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1、Chengdu Stone,R&D Department March,2010,浮法玻璃生产以及玻璃余热发电工艺流程介绍,内容概要,玻璃概述浮法玻璃原料工艺浮法玻璃熔制及熔窑浮法玻璃成型工艺浮法玻璃退火工艺浮法玻璃冷端流程玻璃余热发电,浮法玻璃概述,第一节 玻璃概述,玻璃概述平板玻璃发展进程,玻璃生产技术可以追溯到公元前650年，18世纪达到规模生产，当时的方法主要有两种：冠形制板法：就是将在浅底料盆中形成的料滴挑到料杆，然后重新加热和手工旋转，借助与离心力的作用是料滴摊开成几乎平整的圆盘。这样就形成了平板玻璃，但这种平板玻璃中心部位较厚，一般厚度偏差在12.5mm之间。圆筒法：将玻璃液吹成圆
2、筒，切掉两头，沿纵向将玻璃圆切开，然后在分隔式窑炉中重新加热，使圆筒摊平成薄板而制得平板玻璃。但这种方法表明质量较差。浮法：19世纪的工业革命促成了平板玻璃工业的发展，1902年Hitchcook和Heal提出了使玻璃液在熔融金属液表面进行热处理的设想浮法玻璃生产雏形。1902年比利时Fourcault和美国Colburn相继发明了垂直引上法拉制出平板玻璃。但存在波筋和波纹等表明不平整现象。19531959年英国的Pilkington兄弟成功的发明了浮法玻璃生产技术。,玻璃概述我国浮法玻璃工业发展,1965年开始实验室试验，1971年生产性试验线建成投产并取得成功，1972年能够比较稳定的生产
3、出49mm玻璃，1978年进行了改扩建，1980年，能够稳定地生产出310mm厚度的浮法玻璃，1981年4月，该试验线通过国家级技术签定。由于该生产试验线是在原洛阳玻璃厂试验成功，故命名为中国“洛阳浮法玻璃工艺技术”（简称“洛阳浮法”）自“洛阳浮法”诞生以来，我国玻璃工业进入一个快速发展时期，目前我国已经成为世界上生产规模最大的平板玻璃生产国，截至2003年底，我国已经投产的浮法玻璃生产线有98条，而采用“洛阳浮法”技术的生产线多达八十余条。但是与发达国家相比，我国玻璃企业一般规模较小，技术参差不齐，整体水平不高、结构单一的特点。,玻璃概述生产工艺流程,原料的混合料通过窑头料仓经两台斜毯式投料
4、机推入熔窑，熔窑以天然气或者重油为燃料燃烧将配合料熔化成玻璃液，再经澄清均化、冷却后通过玻璃液流入锡槽成型。在流道上设有安全闸板和调节闸板。并没有板宽流量控制装道。玻璃液在锡液面上自摊平，展开，再经机械拉引挡边和接边机的控制，形成所需要的玻璃带，然后被拉引出锡槽，经过渡辊合，进入退火窑。为避免锡液氧化，锡槽内空间充满氮氢保护气体。进入退火窑的玻璃带在退火窑内，严格按照制定的退火温度曲线进行退火，使玻璃的残余应力控制在要求范围内。出退火窑的玻璃带随即进入冷端。玻璃带在冷端经过切割掰断，加速分离、掰边、纵掰纵分后，通过斜坡道，并经吹风清扫，然后进入分片线，最后取片装箱包装堆垛成品由叉车送人成品库,
5、浮法玻璃原料工艺,第二节 浮法玻璃原料工艺,浮法玻璃原料工艺原料组成,玻璃原料 玻璃的化学成分：SiO2 主要原料（玻璃中引入各种氧化物的原料）：石英沙、白云石、石灰石、长石、纯碱、芒硝。辅助原料（玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料）：澄清剂、着色剂、脱色剂、氧化剂、还原剂、助熔剂。原料混合均化系统 该系统由矿山开采、厂内储存、原料加工、配合料制备四大环节组成。,浮法玻璃原料工艺原料配料用量,浮法玻璃的熔制,第三节 浮法玻璃熔制及熔窑,浮法玻璃熔制及熔窑玻璃熔窑图,浮法玻璃熔制及熔窑玻璃熔窑图,浮法玻璃熔制及熔窑熔制过程（1）,玻璃熔制过程是指将配合料经过高温加热形成均匀、纯净、透明并
6、符合要求的玻璃液的过程，是玻璃制造过程中主要的过程之一。一般分为5个阶段。硅酸盐形成阶段：配合料入窑后，在8001000温度范围发生一系列物理的、化学的和物理化学的反应，配合料变成了由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物。玻璃形成阶段：当温度升到1200时，烧结物中的低供熔物开始熔化，出现了一些熔融体，同时硅酸盐与未反应的石英沙粒反应，相互熔解.伴随着温度的继续升高，硅酸盐和石英沙粒完全熔解于熔融体中，成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。,玻璃液澄清阶段：随着温度继续升高，达到14001500时，玻璃液的黏度约为10Pa.s，玻璃液在形成阶段存在的可见气泡和溶解
7、气体，由于温度升高，体积增大，玻璃液黏度降低，大量气体逸出，直到气泡全部排除。玻璃液均化阶段：当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。此阶段的温度略低于澄清温度。玻璃液冷却阶段：将澄清和均化了的玻璃液均匀降温，使玻璃液具有成型所需的黏度。浮法玻璃冷却阶段的结束温度在11001050间。,浮法玻璃熔制及熔窑熔制过程（2）,浮法玻璃熔制指标温度控制,熔制温度曲线（温度是指熔化部的温度，而非全窑的温度）浮法玻璃熔窑的温度曲线一般有三种，即“山”形、“桥”形和“双高”曲线。温度曲线（温度分布/）,温度控制要求在熔窑上部空间温度波动范围被控
8、制在5 温度控制方法：根据熔化情况，按所制定的温度曲线来调整各个小炉的气（油）风配比，以保证熔化正常运行，通常各个小炉温度波动范围控制在5，热点温度不超过1600,浮法玻璃熔制指标熔制窑压曲线,从图中可以看出，玻璃液面处的压力为零压或微正压，该处的压力统称为窑压。窑压不能为负压，因为负压状态火焰空间将吸入冷空气改变窑内气氛，降低窑温，增加能耗，还会使窑内温度分布不均匀。但也不能过大，窑压过大将使熔窑冒火严重，不仅增加燃料消耗，而且加剧窑体烧损，并不利于玻璃澄清和冷却。影响窑压的因素有烟囱抽力（或者余热锅炉引风机）、气流沿程阻力和换向操作。,窑压波动要求控制在1Pa 窑压控制方法：窑压采用自动控
9、制系统，由测压装置和调节闸板联动来完成，压力过大或者过小可适当增大或者减小烟道大闸板门或余热锅炉引风机闸板门开度，保证窑压维持在零或者微正压。采用合适的换向程序和自控调节参数保证窑压波动控制在1Pa。,浮法玻璃熔制指标熔窑泡界线,在熔窑的泡沫稠密区与清净玻璃液之间形成一条整齐明晰的分界线，在线的里面，玻璃形成反应激烈进行，液面有很多泡沫，而在线的外面，液面像镜子一样明亮，这条分界线就是泡界线。通常通过泡界线的位置、形状、清晰度来判断熔化作业的正常与否。其位置应与玻璃液热点位置一致。影响因素：投料量及料堆形状、拉引量、燃料质量、碎玻璃掺入量、配合料水分、原料化学和颗粒组成、配合料均匀度、小炉结构
10、等。泡界线的控制：正常熔化时，应将投入的配合料形成薄而小的料堆，料堆应匀速前进，不要跑偏料堆，与泡界线保持一定距离。稳定泡界线控制方法：保证不长时间偏料；窑内横向温差要小，两侧气（油）枪角度一致；减少液面波动；减少拉引量波动；减少窑内温度波动。,蓄热室全氧燃烧富氧助燃电助熔蓄热室改造余热发电原料预热,玻璃窑常见节能技术,浮法玻璃成型及锡槽,第四节 浮法玻璃成型工艺,浮法玻璃成型工艺流程图,池窑中熔化的玻璃液，在1100左右的温度下，沿流道流入锡槽，由于玻璃的密度只有锡槽密度的1/3左右，因而飘浮在锡液表明，并在其流动过程中形成厚度均匀的玻璃带（玻璃原板）。玻璃带冷却到600620时，被过渡辊台
11、抬起，在输送辊带牵引力作用下，离开锡槽，进入退火窑退火，制成浮法玻璃。如下图：,浮法玻璃成型工艺流程图,浮法玻璃成型工艺流程图,浮法玻璃成型拉薄工艺流程,摊平（抛光）区：该区温度为1065996，相应的黏度范围为102.7103.2Pa.s。该区的目的是使刚进锡槽的玻璃液能够充分摊平和抛光，达到自然平衡厚度。徐冷区：该区温度为996883，相应的黏度范围为103.2104。25Pa.s。在摊平区达到自然厚度的玻璃带因受出口拉辊牵引力的作用，在该区开始纵向伸展。玻璃纵向伸展时同时减少厚度和宽度，但后者比前者变化显著，因此在该区设置拉边辊，以保持宽度不变，使玻璃带的变化主要是减少厚度。在这一区将使
12、厚度减薄一半。成型区（或拉薄区）：该区温度为883769，相应的黏度范围为104.25105.75Pa.s。在该区根据生产需要，设置若干对拉边器，给玻璃带以横向和纵向拉力，使玻璃带横向拉薄，在玻璃带增宽的同时减小玻璃带厚度。冷却区：该区温度范围为769600，相应的黏度范围为105.751010Pa.s。玻璃带在该区不再展薄，而是逐步冷却，玻璃带出锡槽的温度为600左右。hanchen,浮法玻璃退火,第五节 浮法玻璃退火工艺,浮法玻璃退火目的及退火温度,玻璃退火的定义和目的 玻璃的退火主要是指将玻璃置于退火窑中经过足够长的时间通过退火温度范围或以缓慢的速度冷却下来。玻璃退火的目的是消除浮法玻璃
13、中的残余内应力（永久应力和暂时应力）和光学不均匀性，以及稳定玻璃内部的结构。退火温度的确定 玻璃中残余内应力的减少和消除，只有将玻璃重新加热到开始塑性变形时才可能。玻璃在此塑性变形时的温度范围，称为玻璃退火温度范围。最高退火温度是指在此温度下保温2min，应力可以消除95，最低退火温度是指在此温度下保温2min，应力可以消除5。浮法玻璃的最高退火温度约为540570，最低退火温度约为450480。,浮法玻璃的冷端流程,第六节 浮法玻璃冷端流程,浮法玻璃冷端流程,冷端设备的任务 冷端设备主要执行生产工艺过程中退火后玻璃带（板）的各种检测、切裁、表面保护、堆垛装箱以及完成这些工艺过程的输送。冷端工
14、艺流程 从功能和工作先后顺序来划分，可以概括地分为3个区：玻璃带检测和预处理区；切裁区；分片、堆垛及装箱区。冷端工艺流程图：,第七节 余热发电,玻璃余热发电,玻璃余热发电,烟风系统,玻璃余热发电,烟风系统,玻璃余热发电,玻璃余热烟风系统以玻璃线的系统为主，以不影响玻璃线熔窑的压力、温度为目的。,余热电站烟风系统接口在玻璃线烟道大闸板前，烟气从锅炉进口挡板门进入锅炉，在锅炉出口经过引风机抽取送入大闸板后的烟囱。,玻璃余热发电,2、玻璃余热发电系统,换热系统（一）,2、玻璃余热发电系统,换热系统（一）,玻璃余热锅炉换热系统主要有两种形式，一种包含：过热器（高温过热器、低温过热器）、蒸发器、省煤器、
15、除氧 蒸发器。,玻璃余热发电,发电机,汽轮机,自用蒸汽,汽包,余热锅炉,除氧器,凝汽器,凝结水泵,循环冷却水,给水泵,除氧蒸发器,省煤器,蒸发器,过热器,汽包,余热锅炉,除氧器,给水泵,除氧蒸发器,省煤器,蒸发器,过热器,热力系统图,玻璃余热发电,换热系统(二),玻璃余热发电,玻璃余热锅炉另外一种换热系统包括：过热器、蒸发器、省煤器。,过热器,蒸发器,省煤器,玻璃余热发电,发电机,汽轮机,自用蒸汽,汽包,余热锅炉,凝汽器,凝结水泵,循环冷却水,除氧器,给水泵,汽包,余热锅炉,省煤器出口集箱,省煤器出口集箱,全厂热力系统(二）,玻璃余热发电,引风机,汽轮机,发电机,熔窑,自用蒸汽,160180,
16、烟囱,助燃风机,助燃风机,熔窑,烟囱,主蒸汽,引风机,160180,400600,400600,1.62.5MPa360450,玻璃余热发电,窄点温差概念,玻璃余热发电,玻璃余热发电,关键点：,窑压波动0.5Pa,引风机调频,低温腐蚀,除氧蒸发器,生产线双电源,引风机双电源,窑寿命618年,烟气参数选择,玻璃余热发电,其它设计须问题：,玻璃余热发电,思考题,1、全氧燃烧后烟气参数情况会是怎样，对余热发电有什么影响，应该注意什么？,2、余热发电锅炉布置为什么要距离玻璃线烟道越近越好，在余热锅炉总平布置上对于环保设备的衔接如何考虑？,3、玻璃线电源供应为什么要双电源，余热发电怎样并网，以及如何做到玻璃线电源的备用系统？,4、余热发电自用电大户是什么辅机，如何综合考虑厂用电率和机组的富裕量？,5、主机订货时主要参数如何约定，关键参数有哪些，如何保证主机设备选型合适？,6、烟气流速高低如何选择，主蒸汽管道蒸汽流速如何确定，阻力和温度之间如何平衡？,谢谢！,
