• 高端日用玻璃配合料生產線升級改造探討

     

    王新強  商名寶    

    泰安恒成復合材料工程技術有限公司,山東 泰安 271000

    摘要目前我國高端日用玻璃生產所用礦物原料粒度較粗,配合料系統為機械輸送,機械混合模式,產品良品率只有75%左右;玻璃纖維萬噸池窯拉絲技術作為一種高新技術引入我國以來,已高速發20多年,直徑僅有9~20微米的玻璃纖維生產線現階段運行效率已達97%甚至更高,說明其玻璃液質量是十分均勻穩定的,可以考慮將玻璃纖維生產中的相關技術引入日用玻璃生產中應用,如配合料系統,玻璃纖維配合料系統采用氣力輸送,氣力混合方式,可以明顯提高配合料的均勻性,加快配合料的熔化,降低能耗,同時提高玻璃液質量,從而提高良品率。

    關鍵詞日用玻璃;玻璃纖維;配合料;氣力輸送;氣力混合;

    中圖分類號:    文獻標志碼:  文章編號:

    Discussion on upgrading of high end daily glass production line (batch part)

    Shang Mingbao, Wang Xinqiang, Liu Qi 

    (Taian Hengcheng Composite Materials Engineering Technology Co., Ltd,Taian,271000)

    AbstractAt present, the grain size of mineral raw materials used in the production of high-end daily glass in China is relatively coarse, the mixture system is mechanical transportation, mechanical mixing mode, and the good product rate is only about 75%. Since the glass fiber 10000 ton tank furnace drawing technology has been introduced into China, it has been developing rapidly for more than 20 years, and the operation efficiency of glass fiber production line with diameter of only 10-20 microns has reached 97% or more at present High, it indicates that the quality of glass liquid is very uniform and stable. It can be considered to introduce the relevant technologies in the production of glass fiber into daily use glass production. For example, the mixture system and glass fiber mixture system adopt pneumatic conveying and pneumatic mixing mode, which can obviously improve the uniformity of the mixture, accelerate the melting of the mixture, reduce energy consumption and improve the quality of glass liquid, Thus, the rate of good products can be improved.

     

    Keywords: daily glass; glass fiber; mixture; pneumatic transport; pneumatic mixing;

     

    1端日用玻璃生產現狀

    高端日用玻璃主要包括高檔玻瓶、工藝、日用玻璃器皿,其對玻璃熔制質量要求較高,因此具有一定的生產難度,現有高端日用玻璃良品率只有75%左右,造成能源浪費,并直接影響到企業的經濟效益。

    經過調查我們發現,現有日用玻璃生產所用原料主要包括石英砂、純堿、白云石、方解石、復合澄清劑等,其中礦物原料多為100~160目的粉料,含水率4%左右,粒度較粗,水份較高,尤其是粗顆粒石英砂在熔化過程中易產生結石條紋等缺陷,對最終玻璃質量造成影響。日用玻璃現有配合料工藝基本是機械輸送,機械混合模式,現場粉塵較多,且機械混合無法將各種原料充分混合,造成配合料均勻性較差。這些都會影響配合料在窯爐內熔化速度,玻璃液均化澄清效果,從而影響玻璃液的質量。

    2配合料升級改造的可行性

    無堿玻璃纖維萬噸池窯拉絲生產線作為一種高新技術于20世紀90年代由國外引入,經過20多年的高速發展,玻璃纖維單一生產線已經由萬噸級別發展到10萬噸級別,玻璃配方由無堿配方發展到生產難度更大的無硼無氟配方,生產效率由最初的80-90%提高到現在的97%甚至更高,其生產技術及體系建設已經十分成熟。根據品種不同玻璃纖維的單纖直徑從9微米到20微米不等,能達到97%以上的運行效率說明其玻璃液質量是非常高的,因此將玻璃纖維成熟的生產技術引入高端日用玻璃生產線是非常必要和可行的,可以大大提高良品率,增加企業效益。

    玻纖生產所用配合料系統全部為氣力系統,包括原料的輸送、稱量和混合系統,可實現全封閉運行,保證現場粉塵濃度小于2毫克/3,改善現場環境;同時氣力混合系統可將各種原料充分混合,保證配合料的均勻性。為適應氣力輸送及混合系統需要對原料進行適當調整:石英砂粒度要求200目篩余小于10%,白云石、方解石可提高到100目篩余小于5%,將原料的水份控制在0.5%以下,調整后可加快配合料的熔化,同時降低能耗。在玻璃澄清方面采用硫碳澄清的方式,根據配合料的氧化還原系數及窯爐的熔制狀態,加入適量的芒硝、碳粉,控制在一定的比例范圍,來達到對玻璃進行均化澄清的效果。這是在玻纖行業應用非常成功且成熟技術。

    3升級改造后的配合料工藝

    升級改造后的配合料工藝流程圖如下:

     

    img1

    配合料工藝布置采用群倉分層布局的方式,料倉采用鋼板倉,每個倉頂設有收塵器和安全閥,根據原料用量大小設計相應的料倉容積以及稱量系統,整個配合料系統主要包括以下幾個部分:

    3.上料系統

    各種原料均以合格的粉料通過管道由氣力輸送進入原料倉,主要包括石英砂、白云石、方解石、純堿和芒硝等。原料來源可以是粉料廠均化庫氣力輸送、罐車輸送或袋裝方式。粉料廠均化庫的原料可由氣力輸送泵通過管道氣力輸送至配合料倉;罐車粉料可由人工接通上料管道后氣力輸送至配合料倉;袋裝粉料采用人工上料方式,確認上料品種及相應料倉后,接通對應管道,此時倉頂收塵器會自動打開;用電動葫蘆將袋裝粉料提升至拆包機拆包,拆包后的粉料卸入氣力輸送泵中,通過管氣力輸送到相應的料倉中。每個料倉設有高、低料位計,倉滿倉空信號作為上料系統動作啟停的聯鎖控制點。

    在料倉的下部設有氣力助流裝置,保證下料時物料流動順暢。

    3.2子稱量系統

    稱量系統中,每個倉下設置一臺變頻調速的螺旋給料機,給料機的出、入口設有氣動蝶閥以控制物料的輸送量,保證系統稱量精度。根據配料系統指令,螺旋給料機將各種原料按一定順序加入到電子秤中累計稱量。電子秤的靜態精度為1/2000,動態精度為1/1000,具備自動校稱功能。另外設一臺微量加料秤,料倉容量100公斤,秤的最大有效量程5公斤,稱量精度10克用來稱量碳粉。

    3.3配合料的氣力混/輸送系統

    各種原料經電子秤按料單值稱好后,卸入到氣力混合罐中,混合罐便按預先設定的參數對配合料進行充分混合?;旌虾玫暮细衽浜狭媳阋悦芟嗝}沖形式氣力輸送到窯頭,通過雙向分配器送進窯頭料倉中,窯頭料倉可儲存8小時用量的配合料。窯頭料倉中的配合料通過料倉下輸送螺旋輸送至螺旋投料機,然后由螺旋投料機將配合料送入窯爐。

    若發生配錯料或不合格的情況,將由氣力混合罐經手動軟管通過廢料管道輸送到廢料倉中另行處理。

    整個配合料生產線,除上料系統為半自動操作外,稱量系統和混合輸送系統均采用工控機和可編程控制器的計算機控制系統,它具有料方輸入、在線修改、流程顯示、自動回零、累計稱量、故障診斷、異常報警和打印報表等多項功能。

    配合料生產線各揚塵點,均采用單元收塵方法,袋裝粉料的人工拆包處采用一臺脈沖布袋收塵器集中收塵。各料倉進料口處各設置一插入式收塵器進行單元收塵,這樣收集的粉塵可回收利用,通過處理后,操作區粉塵濃度小于2毫克/3,滿足GB 16297-2017《大氣污染物綜合排放標準》的要求。

    窯頭料倉采用單錐體或雙錐體料倉,配置高、中、低料位計,可隨時監控窯頭料倉料位。自動配料系統可根據設定保持料位始終處于中料位以上,防止配合料在料倉內產生粒度分層現象。

    下表為玻纖生產中配合料均勻度的檢測結果,由檢測結果我們可以了解到此套配合料系統所配制的配合料是十分均勻穩定的。

    配合料均勻度檢測結果(玻纖舉例)

     

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    10

    CaO

    18.7

    19.03

    18.22

    18.73

    18.47

    18.3

    17.89

    17.66

    18.84

    18.61

    COD

    454

    439

    336

    344

    414

    406

    391

    451

    455

    455

    4結論

    綜上所述,通過對整個原料、配方、配合料系統的升級改造,我們可以達到以下效果:

    4.1原料粒度、水份調整后,可提高配合料的熔化速度,同時降低能耗。

    4.2采用硫碳澄清的方式,芒硝和碳經過精確稱量進入配合料充分混合,保證了配合料的氣氛穩定性,從而保證窯爐熔制狀態的穩定性,同時降低了配合料成本。

    4.3氣力混合系統相對機械混合可大大提高配合料均勻性,這對后續玻璃的均勻性及質量都會有較大提高,有利于產品良品率的提升。

    4.4通過以上改造預計良品率可提10%以上,給企業創造良好的經濟效益。

    4.5改善現場環境,保護工人職業健康,有效防止職業病,提升工廠形象。

    參考文獻:

    [1]張碧棟,玻璃配合料,1版,北京:中國建材工業出版社,1992

    [2] 楊京亭,孟憲昌.日用玻璃自動配料的重要性和特[J]..中國硅酸鹽學會會議論文.

    [3] 李明坤.淺談提高配合料質量的基本措.中國硅酸鹽學會會議論文.

    [4] 李樹興.淺析玻璃制品中的缺條紋[J].輕工科. 2014,30(07)

     

     

                                      

     

    2021年4月12日
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