浮玻璃法工艺技术的研究与提升

秦皇岛玻璃工业研究设计院——浮法玻璃工艺技术的开创者、垦荒

者、开拓者

秦皇岛玻璃工业研究设计院，是目前世界三大浮法中的“中国洛阳浮法工艺技术”的主要发明单位之一，是河北省高新技术企业、河北省首批创新方法应用示范院所、创新方法推行国家级区域示范企业、国家火炬计划重点高新技术企业，在2012年入选了河北省首批“巨人计划”创新团队。从“六五” 到“十二五”期间，秦皇岛玻璃工业研究设计院先后承担了大量国家和玻璃行业科研项目，取得百余项科研开发成果、省部级以上科技进步奖50余项，其中《浮法玻璃“逐级澄清”与熔窑大型化成套工程技术开发与应用》项目于2008年荣获国家科技进步二等奖，秦皇岛院还获得了国家级和省部级工程设计奖144项、国家设计金奖5项、国家新产品证书8项、制订38个国家和行业标准和产品测试方法，拥有专利50余项。秦皇岛院研发的许多玻璃工艺的专有技术和装备都居于国内领先水平，部分则达到了国际先进水平，不但在国内玻璃生产线上大范围应用，还出口到亚、非、欧等地区。

目前，秦皇岛院对玻璃工艺技术的研究覆盖了玻璃行业的各领域，其技术发展和研究成果如下：

一、浮法玻璃生产工艺研究

在 “洛阳浮法玻璃工艺”被鉴定命名（1981年4月底）之前，中国的浮法研究经历了三个阶段：1964年至1968年为第一阶段，是在里实验室完成的，这一阶段以北京建材研究院为主；1968年至1971年为第二阶段，在株洲玻璃厂完成了中间试验，以建材研究院、玻璃设计院、株洲玻璃厂为主；1971年至1981年为第三阶段，在洛阳玻璃厂完成了工业试验，主要参加单位有洛阳玻璃厂、秦皇岛玻璃研究院、杭州新材料设计院、秦皇岛玻璃设计院、建材研究院、株洲玻璃厂、上海玻璃机械厂等。

在1995年5月4日，两家“洛阳浮法玻璃工艺”的主创单位，即秦皇岛玻璃研究院与秦皇岛玻璃设计院，合并为秦皇岛玻璃工业研究设计院。自建院以来，浮法玻璃生产工艺技术研究与提升一直是秦皇岛院科研和设计工作的重点和根本。

如果顺着一条浮法玻璃从原燃料到成品的工艺脉络、从生产线的热端走到冷端，可以展现许多秦皇岛院的研究成果：

1.原料采选和综合处理技术 （1）原料的砂岩湿法棒磨粉碎工艺

砂岩湿法棒磨粉碎工艺是秦皇岛院“七五”科技攻关项目，曾获国家科技进步三等奖。工艺特点是采用湿法棒磨与湿法磁选、重选、浮选、组合酸洗等相结合的方式，对块状砂岩（粒状硅砂）优选加工，可大幅提高玻璃硅质原料的质量，并可大幅减少硅尘的产生、保护环境。

当年砂岩湿法棒磨粉碎工艺的出现，结束了国内采用传统粉碎工艺不能生产出高档浮法玻璃用硅质原料的历史。随后，秦皇岛院不断对湿法棒磨粉碎工艺深化、完善，开发出了工艺更简化、投资更少的水力分级、受阻沉降等设备，成功生产出超白玻璃用砂，提高了超白玻璃质量和成品率。

（2）浮法玻璃配合料粒化预热工艺

“浮法玻璃配合料粒化预热工艺技术研究开发”是秦皇岛院承担的国家科技部在2007年至2009年院所专项资金项目科技发展规划三年课题之一，秦皇岛院完成了玻璃配合料飞散实验、分级实验、预热过程中的粒级变化实验及熔融实验，进一步完善了配合料粒化工艺技术，改进了玻璃配合料的粒化成球性能，优化了各相关工艺参数。

取得初步成果之后，2010年5月又进行了浮法玻璃配合料粒化预热技术与装备的中间试验，通过选定合理的试验规模并参考浮法玻璃熔窑的窑龄周期，在中试线上完成了预热设备的选型后，又完成了设备的结构、材质和相应控制方案设计，并通过专家论证。

截止到现在，秦皇岛院在“浮法玻璃配合料粒化预热工艺”方向上的研究已经获取“玻璃粒化料预热器回转筒”、“玻璃配合料粒化粘结剂添加装臵”、“玻璃配合料间接接触立式预热器”等3项专利。进入“十二五”之后，秦皇岛院在之前的研究基础上初步完成了“利用熔窑烟气余热实现玻璃配合料预热、投料一体化的新技术装备”的研发，研制出“蓖式预热机”。

2.浮法玻璃熔窑燃烧技术的研发和应用 （1）玻璃熔窑焦炉煤气及多燃料混烧技术

秦皇岛院当前的浮法玻璃熔窑燃烧技术集成了熔窑结构、专用燃烧器结构、焦炉煤气净化单元、自动化控制系列软件的研发，特别是在“十一五”期间技术得到了长足的发展，标志就是成功将“焦炉煤气燃烧成套技术和装备”应用在山西利虎玻璃集团等六条浮法线上，为企业节省了燃料成本、创造了的利润；同期还将这项专有技术出口到了越南、乌克兰等国家，得到了国际市场和用户的认可。随着国家产业政策调整，秦皇岛院“焦炉煤气燃烧成套技术和装备”的市场份额还将扩大。秦皇岛院自主研发的“玻璃熔窑焦炉煤气及多燃料混烧系统和装备”，作为能源综合利用的成功范例，在2013年6月获得中国建筑材料集团有限公司技术革新一等奖，在2013年12月，获全国“建材行业技术革新奖”技术开发一等奖。

（2）浮法玻璃全氧燃烧工程应用技术

由秦皇岛院主要承担的 “国家十一五科技支撑计划” 课题“玻璃熔窑全氧燃烧技术研究”于2006年11月1日正式立项，2010年4月底各子课题通过专家验收。到目前为止，课题在熔窑模拟、全氧条件下的玻璃熔制技术、全氧熔窑结构、新型耐火材料、全氧燃烧喷枪、全氧燃烧熔窑DCS控制系统、现场制氧技术、玻璃配合料预热技术等方面都开展了大量的研究工作并取得了成果，按照课题任务书的要求已经按计划完成主要研究内容，并把部分研究成果已应用于实践。2008年和2009年申请了2项发明专利。在“十二五”期间，“零号小炉纯氧助燃技术”在国内7条浮法玻璃生产线上应用，节能效果显著，2013年获得国家新产品试制计划证书。

3.浮法玻璃“逐级澄清”与熔窑大型化成套工程技术开发及应用 秦皇岛院通过长达十年坚持不懈的的开发及工程应用，完成了《浮法玻璃“逐级澄清”与熔窑大型化成套工程技术开发及应用》项目，该项目以创新性突出、具有自主知识产权、技术水平高、国内外竞争力强、节能减排效益显著等特点获得了2008年度国家科技进步奖二等奖，是建材行业2008年获得的唯一国家级科技奖，并于2009年获秦皇岛市市长特别奖。

这一技术不但使单公斤玻璃液的熔制能耗降低25％，还成功地解决了国内外多年未攻克的微气泡缺陷难题，浮法玻璃“逐级澄清”与熔窑大型化成套工程技术开发及应用包括如下几个子系统：

（1）“第三代小鼻区柔性力吊墙”，是具备国际先进水平的大型关键核心节能设备，成果已经在国内多条浮法线上应用，替代国外同类产品，并应用到日本、越南等多个国家。在投入商业运营的基础上，秦皇岛院还将对设备定型核心结构通过高温试验做进一步完善。

（2）熔窑的计算机实验室各部位模拟试验，根据试验和数学模型，对窑炉结构进行优化。

（3）平面压力轴承大碹膨胀调节机构，这项成果已经应用在新建的千吨级浮法线上，效果良好。

（4）成套日熔量1000吨浮法玻璃生产线设计及设计软件。

（5）窑炉快速换向软件、多级换向抗扰动软件、熔窑智能闸板换向系统软件、窑温智能控制系统软件、冷端自动取板系统软件，这一系列软件在国内多条生产线的现场应用中得到完善。目前秦皇岛院正致力于冷端智能切割输送软件的开发研究。

（6）锡槽升温膨胀控制装臵和新型过渡辊台及擦锡装臵专有技术。 “十二五”期间，秦皇岛院继续对“大吨位浮法玻璃熔窑的熔化与澄清”进一步研究，通过承担河北省重大科技支撑计划项目，完善和提高了大吨位熔窑的集成技术和装备水平。2013年，“日熔化量1000吨浮法玻璃生产线重