浮法玻璃生產(chǎn)中產(chǎn)生氣泡的原因及控制

1玻璃液的厚度眼液密度為0.5.2mm，肉眼易于看到。在偏見下，觀察泡沫壁和泡沫中的小油花液體滴。一些泡沫壁周圍有顆粒雜質(zhì)，其他氣泡內(nèi)沒有澄清。如圖1.4所示。根據(jù)形成部位的不同,溫度高一些的部位生成的氣泡,進(jìn)入玻璃液可能深一些,溫度低一些的部位進(jìn)入玻璃液淺一些,一般在玻璃板1/3靠上的位置。從形狀上看,受生產(chǎn)玻璃厚度的影響也有所不同,玻璃越厚,越接近圓形,反之,橢圓的直徑越長(zhǎng)。也就是生產(chǎn)薄板時(shí)大部分被拉成長(zhǎng)長(zhǎng)的橢圓形。以上氣泡,如圖3、圖4無(wú)可爭(zhēng)議均認(rèn)為是芒硝泡,對(duì)圖1和圖2,目前,業(yè)內(nèi)人士尚無(wú)統(tǒng)一的概念。有人稱此類氣泡為S泡,還有人稱其為揮發(fā)滴落物氣泡,還有稱其為過(guò)還原泡,也有人統(tǒng)稱芒硝泡,但無(wú)論名稱如何,以采取措施將氣泡得到徹底有效控制為主。2分析與解決原因的解決2.1原料2.1.1碎玻璃的加入量根據(jù)資料顯示,浮法玻璃配合料中,氣體比為15%~20%。氣體比過(guò)大,熔制時(shí)形成過(guò)多的泡沫,不僅延長(zhǎng)澄清時(shí)間,氣泡也難以消除。但氣體比過(guò)小則氣泡對(duì)玻璃液的翻動(dòng)無(wú)力,氣泡也難消除。因此要嚴(yán)格控制各種原料的粒度,避免超細(xì)粉太多,控制配合料的水分。碎玻璃的加入,有助于熔化和澄清。隨著浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高,成品率大大提高,回頭的碎玻璃量比較少,因此外購(gòu)碎玻璃的加入量也在逐漸增多。對(duì)熔化質(zhì)量要求高的廠家,碎玻璃比例一般在18%~20%。這就給碎玻璃的質(zhì)量提出了更高的要求,挑揀質(zhì)量有時(shí)就制約著浮法玻璃質(zhì)量的穩(wěn)定與提高。碎玻璃液中混入木塊、鋸末、紙團(tuán)、橡膠、生活垃圾類等污染物或細(xì)粉過(guò)多,則碎玻璃會(huì)導(dǎo)致配合料氧化還原勢(shì)的改變,容易產(chǎn)生氣泡。因此,被機(jī)油污染的碎玻璃要及時(shí)除去,嚴(yán)禁帶塵土的碎玻璃細(xì)粉集中加入。其次,不同成分的碎玻璃混合時(shí),由于相互間的作用,也會(huì)造成氣泡。在含有硫酸鹽的玻璃中,硫酸鹽能被二氧化硅分解:在同一時(shí)間及溫度下,熔體中SiO2含量增加1%時(shí),分離出來(lái)的SO3含量約為0.03%,因此當(dāng)含氧化硅較多的玻璃液與含氧化硅較少的玻璃液接觸時(shí),由于成分的波動(dòng),平衡被破壞,其殘余氣體被排出而形成氣泡。2.1.2引發(fā)問(wèn)題及原因分析芒硝、炭粉比例多少合適,一般情況下,無(wú)色透明浮法玻璃生產(chǎn)芒硝含率控制在2.5%~3.0%之間,炭含率一般控制在3%~5%,但是具體數(shù)據(jù),要根據(jù)原料、燃料使用情況而定。芒硝在浮法玻璃生產(chǎn)中是作為澄清劑來(lái)使用的,芒硝加入量過(guò)多,超過(guò)熔化的飽和值,或燃料中含S量高導(dǎo)致煙氣中SO2含量高,使熔體中SO3溶解度增大,形成芒硝泡。關(guān)于芒硝的使用量,一定要充分考慮燃料中含S量,如果含S量高,要適當(dāng)降低芒硝含率。某生產(chǎn)線曾使用高S焦,芒硝含率一直保持在3.5%,后因節(jié)能降耗,降低碹頂溫度,在調(diào)整過(guò)程中,熱點(diǎn)碹頂溫度每到1465℃玻璃板面就出現(xiàn)氣泡。下調(diào)芒硝含率至3%后,碹頂溫度隨之下降至1455℃,未曾出現(xiàn)氣泡。另外,芒硝對(duì)耐火材料的侵蝕非常嚴(yán)重,這一點(diǎn)也不容忽視。炭粉用量雖然少,但在玻璃生產(chǎn)中的作用非常微妙,多與少都會(huì)對(duì)生產(chǎn)起到很大的影響,因此有人戲稱碳粉是玻璃生產(chǎn)中的“興奮劑”。某公司,曾因使用石油焦粉而取消了炭粉的使用,但會(huì)不時(shí)出現(xiàn)氣泡,致使玻璃等級(jí)降低。后經(jīng)分析認(rèn)為,雖然石油焦大顆粒炭吹入窯內(nèi),且可能有部分沒有完全燃燒,但是未燃盡的顆粒沒有與混合料完全混合,因此,不能直接充當(dāng)還原劑?；旌狭现刑糠奂尤肓坎蛔?造成芒硝起不到澄清效果。因此,決定當(dāng)天中班恢復(fù)使用炭粉。18:00將炭粉含量提至2%,24:00檢測(cè)氣泡明顯減少。從配料使用到玻璃檢測(cè),基本上6h作用,時(shí)間上也非常吻合?？傊?炭粉的作用不容小覷。芒硝、炭粉的顆粒度:過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間,一直在強(qiáng)調(diào)芒硝、炭粉的比例,而忽視了其顆粒度。實(shí)際生產(chǎn)中,芒硝炭粉的顆粒度一定要引起重視。碳粉的粒度直接影響炭粉參加反應(yīng)的量,從而對(duì)芒硝的還原產(chǎn)生影響。炭粉顆粒度太大不易與芒硝充分混合,影響其還原性的發(fā)揮;顆粒太細(xì),則在配合料剛一入窯,很快燃燒,而起不到應(yīng)有的還原作用。某公司兩條生產(chǎn)線曾同時(shí)大量出現(xiàn)芒硝泡,提高芒硝含率不起作用。后來(lái)抽查炭粉粒度,發(fā)現(xiàn)大于0.85mm(20目)的顆粒占5%左右,此后開始按0.355mm(40目)篩控制。1d后氣泡呈減少趨勢(shì),2d后氣泡基本消失,生產(chǎn)趨于正常。同樣,芒硝的顆粒度在生產(chǎn)中也起著至關(guān)重要的作用。2.2焦?fàn)t煙氣排放特征2007年隨著石油焦干噴技術(shù)在浮法玻璃生產(chǎn)中的投入使用,極大提高了玻璃行業(yè)對(duì)石油焦的用量。燃料級(jí)石油焦,尤其是玻璃行業(yè)使用的中低硫焦,主要依賴于進(jìn)口焦,而進(jìn)口焦,又以美國(guó)焦為主。因加工原油品質(zhì)的改變,全球石油焦硫分逐漸走高,中低硫焦的資源越來(lái)越少。由于石油焦中含硫量較高,在3.5%左右,最高可到5.7%,若每天使用石油焦量按80t計(jì)算,則每天排出單質(zhì)硫的廢棄物在2.8t以上,硫的化合物則更高。某公司曾對(duì)煙囪排出物進(jìn)行分析,成分見表1。可見硫的化合物所占比例極高。而在高溫下,單質(zhì)硫形成硫蒸氣容易在熔窯中的某些涼面聚集冷凝成硫蒸氣泡。一旦窯內(nèi)壓力溫度等有所波動(dòng),容易掉落在玻璃液面產(chǎn)生氣泡。而石油焦固體顆粒,也易吹入蓄熱室,加重蓄熱室格子體的堵塞,一旦窯壓波動(dòng),會(huì)加速氣泡的產(chǎn)生。其次石油焦粉加工的顆粒度較大,含有大顆粒炭,直接吹入窯內(nèi)散落在玻璃液表面,相當(dāng)于炭粉過(guò)量,也易產(chǎn)生此類氣泡。某浮法生產(chǎn)線,連續(xù)10余天大量出現(xiàn)直徑在2mm以上,分布在玻璃板上表面,顯微鏡下只看到油花狀的小液滴的氣泡,一等品率50%左右,嚴(yán)重時(shí)落板,對(duì)產(chǎn)量、質(zhì)量造成較嚴(yán)重的影響。對(duì)此,技術(shù)人員采取提高熔化溫度、提高原料芒硝含量和降低芒硝含量,調(diào)整炭粉含量等一系列措施均未取得良好效果。最后檢查石油焦粉顆粒0.075mm(200目)以上高達(dá)28%。后來(lái)通過(guò)嚴(yán)格控制石油焦粉顆粒度,類似氣泡處于可控狀態(tài)。再次,使用石油焦時(shí),及時(shí)吹掃旋轉(zhuǎn)閘板積灰,及時(shí)清理小爐炕上的集聚物,減少窯內(nèi)煙氣,也就是減少硫蒸汽的集聚。2.3窯壓發(fā)現(xiàn)在形態(tài)變化的情況下,注意觀察窯壓窯壓不能太小,甚至出現(xiàn)負(fù)壓。窯壓減小時(shí),玻璃液中溶解的氣體重新從玻璃液中析出,形成氣泡。窯爐后期和換火期間易出現(xiàn)負(fù)壓,這樣窯內(nèi)吸入冷空氣也容易形成此類氣泡。當(dāng)風(fēng)向、環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)應(yīng)及時(shí)測(cè)量窯壓,以校正控制熔化部窯壓為微正壓為標(biāo)準(zhǔn)。正常情況下,窯壓以微機(jī)控制為主。要經(jīng)常在投料口處或耳池處進(jìn)行檢查,是否有回火現(xiàn)象,從而確定觀察窯內(nèi)是否出現(xiàn)負(fù)壓。二是熔化部窯壓不能太大,且必須穩(wěn)定,窯壓偏大易形成飛料,污染熔窯,也易產(chǎn)生氣泡。2.4燃料消耗的使用風(fēng)火配比不合理,尤其是助燃風(fēng)量不足,容易產(chǎn)生氣泡。助燃風(fēng)量不足,窯內(nèi)火焰渾長(zhǎng),相當(dāng)于還原性強(qiáng),容易產(chǎn)生過(guò)還原性氣泡,而且浪費(fèi)燃料。2.5調(diào)整后的油流量理論上玻璃液的澄清階段,在1400~1500℃,玻璃液在形成階段存在可見氣泡和溶解氣體,由于溫度升高,體積增大,玻璃液黏度降低而在此階段逸出,此階段在窯內(nèi)屬于泡沫區(qū),也是熔化過(guò)程中小氣泡集中排出的區(qū)域,該處溫度和氣氛不合理將阻礙氣泡的排出。而當(dāng)前國(guó)內(nèi)不少?gòu)S家則認(rèn)為泡沫區(qū)熱阻較大,火焰對(duì)玻璃液的傳熱困難,因此大量減少處在泡沫稠密區(qū)的3#小爐的燃料量?？墒侨绻^(guò)多地減少泡沫區(qū)3#小爐的燃料量,則此處的溫度就會(huì)不高。違背了SO3溶解的原理,因此,極易產(chǎn)生氣泡。以某600t/d生產(chǎn)線為例,各小爐油流量調(diào)整前如表2所示。熱點(diǎn)特別突出,但是經(jīng)常出現(xiàn)氣泡。每次出現(xiàn)氣泡后,僅僅提高5#~7#的油流量,來(lái)提高澄清部溫度。而提高熱點(diǎn)后區(qū)的溫度,起不到真正的澄清作用,或者起的作用非常有限。在調(diào)整過(guò)程中也曾僅僅提高1#、2#小爐的油流量,也就是提高料堆位置的溫度,毫無(wú)疑問(wèn),也解決不了氣泡。后來(lái),經(jīng)過(guò)仔細(xì)地理論分析認(rèn)為,玻璃的熔制過(guò)程分為5個(gè)階段,硅酸鹽形成階段、玻璃形成階段、玻璃液澄清階段、玻璃液均化階段、玻璃液冷卻階段。而玻璃液的澄清階段,就在熱點(diǎn)前或熱點(diǎn)附近。為此,提高4#小爐的油流量,同時(shí)適當(dāng)減少5#、1#、2#小爐的燃料用量,增加6#小爐的用量,同時(shí)可以大大減輕5#小爐的窯爐負(fù)荷。調(diào)整后的油流量見表3所示。從窯內(nèi)情況看,泡界線前移,相應(yīng)地增大了澄清面積增加了澄清時(shí)間,同時(shí)也增加了玻璃液的澄清溫度,有利于一次氣泡的澄清。與此同時(shí),上述調(diào)整使熱點(diǎn)前移,拉長(zhǎng)了熱點(diǎn)至熔化部末端的距離(由于目前的熔窯大都采用了窄卡脖與深水水包,使熔化部的澄清環(huán)流與冷卻部的生產(chǎn)環(huán)流有效地被分開,避免了冷卻部的環(huán)流返回到熔化部中去),有效地減小此段玻璃液沿流向在單位長(zhǎng)度內(nèi)的溫度梯度,降低了澄清環(huán)流的強(qiáng)度。由于熔化部澄清環(huán)流強(qiáng)度的降低,使進(jìn)入卡脖的玻璃液流量隨之降低,從而使冷卻部的生產(chǎn)環(huán)流亦有所降低,上述兩大環(huán)流強(qiáng)度的降低,有效地使返向流減弱,避免了返向流中的“涼”玻璃液返回高溫區(qū)被重新加熱,導(dǎo)致氣體溶解度等的一系列變化而釋放出二次氣體,形成氣泡,這一點(diǎn),從池底溫度的變化可以說(shuō)明兩大環(huán)流的減弱。通過(guò)此次調(diào)整,效果非常明顯,根據(jù)相關(guān)記錄,12:00調(diào)整完畢,當(dāng)日2