与平板玻璃相比,浮法玻璃生产工艺的10大优势

白艺 / 2019-11-12


浮法成型工艺和普通平板玻璃的成型工艺,有哪些共同点?又有什么特殊点呢?


其共同点都是要掌握玻璃液的一定粘度,当玻璃的化学成分一定时,就是要掌握其成型温度;其次是要借助外加拉引力,即控制其拉引速度来达到生产不同厚度的玻璃。但无论是有槽和无槽法,旭法还是平拉法,从成型工艺角度来讲,都是属于垂直拉制法(平拉法也是先垂直引上,然后由转向辊转变成水平的);虽然压延法是属于水平拉制,但它是借助压延机的上下一对压辊滚压成型的,而因玻璃液经辊子滚压后,玻璃表面很不光滑、透明度大大降低,而限制了它的使用。


只有浮法工艺才是真正的水平拉制成型。同时,玻璃表面得到抛光,这就是浮法成型工艺的主要特点。由于这一特点,使浮法比用传统的几种落后工艺方法生产的玻璃质量好、品种多、产量高、作业周期长。这可由以下几方面加以简要的说明:


一、成型时不需克服玻璃自身的重力


由于浮法玻璃是水平拉制成型,玻璃液带的重力是由锡液来支承的,拉引力主要用于克服玻璃液的粘滞力;而传统的成型方法则不同,拉引力既要克服玻璃液的粘滞力,又要克服玻璃带自身的重力,而且后者要比前者大得多。所以必须要用辊子将玻璃带夹住或托住;这样,由于玻璃带与辊子接触,就不可避免地会使玻璃产生轴花和压口的缺陷。平拉法虽然用单一的转向辊承托,但由于此时玻璃带温度还处在700°C左右的高温,玻璃还处于完全塑性状态,加之转向辊的冷却强度大,因而又会引起斑点和表面不平整的弊病,当转向辊加工质量不好或不及时更换时,尤其严重。而浮法玻璃的整个成型过程是在密闭的锡槽中进行,只是在玻璃带冷却硬化后,由光洁平滑的辊子将玻璃带托起拉出锡槽,而且玻璃带同辊子是线接触,因此,完全避免了上述的缺陷,而能保持在锡槽中获得抛光表面的质量。


二、可以充分发挥玻璃表面张力的作用


玻璃工作者都知道,玻璃的表面张力这一特性,是使玻璃获得自然抛光、表面平整的主要因素。传统的成型工艺,为了使垂直引上成功,必须使玻璃的粘度在很短时间内急速增加,也就是使其温度从940°C左右迅速下降到600°C以下,否则,玻璃带就会因粘度小而无法引上,造成掉炉。玻璃的表面张力虽然随温度下降变化不大,但因这时玻璃的粘度已经很大,表面张力已不起作用了。浮法成型工艺则不同,由于玻璃的重力是由锡液来承托的,而且两者之间的摩擦力甚微,锡槽较长,玻璃的温度下降较慢,而且可以根据成型要求加以控制,玻璃液在抛光区的温度高于1000℃,粘度小,因此,玻璃的表面张力就能起主导作用(任何物体的表面张力有使其表面积趋于最小的特性),而使玻璃得以自然拋光、表面平整而无波筋和条纹等缺陷。


三、玻璃带横向温度均匀


为了保证玻璃的成型质量,配合料和玻璃的熔化质量是先决条件,但如何使玻璃带横向温度差小,粘度较均匀,是玻璃带横向厚度均匀的重要因素。用传统法生产玻璃时,由于其自身固有的原因,很难达到整个板面温度均匀,其板中和板边的温度差经常在50°C以上,特别是玻璃板的宽度加大后,横向温度均匀尤其困难。而浮法玻璃成型是在较长的锡槽中来完成的,在设计中可以根据浮法成型工艺要求,分成若干工艺区,各区的纵向和横向温度,可以根据生产要求,采取边部加热和冷却措施,来进行自动调节控制,以使纵向温度符合成型温度制度要求和减少横向温度差(不大于10℃。这样,就为玻璃带横向厚度均匀和玻璃抛光质量创造了有利的条件,而且也不会因玻璃带的宽度加大而使调节控制增加困难。


四、可以比较容易地生产特薄和特厚的玻璃


由于浮法工艺是水平拉制的,使浮法比传统法较容易地生产特薄和特厚的玻璃。据报道国外浮法可以生产0.55〜25mm的高质量玻璃;而传统法,不论是有槽、无槽还是平拉法,生产厚度大于12mm和薄于1mm玻璃就十分困难,其主要原因是要克服其自身的重力和更难使其横向温度达到成型的要求。而浮法则不然,不需要克服其重力,其成型的各区温度,可以自动调节来达到生产要求;同时,玻璃带在高温下停留时间长,可以充分发挥玻璃的表面张力的作用,而不影响玻璃的抛光质量。


五、成型过程中温度降落慢、拉引速度快


用传统法生产平板玻璃时,玻璃液从成型室开始引上到玻璃带定型,是在lm左右的距离中完成的。在这过程中,玻璃的温度大约从940℃左右降到600℃以下(平拉法是在0.7m距离中大约从940℃降到700℃左右),玻璃的粘度急剧增加,否则要掉炉;所以必须在成型中采取急冷措施(冷却水包),使玻璃快速冷却下来,这无疑会给玻璃的表面质量带来十分不利的影响,如冷却不当还容易引起炸裂而掉炉;同时,也由于这个原因而限制了玻璃成型的拉引速度。对一定厚度的玻璃,每小时要想提高几米的速度都十分困难,不仅影响质量,甚至无法生产。

而浮法玻璃的成型过程,是在几十米长的锡槽中进行的,其长度可根据生产规模和拉引速度来设计,而且根据成型工艺要求分若干区,玻璃的温度分区控制,所以浮法玻璃的拉引速度的变化幅度范围很大,对相同厚度的玻璃,其拉引速度可以相差几百米。如生产6mm玻璃时,一般拉引速度可为120m/h,有时也可达到360〜460m/h,而且其成型质量也不会因速度加快而受影响。这就为浮法生产线优质、高产、降耗创造了充分和必要的条件。


六、避免了玻璃结晶缺陷、作业周期长


传统法成型室的玻璃液较深,其上下温度差大,而且成型的温度又接近玻璃的析晶温度,所以在成型室的堵头和两侧的死角处,玻璃液容易结晶。因此,其成型作业期短,一般不到一个月,就必须打炉停拉,加热成型室挖玻璃釉子,以免结晶的玻璃被带到玻璃带来。平拉法虽然成型室浅一些(改进的格法平拉的成型室也较深),但也不能避免结晶倾向,同时,其转向辊长期使用也会影响玻璃质量,所以一般也在一个月左右,就必须停止作业更换转向辊和挖玻璃釉子。


浮法生产,玻璃液是通过一个比较浅的液流道流入锡槽的,玻璃液的温度在1100℃以上,这就避免了玻璃液结晶的可能,既保证了玻璃的成型质量,又可以大大延长成型作业期。一般来讲,浮法成型作业期主要决定于流槽和流量控制闸板所用的耐火材料的质量。通常浮法成型作业期在一年左右,这也是用传统法生产平板玻璃无法比拟的。


七、板宽加大比较容易


由于浮法成型是水平拉制和其重力由锡液承托以及横向温度可以自动控制的特点,使浮法成型的玻璃带宽度加大比较容易,而且也不会因宽度加大而影响成喂质量。生产规模在600t/d以上的浮法玻璃生产线,其成型的玻璃带宽度都在4m以上。而有槽法成型的玻璃带宽度最大只达3m左右,无槽法成型的玻璃带宽度大于2.4m,成型就很困难了,我国某玻璃厂的六机无槽法生产线的失败,其主要原因之一是板宽大(3m),就是例子。


八、可以在线生产镀膜玻璃


由于浮法成型是在较长的锡槽内水平拉制,而且其纵向和横向温度可以根据生产要求进行自动调节控制,其拉引速度可以适当加快或适当降低(在一特定的浮法线),使其有可能在锡槽内安装一种装S,在线生产镀膜玻璃。实际上国内有几条浮法线已在线成批生产镀膜玻璃供应市场。其生产成本远远低于线外生产的镀膜玻璃。


九、容易实现切装机械化自动化


不论有槽、无槽法还是旭法生产平板玻璃都是垂直引上,引上机很高,这就给切装机械化自动化带来困难。因切装楼面很高,玻璃成品运到底层,不仅很不方便,而且增加破损。浮法由于是水平拉制,经退火窑退火的玻璃不仅退火质M好,而且便于实现玻璃质量检验、纵切、横切、掰断、掰边、纵掰、纵分、喷粉或铺纸、分片、堆垛等机械化自动化;同时可以在同一标高的地面运送入库。即使退火工段和切掰工序在二层楼面,玻璃可以在掰断掰边、纵掰纵分后,通过一定倾斜度的辊道平稳地运至底层的辊道上,同样可以实现喷粉或铺纸、分片堆垛机械化自动化,不仅可大大降低劳动强度,减少玻璃破损,而且提高玻璃切装的质量(避免擦伤)。


十、可以比较容易地生产特大片玻璃


现代建筑业的发展和特殊工程需要特厚、特大面积的玻璃,如19mmX3.5mX15m的特大玻璃,用传统法是无法生产的,即使生产出来其切割掰断运输也不好解决。而浮法生产,增厚加宽都比较容易,其长度则更容易根据需要在辊道上切割掰断,然后用真空吸盘水平运送入库,或直接运装在特制的汽车上运送到用户。


总之,由于浮法是在锡槽中成型水平拉制,不仅玻璃质量好,而且容易加宽和生产特厚、特薄玻璃,拉引速度快,所以单机产量高,同时具有容易实现全线机械化自动化等无可比拟的优点,所以几种传统法工艺在经济发达的国家,如西欧、北美和日本等国都已被淘汰。日本旭玻璃公司,鉴于上述原因,为了使传统法不被淘汰,在有槽和无槽法成型工艺基础上发明了所谓旭法工艺,其表面质量比用有槽或无槽法生产的玻璃好一些,其作业周期也长一些,但其玻璃质量与浮法生产的相比还是十分逊色,拉引速度的提高也十分有限。我国由于经济还不发达,人民生活平均水平还低于小康(尤其边远地区和农村),所以普通平板玻璃还有市场。随着我国经济的快速发展和人民生活水平不断提高,可以预计在不远的将来,用传统法的工艺技术生产的普通平板玻璃必将被浮法玻璃所代替。


这里应指出,用中国洛阳浮法工艺生产的浮法玻璃,其质量和品种与用Pilkingtcm法,即PB法生产的相比还有一定差距,其主要原因是:(1)所用原料尤其是硅质原料质量差。(2)由于受建设资金限制,采用国产的设备和耐火材料质量不好。(3)工人素质差,生产管理不严。(4)科研投入少,理论基础研究薄弱,技术进步慢,致使成型设备的某些环节不够完善和理想,影响玻璃的成型质量。总之,发展中国洛阳浮法工艺还有不少工作要做,在原有基础上,要进一步努力,设计科研、大专院校、生产企业通力合作,期待能在不远的将来,赶上世界先进水平,使我国浮法玻璃工业跻身于世界先进行列。