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            解決玻璃瓶和玻璃器皿等玻璃產品條紋的有效裝置

            發布時間:2023-04-29 10:33:52 人氣:120 來源:本站
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             解決玻璃瓶和玻璃器皿

            等玻璃產品

            條紋的有效裝置

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            陳興孝,陳詩攀,張國禮

            重慶萊弗窯爐工程有限公司,重慶  

                       400700            

             

            摘要:玻璃制品上的條紋,是玻璃制品生產過程中,容易產生的三大缺陷之一。產生條紋的原因較多,大都可以通過攪拌而消失。也有通過常規攪拌方法解決不了的條紋,本文分析了產生這種條紋的原因,推出一種解決這種條紋的裝置,它能大大減輕或消除這種條紋,從而提高產品質量,提高產品合格率從而提高產量。

            關鍵詞:條紋;攪拌解決不了的條紋;供料道泄料裝置

             

            氣泡、條紋、結石是玻璃制品生產過程中,容易產生的三大缺陷。特別是條紋,由于其來源較多,條紋的分析、鑒別一般工廠沒有相應的設備及人才,因而解決難度大。在高檔玻璃制品的生產過程中,就因為產品上痕量的條紋,致使產品不合格,造成大量的人力、物力的浪費,嚴重制約生產的發展。我公司結合國內外經驗以及我們近四十年在玻璃工廠工作的體會;并消化、吸收國外的先進窯爐技術及窯爐結構,就這種在玻璃制品上通過傳統攪拌方法解決不了的條紋,推出供料道泄料裝置,它能有效解決產品上的條紋。

            下面就這種條紋產生的原因及解決原理說明如下:現在窯爐壽命要求越來越長,首先在窯爐的設計選材上,與玻璃液接觸的耐火材料一般都以電熔鋯剛玉磚為主,其次為了使供料道的壽命與窯爐配套,大都采用電熔鋯剛玉磚做供料道的料槽磚。

            我們知道,現在許多電熔鋯剛玉磚生產廠家,生產電熔鋯剛玉磚所用模型,(沈陽剪刀片)是用石英砂加水玻璃作粘接劑固化成型的。石英砂的主要成份是二氧化硅SiO2,純二氧化硅SiO2晶體的熔點為1725℃[1],模型使用的石英砂含二氧化硅SiO2在98%左右,那么它的熔點低于1725℃,加上水玻璃(硅酸鈉)混合在石英砂中,形成低共熔點,那么生產電熔鋯剛玉磚砂型的熔化溫度大大低于1725℃。生產電熔鋯剛玉磚時,熔融AZS液體(暫且叫鋼水,)成型澆鑄的溫度(用遠紅外測溫儀測得的溫度),33#電熔鋯剛玉磚鋼水的溫度約為1740℃,36#電熔鋯剛玉磚鋼水的溫度約為1760℃,41#電熔鋯剛玉磚鋼水的溫度約為1780℃,那么在澆鑄的過程中,與鋼水接觸的砂型有少量熔融在電熔鋯剛玉磚表面。這一層所形成的晶型與內部的晶型不一樣,抗侵蝕性能要差得多。生產高檔玻璃時,工作池與供料道的電熔鋯剛玉磚與玻璃液的接觸面,最好應該加工研磨掉這層變質層,這樣投產初期產生條紋的機率就小得多。

            電熔熔鑄耐火材料與燒結耐火材料不一樣,燒結耐火材料是搗打成型,其表面的致密度要比中間的致密度高得多,在燒結過程中,磚體表面溫度比中間溫度高,其硅酸鹽反應(瓷化或晶化反應)要比中間進行得更加完全徹底,因而燒結材料磚體表面抗侵蝕等性能要比中間好得多,所以燒結材料最好是保護其表面的完整性。而電熔熔鑄耐火材料在澆鑄成型的過程中,表面溫度比中間融體冷卻快得多,它不利于晶體的形成和生長,因而它抗侵蝕性最好部分是在中間部份。

            由于槽型供料道內表面加工比較困難,國內許多電熔鋯剛玉磚生產廠家還沒有專門的加工設備,因此電熔鋯剛玉料槽磚內表面這層抗侵蝕性能比較差的表面沒有研磨掉,加上內表面不平整,接觸面增大,因而侵蝕也加大。雖然供料道溫度較低,侵蝕較輕微,但是這層變質層跟基礎玻璃比較其氧化鋁、氧化鋯的含量很高,它們的融體粘度及表面張力很大,而且在供料道停留時間又短、玻璃液溫度較低,腐蝕熔融物擴散不開,它順著供料道的壁(主要是底部)流動。其次,這些變質層玻璃密度大于正常玻璃密度,容易在玻璃液流動過程中沉積于料道底部。一旦這層含氧化鋁、氧化鋯量較高的變質玻璃進入料盆,就會使產品產生條紋。料道中玻璃液的溫度越低,料滴重量越大,產生條紋的幾率越大。電熔鋯剛玉磚中部也不是不被侵蝕,只是相對說來要輕微一些。

            除此之外,窯爐和工作池與玻璃液接觸的電熔鋯剛玉磚被腐蝕后,也有一部分沉積于窯爐底部。特別是熔化部,由于溫度高,而且與配合料接觸,池壁磚的侵蝕腐蝕十分強烈,3~4年池壁磚厚度就腐蝕掉約2/3(初期侵蝕腐蝕快,后期由于冷卻的原因,侵蝕腐蝕物粘度大,附著在池壁磚上流動得緩慢,因而侵蝕腐蝕速度較慢一些),由于腐蝕物粘度大,體積密度大,因而絕大部分沉積于窯爐底部。隨著這種腐蝕物的富集累積,或池底溫度變化,這層變質玻璃也會隨著玻璃液流,進入到供料道中,造成產品條紋。(沈陽玻璃剪刀片)

            由于電熔鋯剛玉料槽磚表面腐蝕物是順著料槽底部流動的,所以一般的攪拌方法是解決不了的,因為攪拌器很難作用到料道底部,不可能充分攪動料道底部的玻璃液[2]。如何鑒別這種條紋呢?如果同一組機器或同一工號的產品,其條紋所在部位和形狀都一樣,勻料筒左轉、右轉都解決不了,就是這種由于電熔鋯剛玉磚被腐蝕所產生的條紋。

            國外發明了一種供料道底部泄料裝置,它在供料道底部有一道槽溝,槽溝中央有一個泄料孔,見圖一,或在供料道底部有一道弧形裝置,弧形裝置頂端有一個泄料孔見圖二。不管是圖一還是圖二中的料槽磚,其內側底角不要形成直角,最好是弧形斜面。這樣可以去除死角,使料道底部的臟玻璃移至放料點[3]。變質或被腐蝕物污染的玻璃流進料盆之前,先進入這道槽溝里從泄料孔底部排泄掉,從而有效解決因侵蝕物進入料盆而產生的條紋。其詳細機理,請參照華東理工大學博士生導師孫承緒教授寫的“料道電加熱放料機構”一文。

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            圖 1

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            圖 2

            有人認為這種條紋是工作池、料道溫度不均造成的,試想在直徑30~50mm的玻璃料滴上,條紋只有幾十絲或1mm左右,它們的溫度會差幾十上百度嗎?它們的表面張力、粘度差別會如此之大嗎?顯然不可能。料滴溫度不均只會產生厚薄不均,即便產生條紋也是較寬的板狀條紋(其實質也還是玻璃成份不均質造成的)。(整體剪刀片)

            該供料道泄料裝置為電加熱裝置,它由兩根電極或一個電加熱筒來控制該處玻璃液溫度,若發現條紋,將控制柜上的電源開關打開,然后通過可控硅控制電流大小,從而控制溫度高低,很快就達到玻璃液軟化流動溫度,底部就開始泄料。若沒有條紋時,電源開關關閉,泄料孔的玻璃液就逐漸冷卻,不再流動,操作十分簡便,不影響生產。

            該供料道泄料裝置完全可以取代攪拌裝置,電熔鋯剛玉攪拌槳每5~6個月要換一次,換時要緩慢烘烤,以防炸裂。燒結材料做的攪拌槳,雖然熱穩定性好一些,但抗磨損侵蝕性能差一些,一般3個月換一次。攪拌槳剛放入供料道時在玻璃液中要產生氣泡,從而影響生產。另外攪拌槳被磨損腐蝕下來的物質也還是進入玻璃液中了,只是量少被攪散了,不易被發現而已。而泄料裝置安裝上去,使用方便,發現產品條紋,通電就可泄料,不用時將電源關掉即可,基本上可以用一個窯期,中途僅換泄料電極板就行了,方便快捷,不影響生產,綜合成本要比攪拌裝置低,效益要好得多。(焊接剪刀片)

            下面就傳統攪拌和供料道泄料做成本比較:

            傳統攪拌裝置                          

            1、機械傳動裝置(雙攪拌):40000.00元

            2、攪拌槳(按電熔AZS,一年換兩次)材料費:10000.00元/年

            3、換攪拌槳影響生產:按6組單滴行列機計算,每次影響5小時,為14040只瓶子,一年換兩次,少收28080只瓶子,每只單價平均為1.8元(高白料酒瓶),其產值為:50544.00元。

            4、另有占總產量5%因攪拌槳解決不了的條紋所造成產品減產,其數量為(按6組單滴行列機,每年按330天計算)926640只/年,產值為1667952.00元

            供料道泄料只是一次性投資,中途維護對生產沒有影響,直接效益是十分可觀的,再加上對產品質量提升所產生的間接效益,使用泄料裝置的優勢就顯得十分明顯。(金銳三環剪刀片)


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            參考文獻:[1] [日]素木詳一,《硅酸鹽手冊》,輕工業出版社1980。

            [2][3] 孫承緒 “玻璃池窯的進展”[J],玻璃與搪瓷2009.37卷(第5期),33~34頁。


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