浮法玻璃生產(chǎn)線產(chǎn)生折回泡原因及解決辦法

謝慶添

（漳州旗濱玻璃有限公司 漳州 363401）

0 引言

我司800 t/d浮法玻璃生產(chǎn)線點(diǎn)火投產(chǎn)后，主要生產(chǎn)厚度4～15 mm、合格板寬為4 880 mm的優(yōu)質(zhì)浮法玻璃。然而，投產(chǎn)3個(gè)月，板面出現(xiàn)連續(xù)性氣泡。因形狀像橢圓形或者圓形，而且在玻璃板面縱向位置來(lái)回折疊出現(xiàn)，因而稱作“折回泡”。折回泡偶爾出現(xiàn)、突然爆發(fā)，隔三差五頻繁出現(xiàn)，其直徑大小不定，橫向位置不定，氣泡都在玻璃上表面，手觸摸有明顯的凹凸感，用指甲輕輕扣一下上表面破裂后能聽(tīng)到清脆的響聲。折回泡影響時(shí)間長(zhǎng)短不定，短的0.5 h消失，長(zhǎng)的24 h以上；核心直徑有小至1.0 mm的，也有大至5 mm的，甚至一個(gè)板面橫向區(qū)域同時(shí)出現(xiàn)三條以上折回泡的情況。表1是某年6月份的折回泡統(tǒng)計(jì)表。針對(duì)折回泡，在工藝上進(jìn)行全方位對(duì)比分析，制定一系列解決措施，解決折回泡。

表1 折回泡統(tǒng)計(jì)

續(xù)表1

1 折回泡產(chǎn)生原因判定

根據(jù)折回泡的特性初步判定氣泡產(chǎn)生在浮法熔窯的中低溫區(qū)。由此，對(duì)以下位置展開(kāi)有針對(duì)性地調(diào)整排查，并根據(jù)調(diào)整情況觀察氣泡變化規(guī)律，以幫助進(jìn)一步確診產(chǎn)生成因和位置。

1.1 流道閘板磚的排查

折回泡每次出現(xiàn)時(shí)，通過(guò)大幅度快速升降流道溫度的調(diào)整辦法，折回泡可以暫時(shí)消失。結(jié)合以上特性，初步判斷折回泡產(chǎn)生位置有可能是流道閘板。更換流道陶瓷閘板，流道閘板更換后，折回泡沒(méi)有消失，確定折回泡不是產(chǎn)生于流道閘板位置。

1.2 流道流槽的排查

因企業(yè)變電所變壓器一次故障導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間停電，對(duì)窯爐、流液道等結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重性破壞。打開(kāi)回流區(qū)密封發(fā)現(xiàn)唇磚有四處開(kāi)裂，開(kāi)裂處唇磚底部漏玻璃水，其中有兩處漏玻璃液較嚴(yán)重。于是判斷流道和流槽縫隙可能被進(jìn)一步拉開(kāi)以及流槽磚材侵蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致折回泡的產(chǎn)生。此外，唇磚漏玻璃水嚴(yán)重，玻璃板面也出現(xiàn)板下析晶和板下泡等缺陷，于是決定更換唇磚。開(kāi)始更換唇磚，歷經(jīng)19 h后成功引頭子，但是折回泡仍未消失，說(shuō)明折回泡產(chǎn)生的位置不在流道流槽。

1.3 通過(guò)調(diào)整卡脖攪拌器進(jìn)一步排查

排除流道閘板和流槽位置產(chǎn)生折回泡后，把目標(biāo)轉(zhuǎn)移到冷卻部。因折回泡直徑均在1.0 mm以上，而且都是板上橢圓形泡，破裂時(shí)能發(fā)出清脆的響聲，說(shuō)明折回泡來(lái)自澄清部以后的區(qū)域。針對(duì)卡脖區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間觀察，均未發(fā)現(xiàn)有氣泡浮起，因此初步判斷氣泡來(lái)自冷卻部。

首先，當(dāng)折回泡出現(xiàn)時(shí)，把水平攪拌器從3圈/min調(diào)整為5圈/min，試圖通過(guò)調(diào)整攪拌器的攪拌速度改變冷卻部的玻璃液流。5 h后發(fā)現(xiàn)，攪拌器的攪拌速度變化后，折回泡在板面橫向位置明顯發(fā)生變化。然后把攪拌器速度恢復(fù)到3圈/min，5 h后，折回泡又回到調(diào)整前板面出現(xiàn)的位置。為了確定折回泡就來(lái)自冷卻部，調(diào)整水平攪拌器的不同圈數(shù)觀察折回泡的變化，都能發(fā)現(xiàn)折回泡的變化和攪拌器調(diào)整的時(shí)間吻合，進(jìn)一步驗(yàn)證折回泡有可能來(lái)自于冷卻部池底。

1.4 分析氣泡成分

為了進(jìn)一步驗(yàn)證折回泡是否產(chǎn)生于冷卻部，對(duì)折回泡進(jìn)行了泡內(nèi)氣體成分分析。切裁直徑大小不同的三塊100 mm×100 mm的折回泡樣品送沙河市玻璃研究院分析氣泡成分，分析設(shè)備為GIA 522 氣泡分析質(zhì)譜儀，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 4 #線折回泡檢測(cè)結(jié)果

由分析結(jié)果可以看出，氣泡中SO2的成分小于0.003%，幾乎沒(méi)有，可以判斷氣泡不是來(lái)自熔化部的澄清泡，也不是卡脖或者冷卻部的冷凝物掉落產(chǎn)生。另外，三個(gè)折回泡樣品的氣體成分基本相近，而且折回泡的氣體成分跟空氣的成分非常接近（空氣成分中氮?dú)夂考s78%，氧氣含量約21%，稀有氣體約0.93%）。而且氣泡泡徑較大，證明氣泡在窯內(nèi)經(jīng)歷的熱歷史較短，進(jìn)一步證實(shí)折回泡位于熔窯的中低溫區(qū)域，因部分氣泡分布在玻璃板的中下部，確診此類泡可能來(lái)自冷卻部池底的鋪面磚縫隙。因冷卻部池底的個(gè)別鋪面磚被玻璃液侵蝕后或鋪面磚烤窯時(shí)拉開(kāi)縫隙，玻璃液侵入到池底的黏土大磚耐火材料，此時(shí)耐火材料的閉氣孔被打開(kāi)，氣孔中的氣體進(jìn)入玻璃液形成氣泡?；蚴悄突鸩牧系目谆蚪涌p吸入空氣，空氣進(jìn)入玻璃液形成氣泡。由于玻璃液回流的波動(dòng)，氣泡的位置發(fā)生偏移。

2 解決措施

通過(guò)對(duì)氣泡成因的判斷分析，針對(duì)這類來(lái)自于冷卻部池底的氣泡，只有通過(guò)冷修的方式才能得以徹底解決，但窯爐冷修還需要等一段時(shí)間。通過(guò)工況調(diào)整得以有效緩解：降低冷卻部池底溫度，加厚池底玻璃液的不動(dòng)層。采取以下措施進(jìn)行調(diào)整和控制。

2.1 調(diào)整卡脖水包深度

調(diào)整卡脖水包壓人深度，逐步把壓入深度420 mm調(diào)整到460 mm（卡脖水包深度480 mm），調(diào)整過(guò)程中未出現(xiàn)澄清不足導(dǎo)致微氣泡產(chǎn)生的情況。調(diào)整后，冷卻部1#池底溫度從950 ℃降至942 ℃；折回泡出現(xiàn)的頻次減少，由調(diào)整前三兩天出現(xiàn)一次，到調(diào)整后五六天才出現(xiàn)一次。從調(diào)整結(jié)果分析，調(diào)整的方向是正確的。但考慮到繼續(xù)調(diào)整卡脖水包容易造成窯內(nèi)玻璃液流發(fā)生較大變化，從而影響整體熔化工況，導(dǎo)致板面質(zhì)量波動(dòng)，所以沒(méi)有繼續(xù)壓深卡脖水包。

2.2 拆除冷卻部池底保溫磚

從調(diào)整卡脖水包的效果分析，降低冷卻部池底溫度，折回泡出現(xiàn)的頻次可以減少，可以判定折回泡來(lái)自冷卻部池底。于是繼續(xù)拆除冷卻部第一排至第五排保溫磚。保溫磚拆除后，冷卻部1#池底溫度從942 ℃降至917 ℃。大幅度的降低冷卻部池底溫度，折回泡出現(xiàn)的頻次也跟著大幅度下降，十天甚至更長(zhǎng)時(shí)間才出現(xiàn)一次，而且出現(xiàn)的折回泡都是2.0 mm以下偏小的氣泡。通過(guò)此次調(diào)整，折回泡得到有效控制，但是還是沒(méi)有完全解決。

2.3 提高鐵含量

2.3.1 提高鐵含量，提高澄清效率

浮法玻璃工藝生產(chǎn)中，一定量的鐵含量，對(duì)浮法玻璃熔制過(guò)程的澄清、氧化還原性能等方面起到一定的作用。一定量的鐵、芒硝和碳粉在高溫下一起發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，為四個(gè)階段：

從以上反應(yīng)可以看出，加入一定量的鐵粉產(chǎn)生的FeO有助于芒硝的分解釋放SO2氣體，有利于澄清。

2.3.2 提高鐵含量，降低池底溫度

為增加池底不動(dòng)層，經(jīng)過(guò)技術(shù)論證，將配料中的鐵含量從0.072%逐步提高至0.092%，分三個(gè)階段添加鐵粉，進(jìn)一步降低冷卻部池底溫度和提高澄清能力，觀察折回泡的變化。通過(guò)加鐵粉提高玻璃鐵含量后，玻璃液的三價(jià)鐵離子增多，玻璃液的導(dǎo)熱性下降，減少玻璃的透熱性，加大了上層玻璃液和底層玻璃液的溫差，從而達(dá)到降低池底溫度的目的。冷卻部1#池底溫度從917 ℃降至910 ℃，此后折回泡完全得到有效控制，一個(gè)月偶爾出現(xiàn)一兩次，而且出現(xiàn)的時(shí)間很短，一兩個(gè)小時(shí)自動(dòng)消失。即便一兩個(gè)小時(shí)沒(méi)有消失，流道溫度上下調(diào)整2 ℃后也很快消失，檢測(cè)儀檢測(cè)一等品率穩(wěn)定在90%以上。另外，折回泡出現(xiàn)的時(shí)間主要是晝夜溫差變化大的夜班或者氣溫變化大的時(shí)候。雖然提高鐵含量后折回泡得到有效控制，但犧牲了玻璃性能，如玻璃的B值和透光率都有所下降。

3 結(jié)語(yǔ)

浮法玻璃生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生氣泡的原因多種多樣，也是玻璃企業(yè)長(zhǎng)期攻關(guān)的難題。因此，掌握氣泡產(chǎn)生的原理與氣泡成分的分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際工況，可以準(zhǔn)確判斷浮法玻璃氣泡成因與產(chǎn)生位置，對(duì)有效控制氣泡和解決氣泡問(wèn)題起到了事半功倍的效果。通過(guò)浮法玻璃生產(chǎn)線產(chǎn)生折回泡原因及解決辦法的實(shí)踐，可以推廣應(yīng)用于其他浮法玻璃公司借鑒，為加快消除浮法玻璃板面氣泡，提高玻璃質(zhì)量和成品率，提供寶貴的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。