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超薄浮法玻璃生产线的设计生产基本概况及特点

超薄浮法玻璃生产线的设计、生产基本概况及特点

2010年第31卷第6期

超薄浮法玻璃生产线的设计,生产基本概况及特点

刘建国

（中国建材国际工程集团有限公司,上海200063）

摘要:

作为电子玻璃基片的超薄浮法玻璃,具有良好的经济效益,近几年得到了快速发展.文章根据超薄浮法

玻璃厚度薄,生产速度快,产品质量要求高的特点,从设计,生产和超薄浮法线特点等方面对超薄浮法玻璃生产线进

行了简要阐述.

关键词:

浮法玻璃;设计生产概况;生产线特点

Design,CharacteristicsandGeneralProductionSituationofUltra

ThinFloatGlassProductionLine

LUJian—guo

（ChinaTriumphInternationalEngineeringGroupC,Ltd,Sha,!

lghai200063,China）

Abstract:

Thispapersimplydescribeddesign,productionandcharacteristicsofultrathinfloatglassproductionlinebased

onfeaturesofultrathinfloatglassincludingsmallthickness,rapidproductionandhighquality.

Keywords:

ultrathinglad;generaldesignsituation;characteristicsofproductionline

超薄玻璃产品主要用于电子信息产业,如液晶

显示器,手机,仪表显示器,以及医用和工业仪表等

行业,而薄玻璃（通常指1.5～2mm厚度的浮法玻

璃）进一步深加工后做成安全玻璃,还用于汽车行

业.超薄玻璃在电子信息产业中很大一部分是用作

平面显示器的基片.液晶显示器自1968年问世以

来,已被广泛地应用到电子手表,计算器,数字式仪

表,游戏机,照相机,传呼机,电话机,移动电话机,传

真机,复印机,办公用的各种字符显示终端,笔记本

电脑,台式电脑,便携式电视机,大型平板显示器,并

开始用于29寸电视机等一系列需要显示的地方,在

各个领域获得了广泛的应用.

液晶显示器主要分为3类,第1类为TN型液

晶显示器,黑白单色;第2类为STN型液晶显示器,

伪彩色,响应速度较慢;第3类为TFT型液晶显示

器,真彩色,响应速度较快.超薄浮法玻璃产品正是

用来做TN和STN型液晶显示器的基片的,目前我

国已是全球TN和STN型液晶显示器的主要生产

国和输出国.这2种显示器由上下两片基板玻璃组

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成,基板玻璃上先镀Si02膜再镀氧化铟锡薄膜即

ITO膜,制成导电玻璃,再与液晶,偏振片,控制电路

等一起组成液晶显示器.由于技术所限,国内市场

上超薄玻璃的大部分仍然依赖进口解决.

近年来.国内超薄浮法玻璃生产得到了很大的

突破,先后建成了数条超薄浮法玻璃生产线,目前已

经能够成批稳定的生产1.1～1.6mm厚度的超薄

玻璃,并可生产0.55mm厚度的产品.为便于总结

和提高超薄玻璃生产,现对作者曾参与设计的某厂

400t/d超薄生产线的基本概况和创新点进行简单

的论述.

1设计基本概况

目前世界上采用浮法技术生产超薄玻璃,大多

吨位在50～200t/d之间,而选择规模400t/d级生

产线成批稳定的生产超薄玻璃尚不多见.该生产线

的建成填补了国内空白.

1.1生产线主要工艺技术指标

1）熔窑熔化能力:

400t/d

2010年第31卷第6期

2）非冷修年玻璃产量（按5mm计算）:

221万

重量箱

3）冷修年玻璃产量:

166.5万重量箱

4）平均年玻璃产量:

214万重量箱

5）玻璃原板宽度:

2800～3300mm

6）玻璃厚度:

1.1～6mm

7）产品品种:

无色透明玻璃

8）熔窑冷修周期:

8年

9）成品率:

78%

10）机组利用率:

97%

1.2熔化工艺及熔窑

1）重油燃烧系统

采用底烧式喷枪,每个喷枪设有流量计及调节

阀以实现流量定值自动控制,每对小炉的助燃风量

与每对小炉的油量进行比例调节,以确保燃料的充

分燃烧及窑内气氛的控制.

2）助燃空气

采用中央烟道形式,每对小炉支风管设有流量

计量和自动调节及换向装置.烟气与助燃风采用交

换器进行支烟道换向.每个支烟道设转动式调节闸

板,以控制废气流量,总烟道设等双翼调节闸板自动

控制窑压.

助燃风机采用交流变频调节技术,以达到节能

降耗的目的.

3）冷却部微调风

采用变频风机控制风量,使流道玻璃液温度波

动范围为±1℃.

4）在卡脖处设置水平搅拌器,同时在卡脖处设

置结构新颖的水包.

5）在热点附近设置鼓泡装置.

6）玻璃熔窑

（1）主要技术指标

熔化能力:

400t/d

窑龄:

8年

热耗:

≤1750×4.187ld/kg玻璃液

熔化率:

1.95t/（m?

d）

小炉对数:

6对

一

侧小炉口总宽占熔化带比例:

51%

熔化部面积:

2051q'1

冷却部面积:

114.75m2

全窑池深:

1.2m

小炉间距3.1m

一

侧格子体换热面积:

8000m

（2）熔窑结构特点

①采用新型前脸吊墙,配有高压风冷却系统,延

长前脸使用寿命,提高熔化能力,改善熔化操作条

件.

②设计中尽量加大1#小炉至前脸的距离（本

次设计为4.0m）,充分发挥1#小炉强熔化作用,并

可减轻飞料对格子体侵蚀和堵塞.

③全窑采用平底浅池结构.

④采用窄卡脖形式,并在该处设有可调式小吊

墙结构,隔断了熔化部与冷却部的火焰空间,可减少

熔化不稳对成型的影响.

⑤合理优化小炉口结构设计,一方面有效的增

大小炉口火焰的覆盖面;另一方面要满足熔窑的"双

高"热负荷操作.

1.3成型工艺及锡槽

1）主要技术指标

生产规模:

400t/d

产品厚度:

1.1～6mm

原板宽度:

2800～3300mm

玻璃带出锡槽温度:

590～600℃

生产周期:

8年

锡槽电加热最大使用功率:

4200kw

锡槽电加热区:

38个区

锡槽保护气体用量

氮气:

2400Nm0/h

氢气:

80～160Nm/h

锡槽冷却风量:

约340000m/h

表1锡槽尺寸

2）锡槽结构及特点

（1）选用适合生产的喇叭型深池流道,其顶部设

有隔断窑炉出口空间的吊墙装置,胸墙上预留有

LPG喷火孔及电加热元件.流道上设有2道调节

闸板.

（2）锡槽支撑钢结构采用框架式结构,槽底钢结

构为纵向滚动式,槽顶用钢结构密封,为吊挂式结

构.

（3）槽底砖结构按成形工艺要求,沿锡槽纵向分

为几个不同的深度区,并在关键部位设置石墨挡坎,

以减少纵向冷锡液流返回高温区.

（4）槽顶采用全组合式吊挂平顶结构,并在锡槽

进,出口设置隔墙.顶部电加热元件采用三相硅碳

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2010年第31卷第6期

棒o

（5）采用17对悬挂式拉边器,有利于稳定生产

及改变玻璃板的厚度.

（6）采用保护气体导流技术,设置2对导流装

置.

（7）为减少锡液横向温差和玻璃带厚薄差,锡槽

宽段设置两对直线电机.此外在锡槽尾部配有1对

诱导式扒渣机.

1.4退火工段

1）技术指标

生产能力:

400t/d

原板宽:

2800～3300rain

原板厚度:

1.1～6mm

玻璃板进窑温度:

600±20℃

玻璃板出窑温度:

≤70℃

玻璃板进窑横向温差:

≤15℃

玻璃板出窑B区温度波动:

≤±3℃

6mm玻璃残应力:

≤8.76kgf/cm2

2）主要设计尺寸

总长:

105.1m

内宽:

4600mm

保温段长:

64.3m

非保温段长:

40.8m

加热功率:

1165kw

风机装机功率:

415kW

风机实际使用功率:

346kw

3）火窑的分区及加热见表2

表2火窑的分区及加热

1.5冷端

冷端选用国外设备,分别设置了应急,质量检

测,切割掰断,防护,堆垛包装及成品转运等功能区.

主要技术参数

原板宽度:

2800mm

玻璃厚度:

1.1～6mm

在线切割最大尺寸:

2440mm×3000mm

在线切割最小尺寸:

914mm×1220mm

横掰前辊道速度:

75～l200m/h

2生产基本概况

超薄玻璃从厚度2mm开始依次生产1.6mm,

90

1.3mm,1.1mm.生产2mm时,熔化量为400

t/d,随着玻璃生产厚度的减薄,熔化量逐渐减小,其

他生产指标也随之相应的调整,见表3～表5.

表3超薄玻璃生产的主要技术指标

瓷越2010年第31卷第6期

生产主要技术指标:

总成品率:

87%

一

级品率:

95%

切裁率:

85%

光学变形:

6O.～64.

气泡:

无≥0.3mm

夹杂物:

无≥0.3mm

点状缺陷密集度:

无

划伤:

无

对角线差:

小于对角线平均长度的0.2%

尺寸偏差:

一1～+1mm

厚薄差:

<0.3mm

弯曲度:

<0.2%

3超薄技术特点

1）配方调整

表6玻璃配方w/%

配方调整见表6,从表中可以看出,超薄玻璃在

实际生产中降低R2O和A12O3的含量,并提高CaO

的含量,满足超薄玻璃高速拉引的特性.

2）选用优质硅质原料

超薄玻璃产品主要用于电子信息产业,因而对

玻璃质量和透光率要求更高.选用海砂替代石英岩

粉磨砂,超细粉含量从10%几乎降到了零,提高了

熔化质量.Fe203含量从0.15%降至0.05%,降低

了玻璃成分中Fe2O3的含量,使超薄玻璃透光率达

到91%以上.

3）优化熔窑结构设计

（1）4OOt/d普通浮法线熔窑的熔化率通常为

2.03-2.05t/（m2.d）,而超薄浮法线为得到更高的

玻璃液质量,熔化率设计为1.95t/（m?

d）.同时将

1#小炉中心线到前脸距离由通常的3.5m增加到

4m,加强了玻璃的预熔.

（2）生产超薄玻璃时需减产,因此,为保证成型

特性的要求,熔窑澄清带应适当缩短,使其即能满足

2mm以下的超薄玻璃的生产,又能满足生产2mm

以上的普通玻璃.

（3）熔窑热点处设置鼓泡系统,以强化玻璃液的

均化,减少换料的时间,稳定热点温度,加强玻璃液

对流.同时对提高熔化能力,提高产品质量,节能降

耗有明显的作用.

（4）冷却部备有液化石油气加热系统,可根据实

际生产状况决定是否使用,以满足生产不同规格超

薄玻璃产品的要求.

4）锡槽特点

（1）400t/d超薄线锡槽平面尺寸几乎与

9】

2010年第31卷第6期

600t/d规模的锡槽相当,这是综合考虑超薄玻璃生

产特点及设置更多拉边器等因素所决定的.超薄线

锡槽氮气用量2400m0/h,较相同规模的锡槽增加

了40%,一方面减少了锡耗,另一方面提高了槽压,

避免了锡滴和光畸变等缺陷.

（2）电加热分区更细致,电加热功率适当增加.

当生产超薄玻璃时,因拉引量降低,玻璃的成型温度

得不到保证,此时,一方面提高流液道温度（提高至

1200℃）,另一方面可全部开启锡槽电加热,以满

足成型区温度的自由调节,保证拉薄成型区的温度

制度.

（3）设计中增加了宽段的长度,取消了成型区后

的冷却器,提高了玻璃的表面质量,使1.1mlTl超薄

玻璃的光学变形提高至60.以上.

（4）根据超薄玻璃生产特点,各区段不同程度的

加深锡液深度,较一般锡槽深5～20mill-.石墨挡

坎由普通浮法线的二道增加到四道,位置分别位于:

末对拉边器～收缩段之间二道;收缩段出口和锡槽

出口前段各一道.同时在高温区和中温区各设置一

对直线电机.上述措施可有效地控制锡液对流,减

少锡液横向温差,使玻璃的平整度达到0.15m/20

（5）依据拉薄成型区的温度制度确定拉边机的

布置区域,根据拉边机对超薄玻璃的作用效果确定

拉边机的间距.拉边机间距为1200～1500mm,

有的超薄线甚至为900mm,较一般生产线拉边机

间距1800mitt相比要小许多.

5）退火窑采用热风工艺.常规玻璃生产线退火

窑A,B,C区一般在边部设置加热元件,中部不再布

置电加热,而超薄线生产由于拉引量降低,玻璃板带

人的热量减少,同时由于玻璃板薄,散热快,因此,在

退火窑A,B,C区的中部必须设置电加热.另外,在

D区（Rt区）还为冷风预热设置了加热器,当玻璃板

带人的热量不够时可提供热量.

6）退火窑辊道的辊子间距较常规生产线要小,

以防止玻璃翘曲变形.

7）电子玻璃基片太薄,普通的切割机不能满足

切割要求.为此,需引进世界上最先进的专门用于

切割超薄玻璃的皮带式切割机.此外,冷端输送速

度较高达到4500122An,对各传动齿轮箱,各轴承的

质量有严格要求,以免发生跳动擦伤玻璃.

收稿日期:

201o一08.24.

作者简介:

刘建国,工程师

E—mail:

*******************

（上接第79页）

了重要保证.经生产中实际测量:

A区外壳温度

<60℃,B,C区外壳温度<55℃.

4结语

超白太阳能玻璃退火窑精密的温度制度和热工

控制以及密封保温是生产高质量超白太阳能玻璃的

要求,也是提高生产效率,节能降耗和生产高质量太

阳能玻璃的必要保证.超白太阳能玻璃退火窑设备

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的综合效率直接影响企业能否获得最佳经济效益.

我公司自行设计研究的超自太阳能玻璃退火窑

已在东莞南玻太阳能玻璃一线及改扩建项目中投人

生产使用,在太阳能玻璃的质量,设备运行中的节能

降耗等方面取得业主满意的效果.

收稿日期:

2010—08—1I.

作者简介:

丁玉祥（1965一）,高级工程师

E—mail:

*******************