我认为我们最大的差距就是在管理上。因为它涉及的环节和人员很多，指标考核的目的是要把每一个环节的工作都做好，这是保证原料及混合料质量的最大要素。在原料及混合料质量管理上要实行三分技术、七分管理，把质量管理放在一个十分重要的位置上。依靠指标考核手段促进各基层部门自己想办法，找措施；利用技术攻关，技术创新等途径，千方百计把原料及混合料质量提高到一个更高的水平，最大限度的提高浮法玻璃生产水平。致谢本文从选题的确定，论文的写作、修改到最后定稿得到了我的指导老师王宙的悉心指导。特别是她多次询问写作进程，并为我指点迷津，帮助我开拓思路，精心点拨，热忱鼓励。她严肃的教学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风深深地感染和激励着我。在此，谨向王宙老师致以诚挚的谢意