李遠陽 華繼凱
摘要:目前,我國經(jīng)濟在快速發(fā)展,社會在不斷進步,浮法玻璃錫槽的污染物主要有氧化亞錫和硫化亞錫。氧化亞錫和硫化亞錫對玻璃成形十分不利,可能造成掉落物、沾錫、擦傷、彩虹和小波紋等缺陷,從而影響玻璃質(zhì)量。此外錫槽出口過渡輥處的二氧化硫除了進入錫槽生成硫化亞錫外,還會對環(huán)境造成污染。
關(guān)鍵詞:浮法玻璃;錫槽;過渡輥;硫化物;二氧化硫;冷凝;回收
引言
與傳統(tǒng)平板玻璃生產(chǎn)方式不同,浮法玻璃生產(chǎn)工藝是玻璃液在液態(tài)錫表面上成型的。液態(tài)錫易被氧化或硫化,造成所謂的錫污染。而錫污染后成型過程中的玻璃上下表面會造成許多缺陷,影響浮法玻璃的質(zhì)量。因此,圍繞錫槽工藝許多研究部門、生產(chǎn)企業(yè)開展了各種課題的研究。
1浮法工藝的特點
(1)有槽法、無槽法和平拉法,實際上都屬于“垂直拉制工藝”,而浮法刁‘是“水平拉制工藝”。在玻璃成形的過程中,拉引力主要用于克服玻璃液內(nèi)摩擦力(粘滯力),而其重力,則基本上由錫液承托。傳統(tǒng)法卻不然,拉引力要克服玻璃的粘滯力和重力。(2)成形室具有均勻的溫度場,玻璃帶在錫槽中的橫向溫差△t<50C,這是傳統(tǒng)法所不具備的。(3)浮法工藝中玻璃帶離開成形室一錫槽,由傳動棍子抬起而送入退火窯中進行退火。(4)玻璃帶與機械傳動棍子的接觸情況。有槽法或無槽法都是雙輥夾住玻璃帶傳動,向上撥起,對玻璃帶產(chǎn)生很大的壓力,溫度稍有變化,玻璃就會產(chǎn)生軸花和壓口等缺陷。平拉法的轉(zhuǎn)向輥是用單只棍子承托玻璃帶的,并有1/4的包角。但由于玻璃帶溫度很高,且轉(zhuǎn)向輥的水冷強度大,因此又會引起斑點和表面平整度極差等弊病。浮法1藝的轉(zhuǎn)向輥能夠克服如卜的毛病。浮法玻璃在二十世紀(jì)六十年代木期就開始取代了機械磨光玻璃,滿足各種交通工具的制造業(yè)、制鏡業(yè)、板狀有機玻璃制造業(yè)等方面的需要。為了減輕汽車風(fēng)擋夾層玻璃的重量,使其適合高速行駛的要求,現(xiàn)在已從原先使用3mm原片改為使用2.1mm原片,用機械磨光法制取這么薄的玻璃需要耗費很大的財力、人力,如果直接用浮法玻璃生產(chǎn)出這么薄的玻璃會節(jié)省很多資源,成本也降低,能夠獲得較大的經(jīng)濟效益。另外這些玻璃又大量用于建筑業(yè)(從單層門窗玻璃到吸熱玻璃、熱反射玻璃、雙層中空玻璃(可配有彩玻)、平(彎)夾層玻璃、絕熱防火玻璃、激光玻璃以及古董、名畫、珍品的無眩玻璃等)。所以,當(dāng)今平板玻璃工業(yè)發(fā)展,實際上是看浮法玻璃工習(xí)批的發(fā)屏水平了。
2常用硫化物處理辦法
2.1安裝并打開錫槽前部導(dǎo)流管
大多數(shù)玻璃液中氣體的揮發(fā)是在3貝前形成的,故應(yīng)在1~3貝上加強排氣,將有害氣體排出。在1貝處安裝導(dǎo)流管,在滿足槽壓的情況下,盡可能地從導(dǎo)流管多排氣,將含硫氣體通過導(dǎo)流管排出。通過定期清理,并保證導(dǎo)流管暢通。
2.2玻璃原料中的含碳物質(zhì)
配合料中除了加入的氧化劑(芒硝和硝酸鈉等)和還原劑(碳粉和螢石等)帶入氧化還原氣氛外,砂子、石灰石等大宗原料由于帶有少量含碳物質(zhì)且用量大,帶入的還原氣氛也相當(dāng)可觀,如果折算成碳量,能占應(yīng)加入碳量的30一40%。為了量化以便控制,搞了個方法測定這些原料中的含碳量,稱之謂原料的COD值,這是借助于廢水處理的術(shù)語,意思是化學(xué)氧需求量。配料計算中考慮外加碳粉時應(yīng)當(dāng)先扣除諸原料帶入的碳量。我國目前多數(shù)企業(yè)都沒有考慮這點。原料的COD值會有變化,如使用運過煤的車船,原料來源地變化(尤其是石灰石或白云石礦點變化)以及一些意外的突發(fā)原因,所以對原料的COD值要監(jiān)控。上前年,我國南方某浮法玻璃廠因海水赤潮使海砂的COD值增高數(shù)倍,結(jié)果配合料還原氣氛突增,澄清不好,玻璃成品率下降??梢?,監(jiān)控原料COD值是為了控制配合料的REDOX。
2.3定期吹掃錫槽
定期清理水包。將水包抽出并對水包上附著的硫化物進行清理。把罩頂暴露在熱玻璃板是保持罩頂干凈的較佳辦法。因此,清理后最好更換水包穿入位置,避免罩的某些位置變成嚴(yán)重污染區(qū)。吹掃錫槽視錫槽污染情況決定,一般為一月一次。吹掃采用高壓氮氣。高壓氮氣從氮氣槍中噴出,吹罩頂、硅碳棒和保護氣孔等處,將錫槽液化的氧化亞錫及硫化亞錫吹掉。吹掃錫槽時也要將水包清理干凈。污染較嚴(yán)重的錫槽還要在高壓氮氣里加入氯氣,氯氣和氫氣及硫化亞錫反應(yīng)生成氯化錫,影響到錫的表面張力,更容易掉下來,清理會更徹底。
2.4浮法玻璃的抗發(fā)霉實驗
用傳統(tǒng)的熔融法制備玻璃產(chǎn)品工藝過程中,選用了純堿為助溶劑,隨之而帶來的是玻璃制品在長期受水、大氣作用后會在玻璃表面上呈現(xiàn)“霧狀”白斑或“彩虹”等現(xiàn)象,通稱為玻璃風(fēng)化(Weathering),俗稱為玻璃發(fā)霉,或發(fā)霉。由于浮法特殊的工藝,從錫槽出來的浮法玻璃表面富集著堿金屬、堿土金屬等的氧化物,這導(dǎo)致包裝好的玻璃在高溫、高濕季節(jié),貯運過程中的成箱的浮法玻璃會風(fēng)化(發(fā)霉)。
2.5二氧化硫回收再利用
二氧化硫冷凝再利用方法需要有冷凝劑。浮法玻璃廠大多數(shù)采用自產(chǎn)液氮作為冷凝劑使用。利用二氧化硫的沸點是-10℃和深冷制氮的液氮溫度為-196℃的特點,可以很方便的利用液氮對二氧化硫進行冷凝處理,對二氧化硫進行環(huán)?;厥铡T阱a槽出口過渡輥處安裝收塵罩并進行局部收取二氧化硫等氣體。收塵罩位于玻璃的上部及側(cè)部,高壓風(fēng)機將二氧化硫和附近的空氣、氮氣及氫氣等氣體進行收集,通過管路導(dǎo)入到冷凝塔。冷凝塔為盤管形式壓力容器,內(nèi)為盤管結(jié)構(gòu)。液態(tài)氮氣從容器通過,通過收塵罩搜集的氣體從盤管通過。盤管里的氣體在低溫下發(fā)生物理變化,二氧化硫冷凝成液態(tài),其它氣體以氣體形式排出。冷凝后的液態(tài)二氧化硫在重力作用下流到儲存槽,通過儲存槽收集并進行灌裝。采取這種辦法較好地解決了二氧化硫?qū)﹀a槽及環(huán)境的污染。
結(jié)語
通過對錫槽硫化物從源頭到生產(chǎn)過程中進行控制及處理,減少錫槽錫液污染,提高玻璃質(zhì)量,尤其是利用浮法玻璃廠具有低溫液氮的便利條件,采取冷凝方法冷凝并回收再利用二氧化硫,解決了硫化物對錫槽及外部環(huán)境的污染問題。
參考文獻
[1]陳正樹等.浮法玻璃.武漢:武漢工業(yè)出版社,1995:1-4.
[2]陳恭源.浮法玻璃工廠設(shè)計建線生產(chǎn).《玻璃》編輯部,1993,1.
[3]黃鈞.浮法玻璃的原理和生產(chǎn).洛陽玻璃廠《玻璃》編輯部,1987:66-67.
[4]馬夏,唐勤亞,張新賢,等.錫槽中硫的來源.玻璃,1997,24(3):12.
[5]曹華,安利群,梁潤秋.浮法玻璃過渡輥臺密封的現(xiàn)狀與發(fā)展.中國建材裝備,1998(5):22-23.