浮法玻璃工业中的原料及其加工对玻璃质量的影响

浮法玻璃工业中的原料及其加工对玻璃质量的影响

近年来，随着中国玻璃工业的快速发展，国内浮法玻璃的产品质量有了很大提高。玻璃产品的加工和豪华比例不断增加，呈现出一种令人满意的好趋势。但是毋庸讳言,尽管近年来许多浮法玻璃厂在其核心——三大热工设备熔窑、锡槽、退火窑和冷端上引进了很多先进的技术和设备,有的还是全线引进,然而在产品质量上与国外先进的浮法玻璃相比,甚至与国内先进的合资企业相比,不少国内企业的玻璃质量仍有一些差距。在产品质量的稳定性上差距更为明显。一方面造成了中低档产品的相对过剩,另一方面在不少高档产品上尚需从国外引进原片或加工制造。既然国内生产线在硬件设施上已经与国外先进的浮法玻璃生产线相差无几,那么产品质量仍不能令人十分满意的原因何在呢?对于这个问题的探索可谓是仁者见仁,智者见智。下面笔者想从玻璃原料及其加工系统对玻璃质量影响的角度对这一问题发表几点看法,用对比的形式来看看国内企业的异同。1原料系统是国资企业发展的前提和基础笔者从事玻璃工厂设计多年,对这一问题的体会非常深刻。不管业主们自觉与否,资金充足与否,很多国内企业往往从玻璃厂的前期立项、可行性研究开始,到项目的方案论证、投资估算、资金平衡、设备材料引进直至项目实施,都把三大热工设备作为重中之重来考虑,而把原料系统放在了相对从属的地位。尽管这些年来对原料系统重要性的认识已有了很大程度的提高,但仍未达到其应有的水平。实际上,从我们所掌握的资料来看,不论是国外几大公司,还是国内的几个高质量的合资企业,都把原料系统放在了与三大热工设备同等重要的地位来考虑,在技术保证措施和资金投入上一点也不逊色。高投入带来的是高产出,如果重视程度不够,带来的可能就是先天不足。没有高质量的入窑原料作前提,可能再先进的三大热工设备也难以生产出高质量的玻璃来。原料系统与三大热工设备前后相接、相辅相成。2原料上的差别提到原料的质量,人们往往想到的是原料的化学成分,或有益有害组分所占的比例。实际上,原料质量应该包括以下几个方面:即原料的化学成分、水分、粒度及其分布和原料的均匀性,广义上来说,还应该包括参与配料的各种原料粒级上的匹配性。这几个方面共同影响着玻璃的熔化、澄清、成形、能耗和窑龄。因此对这几个方面应该同等对待、同等要求。只重视原料的化学成分和水分而忽视其他方面的要求,看起来只是粗放型的经营和概念上的差别,但这一差别直接影响原料的实际质量进而影响玻璃的质量。下面的表1和表2分别列出了甲厂(某合资企业)和乙厂(某国内企业)的原料进厂情况(二者三大热工设备配置水平基本相当)。单从以上两厂的原料化学成分上来看基本上属于同一水平,配料计算所得的玻璃化学成分也基本上是一样的。但是二者的玻璃质量实物水平却相差甚远。分析认为,除了两厂的热工工艺制度、操作水平等有所不同外,主要的原因之一是两厂主要原料中的超细粉含量差别太大。以白云石为例,甲厂为4.6%,而乙厂高达14.8%。乙厂如此高的超细粉含量必然会导致熔化不同步、硅酸盐局部形成差异与澄清困难,同时超细粉在熔化过程中的飞扬也将堵塞格子体、腐蚀耐火材料进而影响熔窑寿命。二是甲厂的硅质原料采用了均化库而乙厂的硅质原料采用的仅是普通贮库,这样在入窑硅质原料的均匀性、熔化的稳定性上甲厂也要好于乙厂。笔者曾会同两厂有关技术人员分别对其硅质原料进行长期化验分析,发现即使是同一批进厂的原料,不同车箱(船)的原料在化学成分、水分、粒度上都会有所差别,更不论不同批次之间了。三是甲厂采用的是粉料进厂,进厂后化验所得的原料化学成分基本上就是入窑成分,而乙厂采用的是块料破碎形式,由于破碎筛分工艺流程和设备选择的关系,在破碎筛分过程中又在粉料中带入了部分机械铁和其他杂质。这部分机械铁也一并带入了窑中并往往被“忽略”。当然这并不是否定块料进厂方式,而是说要选择好破碎筛分工艺流程和加工设备,并在粉料送入配料仓前采用有效的机械铁去除设备。甲乙两厂在原料质量上的差别在国内具有普遍性。甚至有的厂家认为在当前“优质并非优价”的市场格局下采用优质原料是造成亏损的原因之一,有意低价购进一般原料生产一般玻璃则是另外一个话题了。3对系统精度的提高是最主要提到配料精度,人们往往想到的就是称量设备——电子秤。目前国内外的浮法玻璃生产线绝大部分都采用电子秤作为称量设备,一般静态精度可以达到1/1000,动态精度大秤(500kg以上)可以达到1/500,小秤(300kg以下)可以达到1/300左右或更高。但是,这样的精度如果仅仅是对称量设备本身而言,那是远远不够的。因为所谓配料精度,最终是要体现在玻璃成分是否也是如此精确。也就是说,要求进入混合机乃至进入大窑的各种原料配比(重量)也要保持或接近这么高的精度,才能最后体现配料系统的总体精度即“系统精度”。在系统精度这一点上的差别还是存在的。(1)称量设备本身的差别。撇开电子秤设计、制作和材料自身的水平高低不谈,由于目前大部分的国内企业电子秤采购以最低价中标,使得供应商的利润空间很小,不得不在传感器、仪表、秤斗、给排料机等元器件材料上和其他方面如检测诊料报警等功能的多少上做文章,把成本压得很低。这样得到了电子秤往往除了静态精度尚可以外,其他方面由于先天的不完备,动态精度较低并且给以后的生产留下了隐患。(2)输送环节上的差别。由于目前大部分的国内企业采用的都是排库配料方式,称量好的物料在进入混合机之前要通过配合料皮带机收集后再进入混合机。在这一中间环节上,跑、冒、扑、漏、粘料现象时有发生,即使称量得再准确也将影响系统精度,而人们对这些中间环节的重视程度远远不如电子秤本身。(3)是否采用在线水分测量装置。由于目前国内硅质原料的水分波动很大,因此采用在线水分测量装置动态改变称料量是十分必要的,否则会导致实际称量即干基量不准确。(4)建立正常化、制度化的电子秤维护校验制度,并将静态精度校验和动态精度校验结合起来进行。发现问题可以及时解决。(5)慎用悬浮量。悬浮量或允差是电子秤操作(设计)人员给出的该秤在某一称量范围内的允许偏差值。但在实际生产中发现有的操作人员把允差给得很大,例如要求称量值是500kg,如果把允差设定为±1kg,则精度是1/500,但如果把允差设定为±2kg,则精度就是1/250了。这样做的“好处”是称量系统可以长时间不报警,似乎称量系统很“稳定”,但它掩盖了称量精度低的事实并且不易发现系统设备和仪表的不准确性甚至是故障。4混合设备的选择与配合料放料时间的关系目前大部分的国内企业采用的混合设备都是国产混合机。毋庸讳言,国产混合机在混合均匀度、出料温度和料蛋的多少上与国外先进的混合设备相比还是存在较大差距的。由于混合机是原料进入熔窑之前的最后一道关口,混合料质量的好坏直接关系到玻璃质量的高低。值得指出的是,不仅仅是混合机本身,配合料的放料次序、放料时差、干混时间、湿混时间、加热水、加蒸汽的时间选择以及混合周期的选择也会对混合料质量产生较大的影响。同时产生影响的还有混合后的输送设备和输送距离等等。5在玻璃质量方面的应用措施通过对国内外先进浮法玻璃企业的考查可以得出一个结论,那就是这些企业对碎玻璃的处理可以用两个字来形容:苛刻!不仅碎玻璃比例稳定不变(同种玻璃),对线内线外碎玻璃的处理手段也极其严格,有时宁可牺牲成品率也要保持碎玻璃比率的稳定。碎玻璃的稳定和准确添加有助于熔化的稳定,进而促进玻璃质量的长期稳定,这也是提高玻璃质量的一个有效途径。当然,原料对玻璃质量的影响因素还有很多方面,这里就不一一列举了。但是思想观念上的差距却是最主要的,要从根本上克服恐怕还要走一段相当长的路。秦皇岛玻璃工业研究设计院矿山所为您提供●硅砂、砂岩、长石、白云石、石灰石等玻璃原料的实验室及半工业试验●硅砂、砂岩、长石、白云石、石灰石等玻璃原料的采矿、选