趙宇峰

（彩虹集團(tuán)有限公司 咸陽(yáng) 712021）

0 引言

電子玻璃是液晶平板顯示器的重要組成部分，其核心制程主要有熔解、成型及后加工三部分，貴金屬料道是熔解工序的核心設(shè)備，在工藝流程上承擔(dān)玻璃液的澄清排泡、均化和冷卻功能，也是整個(gè)玻璃基板制造的核心設(shè)備。

隨著行業(yè)人員對(duì)電子玻璃貴金屬料道工藝控制認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步深入，電子玻璃貴金屬料道已成為關(guān)鍵工藝設(shè)備范疇。貴金屬料道外圍環(huán)境的溫濕度及其它氣氛控制又對(duì)貴金屬料道的壽命及工藝控制起到非常重要的作用，即穩(wěn)定環(huán)境溫度、提高鉑金通道局部區(qū)域的絕對(duì)濕度，以阻止氫離子溢出，降低玻璃液中氣泡產(chǎn)生的幾率，提高產(chǎn)品品位，同時(shí)起到保護(hù)貴金屬料道和玻璃液流量穩(wěn)定的作用。這也就對(duì)其外圍環(huán)境控制穩(wěn)定性提出了更高要求，即對(duì)其外圍環(huán)境的溫度、濕度、氣流組織、壓差等參數(shù)控制有更高的精度要求。而這些參數(shù)控制的穩(wěn)定性及精度完全取決于環(huán)境控制設(shè)備的設(shè)計(jì)、安裝及使用維護(hù)情況，因此，環(huán)境控制設(shè)備的前期設(shè)計(jì)尤為重要。

1 電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設(shè)備方案設(shè)計(jì)

1.1 國(guó)內(nèi)外貴金屬料道環(huán)境控制主要方式

目前國(guó)內(nèi)外貴金屬料道環(huán)境控制主要方式如表1所示。

表1 國(guó)內(nèi)外貴金屬料道環(huán)境控制方式

1.2 電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制條件

電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制條件對(duì)比參數(shù)如表2所示。

表2 電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制條件對(duì)比參數(shù)

1.3 電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設(shè)備結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)

1.3.1 系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置通常有三種形式。①單臺(tái)設(shè)備而不設(shè)置備用機(jī)，投資成本低，控制簡(jiǎn)單，但檢修和設(shè)備維修時(shí)，影響工藝生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)中斷；②單臺(tái)設(shè)備配置雙風(fēng)機(jī)形式，其中一臺(tái)風(fēng)機(jī)故障時(shí)，另一臺(tái)備用風(fēng)機(jī)可迅速啟動(dòng)，可以保障設(shè)備及工藝生產(chǎn)的正常運(yùn)行，但設(shè)備較寬，表冷器、加濕器等其他核心部件無(wú)備份，投資成本略高，控制較復(fù)雜；③設(shè)置兩臺(tái)設(shè)備，其中一臺(tái)

作為備用機(jī)，整臺(tái)設(shè)備（包含所有部件）有備份，安全可靠性高，一臺(tái)設(shè)備故障時(shí)，另一臺(tái)備用設(shè)備可迅速啟動(dòng)，保障設(shè)備及工藝生產(chǎn)的正常運(yùn)行，但設(shè)備占地面積大，投資成本高，控制相對(duì)復(fù)雜。

1.3.2 風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)采用蝸殼和無(wú)蝸殼兩種形式。蝸殼形式可增加其靜壓壓頭和高壓段的效率，但風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)速是有方向且不均勻的，制造成本高；無(wú)蝸殼形式制造成本低，可以組成風(fēng)機(jī)群，用多臺(tái)來(lái)取代一臺(tái)大口徑離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī)，一般采用與電機(jī)直連的方式，避免了皮帶傳遞能耗，節(jié)省了皮帶損耗的運(yùn)行成本，但大部分風(fēng)量范圍（高壓區(qū)）的靜壓壓頭要低于有蝸殼的離心風(fēng)機(jī)，高壓區(qū)的風(fēng)機(jī)效率也因此低于有蝸殼的離心風(fēng)機(jī)。

1.3.3 電機(jī)和風(fēng)機(jī)傳動(dòng)

電機(jī)和風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)形式主要有皮帶和直連兩種形式。皮帶連接更換、維修簡(jiǎn)單方便，可通過(guò)改變主、從皮帶輪的直徑實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比任意變化，對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)和設(shè)備之間的對(duì)中要求比較低。但皮帶易磨損，需經(jīng)常檢查并更換；且由于風(fēng)機(jī)的電機(jī)和皮帶是可調(diào)節(jié)的，會(huì)影響轉(zhuǎn)速；皮帶傳動(dòng)占地較大；皮帶容易打滑，丟轉(zhuǎn)。直連形式可適用較惡劣的使用環(huán)境及靜電高工況下，但因?yàn)橹边B是與軸同轉(zhuǎn)，無(wú)法改變其轉(zhuǎn)速，且更換、維修較困難。

1.3.4 電機(jī)設(shè)置

電機(jī)位置設(shè)置一般有內(nèi)置和外置兩種方式。內(nèi)置式風(fēng)機(jī)軸無(wú)需加長(zhǎng)，加工成本低，但電機(jī)使用環(huán)境差，與高溫高濕氣流接觸，點(diǎn)檢維護(hù)不方便，故障多、壽命短。外置式使用環(huán)境好，安全性、可靠性高，點(diǎn)檢維護(hù)方便，故障少、壽命長(zhǎng)；但風(fēng)機(jī)軸需要加長(zhǎng)，加工成本稍高。

1.3.5 風(fēng)機(jī)、箱體內(nèi)板、箱體內(nèi)部龍骨、風(fēng)閥材質(zhì)

風(fēng)機(jī)、箱體內(nèi)板、箱體內(nèi)部龍骨、風(fēng)閥等設(shè)備部件一般普遍采用碳鋼材質(zhì)，碳鋼材質(zhì)加工制造相對(duì)容易，制造成本低，但高溫高濕環(huán)境下易腐蝕，影響空氣品質(zhì)，壽命短。304不銹鋼材質(zhì)為特殊環(huán)境下使用，其耐腐蝕，空氣品質(zhì)好，壽命長(zhǎng)，但加工制造相對(duì)復(fù)雜，制造成本高。

1.3.6 凝水盤

凝水盤結(jié)構(gòu)一般有局部段和全部段兩種方式。局部段制作簡(jiǎn)單，制造成本低，但其他功能段底部存在冷凝水泄漏風(fēng)險(xiǎn)。全部段徹底解決了其他功能段底部漏水問(wèn)題，但制作相對(duì)麻煩，制造成本高。

1.3.7 箱板厚度

箱板厚度一般有50、60、75 mm三種主要規(guī)格。50 mm規(guī)格制造容易，制造成本低，但絕熱性能差，內(nèi)壁容易產(chǎn)生冷凝水，浪費(fèi)能源。60/75 mm規(guī)格絕熱性能好，內(nèi)壁不易產(chǎn)生冷凝水，節(jié)約能源，但制造相對(duì)復(fù)雜，制造成本高。

1.3.8 過(guò)濾器

過(guò)濾器形式有三種：①板式初效+板式中效；②板式初效+袋式中效；③初、中效一體式。第一種制作簡(jiǎn)單、成本低、更換方便，但壽命短，更換頻次多，影響生產(chǎn)工藝。第二種壽命相對(duì)板式延長(zhǎng)5倍以上，更換周期長(zhǎng)、頻次少，對(duì)生產(chǎn)工藝影響小，但成本略高，制造工藝較板式復(fù)雜，更換勞動(dòng)強(qiáng)度較大。第三種壽命相對(duì)袋式更長(zhǎng)，更換周期長(zhǎng)、頻次少，氣流更加穩(wěn)定，對(duì)生產(chǎn)工藝影響小，但制造工藝復(fù)雜，更換勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

過(guò)濾器更換方式有入箱更換和整體框架抽出更換兩種方式。入箱更換加工制造相對(duì)簡(jiǎn)單，制造成本低，但高溫高濕環(huán)境下需要停機(jī)更換，影響生產(chǎn)工藝和工作人員的身體健康。整體框架抽出更換為不停機(jī)更換，基本上不影響生產(chǎn)工藝，但加工制造相對(duì)復(fù)雜，制造成本高。

1.3.9 風(fēng)機(jī)軸承潤(rùn)滑

風(fēng)機(jī)軸承潤(rùn)滑有箱體內(nèi)部和外部注油兩種方式。箱體內(nèi)部注油便于觀察，潤(rùn)滑質(zhì)量高，但工作人員要進(jìn)入空調(diào)箱體內(nèi)作業(yè)，高溫高濕氣氛影響人的身體健康，影響生產(chǎn)工藝。箱體外部注油為油嘴外引，維護(hù)保養(yǎng)人員無(wú)需入內(nèi)進(jìn)行注油潤(rùn)滑作業(yè)，不影響生產(chǎn)工藝，但注油作業(yè)質(zhì)量判斷相對(duì)較難。

1.3.10 加濕方式

加濕方式主要分為干蒸汽和水洗加濕。干蒸汽一次性投資低，控制精度高，但運(yùn)行、使用成本高。水洗運(yùn)行、使用成本低，但一次性投資高，控制精度差。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.1 方案一

系統(tǒng)配置采用用一備一，風(fēng)機(jī)采用無(wú)蝸殼、直連形式，電機(jī)外置，風(fēng)機(jī)、箱體內(nèi)板、箱體內(nèi)部龍骨、風(fēng)閥材質(zhì)采用304不銹鋼，全段凝水盤，環(huán)形水溝圍堰基礎(chǔ)，60 mm厚箱板，風(fēng)機(jī)軸承油嘴外引，箱體外部加油潤(rùn)滑，過(guò)濾器整體框架抽出式更換，初、中效一體箱式過(guò)濾器，干蒸汽加濕等優(yōu)化配置方案，具體功能結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

整臺(tái)設(shè)備（包含所有部件）有備份，安全可靠性高。一臺(tái)設(shè)備故障時(shí)，另外一臺(tái)備用設(shè)備可迅速啟動(dòng)，可以保障設(shè)備及工藝生產(chǎn)的正常運(yùn)行。但設(shè)備占地面積大，投資成本高，控制相對(duì)復(fù)雜。備用設(shè)備及風(fēng)管之間存在漏風(fēng)、串氣問(wèn)題，故障切換時(shí)間較長(zhǎng)。

2.2 方案二

系統(tǒng)配置是采用一臺(tái)設(shè)備（無(wú)備用機(jī)形式），但關(guān)鍵部件（風(fēng)機(jī)、表冷器、加濕器、電機(jī)等）均有備份，風(fēng)機(jī)采用無(wú)蝸殼、直連形式，電機(jī)外置，風(fēng)機(jī)、箱體內(nèi)板、箱體內(nèi)部龍骨、風(fēng)閥材質(zhì)采用304不銹鋼，全段凝水盤，環(huán)形水溝圍堰基礎(chǔ)，60 mm厚箱板，風(fēng)機(jī)軸承油嘴外引，箱體外部加油潤(rùn)滑，過(guò)濾器整體框架抽出式更換，初、中效一體箱式過(guò)濾器，干蒸汽加濕等優(yōu)化配置方案，具體見(jiàn)圖2。

設(shè)備中關(guān)鍵部件風(fēng)機(jī)、表冷器、加濕器、電機(jī)及管路等均有備份，任何一個(gè)關(guān)鍵部件故障，立即啟動(dòng)備份部件，無(wú)需停機(jī)，故障切換時(shí)間最短，安全可靠性高，設(shè)備占地面積小，系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，投資費(fèi)用相對(duì)用一備一低。避免用一備一設(shè)備及風(fēng)管之間的漏風(fēng)、串氣問(wèn)題，可以確保設(shè)備及工藝生產(chǎn)全天候無(wú)間斷運(yùn)行，但設(shè)備系統(tǒng)阻力較大，運(yùn)行成本較高。

2.3 兩種方案對(duì)比

方案一的運(yùn)行過(guò)程中損壞的設(shè)備部件，在切換到備用設(shè)備后即可以進(jìn)行維修、更換處理，而方案二損壞的部件必須在生產(chǎn)線冷修建設(shè)時(shí)才能進(jìn)行維修或更換；方案二相對(duì)方案一設(shè)備綜合占地面積小，綜合投資成本低，且避免用一備一設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與風(fēng)管之間的漏風(fēng)、串氣及冷凝水泄露等問(wèn)題；方案二相對(duì)方案一故障切換操作簡(jiǎn)單、時(shí)間更短。以上兩種方案，各有利弊，需要建設(shè)單位根據(jù)各自項(xiàng)目建設(shè)或設(shè)備改造實(shí)際進(jìn)行考量選擇或優(yōu)化，進(jìn)而設(shè)計(jì)出更加適用設(shè)備。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝認(rèn)識(shí)的不斷深入，會(huì)對(duì)電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設(shè)備的使用狀況及對(duì)工藝的關(guān)聯(lián)性方面進(jìn)行持續(xù)、深入研究，通過(guò)與設(shè)備設(shè)計(jì)、使用人員與工藝人員的密切配合以及各自的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出更加適合電子玻璃貴金屬料道生產(chǎn)工藝要求的環(huán)境控制設(shè)備，為我國(guó)電子玻璃領(lǐng)域產(chǎn)線建設(shè)出份力。