胡會(huì)民 景修寬 葉振 孫國(guó)梁

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0 引言

眾多周知，浮法玻璃是以玻璃液在錫槽內(nèi)漂浮在熔融錫液上成形而得名，玻璃液在錫液上若無任何外力，在常規(guī)大氣壓時(shí)，自身重力和表面張力共同作用，將形成約7 mm的“平衡厚度”，若想打破這個(gè)平衡得到想要的玻璃帶寬度和厚度，必須使用一定的外力在一定溫度場(chǎng)條件下才能成功。在生產(chǎn)過程中，越是靠近“平衡厚度”越容易，與“平衡厚度”偏差越大越困難，若想得到2 mm以下的超薄浮法玻璃，則要在更高的溫度場(chǎng)條件下，采用更多的拉邊機(jī)施加強(qiáng)大的外力才能實(shí)現(xiàn)。在拉薄的過程中，玻璃液黏度隨著溫度場(chǎng)的變化而變化，受力分布常因溫度場(chǎng)橫向不對(duì)稱而造成受力不均，引起最終成形的玻璃板存在厚度不均勻的現(xiàn)象（通常為橫向厚度不均），稱之為“厚薄差”［1］。

1 厚薄差調(diào)整的意義和方法

減少和控制浮法玻璃厚薄差，不僅可以改善玻璃的平整度以滿足更高質(zhì)量的要求，還可以在同樣成本的前提下，做出更多品種的產(chǎn)品，以相對(duì)低的成本增大產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，降本增效。

通常，浮法玻璃厚薄差的調(diào)整方法多樣，利用拉邊機(jī)、電加熱、冷卻水包等均可對(duì)不同情況的厚薄差進(jìn)行調(diào)整，僅拉邊機(jī)就可以調(diào)整壓入玻璃液的深度（壓深）、拉邊機(jī)的角度、拉邊機(jī)的線速度（拉邊機(jī)的轉(zhuǎn)速）等。浮法玻璃厚薄差的調(diào)整是人工干預(yù)玻璃液在錫液上的攤開過程，確保玻璃液在錫槽內(nèi)橫向攤開的均勻度，以達(dá)到滿足生產(chǎn)的厚薄差的目的［2］。

本文將某浮法玻璃生產(chǎn)線實(shí)際生產(chǎn)過程中電加熱在厚薄差調(diào)整中的影響加以總結(jié)，雖然調(diào)整過程中仍有拉邊機(jī)的操作，但主要還是闡述電加熱對(duì)厚薄差調(diào)整的效果。

2 錫槽電加熱、拉邊機(jī)分布及厚薄差情況

某50 t/d超薄浮法玻璃生產(chǎn)線，原板寬理論設(shè)計(jì)3 300 mm，合格板寬2 600 mm，錫槽內(nèi)設(shè)16對(duì)高精度拉邊機(jī)，錫槽內(nèi)設(shè)54個(gè)硅碳棒電加熱區(qū)，總裝機(jī)約5 000 kW。錫槽示意圖見圖1。

投產(chǎn)初期在生產(chǎn)1.0 mm以上厚度玻璃時(shí)，因前區(qū)電加熱開啟量較少，厚薄差相對(duì)穩(wěn)定，生產(chǎn)0.7 mm及0.7 mm以下厚度玻璃時(shí)，成形過程中需要較多電加熱進(jìn)行溫度補(bǔ)償，經(jīng)常出現(xiàn)一側(cè)薄一側(cè)厚，造成厚薄差偏大，甚至有時(shí)造成一側(cè)厚度不合格的情況，厚度曲線如圖2所示。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)兩側(cè)錫液溫度、其它裝置和設(shè)備檢查都兩側(cè)對(duì)稱，未見異常，也嘗試通過拉邊機(jī)的角度、速度、壓入深度和進(jìn)伸等進(jìn)行調(diào)整，但并未產(chǎn)生很好的效果。

3 原因分析

通過分析討論認(rèn)為，造成玻璃一側(cè)薄一側(cè)厚的原因有以下兩種可能：

（1）錫槽兩側(cè)玻璃液“流量”存在偏差

超薄浮法玻璃的成形過程是在錫槽的有效溫度區(qū)間內(nèi)，漂浮在錫液上面的玻璃液在自身表面張力、拉邊機(jī)作用力和退火窯拉力的共同作用下攤平拉薄的過程，此過程內(nèi)，除重力和浮力這組平衡力外，也僅受表面張力、拉邊機(jī)和退火窯牽引力，表面張和退火窯的拉力對(duì)兩側(cè)玻璃液的作用是相同的。因此，能造成兩側(cè)玻璃液“流量”不一致的主要原因就是兩側(cè)拉邊機(jī)的作用力不同。拉邊機(jī)分力示意圖見圖3。

如圖3所示，由于玻璃液在高溫狀態(tài)下所表現(xiàn)的流變特性符合牛頓流體特性，在拉邊機(jī)等設(shè)備兩側(cè)對(duì)稱的前提下，造成這種偏差的主要原因就是玻璃液的黏度，而影響玻璃液黏度的因素就是溫度，分析認(rèn)為錫槽前端（圖1中A區(qū)）存在橫向溫度偏差，左右兩側(cè)的溫度差使玻璃液黏度在同一橫向上分布不均勻，溫度較低一側(cè)玻璃黏度相對(duì)較大，在同樣拉邊機(jī)參數(shù)下，黏度較大的一側(cè)所受力的橫向分力F1相對(duì)較大，造成玻璃液量一側(cè)偏多，另一側(cè)偏少而影響厚薄差。

（2）兩側(cè)玻璃液在成形區(qū)和成形后區(qū)的攤開、收縮不一致

若錫槽內(nèi)兩側(cè)玻璃液“流量”相同，造成兩側(cè)厚度偏差的原因則可能是兩側(cè)成形區(qū)的攤開和成形后區(qū)的收縮不同，玻璃液的攤開和成形后收縮率和溫度關(guān)系密切［3］，因此若拉邊機(jī)區(qū)域（圖1中B區(qū)）及拉邊機(jī)后區(qū)（圖1中C區(qū)）的溫度存在橫向偏差，造成玻璃液的攤開和成形后的收縮率不一致而影響厚薄差。在圖1中B區(qū)，玻璃液的攤開過程中，溫度越高則黏度越小，在拉邊機(jī)的作用下越容易攤薄成形。在圖1中C區(qū)，此區(qū)域玻璃板已不再受拉邊機(jī)影響，僅受到退火窯輥道拉力和表面張力的影響，兩者都使成形的玻璃板帶呈現(xiàn)收縮趨勢(shì)，而收縮更大的一側(cè)厚度相對(duì)更厚。

4 調(diào)整過程及效果

根據(jù)以上分析結(jié)果，經(jīng)過討論，制定出分步調(diào)整方案，方案分2步：

第1步：逐步增大成形前區(qū)（圖1中A區(qū)）厚度偏厚一側(cè)的電加熱功率，降低偏厚一側(cè)的玻璃液黏度以減小這一側(cè)拉邊機(jī)的橫向分力，達(dá)到一側(cè)“減量”的目的；同時(shí)增大同一側(cè)成形區(qū)（即圖1中B區(qū)）的電加熱功率，升高溫度，使此區(qū)域的玻璃液黏度相對(duì)另一側(cè)更低，更利于玻璃液的攤開。在調(diào)整電加熱的過程中，對(duì)拉邊機(jī)也進(jìn)行了相應(yīng)的微調(diào)，適當(dāng)減小了厚度偏厚一側(cè)的拉邊機(jī)壓入玻璃液的深度，作為電加熱調(diào)整的強(qiáng)化和補(bǔ)充。經(jīng)過這一步調(diào)整后，厚薄差有明顯好轉(zhuǎn)，玻璃厚度曲線變成如圖4所示。

第2步：在第1步調(diào)整的基礎(chǔ)上，又對(duì)成形后區(qū)（圖1中C區(qū)）進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法和前區(qū)相反，主要是降低厚度較厚一側(cè)電加熱功率，使其相對(duì)另一側(cè)有更小的收縮率，收縮率更小意味著有更大的面積，更薄的厚度；同時(shí)增加厚度偏薄一側(cè)電加熱功率，增大其收縮率，更多的收縮得到相對(duì)更厚的玻璃，經(jīng)過第2步的調(diào)整之后，厚薄差降到0.02～0.03 mm，滿足了產(chǎn)品的需求，厚度曲線如圖5所示。

5 結(jié)語

對(duì)于0.7 mm的超薄浮法玻璃厚薄差偏大的問題，根據(jù)該浮法線自身情況，主要從電加熱調(diào)整控制溫度、進(jìn)而影響?zhàn)ざ鹊慕嵌冗M(jìn)行了分析和調(diào)整，使厚薄差滿足了生產(chǎn)要求，經(jīng)過多次實(shí)踐具有可重復(fù)性，證明此條超薄浮法生產(chǎn)線中，錫槽內(nèi)電加熱在成形前區(qū)及成形區(qū)、成形后區(qū)的調(diào)整，均對(duì)厚薄差有較大改善效果。厚薄差成功的優(yōu)化調(diào)整也使得產(chǎn)量和質(zhì)量都得到較大的提升。