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浮法玻璃的防霉及设备改造

作者:浮法玻璃的防霉及设备改造  来源:浮法玻璃的防霉及设备改造  发布时间:2011-4-21 8:18:07

浮法玻璃的防霉及设备改造

摘要:阐述了玻璃霉变的机理,有效的防治措施,防霉液涂覆设备使用中存在的缺陷,提出了新的涂敷方法,实施了对防霉液在线涂敷设备的改造,并取得了很好的实际效果。

关键词:浮法玻璃;防霉;设备改造

浮法玻璃的化学稳定性和抗风化指标在玻璃的生产储运和使用上具有重要意义。在玻璃的生产储运和使用过程中经常受到水、酸、碱、盐类和大气等侵蚀,在玻璃表面出现晦暗、彩虹、白斑、水印、纸印、霉斑或雾状物等风化现象,使玻璃的透明度、机械强度、光学性能受到极大影响,外观恶化,甚至包装箱内出现粘片等现象,限制了玻璃的正常使用。玻璃的这种风化现象俗称发霉,反映了玻璃的化学稳定性,表征了玻璃的耐候性能。

1 玻璃的霉变

玻璃的化学组成和表面性质不仅对玻璃的机械性能、电性能、光学性能有很大的影响,而且对与玻璃霉变密切相关的化学稳定性更具有重要意义。浮法玻璃属于Na20一CaO—SiO2玻璃系统,主要由硅氧四面体[SiO4]为基本结构单元构成,R20的引入使硅氧网络断裂,碱金属或碱土金属离子均匀无序地分布于某些硅氧四面体之间的空隙中,维持网络局部的电中性,因此,玻璃中存在大量的 Si一0一R一0一Si兰断键。在玻璃的内部,离子集团之间的作用可以认为是平衡的,但在玻璃的表面则存在硅氧未饱和的悬空价键,形成表面自由能,赋予玻璃表面较大的活性,使玻璃表面极易发生物理化学吸附作用,比如水、CO2和SO2等。

大气侵蚀实质是水汽、CO2、SO2等的总体作用,先是以离子交换为主的释碱过程,后来逐步过渡到以破坏网络结构为主的溶蚀过程。因此水汽的发霉作用更严重。侵蚀后产物的析出堆积形成玻璃霉变。

2 浮法玻璃霉变的防治

影响玻璃发霉的因素很多,主要有玻璃的化学成分、熔制、退火、分相、环境因素及表面处理方式等。浮法玻璃一般采用以下方法防止玻璃霉变:

(1)采用合适的玻璃化学成分,从根本上提高玻璃的化学稳定性。增加SiO2、A12O3有利于玻璃结构网络的连接;增加MgO、CaO含量,利用压抑效应稳定玻璃结构,阻止R+的析出;引入多种碱金属离子利用混合碱效应阻碍碱金属的析出;

(2)优化玻璃的熔制成型和退火工艺,稳定玻璃的内部结构,实现玻璃密实化;

(3)选用合适的包装材料,含水量要低;

(4)改善储存环境,避免高温高湿,并注意通风;

(5)使用合适的表面防霉处理,包括采取夹防霉纸、喷防霉粉、S02或CC14熏蒸、玻璃表面喷洒BaC12溶液、涂敷防霉液法等措施。

浮法玻璃化学成分的调整幅度有限,容易影响到玻璃的熔制澄清和板面质量,导致工业化生产困难而受到限制;防霉粉法易形成粉痕,玻璃清洗困难,不能有效防止玻璃的划伤;夹防霉纸法效果不佳,防霉时间短,增加装箱夹纸工序,易产生纸纹硌伤等缺陷;涂敷防霉液法虽不尽完美,但在国内外仍被广泛使用。

3 防霉液涂敷设备的改造

3.1 目前防霉液涂敷设备

涂敷防霉液方式在国内外被广泛采用。它采用软化水配制防霉液溶液,经泵体输入到位于浮法生产线冷端横跨玻璃带均匀布置的喷头中,使防霉溶液均匀滴落在玻璃板宽内上表面。为了避免低温防霉液对玻璃板的局部急冷作用造成炸裂,需要通过电加热等手段预热。通过横置于板上的防霉液涂敷辊转动,实现涂敷。但在实际运行当中,我们发现存在以下不足:

(1)防霉涂敷设备复杂,控制困难;

(2)防霉辊高度需要根据板厚等实际状况调整,不易涂敷均匀;

(3)防霉辊磨损较大,辊径向高度不均,若不及时更换,涂敷不均;

(4)海绵体随使用时间延长,易硬化和横向收缩,更换周期短,一般3个月更换1次,费用高,易造成玻璃表面擦伤;

(5)防霉辊应急抬起缓慢、困难,遇有炸板,不及时抬起,玻屑进人海绵体内,容易造成划伤;

(6)防霉辊每隔一定时间需要在水中浸泡、清洗、重新安装,操作麻烦。

3.2 防霉液涂敷设备改造

3.2.1 改造机理

在现实生活中我们经常见到:将一条毛巾搭在盆边上,毛巾一端放入水中,另一端在盆外,过一会儿,水就会沿着毛巾流出盆外,这就是毛细管现象。

毛细管原理:将毛细管插入液面后,会发生液面沿毛细管上升(或下降)现象,称为毛细管现象。若液体能润湿管壁,即θ<90。,管内液面将呈凹形,此时液体在毛细管中上升,若液体不能润湿管壁,即θ>90。,管内液面将呈凸形,此时液体在毛细管中下降。产生毛细管现象的原因是毛细管内的弯曲液面存在附加压力卸。以毛细管上升为例,由于△p指向大气,使得管内凹液面下的液体承受的压力小于管外水平液面下液体所承受的压力,故液体被压入管内,直到上升的液柱产生的静压力pgh等于却时,达到力的平衡态。

具体来说,毛细管插入液体内,液体的附着力和表面张力与管内表面的相互作用,影响着液面沿毛细管上升或下降,从而实现了液体的传输。

3.2.2 防霉液涂敷设备改造

针对目前防霉液涂敷设备上述的不足,根据毛细管原理,浸润液体不受重力以及上下左右的影响,会在纤维间存在着像“空隙”那样的很细小的空间进行渗透,我们对防霉液设备进行了改造。

(1)设置防霉液配制搅拌站,软化水来自水泵房软化水处理装置,按要求浓度配制并搅拌均匀,使之满足使用要求;

(2)通过隔膜泵输送到生产线冷端涂敷位置侧设置的高位储箱即防霉液箱2中;

(3)取代喷头,在横跨玻璃带方向设置防霉液储槽(圆柱)6,通过针形阀或截止阀3调节,控制高位储箱2防霉溶液输送到储槽并保持液位稳定;

(4)取代防霉辊涂敷作用,改用具有毛细管吸附作用的特种纤维材料9,一端浸入防霉液储槽6中并固定,一端自然垂至整个玻璃表面1O。通过此种材料具有的细密的类毛细管作用,将防霉液均匀输送并涂敷在玻璃表面。

3.2.3 新防霉液涂敷设备的优势

此项改造,使防霉液配制、输送和涂敷过程简便易行,充分利用输送涂布材料所具有的毛细管作用原理,实现了防霉液的均匀涂敷。通过实践,不断优选毛细管作用强的材料,保证了单位面积的涂敷量,达到了防霉效果。具有以下优点:

(I)借助毛细管吸附原理实现防霉液涂敷,保证了涂敷的均匀稳定,防霉效果好。参见表1强制霉变试验对比结果。

(2)涂敷媒介特种纤维材料价格便宜、耐用,质地柔软,在自重下轻拂玻璃表面,不会对表面造成损伤。

(3)遇有炸板或玻屑时易于提起,使之脱离玻面,不易划伤。

(4)易于清洗,重复利用高,成本低。

(5)涂敷与否,切换简单,容易操作,单人一分钟内就可完成。

3 技术措施与效果

3.1 解决白斑问题

白斑影响了产品外观质量及合格率。出现白斑的原因,一是料方,二是熔化部温度低。采取的措施:

(1)调整料方,去掉或减少能引起白斑的原料,严格控制原料成分达到标准要求;

(2)适当加强熔化部保温,同时调整电极输入功率。

3.2 解决电极氧化问题

顶插电极比水平插电极、底插电极和斜底插电极结构复杂,由于电极从熔窑顶部插入,因此顶插电极需要更好的冷却系统。小型电熔窑所用的顶插电极结构相对简单、操作轻便容易,大型电熔窑所用顶插电极的重量、长度都远大于小型电熔窑的,因此在设计时要注意冷却水套的强度要求及支撑结构的位置。我公司经过不断的摸索、创新、实践、改进,已经建立起一套完整、成熟的顶插电极设计方案,正在使用的顶插电极有的已经超过11个月。

3.3 解决耐火材料侵蚀问题

乳白玻璃对耐火材料侵蚀非常严重,为保证电熔窑使用寿命,除采用优质氧化法无缩孔电熔AZS砖外,对耐火材料的加工精度与组装精度的要求也很重要。我公司制定了内部《耐火材料加工与验收标准》,其中要求每条砖缝必须不超过0.5 mm,关键部位不超过0.3 mm,铸口方向必须与图纸要求方向相符。

3.4 解决玻璃分层问题

解决玻璃液分层的办法有溢流、排渣和搅拌,对于乳白玻璃的分层最有效的方法是排渣。如果在料道设置排渣,排渣后再安装搅拌,其效果更佳。排渣有手动排渣和电排渣两种。手动排渣由人工手动操作,但不易控制玻璃液流量;电排渣指排渣装置与最近的一支电极放电,通过调整电流量的大小控制玻璃液的流量,此结构控制精度高、操作方便。

3.5 效果

实践证明,通过乳白玻璃电熔窑在窑型、熔制工艺、加料方式、电极结构等方面的改进,取得了良好效果。25 t全电熔窑已经正常运行21个月,顶插电极已连续使用了11个月,乳白玻璃质量很好。

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