杨浩 程华 诸葛勤美

（1. 南宁浮法玻璃有限责任公司 南宁 530409；2. 中国新型建材设计研究院有限公司 杭州 310022）

0 引言

南宁浮法玻璃有限责任公司浮法玻璃生产线因整体搬迁升级改造，需要充分利用原有部分设备材料，同时要求提高浮法玻璃原片的生产质量。结合优质玻璃原片中微缺陷、厚薄差、斑马角和淋子等特殊高标准质量需求，不仅对厂区浮法联合车间、原料系统、氮氢站、空压站、油站、变电站、循环水泵房、污水处理系统和余热发电系统等进行精心设计，应用后，其产品质量明显提升，成为行业技术改造和转型升级的样板工程。

1 浮法玻璃原片质量研发攻坚成果

1.1 原料工艺

采用先进的玻璃原料纯度控制及均化技术，使配合料在混合均匀度、成分波动、粒度分布、水分波动和料温等方面达到生产高质量玻璃原片的要求，为熔化优质玻璃液提供稳定和精准的工艺技术控制手段及方法。

（1）先进的电气自动化配料系统

研究开发了新型配料系统，新系统优化了控制算法，该系统通讯速率更快，给料设备具有更好的实时可控性，在进一步提高称量精度的基础上提高了布料均匀度，可提高玻璃产品质量。

将排料速度的控制转化为排料量累计值实时设定值与排料量累计值之间的差值的控制，一般只要差值稳定，排料速度就是稳定的；物料排料速度的自动控制采用PID控制，提高了玻璃原料自动配料系统的自动化程度；增加排料量累计值差值的变化趋势判断，用可靠的趋势判断结果锁定控制输出的调节方向，提高了系统的抗干扰能力，从而提高了物料排料控制的稳定性。

（2）微量物料的精确给料及称量

国内目前使用微量螺旋进行配料，螺旋电机自重较大，传感器的精度要求高，达不到更高的精度控制要求。

通过研究高精度给料机微量秤，该新型微量秤在配料过程中可减少物料所受的剪切力和压力，有利于保持配料原颗粒状态，加快混料均匀熔化。采用轻量化振动给料机排料可减小传感器的量程，可使配料秤达到更高的配料精度，其动态精度可达1/5000。解决了由于微量螺旋给料机自重大造成的传感器量程大、配料精度相对受限的问题。代替人工配料，节约人工成本；改善配料工的生产环境，保护劳动者。

1.2 玻璃熔窑及熔化工艺

研究开发了新型熔窑分层燃烧技术、耐火材料匹配技术、窑炉结构优化设计，确保窑体的密闭性和安全性，确保熔窑玻璃液质量优、能耗低、窑龄长。

（1）开展燃烧方式组合（底烧+底插+侧烧+顶插）系统研究设计，通过建立燃烧区域三维模型系统和数值仿真，进行分层燃烧控制。在各种燃料充分燃烧同时实现燃烧区域气氛精确调控，保证澄清剂的高效澄清。

（2）采用了富氧助燃技术，提高了熔化率，降低了能耗。

（3）优化窑池深度及池底结构；针对超白玻璃特性，采用多级阶梯型池底结构，减少玻璃液回流，并优化铺面砖结构，提高玻璃液熔化质量，降低能耗。

（4）熔化部胸墙采用特殊设计的上间隙结构，加强了窑体的密闭性和整体性以及热胀可调性，有利于节能和窑炉结构的安全。

（5）采用冷却部窑压自控技术和优化冷却部长宽比，控制冷却部的温度及压力。

（6）选取适当的小炉结构和合理的火焰空间设计；采用最新的节能工艺理念，并优化各对小炉喷枪数量。重点增加热点前的喷枪数量大幅提高火焰辐射效率，提高熔化率；采用喇叭型小炉口，改进小炉膨胀缝设计，减少砖缝，加强小炉底部保温，提高节能效率。

（7）采用创新型蓄热室结构，根据燃料特点优化格子砖选材，加强墙体稳定性，并采用新型的无上间隙蓄热室结构，大幅提高蓄热室的使用寿命。

技术改造研发前后熔窑参数对比见表1。

表1 技术改造前后熔窑对比

1.3 锡槽成形技术优化

研究开发了锡槽结构优化技术、整体密封技术、新型锡槽顶盖等。通过所开发技术的应用使锡槽在设备的可操作性和调节性以及密封性等方面得到了全面提升，实现优质玻璃原片的生产。

（1）整体密封技术

通过将流道拱碹双向缩口，形成流道双向缩口斜碹结构，从而使流道上部空间内热气体运动流畅，减少流道温度波动和污染物凝结。

优化了锡槽前后隔墙，配置新型整体零贝密封结构，同时配置气封，通过系列优化设计和结构改进，显著提高了锡槽进出口端的密封性能。使锡槽槽内出口压力由原来的20 Pa提高到40 Pa以上。

（2）新型锡槽顶盖

咬接密封式锡槽顶盖开发成台阶式支承砖和搭接结构承重砖，提供整体的稳定性和密封性。解决了现有的锡槽顶盖结构存在着使用时的安全性不理想、稳定性不理想和密封性不理想的问题，提高了锡槽顶盖的使用寿命。开发了大模数高精度锡槽顶盖，减少膨胀缝和玻璃上表面的光畸变点缺陷。技术改造前后锡槽成形参数对比见表2。

表2 技术改造前后锡槽成形对比

1.4 冷端

研究开发了冷端机器人堆垛系统和浮法玻璃冷端全线跟踪控制系统，组合订单模式，定制化控制与管理，先进的优化算法等技术。通过灵活的订单管理和新国标框架下的多重玻璃质量控制以及合理的堆垛分配方案，有效降低不良品率，显著提高一级品率，实现冷端最佳化控制和管理。

通过自主发明的玻璃缺陷在线检测系统、各类切割系统和水平、机械手堆垛机系统，可跟踪每一片玻璃并实现全线自动控制。提供与实际运行过程完全兼容的全仿真应用场景，便于快速调试，查错纠错。

系统控制软件采用模块化结构，适应各种或简单或复杂的应用场合，使系统既能够快速开发投运，又能够稳定可靠，更方便维护及更新。

该线控系统可提供与实际运行过程完全兼容的全仿真应用场景，便于快速调试，查错纠错，还可帮助用户确定冷端设备布置方案，并检查方案所适应的生产规格范围。

2 应用效果

南宁浮法玻璃有限责任公司700 t/d超白浮法玻璃生产线通过优化玻璃熔窑结构和锡槽本体结构，提高熔窑能效和制造技术；提高原料均化与配置技术，使用更合理，利用效率更高。全线采用并贯通智能化操控检测技术，全面提升管理水平和提高劳动生产率；在提高熔窑热耗利用率和外保温效率的基础上，探索玻璃熔窑烟气余热再利用技术，增加减排装置，提升减排技术，实现节能减排新突破；采用闭式循环水系统，不仅可以大大降低循环水补水量、节约水资源，而且可以保证循环水水质、水压、水量的稳定。技术改造前后生产线参数对比见表3。

表3 技术改造前后生产线对比表

3 结语

南宁浮法玻璃有限责任公司与中国新型建材设计研究院有限公司紧密合作，在南宁浮法玻璃有限责任公司700 t/d超白浮法玻璃生产线上，通过技术升级和改造，在核心部位采用了目前国内先进的工艺、技术和装备，生产线产品质量水平明显提高，能耗水平、资源消耗和主线操作人员数量显著下降，为国内生产技术改造升级提供参考。