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关于五层干燥窑出现裂砖的答疑
问:我公司有一条生产线,窑炉是宽体窑,对应的干燥窑是五层干燥窑。五层干燥窑的供热、抽湿结构与我们传统的双层干燥窑分风器侧供、风盒侧抽式的结构有很大的不同。五层干燥窑的供热采用的是分段燃烧机供“干热”风源,送进干燥窑内密布的每层供热分风管,通过分风管上的小孔径风口吹向砖坯,进而对砖坯加热。燃烧机的进风一是外界空气,二是从干燥窑内抽起的干燥介质(循环风)。这种供热有点像窑炉内急冷风管的结构原理,不同的是急冷风管的作用是冷却砖坯,五层干燥窑供热密布管是加热生坯。
这条干燥窑在年初投产时,通过窑炉公司的技术调试,干燥砖坯效果良好。而随着产量的不断加大,在最近几个月出现了较多的干燥裂砖。大多数是第四层或第二层干燥窑前边裂,经调试后,前边裂有所控制,而后第一层或第五层又出现开边砖,有时甚至还会产生干燥窑爆砖。我们认为是干燥窑的工况变化造成的,但窑炉工序管理人员说检查了干燥窑调节参数,没有调过,而且干燥窑参数是采用全电脑编程控制程序(生产正常时不可能去调节参数),应该是配方上出了问题。请问程工,裂砖问题应该是出在哪个环节?
答:您所说的五层干燥窑,最早是国外某些窑炉公司设计的干燥方式,这条干燥窑的结构同笔者于2007年在越南胡志明市某陶瓷厂做生产调试时所调的干燥窑结构基本相同。
根据您的描述,干燥窑投产期没有裂砖,仅前几个月开始出现裂砖,窑炉工序所说的配方发生了变化,一般是指坯体的干燥适用范围变窄了,或者是配方中的泥量偏少。其实造成裂砖的因素还有泥浆细度、颗粒级配、粉料水分及陈腐效果、压机布料、模具模框、压制排气等前工序,这里,我们从干燥窑本身的角度去分析。
(1) 干燥窑的裂砖有规律性,不是第二层或第四层,就是在第一层或第五层,而第三层没有,说明每层的干燥效果和排水期分段存在差异;
(2) 干燥窑的裂砖有规律性,同一层出现的裂砖基本上是固定的某列砖,说明同层干燥上也存在水平干燥效果和排水期分段的差异;
(3) 干燥窑前段有时还会出现爆坯,这说明了干燥窑前段控制砖坯干燥排水的升速阶段不合理,坯体内外受热同步性相差太大。上述三种情况就已经说明干燥窑的控制没有达到理想状态,因而要从干燥窑的调控入手来控制裂砖。
投产期干燥控制基本正常,而后随着产量的加大开始出现裂砖,这是由于产量加大后,干燥窑的工作状况发生了以下变化:
(1) 干燥窑内干燥介质的流量和流速发生了变化。因为随着产量的加大,要保证出干燥窑的砖坯含水量合格,干燥窑内的给热自然就要增加,而五层干燥窑每层间的上下相对空间高度才三十公分左右,则干燥窑内每层砖坯的热介质气流速度也加快了,对流换热的趋势加强。通俗地说,干燥窑内的砖坯由开始的缓慢“焖干”,转成趋向于强制“吹干”。对于各层砖坯表面的干燥,由于给砖坯加热的各层供热圆管上设置的吹风孔径没有变化,而供热风量增加了,则每个吹风孔的热风流量也就自然加大了,因而流速加快,砖坯表面的干燥也由开始的缓慢“烘干”,转成趋向于强制“吹干”。而此时如果同条供热圆管上均匀分布的吹风孔中某些孔被堵塞了,那么没有被堵塞的那些吹风孔吹风速度就更快,对应在此位置的砖坯干燥速度就更快,而被堵塞孔对应位置的砖坯就在此段干燥速度变慢,由此,水平干燥差别就很明显。根据气流原理,供热管中间段的吹风孔被堵塞的机率小于靠两窑墙边的。
(2) 尽管五层干燥窑没有利用窑炉的烟气余热,而是采用燃烧机产生的干热风作为干燥介质,干燥窑内的供热圆管吹风孔还是容易被堵塞。一方面是吹风孔孔径小(10mm左右),燃烧机吸入干燥窑内的部分干燥介质作为燃烧机出风口的调温配风(已经在干燥窑内循环了的干燥介质含有一定量湿度);再一方面,燃烧机吸氧口是吸外界空气作为燃烧氧,如果车间空气质量差,就会有很多粉尘被吸入燃烧机吹向各供热圆管的吹风孔;另外,压机压出来的生坯表面夹带粉料细粉,进入五层干燥窑后,经干燥介质吹扫搅拌后在干燥窑内循环。综合上述几方面因素,尽管表面上干燥窑参数没有改变,干燥窑内的各层干燥效果可能已经发生了很大的变化。
(程昭华)
关于干燥窑铁辊棒校验的答疑
问:我公司前段时期投产的一条新的干燥窑,由于前期对干燥窑的铁棒校验工作检查不够细致,导致干燥窑出砖时,有几天时间一直存在着规律性的裂纹缺陷,最后要将干燥前的铁辊棒全部拉出来重新校正,更换部分变形辊棒才解决上述裂纹缺陷,造成很大的经济损失。请问潘工:干燥窑在安装铁辊棒之前,应该从哪几个方面对铁辊棒进行检查校正,才能避免不合格的辊棒被安装使用?
答:大规格的建筑陶瓷坯体,在压机成形出来未经干燥窑烘干之前,其坯体强度很低,在釉线或干燥窑运行过程中,如果遇到不均衡的外力作用,很容易出现开裂现象,所以在安装铁辊棒之前,工作人员一定要特别细心地对铁棒进行一次全面筛选。一般情况下,专业的窑炉公司送到现场的铁辊棒都是已经校正过的,但是从我们的经验总结来看,在安装时再进行一次全面检查校正比较稳妥。
(1) 表面光滑度:所有铁辊棒表面必须光滑,不允许存在锈渍斑斑的现象以及其他粘结的硬物,如焊渣之类,在使用之前一定要用砂布清除干净;
(2) 平直度:把铁辊棒放在校正仪上检查其是否存在弯曲或局部变形,一般的标准是允许在±2mm以内,如果存在弯曲度偏大的,一定要挑选出来重新校正才能使用;如果在辊棒两头10~30cm的位置存在扭曲变形的铁棒绝对不能使用。
(3) 圆形度:每支辊棒表面有凹凸缺陷的,必须挑选出来,不能使用,否则会导致坯体开裂,我们在日常生产过程中,经常看到由于辊棒表面存在凹凸现象而导致坯体出现裂纹缺陷;
(4) 调校辊棒应及时,如果辊棒出现弯曲现象,不能用铁锤在铁棒表面直接敲击,而应用铁杆弹压或者再垫上一块方木板之后再用铁锤敲击。如果用铁锤直接敲击,则会在铁棒表面上留下凹凸不平的痕迹,极易造成坯体开裂,安装时要特别小心;
(5) 辊棒两端一定要为圆形,不能有变形现象,否则不能插入棒头套里面或者会出现跳动现象,从而造成开裂砖的出现。
(潘雄)
对电极熔炉压延微晶玻璃气泡问题的答疑
问:(贵州某微晶玻璃厂)我有几个问题,一是建材用压延微晶玻璃装饰板,目前尚无行业标准或国家标准,请问对于气泡外观质量的企业控制标准应该怎样制定才合理?二是电极熔炉压延微晶玻璃装饰板气泡有哪几类?产生的原因分别是什么?三是如何解决电极熔炉压延微晶玻璃装饰板的气泡质量缺陷?
答:目前,建材用微晶玻璃的生产方法通常有两种,即压延法和烧结法。压延法是将生料融成玻璃液,然后将玻璃液压延,经热处理再切割成板材。烧结法则是先将生料熔融成玻璃液,淬冷成碎料,然后将碎料倒人模具铺平,放人窑炉中热处理得到微晶玻璃板材。相比而言,前者能连续生产、热耗低,成本低、成品率高、性能好,是建材用微晶玻璃的发展趋势;后者虽能做到品种多样,但工艺复杂,对模具要求高,成品气泡多且成品率低、生产成本高,限制了其产业的可持续发展。
建材用压延微晶玻璃装饰板,目前确实尚无行业标准或国家标准。作为企业的外观质量标准,可从以下几个关键词里寻找到相关的行业标准或国家标准:压延玻璃、微晶玻璃 、玻璃。尤其是气泡的控制应该是比建材用烧结法微晶玻璃、压延玻璃要严格,但由于仍然是建材装饰用,其控制标准不应该高于太阳能用压延玻璃的标准。
1建材用压延微晶玻璃装饰板的气泡外观质量标准
表1至表3分别列出了太阳电池用玻璃、建筑装饰用微晶玻璃、压花玻璃中的气泡外观质量标准。根据表1至表3的数据分析,建议建材装饰用压延微晶玻璃板的气泡外观质量标准制定如表4所示。
2压延微晶玻璃气泡产生的原因分析
表5对压延微晶玻璃产生气泡的形状、颜色、伴随缺陷和产生部位进行了逐一分析。
3压延微晶玻璃气泡产生的影响因素
3.1 电极熔炉的结构设计
压延微晶玻璃熔炉结构设计的合理性是保证配合料投放、配合料熔化、玻璃液澄清、玻璃液冷却的关键,是否能保质保量地给压延机提供温度和粘度合理均匀的玻璃液,是压延微晶玻璃生产的基本要素。冷顶工艺是电极熔炉的一大特点,全电熔炉的冷顶工艺是指在窑炉的正常生产过程中,保持加料部位的炉顶温度及液面温度维持较低的水平,其主要是相对于火焰窑炉的炉顶高温而言(见图1)。一般的玻璃熔炉维持在100～300℃以内表示冷顶,当窑炉形成冷顶后,由于顶部温度较低,因此窑炉散热大大降低,热效率大大提高,同时低温也抑制了挥发物的挥发,特别适合含氟压延微晶玻璃的熔制。
与冷顶工艺对应的是电极熔炉的垂直熔化工艺,与火焰炉的水平熔化不同,其在窑炉的垂直方向,形成不同的温度层,并在不同的温度层来完成玻璃的熔制、预熔、硅酸盐反应、熔化、澄清及均化过程(见图2)。因而,在垂直窑炉的方向上,熔化池上方不断加料、熔料,由于生产流而下沉进入高温区形成动态平衡。为了保证微晶玻璃的熔化质量,在熔池结构设计中还采用底部收缩结构,以保证在进入上升料道前的玻璃液的澄清效果和均化过程。上升料道是电极熔炉设计的另一个特点,熔化池液面和料毯压力将熔池内的合格玻璃液通过垂直上升料道压入工作部的水平料道,并进行二次均化。水平料道的微收缩式料道能保证玻璃液的深度和温度的均匀性,玻璃液保持一定的厚度,有利于保证供应压延机的玻璃液的温度、粘度、流量、压力的稳定均一。
3.2电极熔炉的电极及辅助加热设计
电极熔炉目前有三相电极熔炉和六相电极熔炉,相对于三相电极熔炉,六相电极熔炉在加热过程中形成四个三角加热区,使热量集中于微晶配合料加热且反应平稳,大大降低电耗,并且炉温升温快、产品质量均匀稳定,所以是压延微晶玻璃电极熔炉的首选电极加热方式。只有稳定耐用的主电极加热、放热方式和优质电极及变压器,方可保证电极熔化炉压延微晶玻璃的质量。
辅助加热方式对压延微晶玻璃板气泡缺陷影响至深。您厂的熔化炉为六角形三相钼电极熔炉,在熔炉熔化池设计有三相三组钼电加热极加热。熔炉的辅助加热采用硅碳棒单相辐射加热极加热,压延工作部也设计有单相辐射碳化硅加热极加热。由于料道采用硅碳棒单相辐射加热极加热,加热的目的是保证玻璃液面温度不低于内部温度。为提高玻璃液的质量,笔者主张采用液化气短焰加热方式,料道拱顶设计为双拱顶。需要冷却时,冷空气从顶层两侧进入,经内拱预热后从中间进入料道,并从底部两侧出来,这种设计可以保证料道玻璃液温度的均匀稳定;而加热则刚好相反,可以将顶部作为抽热区,在侧孔设计短火焰加热枪加热。您的窑炉采用硅碳棒单相辐射加热极加热,不能解决温度场问题,且由于硅碳棒极易老化,老化后无论是自然断裂还是换棒时断裂,都会对玻璃液造成污染,造成位置相对固定的大气泡产生。对于开机前的临时加热,也只能用氧乙炔加热或氧液化气加热,切忌用铁电极加热,否则会造成大量铁电极残屑杂质引入,导致大量定位大气泡的产生。
3.3 配合料的配方设计及作业方法
由于微晶玻璃的熔化率偏低、料性偏短,电窑对含氟微晶玻璃保持氟的稳定性比较有益,但是钼电极和料毯层很容易出现结壳,导致玻璃的熔化量不稳定。这些不稳定对压延微晶玻璃的生产极为不利,当结壳时熔化率下降,会导致玻璃液里掺入生料,解决办法是在配合料里掺入一定量的熟料、纯碱量或澄清剂氧化锑。由于结壳导致的间歇性微气泡也与投料作业方式有关,料毯要薄3~5cm为宜,要勤加料、薄加料、经常探料,防止料毯过厚,防止顶温过低。杂质气泡产生的另一方面的原因是频繁停机造成工作部四砖盖板砖、闸板砖、挡料砖及唇砖等耐火材料的损坏或安装不良,打料作业的铁屑混入和对工作部料口砖的损坏,尤其是工作部料口砖的损坏很难维修,损坏后的池底砖或挡料砖既无法阻止料道内池底杂质进入工作部,也会不定期通过裂缝冒出大气泡。
(韩复兴)
关于隧道窑倒窑、窑车轴承坏死问题的答疑
问:佛山某陶瓷色料厂,生产窑炉为隧道窑,窑长28m,使用重油为燃料,近期生产棕色产品,烧成温度1150℃,50min推一次。最近经常出现倒窑和窑车轴承坏死导致堵窑事故。请问:日常预防倒窑事故需要做好哪些工作?窑车轴承坏死除了轴承自身质量问题外,还有哪些影响因素?
答:目前,大多数陶瓷色料厂都建有隧道窑。较之操作灵活的梭式窑,隧道窑有产量大、产品烧成稳定、单位燃料成本低等优点,因而近年来许多色料厂都建起了隧道窑,逐步淘汰梭式窑炉,进行产品的大规模量化生产。
由于隧道窑是连续性生产,窑炉内部温度长期在高低温之间进行转换,对窑炉的耐火材料和窑车的用料及构造有较严格的要求。为防止倒窑事故的发生,日常生产中需要做好以下几项工作:
(1) 窑炉温度控制及升温过程的合理安排。一般按照产品要求设定好温度后,要经常检查各个喷枪是否正常,观察窑内是否有暗点或者亮点的出现,观察喷枪火苗是否燃烧均匀,火苗是否清晰。根据产品的烧成温度要求,合理安排窑炉的升温或者降温,不要进行不必要的急降温或者升温操作。
(2) 装窑工序的检查和匣钵要求。根据煅烧产品的生料比重,合理制定装窑时的重量,如棕色和桔黄类产品,比重相对较轻,装钵时可以按压,每钵可以控制在3kg以内;对于黑色和钒锆黄类比重较大的产品,装钵时不应太满,窑车上半部分装半分满即可。同时,要将车间内的高温和低温匣钵进行分开摆放和使用,不同色系的匣钵尽量不要混合使用。
(3) 窑炉排气系统的控制和推进器的管理。目前许多工厂为了利用窑炉预热而关停正常的排烟通道或者直接更改排烟系统为烘干系统供热。不同产品在煅烧时的烟气流量不同,当煅烧产品烟气流量过大而排烟系统不能及时排出时,就会导致窑炉内气氛的不稳定和燃料的燃烧不充分,如果不及时进行调整,就会导致窑内温度偏高(与实际表温偏高很多)和燃料的浪费。目前,部分厂家还是使用人工控制的推进器,需要人工核对时间进行推进,使用自动编程控制的推进系统可以进行自动化控制,这两种推进系统在推进时都需要有工作人员进行跟踪,当发现有异常时要及时处理,如发现推不动时,强行推入会导致倒窑或因窑车与窑内的摩擦损坏窑炉。
预防窑车损坏和轴承坏死,在日常生产中需要做好窑车的检修工作,当窑车上出现裂缝和耐火砖出现破裂情况时,需要及时进行更换和检修。窑车轴承的坏死主要发生在窑车之间的密封棉损坏或窑炉还原气氛过强。因为当窑炉还原气氛较重时,燃料燃烧不充分,窑内气流不顺畅导致窑炉底部温度偏高,当窑车之间的密封棉损坏或者边角耐火砖出现裂缝时,高温气流循环到窑车底部造成窑车轴承温度过高而烧干轴承润滑油,当推进器强行推动窑车时,就会导致窑车轴承的坏死或窑内轨道变形而导致倒窑事故发生。因而,平时要做好窑车的检修和密封棉的修补工作,同时,严格控制好窑炉煅烧时的气氛。
(秦威)
咨询电话:
编辑部:0757-82269827
传真:0757-82269827
蔡飞虎:0757-82710910(佛山格林陶瓷技术开发有限公司)
孔海发:0757-83135108 (0)13702559893
温千鸿:13380225254 (佛山市乐陶窑炉有限公司)
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程春明:13702545772(江西星子嘉陶无机材料有限公司)
程昭华:13927717401(佛山市佳窑陶业技术有限公司)
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潘雄:13927769832(广东新润成陶瓷有限公司)
秦威:13927270859(佛山市南海禾合高新材料有限公司)
韩复兴:15916156991(佛山石湾鹰牌陶瓷有限公司)
问:我公司有一条生产线,窑炉是宽体窑,对应的干燥窑是五层干燥窑。五层干燥窑的供热、抽湿结构与我们传统的双层干燥窑分风器侧供、风盒侧抽式的结构有很大的不同。五层干燥窑的供热采用的是分段燃烧机供“干热”风源,送进干燥窑内密布的每层供热分风管,通过分风管上的小孔径风口吹向砖坯,进而对砖坯加热。燃烧机的进风一是外界空气,二是从干燥窑内抽起的干燥介质(循环风)。这种供热有点像窑炉内急冷风管的结构原理,不同的是急冷风管的作用是冷却砖坯,五层干燥窑供热密布管是加热生坯。
这条干燥窑在年初投产时,通过窑炉公司的技术调试,干燥砖坯效果良好。而随着产量的不断加大,在最近几个月出现了较多的干燥裂砖。大多数是第四层或第二层干燥窑前边裂,经调试后,前边裂有所控制,而后第一层或第五层又出现开边砖,有时甚至还会产生干燥窑爆砖。我们认为是干燥窑的工况变化造成的,但窑炉工序管理人员说检查了干燥窑调节参数,没有调过,而且干燥窑参数是采用全电脑编程控制程序(生产正常时不可能去调节参数),应该是配方上出了问题。请问程工,裂砖问题应该是出在哪个环节?
答:您所说的五层干燥窑,最早是国外某些窑炉公司设计的干燥方式,这条干燥窑的结构同笔者于2007年在越南胡志明市某陶瓷厂做生产调试时所调的干燥窑结构基本相同。
根据您的描述,干燥窑投产期没有裂砖,仅前几个月开始出现裂砖,窑炉工序所说的配方发生了变化,一般是指坯体的干燥适用范围变窄了,或者是配方中的泥量偏少。其实造成裂砖的因素还有泥浆细度、颗粒级配、粉料水分及陈腐效果、压机布料、模具模框、压制排气等前工序,这里,我们从干燥窑本身的角度去分析。
(1) 干燥窑的裂砖有规律性,不是第二层或第四层,就是在第一层或第五层,而第三层没有,说明每层的干燥效果和排水期分段存在差异;
(2) 干燥窑的裂砖有规律性,同一层出现的裂砖基本上是固定的某列砖,说明同层干燥上也存在水平干燥效果和排水期分段的差异;
(3) 干燥窑前段有时还会出现爆坯,这说明了干燥窑前段控制砖坯干燥排水的升速阶段不合理,坯体内外受热同步性相差太大。上述三种情况就已经说明干燥窑的控制没有达到理想状态,因而要从干燥窑的调控入手来控制裂砖。
投产期干燥控制基本正常,而后随着产量的加大开始出现裂砖,这是由于产量加大后,干燥窑的工作状况发生了以下变化:
(1) 干燥窑内干燥介质的流量和流速发生了变化。因为随着产量的加大,要保证出干燥窑的砖坯含水量合格,干燥窑内的给热自然就要增加,而五层干燥窑每层间的上下相对空间高度才三十公分左右,则干燥窑内每层砖坯的热介质气流速度也加快了,对流换热的趋势加强。通俗地说,干燥窑内的砖坯由开始的缓慢“焖干”,转成趋向于强制“吹干”。对于各层砖坯表面的干燥,由于给砖坯加热的各层供热圆管上设置的吹风孔径没有变化,而供热风量增加了,则每个吹风孔的热风流量也就自然加大了,因而流速加快,砖坯表面的干燥也由开始的缓慢“烘干”,转成趋向于强制“吹干”。而此时如果同条供热圆管上均匀分布的吹风孔中某些孔被堵塞了,那么没有被堵塞的那些吹风孔吹风速度就更快,对应在此位置的砖坯干燥速度就更快,而被堵塞孔对应位置的砖坯就在此段干燥速度变慢,由此,水平干燥差别就很明显。根据气流原理,供热管中间段的吹风孔被堵塞的机率小于靠两窑墙边的。
(2) 尽管五层干燥窑没有利用窑炉的烟气余热,而是采用燃烧机产生的干热风作为干燥介质,干燥窑内的供热圆管吹风孔还是容易被堵塞。一方面是吹风孔孔径小(10mm左右),燃烧机吸入干燥窑内的部分干燥介质作为燃烧机出风口的调温配风(已经在干燥窑内循环了的干燥介质含有一定量湿度);再一方面,燃烧机吸氧口是吸外界空气作为燃烧氧,如果车间空气质量差,就会有很多粉尘被吸入燃烧机吹向各供热圆管的吹风孔;另外,压机压出来的生坯表面夹带粉料细粉,进入五层干燥窑后,经干燥介质吹扫搅拌后在干燥窑内循环。综合上述几方面因素,尽管表面上干燥窑参数没有改变,干燥窑内的各层干燥效果可能已经发生了很大的变化。
(程昭华)
关于干燥窑铁辊棒校验的答疑
问:我公司前段时期投产的一条新的干燥窑,由于前期对干燥窑的铁棒校验工作检查不够细致,导致干燥窑出砖时,有几天时间一直存在着规律性的裂纹缺陷,最后要将干燥前的铁辊棒全部拉出来重新校正,更换部分变形辊棒才解决上述裂纹缺陷,造成很大的经济损失。请问潘工:干燥窑在安装铁辊棒之前,应该从哪几个方面对铁辊棒进行检查校正,才能避免不合格的辊棒被安装使用?
答:大规格的建筑陶瓷坯体,在压机成形出来未经干燥窑烘干之前,其坯体强度很低,在釉线或干燥窑运行过程中,如果遇到不均衡的外力作用,很容易出现开裂现象,所以在安装铁辊棒之前,工作人员一定要特别细心地对铁棒进行一次全面筛选。一般情况下,专业的窑炉公司送到现场的铁辊棒都是已经校正过的,但是从我们的经验总结来看,在安装时再进行一次全面检查校正比较稳妥。
(1) 表面光滑度:所有铁辊棒表面必须光滑,不允许存在锈渍斑斑的现象以及其他粘结的硬物,如焊渣之类,在使用之前一定要用砂布清除干净;
(2) 平直度:把铁辊棒放在校正仪上检查其是否存在弯曲或局部变形,一般的标准是允许在±2mm以内,如果存在弯曲度偏大的,一定要挑选出来重新校正才能使用;如果在辊棒两头10~30cm的位置存在扭曲变形的铁棒绝对不能使用。
(3) 圆形度:每支辊棒表面有凹凸缺陷的,必须挑选出来,不能使用,否则会导致坯体开裂,我们在日常生产过程中,经常看到由于辊棒表面存在凹凸现象而导致坯体出现裂纹缺陷;
(4) 调校辊棒应及时,如果辊棒出现弯曲现象,不能用铁锤在铁棒表面直接敲击,而应用铁杆弹压或者再垫上一块方木板之后再用铁锤敲击。如果用铁锤直接敲击,则会在铁棒表面上留下凹凸不平的痕迹,极易造成坯体开裂,安装时要特别小心;
(5) 辊棒两端一定要为圆形,不能有变形现象,否则不能插入棒头套里面或者会出现跳动现象,从而造成开裂砖的出现。
(潘雄)
对电极熔炉压延微晶玻璃气泡问题的答疑
问:(贵州某微晶玻璃厂)我有几个问题,一是建材用压延微晶玻璃装饰板,目前尚无行业标准或国家标准,请问对于气泡外观质量的企业控制标准应该怎样制定才合理?二是电极熔炉压延微晶玻璃装饰板气泡有哪几类?产生的原因分别是什么?三是如何解决电极熔炉压延微晶玻璃装饰板的气泡质量缺陷?
答:目前,建材用微晶玻璃的生产方法通常有两种,即压延法和烧结法。压延法是将生料融成玻璃液,然后将玻璃液压延,经热处理再切割成板材。烧结法则是先将生料熔融成玻璃液,淬冷成碎料,然后将碎料倒人模具铺平,放人窑炉中热处理得到微晶玻璃板材。相比而言,前者能连续生产、热耗低,成本低、成品率高、性能好,是建材用微晶玻璃的发展趋势;后者虽能做到品种多样,但工艺复杂,对模具要求高,成品气泡多且成品率低、生产成本高,限制了其产业的可持续发展。
建材用压延微晶玻璃装饰板,目前确实尚无行业标准或国家标准。作为企业的外观质量标准,可从以下几个关键词里寻找到相关的行业标准或国家标准:压延玻璃、微晶玻璃 、玻璃。尤其是气泡的控制应该是比建材用烧结法微晶玻璃、压延玻璃要严格,但由于仍然是建材装饰用,其控制标准不应该高于太阳能用压延玻璃的标准。
1建材用压延微晶玻璃装饰板的气泡外观质量标准
表1至表3分别列出了太阳电池用玻璃、建筑装饰用微晶玻璃、压花玻璃中的气泡外观质量标准。根据表1至表3的数据分析,建议建材装饰用压延微晶玻璃板的气泡外观质量标准制定如表4所示。
2压延微晶玻璃气泡产生的原因分析
表5对压延微晶玻璃产生气泡的形状、颜色、伴随缺陷和产生部位进行了逐一分析。
3压延微晶玻璃气泡产生的影响因素
3.1 电极熔炉的结构设计
压延微晶玻璃熔炉结构设计的合理性是保证配合料投放、配合料熔化、玻璃液澄清、玻璃液冷却的关键,是否能保质保量地给压延机提供温度和粘度合理均匀的玻璃液,是压延微晶玻璃生产的基本要素。冷顶工艺是电极熔炉的一大特点,全电熔炉的冷顶工艺是指在窑炉的正常生产过程中,保持加料部位的炉顶温度及液面温度维持较低的水平,其主要是相对于火焰窑炉的炉顶高温而言(见图1)。一般的玻璃熔炉维持在100～300℃以内表示冷顶,当窑炉形成冷顶后,由于顶部温度较低,因此窑炉散热大大降低,热效率大大提高,同时低温也抑制了挥发物的挥发,特别适合含氟压延微晶玻璃的熔制。
与冷顶工艺对应的是电极熔炉的垂直熔化工艺,与火焰炉的水平熔化不同,其在窑炉的垂直方向,形成不同的温度层,并在不同的温度层来完成玻璃的熔制、预熔、硅酸盐反应、熔化、澄清及均化过程(见图2)。因而,在垂直窑炉的方向上,熔化池上方不断加料、熔料,由于生产流而下沉进入高温区形成动态平衡。为了保证微晶玻璃的熔化质量,在熔池结构设计中还采用底部收缩结构,以保证在进入上升料道前的玻璃液的澄清效果和均化过程。上升料道是电极熔炉设计的另一个特点,熔化池液面和料毯压力将熔池内的合格玻璃液通过垂直上升料道压入工作部的水平料道,并进行二次均化。水平料道的微收缩式料道能保证玻璃液的深度和温度的均匀性,玻璃液保持一定的厚度,有利于保证供应压延机的玻璃液的温度、粘度、流量、压力的稳定均一。
3.2电极熔炉的电极及辅助加热设计
电极熔炉目前有三相电极熔炉和六相电极熔炉,相对于三相电极熔炉,六相电极熔炉在加热过程中形成四个三角加热区,使热量集中于微晶配合料加热且反应平稳,大大降低电耗,并且炉温升温快、产品质量均匀稳定,所以是压延微晶玻璃电极熔炉的首选电极加热方式。只有稳定耐用的主电极加热、放热方式和优质电极及变压器,方可保证电极熔化炉压延微晶玻璃的质量。
辅助加热方式对压延微晶玻璃板气泡缺陷影响至深。您厂的熔化炉为六角形三相钼电极熔炉,在熔炉熔化池设计有三相三组钼电加热极加热。熔炉的辅助加热采用硅碳棒单相辐射加热极加热,压延工作部也设计有单相辐射碳化硅加热极加热。由于料道采用硅碳棒单相辐射加热极加热,加热的目的是保证玻璃液面温度不低于内部温度。为提高玻璃液的质量,笔者主张采用液化气短焰加热方式,料道拱顶设计为双拱顶。需要冷却时,冷空气从顶层两侧进入,经内拱预热后从中间进入料道,并从底部两侧出来,这种设计可以保证料道玻璃液温度的均匀稳定;而加热则刚好相反,可以将顶部作为抽热区,在侧孔设计短火焰加热枪加热。您的窑炉采用硅碳棒单相辐射加热极加热,不能解决温度场问题,且由于硅碳棒极易老化,老化后无论是自然断裂还是换棒时断裂,都会对玻璃液造成污染,造成位置相对固定的大气泡产生。对于开机前的临时加热,也只能用氧乙炔加热或氧液化气加热,切忌用铁电极加热,否则会造成大量铁电极残屑杂质引入,导致大量定位大气泡的产生。
3.3 配合料的配方设计及作业方法
由于微晶玻璃的熔化率偏低、料性偏短,电窑对含氟微晶玻璃保持氟的稳定性比较有益,但是钼电极和料毯层很容易出现结壳,导致玻璃的熔化量不稳定。这些不稳定对压延微晶玻璃的生产极为不利,当结壳时熔化率下降,会导致玻璃液里掺入生料,解决办法是在配合料里掺入一定量的熟料、纯碱量或澄清剂氧化锑。由于结壳导致的间歇性微气泡也与投料作业方式有关,料毯要薄3~5cm为宜,要勤加料、薄加料、经常探料,防止料毯过厚,防止顶温过低。杂质气泡产生的另一方面的原因是频繁停机造成工作部四砖盖板砖、闸板砖、挡料砖及唇砖等耐火材料的损坏或安装不良,打料作业的铁屑混入和对工作部料口砖的损坏,尤其是工作部料口砖的损坏很难维修,损坏后的池底砖或挡料砖既无法阻止料道内池底杂质进入工作部,也会不定期通过裂缝冒出大气泡。
(韩复兴)
关于隧道窑倒窑、窑车轴承坏死问题的答疑
问:佛山某陶瓷色料厂,生产窑炉为隧道窑,窑长28m,使用重油为燃料,近期生产棕色产品,烧成温度1150℃,50min推一次。最近经常出现倒窑和窑车轴承坏死导致堵窑事故。请问:日常预防倒窑事故需要做好哪些工作?窑车轴承坏死除了轴承自身质量问题外,还有哪些影响因素?
答:目前,大多数陶瓷色料厂都建有隧道窑。较之操作灵活的梭式窑,隧道窑有产量大、产品烧成稳定、单位燃料成本低等优点,因而近年来许多色料厂都建起了隧道窑,逐步淘汰梭式窑炉,进行产品的大规模量化生产。
由于隧道窑是连续性生产,窑炉内部温度长期在高低温之间进行转换,对窑炉的耐火材料和窑车的用料及构造有较严格的要求。为防止倒窑事故的发生,日常生产中需要做好以下几项工作:
(1) 窑炉温度控制及升温过程的合理安排。一般按照产品要求设定好温度后,要经常检查各个喷枪是否正常,观察窑内是否有暗点或者亮点的出现,观察喷枪火苗是否燃烧均匀,火苗是否清晰。根据产品的烧成温度要求,合理安排窑炉的升温或者降温,不要进行不必要的急降温或者升温操作。
(2) 装窑工序的检查和匣钵要求。根据煅烧产品的生料比重,合理制定装窑时的重量,如棕色和桔黄类产品,比重相对较轻,装钵时可以按压,每钵可以控制在3kg以内;对于黑色和钒锆黄类比重较大的产品,装钵时不应太满,窑车上半部分装半分满即可。同时,要将车间内的高温和低温匣钵进行分开摆放和使用,不同色系的匣钵尽量不要混合使用。
(3) 窑炉排气系统的控制和推进器的管理。目前许多工厂为了利用窑炉预热而关停正常的排烟通道或者直接更改排烟系统为烘干系统供热。不同产品在煅烧时的烟气流量不同,当煅烧产品烟气流量过大而排烟系统不能及时排出时,就会导致窑炉内气氛的不稳定和燃料的燃烧不充分,如果不及时进行调整,就会导致窑内温度偏高(与实际表温偏高很多)和燃料的浪费。目前,部分厂家还是使用人工控制的推进器,需要人工核对时间进行推进,使用自动编程控制的推进系统可以进行自动化控制,这两种推进系统在推进时都需要有工作人员进行跟踪,当发现有异常时要及时处理,如发现推不动时,强行推入会导致倒窑或因窑车与窑内的摩擦损坏窑炉。
预防窑车损坏和轴承坏死,在日常生产中需要做好窑车的检修工作,当窑车上出现裂缝和耐火砖出现破裂情况时,需要及时进行更换和检修。窑车轴承的坏死主要发生在窑车之间的密封棉损坏或窑炉还原气氛过强。因为当窑炉还原气氛较重时,燃料燃烧不充分,窑内气流不顺畅导致窑炉底部温度偏高,当窑车之间的密封棉损坏或者边角耐火砖出现裂缝时,高温气流循环到窑车底部造成窑车轴承温度过高而烧干轴承润滑油,当推进器强行推动窑车时,就会导致窑车轴承的坏死或窑内轨道变形而导致倒窑事故发生。因而,平时要做好窑车的检修和密封棉的修补工作,同时,严格控制好窑炉煅烧时的气氛。
(秦威)
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