鄭忠 孫堯 黎建春
(成都南玻玻璃有限公司 成都 610213)
浮法玻璃厚度均勻性好,透光度高,裝飾性好,具有良好的透明性、明亮性、純凈性、以及室內的光線明亮等特點,視野的廣闊性能,同時還是建筑門窗、天然采光的材料的最佳首選材料,更是極富應用的建筑材料之一??梢哉f,在建筑玻璃的多種種類來看,這種浮法玻璃應用最大,是進行玻璃深加工的最為重要的原片之一。浮法玻璃以透明度純凈度最佳為主要特色,用于制鏡、汽車玻璃等。不發(fā)臉,不走形,這是它的一大優(yōu)點。
然而在浮法生產薄玻璃過程中有一個重要指標—彎曲度卻對汽車玻璃的質量造成負面影響,所以本文討論在生產過程中如何改善玻璃彎曲度,從而減少生產損耗,提高產量和成品率。
彎曲是玻璃帶的一種局部變形引起的玻璃板不平整,常見于薄板玻璃,特別是厚度小于2.5 mm的玻璃。彎曲主要產生于錫槽的窄段、過渡輥道間隙處和退火窯A區(qū)前端。常見的形式主要有兩種:即輥道變形和成形變形。
輥道變形是由于玻璃帶錫槽出口溫度過高、輥道的偏心運轉以及輥道的表面不平整引起的,玻璃帶間隔一定距離出現一次“波浪”的現象。
成形變形是玻璃帶的橫向溫度差過大,導致形成的玻璃帶“凹凸”不平,生產出的成品玻璃板呈“波浪”狀。
鑒于兩種類型的成因差別,在生產過程中通過降低出口溫度5 ℃而彎曲度基本無改善,從而排除輥道變形,因此生產中出現的彎曲度類型可以確定為成形變形。
在實際生產的過程中,通過三次生產2.1 mm玻璃時調整生產工藝來改善彎曲度。分別是調整成形區(qū)域橫向溫度差、減小玻璃板厚薄差、退火區(qū)域溫度制度和硬件控制。
(1)控制板型對稱性。增加玻璃在錫槽內的覆蓋面積,提高邊部錫液溫度。2#~ 5#拉邊機車位控制在1680~1750 mm,相應位置玻璃板寬在7.4 m左右,邊部距左右邊部對稱約300 mm。
(2)出口火縫導流裝置。出口火縫導流裝置開邊部,中間3個關閉,熱氣流往邊部流,從而減小橫向溫差。
(3)拉邊機區(qū)域增設浸沒式擋鰭。根據拉邊機區(qū)域使用浸沒式擋鰭時成形的穩(wěn)定性以及理論解決彎曲度措施,可在拉邊機區(qū)域增設兩對浸沒式擋鰭。
(4)增設直線電機。在浮法玻璃生產中,由于橫向溫差的存在,根據玻璃成形的溫度場理論,它是產生玻璃厚薄差的根本原因,同時造成了玻璃橫向內應力不均,從而影響玻璃的彎曲度,在低溫段增加直線電機減小錫液流動,從而減小橫向溫差。
(5)成形區(qū)域硬件改善。生產2.1 mm玻璃時彎曲度表現出極強的早晚周期性變化規(guī)律,故主要對冷卻水、冷卻氣及錫槽本體結構等影響因素進行了深入的排查和分析,認為保護氣體、水、設備本體散熱對彎曲度的晝夜影響主要集中在錫槽與渣箱邊部,加大夜間橫向溫差,中部與邊部冷卻速差增大,導致玻璃進入固化開始階段彎曲度就已變差。
硬件改善主要針對相關設備設施提出了以下改進措施:卷邊器水冷管取消,改造為不銹鋼結構;減少外窺鏡氮氣量,錫槽前區(qū)暫不調整,卷邊器及出口以手感有氣為標準降低;共用氮氣供氣溫度,通過引熱風到氮氫配氣室控制;錫槽底殼溫度按照夜間112 ℃±1 ℃,白天110 ℃±1 ℃控制,控制槽底風量,減少受外界溫度的影響。
(6)使用優(yōu)化后的異形水包來減小錫槽內橫向溫差,如圖1所示。在圖1-①的位置加裝邊部保溫,保溫至錫槽邊封處,減少對邊部錫液及邊部玻璃帶的冷卻效果。
圖1 優(yōu)化后的異形水包
3.2.1 電加熱設置分布
通過各區(qū)域電加熱功率的不同分布,調整錫槽內橫向溫差,達到控制厚薄差≤0.05 mm的目的。在錫槽高溫區(qū)域中部不使用電加熱,從而控制成形溫度,減小厚薄差。
在錫槽中溫區(qū)為減小玻璃厚薄差,擬邊部多投電加熱,次邊部少量,中部不投,以平衡中部、次邊部和邊部的溫度差。預計電加熱總投入功率950~1050 kW,不包括出口部分,見表1,圖2。
表1 電加熱分布 kW
圖2 厚薄差與彎曲度的變化趨勢圖
由表1和圖2可以看出,①邊部電加熱對邊部彎曲的改善是有利的;②當次邊部的電加熱關完后,次邊部的彎曲度呈現變差趨勢。
3.2.2 拉邊機設置
拉邊機參數使用14對,控制末對拉邊機與主傳動速比≤1.4。
拉邊機以小角度和淺壓深作為目標,角度5°以內,壓深控制在壓入玻璃板5~8 mm。調整2#、9#拉邊機機位,避免拉邊機不對稱造成的板擺。
檢修維修拉邊機,保證拉邊機全程徑向跳動±0.20 mm。
減薄光邊厚度:減小邊子與凈板的厚度差,控制首對拉邊機牙印靠外,牙印分散,控制光邊目標厚度3.2 mm以下。
3.2.3 流道及成形溫度調整
邊部電加熱使用,增開中溫區(qū)次邊部3排電加熱共計50~100 kW,保證收縮段錫液溫度≥735 ℃,但次邊部電加熱增投后會導致錫槽溫度升高,從而加大玻璃板的收縮和厚薄差的變大,因此降低流道溫度來控制。
溫度制度保持相對穩(wěn)定時平面度也穩(wěn)定,退火窯區(qū)域對平面度只有優(yōu)化作用;2.1 mm生產切裁損失明顯減少,主要因素為平面度整體好轉,退火溫度整體較穩(wěn)定,調整幅度小。某時間段調整退火溫度期間切裁仍然保持較好,說明溫度制度處于合理范圍,可作為生產的重要參照。
3.3.1 硬件改善
A區(qū)兩側觀察孔、板上SO2管孔、板下測溫孔密封;
A區(qū)風閥維修保持調整靈敏性和調整精度,B1~C區(qū)風閥全部檢查校準。
3.3.2 退火工藝控制
保持錫槽出口溫度600 ℃±1 ℃控制。
優(yōu)化設定退火溫度制度,在進入3 mm生產過程根據環(huán)境溫度變化和3 mm切裁情況對退火制度做進一步調整,調整原則保持縱向溫度梯度,橫向溫度差調整0.5~1 ℃范圍。
進入3 mm系列生產后退火風閥全部手動控制,風機頻率調到合適位置后鎖定不作為調整手段,日常調整僅限于風閥開度。
進入2 mm系列生產過程退火溫度嚴格控制,在2 ℃以內的調整變化,根據晝夜溫差變化邊部溫度允許有0.5~1 ℃調整幅度。
經過三次生產工藝的改善與調整,彎曲度得到明顯改善,且大大符合了客戶訂單要求。表2為調整后彎曲度范圍。
表2 調整過后的彎曲度 (mm/m)
目前,浮法玻璃原片和加工玻璃產業(yè)在生產規(guī)模、技術水平、產品質量等方面有了長足提高,但隨著實操消費結構層次提升,汽車玻璃、光伏電子、太陽能背板對玻璃質量提出了更高的要求。通過對薄玻璃生產彎曲度影響因素的分析,采取的一系列技術措施,使2.1 mm汽車玻璃的彎曲度得到很大改善,完全滿足汽車玻璃質量在彎曲度方向要求,提升了產質量,減少切裁損失。