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1、玻璃纤维池窑生产中的若千技术问题 危良才 (珠海玻璃纤维有限公司 519020 ) 珠海玻纤厂自1990年6月 15 日池窑点火投产至今已5年 , 初次年产4000七 , 再次扩建 成年产 750 0 七 。 这次年产7 50 0 七池 窑扩建工 程 , 从拆除旧窑到砌好新窑 用 了拐天 , 其中砌 筑 新窑只用了 23 天 。 从停产放玻璃水到新窑投产拉丝 用 了89天 , 新窑漏板于 2月4日全部装 好拉丝 , 到2月 1 9 日己日产原 丝2 2 . 生七 , 突破日本拉丝日产2 2 . 1七设计指 标只 用 了1 6 天 。 第一座年产 住00 0七池窑自1 990 年 6月15日点火
2、投产到19胜年10月31日停窑放玻 璃水共运转 了1 6 0 0 天 , 计 4 年零 4 个月 , 超过日本 原设计 4 年的使用寿命 。 这四年 多 来 , 随 着操作水平的提高及 生产技术管理 的加强 , 窑 炉 的原丝产量逐年提高 : 19 9 0 年近半年共拉 制原丝 13 61 . 时 t , 1 991 年3 1 65 . 61 七 , 19 92 年 5010 . 12 七 , 1 9 93 年 51 24 . 19七 , 1994 年 10 个月 为4071 . 20七 , 合计生产玻璃纤 维及其制品为 18 005 . 15七 , 其 中主要产品有四种 : 印制电路板 用电
3、子级玻璃布 2书7 . 8了万米 , 短切原丝毡 5582 . 8 1 七 , 无捻粗纱 216 0 . 40七 , 方格布1 7 2 . 2 1 万米 。 产品百分之九十左右远销东南亚 、 欧美等1 0多个 国家及 港澳地区 , 部份产品返销日 本 。 产品外销金额为3书石 . 8 2 万美元 。 内销金 额 51 99 . 88万 元 。 本文就我厂池窑生产中的几个技术问题作些 介 绍 。 1 . 窑 型结构 与 自动 控 制 窑 型采用 国外流行的单元窑 。 用 狭缝 式金 属换热器 预热 助燃空气 , 预热 温度可以高达 70了C左右 。 全 窑 采用 了 1 0 多种高级 耐火材料
4、: 与 高温玻璃液 接触 部位 , 主要使用了致密 氧化铬砖 ; 与低温 玻璃液接 触部 位 , 则使用致密 氧 化错砖 ; 火 焰空间使用 标 准错砖 , 大硷为熔 融莫来石砖 , 烟道部份使用 熔铸莫来石砖;主通 路及成型 通路 的耐火材料与熔化部相同 ; 漏 板流液洞 部份采用致密错砖 , 主通 路口及作业通 路口均设置 有包 覆铂膜的档砖 ; 窑体外层则 采用各种粘土砖及 不 同类 型的保温砖 。 生产实践证 明 , 这 种单元窑结构是较理 想 的E玻璃 池窑结构 , 砖材的使用部位经 过美国 、 英 国及德国有关专家现场考察认定 。 池窑 由熔化部 、 澄清部 、 主通路及成型通路
5、组成 。 熔化部采用重 油加热 , 澄 清部 也用 重 油加热 , 主通 路及成望通 路则采用 液 化石油气加热 , 拉丝 漏板采用 电加热 。 成型通 路为H 型 , 按不 同 品种分为四个 成型区 。 在主通路末端设有一 个放料口 , 用作排 放 玻璃 液面 的 浮查 及其它杂质 。 在熔 化部 与金 属换热 器 之间的烟道设有一 沉降室 , 烟气中带出 的粉料 绝大多 数在此 沉降 , 以便定期清理 。 窑炉 的燃 烧 、 _ 巾热分为燃 油和 燃气两大系统 。 燃气喷枪为低压外混 式喷枪 , 雾化 介质是 低压 空气 , 助燃空气的预热温度 可以高达 6807O0 oC , 火焰短而有
6、力 , 能充分燃烧 。 窑体 南韭两侧均 匀装置 了1 2 对燃油喷枪 , 全 窑 温度控制有 2往个控制点 , 温 度控制精确 、 稳定 。 金 属换器的换热效率较高 , 底部烟气温 度高达 13 00 00 , 顶部 的排放温度 约为6 00 0C 680 oC 。 整 个燃油系 统由中间油罐 、 过滤器 、 加热器 、 流量计 、 紧急切换安全阀 、 调 节器及燃烧器组成 。 由 于 良好的窑体保温 , 加 上燃油能充分 燃烧及余热充分 利用 , 所以全 窑 的热效率较 高 。 我厂四 习英 玻璃与搪瓷2 3 卷 5期 年每吨 原丝耗重油平均为0 . 73 0 七 : 其中 1991 年
7、为0 . 8 4 1 七 , 199 2 年为0 . 6似七 , 均招年为 0 . 699七 , 19 9在年为0 . 78 ( ) 七 。 窑炉的燃气系统用预先混合的空气和液化石油气体为燃料 。 它由过滤器 、 减 压 阀 、 电磁 安全 阀 、 流量计 、 空气燃气混合器 、 火 焰 阻 断器及无焰烧嘴 等组成 。 我 厂四年来每吨原丝耗 液化气平 均为0 . 10 7七 : 其中 19 91 年为0 . 152 七 , 1992 年为0 . 0 93七 , 9 93 年为0 . 096七 , 1 9 9盛 年为 0 . 102 七 。 窑 炉熔 化部 的温 度 、 压力 、 液面和 窑内
8、气氛控制 , 以及主通 路和成型 通路 的温 度 自动控 制设备均采用日本东芝电气公 司制造 的T OSD 工0 一Z n型单回路自动控制仪 。 全 窑 的自动控 制主要分 为三个部 份 : 温 度控制系统 、 窑压控制系 统及玻璃液位控制 系统 。 控制仪表都是单 回路可 编程直 接数字控制仪 。 通过 现场的各控制阀进行直接参数控制 , 其中玻璃液位与投 料系统是变频控制 。 各系统既可自成体系 , 又 可与其它 系统相互配合 , 形成较科学的控制体 系 , 既有控制点 , 也有记 录点 。 这 些记 录下来的温度数据 , 能够准确地 反映出窑炉 的温度 运 行全貌 。 一些控制点既可用自
9、动方式 , 进行单一参数的 自动控制 , 又可用手动方式 进行联络 跟踪 。 我 厂 窑炉 由于 采用高效率 狭缝式 金 属换 热器 预热 助燃空气 , 所以不 需要进行火 焰换向 作业 , 可以绝对保证窑内热工制度稳定 。 在 窑底前后不 同部位 , 还装有两排鼓泡器 , 以促使 刚溶化的玻璃液迅 速排除气泡 。 气抱直径 的大小及玻 璃液澄清的质量 , 可以通 过窑 沪控制 室内的 工业电视屏幕进行监视 , 并根据工 艺要求进 行调节 。 熔化 、 澄清好的玻璃液 , 经过第一道包 覆铂 金 的挡砖 , 垂直 流入主通 路 , 再经过 4 条成型 通路 口设置的第二 道包覆铂金 的挡砖 ,
10、 最后进 入成型通路 。 成 型通 路的结构特点是窄且浅 , 以达到减少玻璃液温差 的 目的 。 实践证 明 , 包覆铂金的档砖 , 可以阻挡不均匀的玻璃液 、 玻 璃浮渣 及被 侵蚀剥 落的耐火材料或未熔化好的生料结石进入成型 通路 。 采用含氧化铬 95形 以上 的致密铬砖和氧化错 65界 以上的致密错砖等特种优质 耐火材料 , 可以使玻璃液二 次污 染减少到最低限度 , 为拉丝 工序提供热均匀性及 化学稳定性 良好的玻璃液 , 达到 优质 、 高产 的目的 。 该窑的熔化 面 积为1 8 . 2m , (1 9 6平方英尺) , 根 据日本原设计每日熔化玻璃 14 . 35 。, 熔 化
11、率为0 . 788七/m Z d , 实际上这四年多来 , 最高熔化率已达0 . 9热七/m Z d 。 各品种主要技术 经济指标已经达到 , 部份指标并有不同程度突破日本原设计水平 。 如80 0 孔 漏板拉 制9 件二 原丝 , 日本设计指标为日产670kg , 我厂 全年平均可 达日产678 . 68k g ; 160。孔漏板拉 制1 1 灿m 原丝 , 日本设计指 标 为日产 10 29k g , 我 厂全年平均可达日产 10住2 . 3 2 kg ; 20 0 0 孔 漏板 拉制1 7 灿m 直接无捻粗纱 , 日本设计指标为日产9拐k g , 我厂全年平均可 达日产1052 . 妈
12、kg 。 2 . 错弥散增强铂铭合金漏板 我厂自1 9 91年1季度起 , 在池窑生 产线上 逐步推广使用错弥散增强铂锗合金 漏板 , 数 年来效果显著 。 1 9 9 0 年投产时 , 80 0 孔 、 1 6 0 0 孔及 2 00 0 孔 漏板 均采 用铂 锗 一10 合金 漏板 , 漏 嘴采用焊接成型 。 1 9 91 年 1 季度起 , 首先在 1 6 0 0 孔漏板上试用错弥散增强铂锗 一 1 0 合金漏 板 , 整台漏板采用冲压成型 。 以后 , 又在 1600 孔漏板上全部推广 使用 。 铂锗一1 0合金 通过错弥散增 强后 , 其退 火硬度可由7 5 HV提高到 11 0 H
13、V , 极限抗拉 强 度 (退 火)则由3 3 . 75kg/m m “ 提高到3 6 . 2kg /mm Z, 在 1生0 0 , 0 的高 温状态 下 , 其开裂 强度 玻 璃 与搪瓷 23 卷 石期 名J , 由0 . 36 提高到1 . 75 。 二者蠕变率相差1 0倍以上 。 漏板采用错弥散增强技术 后 , 增强了铂佬 一10 合金的耐高温性能 , 故在漏板结构上 , 可 以减少增强筋的条数 , 漏板厚度亦可适当减薄 , 同样可以达到相应的高温 强度 , 漏板的耗铂 量则可以相 应降低 。 如 1 60 0 孔漏板的重 量 , 原日东 纺设计 , 由日本德力贵金属株式 会社 加 工的
14、标 准重 量 为320 0 9 /台 , 现在英国庄信万丰贵金属有限公司 加工 的重 量 为 297 6 9 /台 , 每 台可以节约 铂佬 合金 2259 , 即每台可以节 约36 0 0美元 , 折合人民币为3 . 1 6 万元 。 更为主 要的是 , 由于采 用错弥散增强 技术 , 大大提高了铂锗 一10 合金 漏板的 耐高温 强度 , 延 缓了漏 板在高温状态 下 的蠕变速率 , 使用寿命大为延长 。 如 19 91 年我 厂池窑漏板平均寿命为7 . 6 个月 , 199 2 年就提高到1 3 . 3 个月 , 19 93 年进 一步延长到1 8 . 8 个月 。 为此 , 吨纤 维耗
15、铂 量 也 随之降低 , 如 1 991 年吨纤维耗铂量为 1 . 0 99 , 1992 年下降到 0 . 629 , 19 93 年再度 下降到 0 . 419 。 据 资料介绍 , 1992 年 我 国 原16家大中型玻璃纤 维厂的吨纤 维耗铂量 为1 . 50 克 , 新 增 2 3家大中型玻璃纤维 厂 的吨纤维耗铂量 为0 . 9 3 9 , 国外玻纤工 业先进 国家 , 如美国 PPG公 司 为0 . 38 9 , 日本NT B 旧 东 纺)为0 . 3759 。 为此 , 可以认为 , 我r 吨纤 维耗 铂 量已经接 近 国 际先进水平 。 3 . 池窑漏板温 度 补偿技 术 最
16、近 , 我 厂池窑 漏板上推广使用了漏板 温 度补偿技 术(简称JD技术) 。 JD技术是日东 纺绩株式会社福岛玻璃纤维工厂针对 池窑拉丝漏板瞬 间飞丝停台 , 导 致漏板温 度场条件变 化 , 使原丝号 数频繁波动 , 而开发的一场最 新工艺技术 。 当拉 丝漏板瞬 间飞丝 , 拉 丝机 随 之停止运转时 , 拉丝 成型区内高速气流 也同时消失 。 此 时 , 若漏板处于手动控制状态 , 由于漏板温 度控制的开度不 变 , 则漏板温度 的实际温度就会 上升 。 但在生产过 程中 , 漏板温 度均处于白动控制状 态 , 所以 , 当 漏板瞬间飞丝 , 拉 丝机停止 运转时 , 为保持漏板的实际温度不变 , 则漏 板温 度控 制 的开度 就会 自动 缩小 。 当拉 丝工处 理 好飞丝 , 重 新启 动拉 丝机时 , 拉丝 成型区内的高 速气流 也 随之产生 。 为使漏板达到 原有 的实 际 温度 , 则漏板温度控制的 开度就 会 自动增大 。 漏板温度控制的开 度由小变大 , 有一个时 间 过程 。 即使开度已经达到原有值 , 漏板上的玻璃液温 度恢复到设
