文/本刊記者 鄭茂典
在河北南玻玻璃有限公司生產(chǎn)車間,工作人員正在操作加速輥道設(shè)備
北京大興國際機(jī)場作為世界單體最大的航站樓,這里分布著上萬塊玻璃幕墻,其關(guān)鍵組件為超白玻璃,這些超白玻璃原片是由河北南玻玻璃有限公司(以下簡稱“河北南?!保┳灾餮邪l(fā)生產(chǎn)的。
超白玻璃是一種高品質(zhì)、多功能的新型高級(jí)玻璃品種,即使將十塊甚至二十塊玻璃疊放在一起,它仍然呈現(xiàn)出單塊玻璃的效果。要實(shí)現(xiàn)這種效果,玻璃的透光率必須達(dá)到91.5%以上。
長期以來,超白玻璃的生產(chǎn)工藝被國外生產(chǎn)商壟斷。但在2019年,依靠河北南玻的最新科技成果“玻璃液流精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)”,北京大興國際機(jī)場全部采用了超白國產(chǎn)玻璃幕墻。這一技術(shù)率先打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)模式及工藝的限制,實(shí)現(xiàn)了“一窯兩線”的技術(shù)創(chuàng)新,解決了以往一條生產(chǎn)線只能生產(chǎn)單一厚度玻璃產(chǎn)品的問題,可以同時(shí)生產(chǎn)兩種不同厚度的超白玻璃,兩條生產(chǎn)線同時(shí)運(yùn)行,且相互之間沒有任何影響。
通過技術(shù)攻關(guān)和創(chuàng)新工藝,河北南玻成功生產(chǎn)出1.5毫米、1.4毫米和1.3毫米的超薄超白玻璃,開創(chuàng)了玻璃制造業(yè)中柔性化生產(chǎn)技術(shù)的先河。
浮法玻璃工藝誕生于20世紀(jì)50年代,由英國皮爾金頓兄弟發(fā)明,并在當(dāng)時(shí)引發(fā)了玻璃制造業(yè)的工業(yè)革命。1971年,我國科技人員自主成功研發(fā)出洛陽浮法工藝,為世界玻璃史書寫了新的篇章。此后,洛陽浮法工藝與英國皮爾金頓浮法工藝、美國匹茲堡浮法工藝并駕齊驅(qū),成為世界三大浮法工藝,共同引領(lǐng)著全球玻璃制造業(yè)的發(fā)展。
針對(duì)高端超白玻璃產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口的問題,河北南玻提出了將日熔量900噸的窯爐改造升級(jí)為兩條生產(chǎn)線的構(gòu)想,其中一條生產(chǎn)線用于生產(chǎn)超薄超白玻璃,而另一條則用于生產(chǎn)超厚超白玻璃。
河北南玻副總經(jīng)理武林雨介紹,“一窯兩線”需要突破的技術(shù)問題,首先在于對(duì)高溫玻璃液流進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控和分流,需要在工作部分增加一條分支通道,確保玻璃液流能夠順利通過兩條通道,從而保證兩條生產(chǎn)線能夠無干擾地自由生產(chǎn);其次,在窯體和直通路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,要保證優(yōu)質(zhì)熔化狀態(tài)的玻璃液流流向薄玻璃生產(chǎn)線,以滿足電子玻璃的質(zhì)量要求。此外,還需要對(duì)成型結(jié)構(gòu)進(jìn)行精心設(shè)計(jì),既要確保薄玻璃生產(chǎn)線的拉伸速度不能過快,以免影響玻璃的波紋度;又要確保厚玻璃的成型溫度不能過低,盡量避免對(duì)工作部分進(jìn)行再加熱處理,以防影響玻璃質(zhì)量并造成能源消耗。
國內(nèi)沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn),河北南玻停掉日熔量900噸的生產(chǎn)線,決心自研“一窯兩線”。
為此,河北南玻依靠自身研發(fā)團(tuán)隊(duì)和南玻集團(tuán)研發(fā)平臺(tái)開始集中攻關(guān),重點(diǎn)分析熔窯內(nèi)玻璃液流的流動(dòng)狀態(tài)及分配規(guī)律、玻璃生產(chǎn)熔窯和錫槽的結(jié)構(gòu)、各種輔助設(shè)施對(duì)玻璃液流的作用機(jī)理等,最終開發(fā)出玻璃液流精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)在浮法大型“一窯兩線”的具體實(shí)施方案。
河北南玻玻璃有限公司的研發(fā)人員對(duì)樣品進(jìn)行化學(xué)成分檢測
“在項(xiàng)目的施工建設(shè)中,我們遇到許多困難和障礙?!蔽淞钟暾f,由于是冷修工程,窯爐很多耐火材料如熔化部大碹、胸墻、池底等都是利用舊有設(shè)備,窯爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,這些材質(zhì)能否保證改造后的窯爐繼續(xù)使用10年,能否保證每個(gè)部位磚材的性能和質(zhì)量,項(xiàng)目工程人員進(jìn)行了大量的工作,根據(jù)每塊磚材侵蝕程度進(jìn)行一一對(duì)比,與生產(chǎn)廠家交流,進(jìn)行理化性能測試,以確保每塊耐火磚的安全使用。
日熔量900噸“一窯兩線”技改是在原有舊廠房的有限空間里,將一條生產(chǎn)線改成兩條生產(chǎn)線。在兩座錫槽外立面間距只有8.3米的空間,根據(jù)超薄和超厚工藝特性,需要布置21臺(tái)拉邊機(jī),而且超薄、超厚的工藝布局截然相反,難度可想而知。項(xiàng)目工程人員絞盡腦汁,對(duì)兩條生產(chǎn)線將要生產(chǎn)的玻璃厚度、原板寬度做了各種假設(shè),組合出各種可能,再根據(jù)每一種組合,模擬拉邊機(jī)的狀態(tài)和參數(shù),驗(yàn)證是否相互影響;同時(shí),假設(shè)出各種極端情況,如拉邊機(jī)突然故障,能否在不受影響的情況下順利拉出等。經(jīng)過一次又一次模擬修改,從總體布置到機(jī)桿長度、波紋管的長度、邊封孔的大小、外窺鏡的位置,以及配套的水、電、氣設(shè)施等,硬是把一群擅長生產(chǎn)的小伙子磨礪成現(xiàn)場測繪設(shè)計(jì)工程師。經(jīng)過近兩年的奮戰(zhàn),河北南玻的兩條生產(chǎn)線轉(zhuǎn)入正常生產(chǎn),薄玻璃生產(chǎn)線成品率達(dá)85%以上,常規(guī)玻璃生產(chǎn)線成品率達(dá)93%以上。
河北南玻玻璃有限公司自動(dòng)化車間
如今,河北南玻轉(zhuǎn)型生產(chǎn)超白玻璃,透光率達(dá)到93%,填補(bǔ)了國內(nèi)高端超白玻璃的生產(chǎn)空白?!耙桓G兩線”項(xiàng)目的成功,解決了一個(gè)窯爐同時(shí)在兩條生產(chǎn)線生產(chǎn)1.3毫米超白超薄玻璃到19毫米超白超厚玻璃兩種產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了柔性化生產(chǎn),滿足了市場需求。改進(jìn)后的生產(chǎn)線綜合熱耗低于同類產(chǎn)品的30%,極大地提高了窯爐的生產(chǎn)效能。“一窯兩線”運(yùn)用玻璃液流精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)直通路內(nèi)玻璃液流的流動(dòng)狀態(tài)調(diào)整,從而對(duì)進(jìn)入成型區(qū)的玻璃液可以按照成分的不同進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控,為生產(chǎn)高端電子玻璃提供了必要的保障。
近年來,河北南玻與多家高校院所相繼展開合作,持續(xù)研發(fā)不斷拓展產(chǎn)品功能,提升產(chǎn)品品質(zhì)。目前,擁有省級(jí)研發(fā)中心3個(gè),其中“河北省超白功能玻璃材料技術(shù)創(chuàng)新中心”是河北省唯一一家超白玻璃研發(fā)中心。在不斷創(chuàng)新下,河北南玻年產(chǎn)特種玻璃48萬噸,涵蓋1.3毫米至22毫米全厚度。除了供應(yīng)北京大興國際機(jī)場建設(shè)外,還成功應(yīng)用于北京冬奧會(huì)各場館、北京首都機(jī)場、首都副中心工程建設(shè)等,在家電、車載觸摸、高端制鏡、太陽能光伏、高端電子玻璃等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用,產(chǎn)品占據(jù)河北省內(nèi)高端建筑市場份額的70%、國內(nèi)高端建筑市場份額的20%,在國內(nèi)超白浮法特種玻璃制造行業(yè)高端市場占有率中排名第一位。