热风工艺浮法玻璃退火窑的开发

热风工艺浮法玻璃退火窑的开发

0浮法玻璃退火窑20世纪80年代初，一些中国浮法玻璃厂先后引进了雀里孔公司和法国斯通尔特公司的火山炉。但整体引进价格较高,仅有少量具备资金实力的玻璃厂有条件实施。后来,国内的玻璃设计院通过消化、吸收国外先进技术,开发出全钢全电的浮法玻璃退火窑。通过专业技术人员的努力,我院于90年代中期开发出热风工艺浮法玻璃退火窑,已申报了国家专有技术。在后来若干年的设计及使用中,又进行了相应的技术改进,以满足生产优质浮法玻璃的需要。1热风冷却技术浮法玻璃退火窑由两个独立的部分组成,即退火区和冷却区。退火区由A区、B区、C区组成;冷却区由D区(或RET区)、F区组成。退火部分的工艺为辐射间接冷却,冷却风通过位于玻璃带上方和下方的密闭热交换器与玻璃带进行辐射换热。冷却部分的工艺为直接强制冷却,通过喷嘴向玻璃带上方及下方吹冷却风。图1为某350t/d浮法玻璃退火窑的温度制度(退火曲线)。热风工艺退火窑就是在退火窑A区、B区玻璃板上采用热风循环冷却玻璃板。该两区的风机分别将窑内经过与玻璃板辐射换热后的热气体加入适量冷空气,达到设定温度的热气体再由风机送入各自区内冷却器,形成热气体循环流动。通过改变窑内冷却器中的风温来调整玻璃板的温度。其它各区与冷风工艺退火窑相近,部分细节有差异。图2为热风工艺退火窑A区、B区温度控制示意图。该退火窑主要有以下特点:(1)在A区、B区板上采用热风工艺,冷却风与玻璃板温差较小,使玻璃板在柔和、均匀的冷却风的作用下,按照一定温度制度控制逐渐冷却,退火后玻璃的平面应力曲线平滑,玻璃易切裁。(2)退火窑壳体为节能型的保温结构。其内壳体是活动的,通过螺栓与外壳体相连接。此结构可保证壳体在制造时保温材料填充得均匀密实。提高了壳体的保温隔热效果,为玻璃板的退火降温创造了良好的基本条件。(3)电加热装置设置在退火窑壳体外的冷却风系统中,便于安装和维修。可有效地调整玻璃板不同区域的温度并能满足退火窑烤窑升温的要求。电加热器的功率可在控制室进行调节。(4)退火区采用板上、板下冷却按比例控制,可减少玻璃板的温度波动,改善玻璃的冷却均匀性,因此也改善了残余应力。(5)在D区前设隔离区及窑压监控系统,减少气流对前面各区的影响。(6)C区板下采用矩形风箱做冷却器,改变了以前投产的退火窑的C区板下温度高,玻璃板上、下温差大的状况。2改进的技术是浮法玻璃退液装置的技术2.1风机热压的优化热风工艺退火窑先后有两条线投产,使用效果很好,但推广却有困难。因为两条线的热风循环区风机都从国外购买,价格较高。经过与某国有大型风机厂的技术人员反复沟通,最终确定了能满足设计要求的风机,解决了主要问题,并根据实际使用情况对退火窑进行优化:(1)在A区、B区板上各增加1台备用风机,保证生产的连续性。(2)将A区窑内冷却风流向改为顺流,可降低冷却风的进口温度,减少风机功率。A区冷却风的流动方向与玻璃带前进方向相同,B区和C区冷却风的流动方向与玻璃带前进方向相反,可使各区的冷却风温度曲线连接较平滑,更接近玻璃的退火温度曲线,在各区相连接的区域降低了风温的波动,即减少了冷却速度的变化。经过风机国产化并改进冷却风系统后,先后为国内、外多条生产线提供退火窑设计,获得客户认可,并取得较好的经济效益。2.2退窑装复后的工作措施随着我国玻璃工业的快速发展,为了节能降耗,2001年以后,熔化量700t/d以上的大规模玻璃生产线开始被各玻璃厂选用。我院开发的热风工艺退火窑就有一定的局限性:(1)这种退火窑比较适合吨位较小、板宽较窄的生产线;(2)只有一个热风循环直接冷却区(D区),在生产厚板时,会因为玻璃板出口温度高而使F1区风机不能充分利用,造成在退火窑出口玻璃板温度较高;(3)部分电加热箱因质量问题易损坏,生产中调整玻璃板温度比较慢等。我院在热风工艺退火窑设计的基础上,总结多年设计和实际操作经验,对退火窑进行了较大改进。并在2004年设计了国产第一条900t/d浮法玻璃生产线退火窑,于当年年底一次引板成功。该线运行状态良好,各项技术指标均能满足设计要求。结束了当时国内大吨位浮法玻璃生产线退火窑全部需要引进的状况。经过不断完善,该退火窑已在国内、外多条600～1000t/d浮法玻璃生产线上使用,运行效果均较好,达到了提高玻璃退火质量的目的,获得了很好的经济效益。现在的退火窑设计保留了原设计中的优点,对部分区进行了优化,增加了有效提高玻璃退火质量的一些措施。主要有:(1)将A区改为顺流冷风冷却,可大幅度降低冷却风量,减少风机功率及体积,节约能源。(2)将A区和B区、B区和C区之间的窑内冷却器的纵向间距减小。可减少保温段各区之间无冷却的部分,提高冷却效率及冷却的连续性。(3)为了加强玻璃退火效果,加大B区长度,在B区设置2套控制系统,用有温度梯度的冷却风进行冷却,可有效减少厚玻璃产品炸裂的危险,降低玻璃板的破损率。还可减少F区的长度。(4)取消设置在壳体顶部的电加热箱,采用边部可调式电加热器。电加热元件设置在退火窑壳体内两侧,对玻璃板边部的加热效果明显,且能够内外调节,可满足对玻璃板不同区域的热量补偿和退火窑烤窑升温的要求。加热功率可连续调节。这种便捷的电加热装置结构合理,安装方便,可在正常生产时进行更换和维修,尤其在大吨位、大宽板的退火窑上,效果更加明显。(5)在冷风强制冷却区增设可调节冷却装置。当生产薄玻璃和厚玻璃时,因玻璃板边部与中间的厚度差较大,就要求单独调节边部的冷却强度。我院设计的退火窑在冷风强制冷却区两侧板上边部风嘴上设有风量调节插板,可对玻璃板边部的温度进行单独、准确的控制,提高玻璃板的退火质量。(6)根据生产线的不同要求,将退火窑保温区的进、出风口改在壳体侧面,可将所有风机安装在壳体顶部,不需要另设风机房。(7)退火窑壳体上设有相应的热电偶和红外测温仪。温度信号通过DCS系统控制蝶阀的开度,从而准确控制退火窑内不同区域的温度。此DCS系统具有反应灵活、操作简便的特点,提高了退火窑温度控制的稳定性。3质浮法玻璃设计对材料的要求我院开发的热风工艺退