我国日用玻璃工业技术的进步

我国日用玻璃工业技术的进步

改革开放以来，中国的日用玻璃工业技术取得了很大进步。八十年代,我国引进的先进技术,主要集中在熔制和成型两个方面。在溶制方面,玻璃窑炉的结构设计及保温、窑炉的燃烧控制、玻璃液面控制、强制澄清均化技术、炉温炉压控制等取得了很大的成就。在成型方面,主要引进了料道的调节技术和一些先进成型机,单机产量得到了大幅度提高。但是,这些技术的引入相对零散,整体引进的企业较少,从同一工厂不同工序看,存在一部分先进,一部分落后的情况,从不同地区看,技术的发展不平衡现象更加明显。我国的日用玻璃配方一直延用传统配方,对实用配方缺乏深入的研究,在美国不同地方,同一使用功能的制品化学组成差异较大,这主要由于美国幅员辽阔,不同地区原材料价格差异较大,为降低成本因地制宜的结果。在配合料制备方面我国很多厂家还处于半手工、半机械化水平,配合料粒化技术还没受到应有的重视。窑炉受历史条件的限制(如厂房的限制)仍以中、小型窑炉为主,热效率不高,受窑炉供料能力的影响,大型成型机无法为中、小型窑炉配套使用,检验包装还处于极其落后的水平,耗费人力巨大。八十年代由于人民生活水平的提高,对日用玻璃制品的绝对需求增加,一些缺乏技术支持的企业上马,或一些老厂扩大规模,走了一条外延式、粗放型的道路。进入九十年代,受回收玻璃制品,塑料容器,铝制容器的冲击,日用玻璃的市场需求相对下降,很多企业效益滑坡甚至停产,不得不采取强化管理,减员增效,资本重组、技术革新等措施,来降低生产成本,走内涵式精、尖发展的道路。本文论述了一些能取得显著效益的技术方法,供企业决策人士参考。1纯碱与未混碱的玻璃材料纯碱是日用玻璃工业主要化工原料之一。日用玻璃中的Na2O(含量14.5～16.5%)主要由纯碱提供。节碱能显著降低生产成本,有如下几种方法:1.1玻璃的边界这是众所周知的节碱方法,为防止玻璃脆性增大,碎玻璃不超过30%,但这界限早已突破,有些厂家甚至用100%的碎玻璃生产制品。碎玻璃入窑后,无需进行硅酸盐反应这一耗能占75%的过程,节能可观。1.2方达到32%玻璃中Al2O3含量通常在1～5%之间,但实际配方甚至达到22%。Al2O3通常由廉价的长石引入,长石含Na2O,所以可以节碱,但必须同时具有良好的澄清能力和料道调温技术的厂家方可采用该技术。1.3产品结构应力该法节碱明显。尾砂往往组成不稳定,给制品带来结构应力,所以一些工厂只部分采用。文献表明,使用江西414精选钽铌后的尾砂可降低熔化温度20℃,它还可以节能。1.4低碱组合这种技术可使Na2O含量降低到12～13%,但必须同时掌握高速成型技术和有稳定的热工控制能力的厂家方可采用。2玻璃液与常规锅炉的对比玻璃工业耗能巨大,我国落后的窑炉耗标准重油300kg/吨玻璃液,先进的窑炉190kg/吨玻璃液,与发达国家120kg/吨玻璃液存在70kg的差距。节能主要有如下方法:2.1调湿细砂及出料细砂配合料粒化就是将粉状配合料加工成块状,它节能的主要原因是:①可以使用超细硅砂,粉状配合料入窑,工艺要求80目以上的细砂不能超过2%,块状配合料不存在这一限制,细砂可以缩短1/5的熔化时间。②块状物料导热系数大,采用粒化技术可以增大出料量1/4～1/2,实践表明,可节约燃料30～40%。③改善了熔化条件,延长炉龄10～15%。④粒化技术可以把配合料熔化时Na2O3.2%的挥发量减少到最低水平,可以节碱。2.2cao氧化高钙配方是指不降低制品品质的前提下,用CaO取代SiO2的技术。Tephep研究表明,用1%的CaO取代1%的SiO2,可使熔化温度降低16℃。CaO含量的提高还可以提高机速,文献表明,在罐头瓶生产中CaO由9.5%上升到11%,QD6机速由59个/分钟上升到84个/分钟。2.3配合料凝结、粉碎这是一项我国尚未采用的技术,当配合料用烟气预热到650～800℃时,熔化速度快25～40%,原理是使配合料在入窑前,已完成部分硅酸盐反应,改变了传统的配合料入窑后才进行硅酸盐反应的工艺过程,从而提高了熔化速度。2.4提高燃料助燃温度这是一项我国普遍采用的技术。助燃空气每提高100℃,实际燃料递减5～7%,我国尚有100～150℃的潜力可挖。2.5注重窑体保温窑炉全保温是指除玻璃液面以下200～250mm以外的窑体进行全方位的保温技术,可节约能耗10～20%,同时窑内温度上升20～30℃,在1500～1600℃内,温度每提高50℃,熔化率可提高2～2.5倍。2.6姚干和鼓泡技术该技术始于八十年代,已被很多厂家采用。它可以提高熔化率1/4～1/3。2.7hpe乳化剂的选择利用重油乳化技术,可改善燃烧工况。文献表明,使用HPE乳化剂,6吨锅炉可节油25.10%。且使用低品位重油(如奥里油)价格低廉。2.8提高生产能力当助燃空气中增加3～4%的氧气时,可提高生产能力20～40%。燃烧控制将目前烟气中氧含量5～8%降到1.3～3%,全国每年可节重油28～32.4万吨。2.9原油浓缩法良好的重油雾化可节油15%。2.10引入0.1%li2oLi+具有很强的极化能力,可降低玻璃的粘度,利于澄清。研究表明,玻璃中引入0.1%Li2O,可以降低料道温度20℃。含0.30%的Li2O熔化效率增加5～6%,可以提高机速15%。Li2O含量在2～4%不会出现析晶(Li+会增大玻璃析晶倾向),也不会对耐火材料造成严重的侵蚀。2.11电铬技术电熔技术能把目前窑炉热效率由不到30%提高到60～70%。其优点是烟气明显减少,节约了烟气带走的热量。2.12氧漂后氧化反应热风烤窑是利用热气流易于使窑炉温度场均匀的特点给新建窑炉升温的技术,已为我国很多工厂掌握。其降低成本的原因在于:①将烤窑时间由7～15天,降到一般不超过3天;②节约了烤窑燃料;③可以提前4～12天投产;④使窑炉耐火材料均匀受热,延长了窑炉寿命。2.13炉龄和炉龄不能变化我国日用玻璃厂以马蹄烟窑占主体。在八十年代以前,40m2的窑炉很少,目前我国已能建筑80多平方米的窑炉,熔化率已翻了一倍,炉龄也由2.5～3年,上升到7～12年。采用机械节能技术,一条生产线一年可节电6.9万kW。3增加成本10%硼砂是一种昂贵的原料,玻璃中含0.5～1%B2O3,会增加成本10%,但可提高制品的化学稳定性。目前,我国医用输液瓶生产中,普通采用硫霜化技术,既可以降低B2O3含量(甚至完全取消B2O3)又能满足医用要求。4瓶装瓶轻量化技术减轻瓶重,又不影响制品强度是减少成本的主要手段之一。这方面的技术有:4.1压—小口瓶压—吹成型技术这一技术适用于18～38mm的小口瓶,原因是采用压—吹法可以获得壁厚均匀的制品,不易产生应力集中,退火后应力能彻底消除,喷涂技术结合,可减轻瓶重的1/3～1/2。4.2喷涂红热制品表面微裂纹是导致玻璃实际强度大大低于理论强度的主要原因。热端喷涂就是成型后的红热制品进入退火窑前喷涂一种液体,其目的是消除制品表面微裂纹。冷端喷涂是制品经过退火后,进一步改善玻璃表面性能,再吹喷涂。文献表明,640ml啤酒瓶可减重54%。4.3瓶罐降压器利用离子交换技术,使玻璃表面强化,从而使瓶罐减重。文献表明,1000ml果汁瓶经硝酸钾处理后,其重量可由700g减到470g,减重30%。5生产技术成型是使玻璃获得使用价值的手段。它降低成本的潜力在于:5.1高机速和高产量高机速、大产量可以降低生产成本,目前发达国家机速可达600只/分钟,我国还存在相当大的差距。5.2材料通道检测技术料道温度均匀是高成品率的保证。目前,先进的调节技术可使料温均匀度达到±0.2℃,而我国目前有的工厂甚至连±5℃都达不到。5.3真空成形技术真空成型技术优越性在于制品能获得与模具完全一致的外形和提高制品定型速度,目前瓶罐成形中,真空成形只是处于辅助的地位。5.4螺母技术模具价格昂贵,采用合理的材料,可使模具寿命由生产不到10万只制品,提高到40万只甚至到60万只以上,模具成本可以降低3/4。6节约燃料1/2,知识社会1/2采用新技术、新材料制造的退火窑,可节约燃料1/2,热效率达到23～25%。自动检验、包装技术可以节约人力,从而减少员工薪金支出。7日用玻璃工业应采用的技术方案我国日用玻璃工业走内函式精、尖的发展道路是历史的必然,