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碎玻璃在浮法生產中的應用及經濟分析
2013-01-13 21:47:09   來源:德州晶華集團振華有限公司 孫保華   評論:0 點擊:

碎玻璃是玻璃生產的必然產物,也是一種不可缺少的玻璃原料。碎玻璃與配合料按一定比例均勻混合后加入熔窯,能起到助熔作用,也有利于澄清和均化。碎玻璃的使用以工廠自給為原則,在浮法玻璃生產中一般碎玻璃比...

       碎玻璃是玻璃生產的必然產物,也是一種不可缺少的玻璃原料。碎玻璃與配合料按一定比例均勻混合后加入熔窯,能起到助熔作用,也有利于澄清和均化。碎玻璃的使用以工廠自給為原則,在浮法玻璃生產中一般碎玻璃比例在20%左右。近年來,我國浮法玻璃工藝技術發展較快,浮法玻璃質量有很大提高,成品率也比較高,工廠自身產生的碎玻璃難以滿足生產的需要,為保持一定的碎玻璃比例,需外購碎玻璃補充。如果外購碎玻璃質量得不到有效控制,就會影響到玻璃的熔化,使玻璃質量下降。因此,從工藝控制角度講,加強碎玻璃質量控制,把碎玻璃當作一種原料來管理,不但可以避免對玻璃質量產生不良影響,同時也會起到降低重油消耗、提高玻璃產量、延長熔窯使用壽命等作用
  
  1、碎玻璃對浮法玻璃質量的影響
  
  1.1 碎玻璃的來源

       在浮法玻璃生產過程中,碎玻璃的來源主要有:一是生產過程中的不合格品;二是邊部切除掉的下腳料;三是冷修放料時獲得的玻璃碎塊;四是本廠倉庫貯存或另裁時產生的碎玻璃;五是從社會上回收的碎玻璃。為了保證浮法玻璃成分的穩定性,以使用本廠自身產生的碎玻璃最佳,非特殊情況不使用外來的碎玻璃。
  
  1.2 碎玻璃中污染物的類型及污染途徑

       碎玻璃中污染物可以分為兩大類:第一類是難熔物質,如石塊、混凝土塊、磚塊、泥塊、耐火材料廢渣等,進入熔窯后難以熔化,會在玻璃板面中產生夾雜物;第二類是還原性物質,如灰塵、鐵質、木條、廢紙、油污、生活垃圾等,隨碎玻璃進入熔窯后會使玻璃還原性增加。碎玻璃的污染途徑:碎玻璃在攪碎過程中產生的機械鐵雜質;從過渡輥臺或退火窯中扒出的碎玻璃會被油污、灰塵、錫液等污染;熔窯發生跑料質量事故時玻璃中的大夾雜物;裝箱工序中產生的廢紙、木塊、鐵釘、生活垃圾等進入碎玻璃回收系統。碎玻璃在室外堆場貯存過程中會受到灰塵等的污染。如果堆場地面質量較差,在裝卸過程中會引入混凝土塊雜質。整架舊玻璃在摔入碎玻璃堆場時掉落的防酶紙以及鐵架上剝落的鐵銹。倒運碎玻璃車輛帶入的泥土等。外購碎玻璃在收集、貯存、運輸過程中可能會混入混凝土塊、磚塊、泥塊、石塊、砂粒、泥土、煤粉、金屬條、木條、紙等雜質;或混有顏色玻璃、平拉玻璃、壓延玻璃、酒瓶等與本廠玻璃成分相差較大雜質玻璃。
  
  1.3 碎玻璃的質量控制
  
  1.3.1 碎玻璃的塊度
  
  碎玻璃作為浮法玻璃生產的一種必須原料,要求具有一定的塊度。無論是生產中產生的碎玻璃還是外購碎玻璃,在使用前都要達到一定的塊度要求。因為過大塊度的碎玻璃在配合料中分布不均勻,會對熔化均化造成影響。但如果碎玻璃塊度過小或成為碎玻璃粉,由于比表面積大,吸附氣體多,對玻璃液的澄清不利。實踐還證明,過細的碎玻璃在輸送過程中會產生非常大的粉塵,污染環境,嚴重影響職工的身體健康;在熔化過程中,純堿將優先與碎玻璃反應,使石英砂溶解困難,影響正常熔制過程。因此,在浮法玻璃生產中比較合適的碎玻璃塊度為20~50mm之間。
  
  1.3.2 碎玻璃的比例
  
  在配合料中加入碎玻璃后會加速配合料的熔化,提高玻璃的熔化率,碎玻璃越多玻璃的熔融時間越短。從碎玻璃對玻璃澄清和均化過程的影響來看,當碎玻璃加入比例在30%~50%時可以最大限度的減少氣泡數量。但是如果繼續增加碎玻璃比例,對澄清的效果會適得其反,因為過多的碎玻璃會造成整個配合料的氣體率下降。過多的碎玻璃還會破壞玻璃結構的均勻性,降低玻璃的強度。實踐證明,浮法玻璃配合料中碎玻璃比例一般為20%左右,生產制鏡級玻璃時碎玻璃用量不能低于20%。為了保證玻璃生產的穩定性,不得隨意調整碎玻璃比例,需要調整時每次調整幅度不得超過2%。
  
  1.3.3 碎玻璃的使用
  
  為了保證碎玻璃使用后對玻璃質量不會造成影響,必須加強碎玻璃的管理和質量控制,被污染的碎玻璃一定要單獨堆放,經處理合格后方可使用。對裝箱工序要嚴加管理,避免碎玻璃中混入廢紙、生活垃圾等。貯存時間較長的碎玻璃,如果表面灰塵較多一定要慎重使用。倒運碎玻璃必須使用專用車輛,進入工作現場的車輛必須保持清潔,尤其是輪胎、車廂外壁不得帶有泥土等雜質,必要時進行清洗。堆場周圍保持干凈,嚴禁有水泥、砂子、煤粉、耐火材料等物品。使用外購碎玻璃時更應加大控制力度,要制定碎玻璃質量驗收標準。對于外購碎玻璃,進廠后要單獨存放,必須經過嚴格處理后使用。
  
  2、外購碎玻璃的處理方法

       近幾年,浮法玻璃生產工藝技術日益成熟,玻璃質量逐步提高,成品率較以往也有較大提高。同時由于玻璃市場競爭激烈,要求玻璃生產企業不斷降低生產成本,提高成品率,目前一般企業成品率在83%左右,個別企業可以達到88%以上,這就造成了企業自身產生的碎玻璃不能滿足生產需求,要解決這個問題就必須購買碎玻璃。但外購碎玻璃又存在較多質量缺陷,如果直接使用,會對玻璃質量產生影響,甚至會造成質量事故。因此使用外購碎玻璃時一定要嚴格碎玻璃進廠質量檢驗,并對碎玻璃進行徹底的清洗和挑選。為了使用好外購碎玻璃,應制定合適的碎玻璃回收標準,盡可能回收使用本廠或與本廠玻璃成分相近的碎玻璃,但這樣的碎玻璃數量有限,仍然不能滿足生產需要。社會上回收的碎玻璃較多,卻污染嚴重,在使用前必須建立一套完善的碎玻璃處理系統。國內部分玻璃生產廠家和碎玻璃供應商在碎玻璃處理方面不斷進行研究和嘗試,取得了較好效果。碎玻璃的處理一般分為預選、除鐵、清洗、人工挑選、驗收等幾個階段。①預選階段:完成碎玻璃的分類,按照不同品種、顏色、質量等進行初級處理,去除廢紙、木條等大的雜質,主要由碎玻璃收集點完成該項工作。②除鐵階段:利用強磁除鐵器清除碎玻璃中的鐵雜質。③清洗階段:清除碎玻璃中的泥沙等雜質,將含有泥沙等雜質的碎玻璃輸送到旋轉筒形清洗機進行清洗。④人工挑選:主要是清除碎玻璃中的混凝土塊、石塊、顏色玻璃等雜質。⑤驗收階段:處理后的碎玻璃必須驗收合格后方可使用。生產廠家或碎玻璃供應商一般采取②~⑤階段對碎玻璃進行處理。對碎玻璃進行破碎使其顆粒度達到一定要求,與其它原料混合均勻后使用是今后研究的一個方向。優點是對回收的碎玻璃成分要求不太嚴格,破碎成一定顆粒度后經均化處理能夠保持成分的相對穩定,化驗成分后在配料時做為一種原料帶入配方進行計算,而且可以與其它原料混合均勻。需要解決的問題是碎玻璃的顆粒度多大為佳?破碎過程中產生的超細粉如何處理?如何解決當碎玻璃粒度與其它原料粒度相近時碎玻璃優先同純堿反應,使石英砂溶解困難影響熔化的問題?這些都需要我們在今后的工作中不斷研究和探討。
  
  3、使用外購碎玻璃的經濟分析
  
  3.1 提高玻璃產量,降低生產成本

       經過實際計算,碎玻璃要達到完全自給自足,當碎玻璃比例為16%時成品率臨界值為81.3%,即當成品率超過臨界值時工廠自身產生的碎玻璃不能滿足需要。以某公司為例,一條熔化量為600噸/天的浮法線,如果碎玻璃自給則成品率只能達到81.3%,產量為9756重箱/天。如果成品率達到88%,產量可達到10560重箱/天,增加的產量需外購碎玻璃進行補充,每月約1200噸。假定玻璃的綜合成本為60元/重箱,拉引量保持不變,通過引入外購碎玻璃將成品率提高到88%,則每天投入的原燃料量不會增加,水、電、工資等增加的成本可以忽略不計,主要是增加外購碎玻璃成本和包裝費用等。經計算,綜合成本可降低2元/重箱以上。
  
  3.2 降低燃料消耗
  
  從熔制過程來看,增加碎玻璃用量可以大大節約燃料。1kg碎玻璃熔制成1500℃的玻璃液大約需要耗熱1828kJ,而用配合料熔成1kg玻璃液(1500℃)大約需要耗熱2611kJ。碎玻璃每增加10%則熔制耗熱可降低約2.5%。通過實踐證明,碎玻璃由14%提高到18%后每天可節油2噸左右。3.3減輕熔窯熱負荷,延長熔窯使用壽命提高碎玻璃用量后,純堿、芒硝等組分相應減少,從而可減輕對池壁的侵蝕。同時由于碎玻璃熔融溫度低,迅速熔融后的碎玻璃將配合料顆粒包圍,減輕配合料粉塵飛散對耐火材料的侵蝕,延長熔窯的使用壽命。
  
  4、結束語

       碎玻璃在玻璃生產中起著至關重要的作用。通過使用碎玻璃,可以降低燃料消耗,提高成品率,降低生產成本,還可以減輕熔窯熱負荷,延長熔窯的使用壽命。只要我們從碎玻璃來源嚴格控制,加大對碎玻璃的質量控制力度,把碎玻璃做為一種原料來管理,就能夠將碎玻璃對玻璃質量的影響降至最低。在此基礎上,我們可以進一步加大碎玻璃在浮法玻璃生產中的使用量。
 

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