浮法玻璃生产中产生气泡的原因及控制

浮法玻璃生产中产生气泡的原因及控制

1玻璃液的厚度眼液密度为0.5.2mm，肉眼易于看到。在偏见下，观察泡沫壁和泡沫中的小油花液体滴。一些泡沫壁周围有颗粒杂质，其他气泡内没有澄清。如图1.4所示。根据形成部位的不同,温度高一些的部位生成的气泡,进入玻璃液可能深一些,温度低一些的部位进入玻璃液浅一些,一般在玻璃板1/3靠上的位置。从形状上看,受生产玻璃厚度的影响也有所不同,玻璃越厚,越接近圆形,反之,椭圆的直径越长。也就是生产薄板时大部分被拉成长长的椭圆形。以上气泡,如图3、图4无可争议均认为是芒硝泡,对图1和图2,目前,业内人士尚无统一的概念。有人称此类气泡为S泡,还有人称其为挥发滴落物气泡,还有称其为过还原泡,也有人统称芒硝泡,但无论名称如何,以采取措施将气泡得到彻底有效控制为主。2分析与解决原因的解决2.1原料2.1.1碎玻璃的加入量根据资料显示,浮法玻璃配合料中,气体比为15%~20%。气体比过大,熔制时形成过多的泡沫,不仅延长澄清时间,气泡也难以消除。但气体比过小则气泡对玻璃液的翻动无力,气泡也难消除。因此要严格控制各种原料的粒度,避免超细粉太多,控制配合料的水分。碎玻璃的加入,有助于熔化和澄清。随着浮法玻璃生产技术水平的不断提高,成品率大大提高,回头的碎玻璃量比较少,因此外购碎玻璃的加入量也在逐渐增多。对熔化质量要求高的厂家,碎玻璃比例一般在18%~20%。这就给碎玻璃的质量提出了更高的要求,挑拣质量有时就制约着浮法玻璃质量的稳定与提高。碎玻璃液中混入木块、锯末、纸团、橡胶、生活垃圾类等污染物或细粉过多,则碎玻璃会导致配合料氧化还原势的改变,容易产生气泡。因此,被机油污染的碎玻璃要及时除去,严禁带尘土的碎玻璃细粉集中加入。其次,不同成分的碎玻璃混合时,由于相互间的作用,也会造成气泡。在含有硫酸盐的玻璃中,硫酸盐能被二氧化硅分解:在同一时间及温度下,熔体中SiO2含量增加1%时,分离出来的SO3含量约为0.03%,因此当含氧化硅较多的玻璃液与含氧化硅较少的玻璃液接触时,由于成分的波动,平衡被破坏,其残余气体被排出而形成气泡。2.1.2引发问题及原因分析芒硝、炭粉比例多少合适,一般情况下,无色透明浮法玻璃生产芒硝含率控制在2.5%~3.0%之间,炭含率一般控制在3%~5%,但是具体数据,要根据原料、燃料使用情况而定。芒硝在浮法玻璃生产中是作为澄清剂来使用的,芒硝加入量过多,超过熔化的饱和值,或燃料中含S量高导致烟气中SO2含量高,使熔体中SO3溶解度增大,形成芒硝泡。关于芒硝的使用量,一定要充分考虑燃料中含S量,如果含S量高,要适当降低芒硝含率。某生产线曾使用高S焦,芒硝含率一直保持在3.5%,后因节能降耗,降低碹顶温度,在调整过程中,热点碹顶温度每到1465℃玻璃板面就出现气泡。下调芒硝含率至3%后,碹顶温度随之下降至1455℃,未曾出现气泡。另外,芒硝对耐火材料的侵蚀非常严重,这一点也不容忽视。炭粉用量虽然少,但在玻璃生产中的作用非常微妙,多与少都会对生产起到很大的影响,因此有人戏称碳粉是玻璃生产中的“兴奋剂”。某公司,曾因使用石油焦粉而取消了炭粉的使用,但会不时出现气泡,致使玻璃等级降低。后经分析认为,虽然石油焦大颗粒炭吹入窑内,且可能有部分没有完全燃烧,但是未燃尽的颗粒没有与混合料完全混合,因此,不能直接充当还原剂。混合料中炭粉加入量不足,造成芒硝起不到澄清效果。因此,决定当天中班恢复使用炭粉。18:00将炭粉含量提至2%,24:00检测气泡明显减少。从配料使用到玻璃检测,基本上6h作用,时间上也非常吻合。总之,炭粉的作用不容小觑。芒硝、炭粉的颗粒度:过去很长时间,一直在强调芒硝、炭粉的比例,而忽视了其颗粒度。实际生产中,芒硝炭粉的颗粒度一定要引起重视。碳粉的粒度直接影响炭粉参加反应的量,从而对芒硝的还原产生影响。炭粉颗粒度太大不易与芒硝充分混合,影响其还原性的发挥;颗粒太细,则在配合料刚一入窑,很快燃烧,而起不到应有的还原作用。某公司两条生产线曾同时大量出现芒硝泡,提高芒硝含率不起作用。后来抽查炭粉粒度,发现大于0.85mm(20目)的颗粒占5%左右,此后开始按0.355mm(40目)筛控制。1d后气泡呈减少趋势,2d后气泡基本消失,生产趋于正常。同样,芒硝的颗粒度在生产中也起着至关重要的作用。2.2焦炉烟气排放特征2007年随着石油焦干喷技术在浮法玻璃生产中的投入使用,极大提高了玻璃行业对石油焦的用量。燃料级石油焦,尤其是玻璃行业使用的中低硫焦,主要依赖于进口焦,而进口焦,又以美国焦为主。因加工原油品质的改变,全球石油焦硫分逐渐走高,中低硫焦的资源越来越少。由于石油焦中含硫量较高,在3.5%左右,最高可到5.7%,若每天使用石油焦量按80t计算,则每天排出单质硫的废弃物在2.8t以上,硫的化合物则更高。某公司曾对烟囱排出物进行分析,成分见表1。可见硫的化合物所占比例极高。而在高温下,单质硫形成硫蒸气容易在熔窑中的某些凉面聚集冷凝成硫蒸气泡。一旦窑内压力温度等有所波动,容易掉落在玻璃液面产生气泡。而石油焦固体颗粒,也易吹入蓄热室,加重蓄热室格子体的堵塞,一旦窑压波动,会加速气泡的产生。其次石油焦粉加工的颗粒度较大,含有大颗粒炭,直接吹入窑内散落在玻璃液表面,相当于炭粉过量,也易产生此类气泡。某浮法生产线,连续10余天大量出现直径在2mm以上,分布在玻璃板上表面,显微镜下只看到油花状的小液滴的气泡,一等品率50%左右,严重时落板,对产量、质量造成较严重的影响。对此,技术人员采取提高熔化温度、提高原料芒硝含量和降低芒硝含量,调整炭粉含量等一系列措施均未取得良好效果。最后检查石油焦粉颗粒0.075mm(200目)以上高达28%。后来通过严格控制石油焦粉颗粒度,类似气泡处于可控状态。再次,使用石油焦时,及时吹扫旋转闸板积灰,及时清理小炉炕上的集聚物,减少窑内烟气,也就是减少硫蒸汽的集聚。2.3窑压发现在形态变化的情况下,注意观察窑压窑压不能太小,甚至出现负压。窑压减小时,玻璃液中溶解的气体重新从玻璃液中析出,形成气泡。窑炉后期和换火期间易出现负压,这样窑内吸入冷空气也容易形成此类气泡。当风向、环境温度发生变化时应及时测量窑压,以校正控制熔化部窑压为微正压为标准。正常情况下,窑压以微机控制为主。要经常在投料口处或耳池处进行检查,是否有回火现象,从而确定观察窑内是否出现负压。二是熔化部窑压不能太大,且必须稳定,窑压偏大易形成飞料,污染熔窑,也易产生气泡。2.4燃料消耗的使用风火配比不合理,尤其是助燃风量不足,容易产生气泡。助燃风量不足,窑内火焰浑长,相当于还原性强,容易产生过还原性气泡,而且浪费燃料。2.5调整后的油流量理论上玻璃液的澄清阶段,在1400~1500℃,玻璃液在形成阶段存在可见气泡和溶解气体,由于温度升高,体积增大,玻璃液黏度降低而在此阶段逸出,此阶段在窑内属于泡沫区,也是熔化过程中小气泡集中排出的区域,该处温度和气氛不合理将阻碍气泡的排出。而当前国内不少厂家则认为泡沫区热阻较大,火焰对玻璃液的传热困难,因此大量减少处在泡沫稠密区的3#小炉的燃料量。可是如果过多地减少泡沫区3#小炉的燃料量,则此处的温度就会不高。违背了SO3溶解的原理,因此,极易产生气泡。以某600t/d生产线为例,各小炉油流量调整前如表2所示。热点特别突出,但是经常出现气泡。每次出现气泡后,仅仅提高5#~7#的油流量,来提高澄清部温度。而提高热点后区的温度,起不到真正的澄清作用,或者起的作用非常有限。在调整过程中也曾仅仅提高1#、2#小炉的油流量,也就是提高料堆位置的温度,毫无疑问,也解决不了气泡。后来,经过仔细地理论分析认为,玻璃的熔制过程分为5个阶段,硅酸盐形成阶段、玻璃形成阶段、玻璃液澄清阶段、玻璃液均化阶段、玻璃液冷却阶段。而玻璃液的澄清阶段,就在热点前或热点附近。为此,提高4#小炉的油流量,同时适当减少5#、1#、2#小炉的燃料用量,增加6#小炉的用量,同时可以大大减轻5#小炉的窑炉负荷。调整后的油流量见表3所示。从窑内情况看,泡界线前移,相应地增大了澄清面积增加了澄清时间,同时也增加了玻璃液的澄清温度,有利于一次气泡的澄清。与此同时,上述调整使热点前移,拉长了热点至熔化部末端的距离(由于目前的熔窑大都采用了窄卡脖与深水水包,使熔化部的澄清环流与冷却部的生产环流有效地被分开,避免了冷却部的环流返回到熔化部中去),有效地减小此段玻璃液沿流向在单位长度内的温度梯度,降低了澄清环流的强度。由于熔化部澄清环流强度的降低,使进入卡脖的玻璃液流量随之降低,从而使冷却部的生产环流亦有所降低,上述两大环流强度的降低,有效地使返向流减弱,避免了返向流中的“凉”玻璃液返回高温区被重新加热,导致气体溶解度等的一系列变化而释放出二次气体,形成气泡,这一点,从池底温度的变化可以说明两大环流的减弱。通过此次调整,效果非常明显,根据相关记录,12:00调整完毕,当日2