趙宇峰

（彩虹集團(tuán)有限公司 咸陽 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，也是整個玻璃基板制造的核心設(shè)備。

隨著行業(yè)人員對電子玻璃貴金屬料道工藝控制認(rèn)識的進(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。這也就對其外圍環(huán)境控制穩(wěn)定性提出了更高要求，即對其外圍環(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、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

1.1 國內(nèi)外貴金屬料道環(huán)境控制主要方式

目前國內(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

1.3.1 系統(tǒng)配置

系統(tǒng)配置通常有三種形式。①單臺設(shè)備而不設(shè)置備用機(jī)，投資成本低，控制簡單，但檢修和設(shè)備維修時，影響工藝生產(chǎn)，嚴(yán)重時會導(dǎo)致生產(chǎn)中斷；②單臺設(shè)備配置雙風(fēng)機(jī)形式，其中一臺風(fēng)機(jī)故障時，另一臺備用風(fēng)機(jī)可迅速啟動，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備份，投資成本略高，控制較復(fù)雜；③設(shè)置兩臺設(shè)備，其中一臺

作為備用機(jī)，整臺設(shè)備（包含所有部件）有備份，安全可靠性高，一臺設(shè)備故障時，另一臺備用設(shè)備可迅速啟動，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，控制相對復(fù)雜。

1.3.2 風(fēng)機(jī)

風(fēng)機(jī)采用蝸殼和無蝸殼兩種形式。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；無蝸殼形式制造成本低，可以組成風(fēng)機(jī)群，用多臺來取代一臺大口徑離心風(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

電機(jī)和風(fēng)機(jī)的傳動形式主要有皮帶和直連兩種形式。皮帶連接更換、維修簡單方便，可通過改變主、從皮帶輪的直徑實(shí)現(xiàn)傳動比任意變化，對驅(qū)動機(jī)和設(shè)備之間的對中要求比較低。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，會影響轉(zhuǎn)速；皮帶傳動占地較大；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)軸無需加長，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；但風(fēng)機(jī)軸需要加長，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，但加工制造相對復(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。局部段制作簡單，制造成本低，但其他功能段底部存在冷凝水泄漏風(fēng)險。全部段徹底解決了其他功能段底部漏水問題，但制作相對麻煩，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，但制造相對復(fù)雜，制造成本高。

1.3.8 過濾器

過濾器形式有三種：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。第二種壽命相對板式延長5倍以上，更換周期長、頻次少，對生產(chǎn)工藝影響小，但成本略高，制造工藝較板式復(fù)雜，更換勞動強(qiáng)度較大。第三種壽命相對袋式更長，更換周期長、頻次少，氣流更加穩(wěn)定，對生產(chǎn)工藝影響小，但制造工藝復(fù)雜，更換勞動強(qiáng)度較大。

過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簡單，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，但加工制造相對復(fù)雜，制造成本高。

1.3.9 風(fēng)機(jī)軸承潤滑

風(fēng)機(jī)軸承潤滑有箱體內(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)人員無需入內(nèi)進(jìn)行注油潤滑作業(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，箱體外部加油潤滑，過濾器整體框架抽出式更換，初、中效一體箱式過濾器，干蒸汽加濕等優(yōu)化配置方案，具體功能結(jié)構(gòu)見圖1。

整臺設(shè)備（包含所有部件）有備份，安全可靠性高。一臺設(shè)備故障時，另外一臺備用設(shè)備可迅速啟動，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，控制相對復(fù)雜。備用設(shè)備及風(fēng)管之間存在漏風(fēng)、串氣問題，故障切換時間較長。

2.2 方案二

系統(tǒng)配置是采用一臺設(shè)備（無備用機(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，箱體外部加油潤滑，過濾器整體框架抽出式更換，初、中效一體箱式過濾器，干蒸汽加濕等優(yōu)化配置方案，具體見圖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，任何一個關(guān)鍵部件故障，立即啟動備份部件，無需停機(jī)，故障切換時間最短，安全可靠性高，設(shè)備占地面積小，系統(tǒng)控制簡單，投資費(fèi)用相對用一備一低。避免用一備一設(shè)備及風(fēng)管之間的漏風(fēng)、串氣問題，可以確保設(shè)備及工藝生產(chǎn)全天候無間斷運(yùn)行，但設(shè)備系統(tǒng)阻力較大，運(yùn)行成本較高。

2.3 兩種方案對比

方案一的運(yùn)行過程中損壞的設(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)時才能進(jìn)行維修或更換；方案二相對方案一設(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題；方案二相對方案一故障切換操作簡單、時間更短。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)計出更加適用設(shè)備。

3 結(jié)語

通過對生產(chǎn)工藝認(rèn)識的不斷深入，會對電子玻璃貴金屬料道環(huán)境控制設(shè)備的使用狀況及對工藝的關(guān)聯(lián)性方面進(jìn)行持續(xù)、深入研究，通過與設(shè)備設(shè)計、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，為我國電子玻璃領(lǐng)域產(chǎn)線建設(shè)出份力。