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供料道4--各种用途的供料道

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-08-16  来源:中国玻璃模具网  作者:中国玻璃模具网  浏览次数:923
核心提示:1 着色供料道上世纪后期,世界上出现了着色供料道的新技术,实践证明这种供料道在技术上已经成熟。随着市场需求的多元化,这种着
 1 着色供料道
上世纪后期,世界上出现了着色供料道的新技术,实践证明这种供料道在技术上已经成熟。随着市场需求的多元化,这种着色供料道有着良好实用前景和发展趋势。
现以国外着色供料道的典型案例作为知识性资料介绍。
 
⑴ 着色供料道简介
供料道着色是生产有色玻璃而无需更换整个窑炉颜色的良好方法。其特点是在同座玻璃熔窑可同时生产几种不同颜色的产品,使临时着色过程成为可能。因此增加了玻璃熔窑的灵活性。
多年来,根据玻璃制造商的具体要求,世界上已经有几家公司已成功进行了着色料道设计。已在世界各地不同的玻璃制造上得到应用,如瓶罐玻璃,器皿玻璃或平板玻璃、玻璃空心砖等。
1)优点
·广泛的生产可能;    
·满足大多数要求的广泛色彩范围;
·自由色彩匹配;
·高灵活性(小批量生产系列);
·重新着色更快;
·褪色低;
·颜色分布好;
·耗能低。
2)设计特点
·比一般供料道要长25~30%; 
·料道宽度16~48″;
·长度18英尺或更长是可能的,能适应当地情况。
3)玻璃类型
·化妆品玻璃;    
·水晶玻璃; 
·餐具;          
·容器玻璃。
4)玻璃颜色
着色供料道几乎对任何颜色的玻璃都是可行的,绿色和不同类型的绿色如:古典绿色、翠绿色、枯叶绿色;钴蓝色、枣红、粉红色、紫色、紫罗兰色、黄色、黑色、烟色、灰色等。
5)色变期
无色到彩色:大约6小时;
彩色到无色:大约8~12小时。
6)专用设备的选择
依据对着色质地要求的不同,着色供料道的专用设备配置可供选择的有:
排料系统“VARI-DRAIN”;
均衡区搅拌系统;
供料道电助熔。
这些专用设备,使用者是要视着色质量要求标准的不同有所选择而已,并非每条着色供料道都是必需的。
 
 
图1是国外着色料道的外观图(配置四台搅拌装置)。
 
⑵着色供料道的结构
着色供料道根据颜色需要吨位和现场条件来单独设计。所有供料道通常由一个加热/称量区、搅拌区、冷却区,以及调节区组成。
1)加热区(图2)
 


 
第一段是着色玻璃升温区。在这段安装定量加料装置是为了在玻璃表面上添加着色剂。此外,玻璃被加热到大约1260~1310℃使着色剂在该段能熔化。因此在加热区两侧用双排烧嘴来增强燃烧系统。
 
2)搅拌区(图3)
搅拌区的功能是混合熔化的着色剂和无色玻璃液。为此在该区的顶盖预留一些开口以便安置陶瓷搅拌器。搅拌装置的数量和排数取决于颜色类型和供料道总出料量。在该区要考虑不能搅拌的时间。因此,搅拌区可以设计成更宽的通道或更高的玻璃液面。
 
3)冷却区(图4)
在搅拌区后建立一个冷却区。由于需要更高的温度来熔化和搅拌,玻璃液必须冷却和调节以便用于成型过程。冷却设备根据供料道类型采用如散热开口和顶盖内间接冷却空气通道。根据产品和着色剂类型来单独设计冷却区。
 
4)均化区(图5)
 最后还有一个均化区,它是供料道着色的一部分。该区确保成型过程的最后调节。为达到温度均匀,附加的搅拌系统是有利的。在工程设计中要计划在上部结构开搅拌器孔。
 
5)耐火材料(图6)
加热区和搅拌区的槽砖采用熔铸锆刚玉砖(AZS)。冷却区和均化区料道可采用AZS熔铸锆刚玉砖,α/β氧化铝砖或烧结锆莫来石砖。加热区和搅拌区的上部结构材料采用特殊高密度和低气孔的烧结铝氧化锆耐火材料(锆莫来石)以减少由于高温和着色剂挥发的腐蚀。冷却区和均化区的上部材料由高铝材料制成,采用特殊设计以得到最佳冷却和加热效率。尖端保温材料被用于所有区以达到极低热量损失值,以减少燃料消耗,提高玻璃热均匀性。
 
⑶ 着色供料道的设备
1)称重设备(图7、图8)
 

 
在着色过程可以使用任何矿物颜料(着色产品)。铜、铬、镍、硒、钴和其他元素可以被用来生成全系列的颜色。这些元素的各种组合成为一个非常大的颜色调色板。
为了添加这些着色剂,需要安装特殊设计的供料装置,包括几个组成部分:
• 用一小配料斗来存放着色剂;
• 一个计量溜槽从配料斗添加可调节流量的着色剂到称重盘;
• 一个特殊的称重盘,称量准确数量的着色剂;
• 一个输送装置连到气动除尘器;
• 一个气动除尘器降低着色剂微粒以防止耐火材料腐蚀;
• 带一个或两个分配器的加料料斗,从供料道顶盖添加着色剂到玻璃液表面。
 
2) 搅拌系统
 
一个搅拌器组(图9)包括几个搅拌器,连接轴承和链条传动以及驱动和连接器用的冷却设备。元件是作为一个成套装置安装在钢支撑框架内,连同控制面板来控制搅拌器的旋转方向和速度。搅拌器的搅拌类型分别设计,以达到最好的色彩均匀性结果。
每一个搅拌器组可单独向上吊离玻璃液以便进行维修工作(如更换搅拌器)。在这种情况下,搅拌棒吊在供料道上部结构正上方。另外,搅拌器组也可以横向移到供料道旁的平台以便于维修,如更换搅拌器。
 
 3)λ(过剩空气系数)控制(图10)

 
 λ控制是一个选择性的工具,可确保燃气-空气-混合中氧气量恒定。因此在燃气站没有测量和手动调整下,混合物可设置在还原、中性或氧化条件。这大大简化了频繁色彩改变需要不同燃烧条件的程序。此外,λ控制在气体成分波动时是很有利的。
天然气由一个传感器来分析。根据气体组成和所需的λ值,所需的空气流量与天然气混合。
 
⑷ 单独着色供料道的布局(图11)


 
【关注发展趋势】
1)随着玻璃窑炉大型化和市场对多料色、多品种玻璃瓶需求的多元化,着色供料道会逐步进入人们的视线。
2)着色供料道技术的发展和应用必将进一步推动供料道技术的发展,也必将对料滴成形技术提出了更高的要求。
 
2 特殊型供料道
所谓特殊型供料道,主要指有两种极端:
1)瞬间出料量特大,而要求的相对间隔时间又特殊的供料道;或者其它条件要求极高的特种玻璃的供料道。这些供料道的长度、宽度和深度等多种要素都超越了常规供料道的做法。
2)另一种是对供料道内温度要求极高;供料道长度特长(有长度超过15m甚至20m)或超越常规的特小形玻璃制品的供料道。例如,特殊的化妆品瓶的供料道等。
因上述两种供料道的为数极少,故本文不作深入讨论。
 
3 EMHART 240、640供料道
随着供料道的不断创新和技术进步,近几年EMHART在着力简化并推出了240、640两种典型供料道。据资料显示:当今国外绝大部分瓶罐玻璃企业都选用,足以见证它的优越性和适用性。这两款供料道成熟可靠,专门为此编辑的技术资料竟多达百余页(含图片),这足以判断它在技术上的深度。
 
⑴ EMHART240、640供料道的主要特点
EMHART的典型的240、640的两种料道是针对不同出料量的生产线需求设计的,体现了适用性、实用性及经济性的特点。
1) 根据出料量设计不同的料道上部结构,综合考虑了加热和冷却两方面均衡和效率,提高了料道的调节效率。
2) 240型料道采用平型顶砖和间接冷却结构,采取加强保温设计适用于小出料量料道(结构和热传导分别见图12和13所示)。
 

 
3)640型料道采用分隔型顶砖和间接冷却结构,充分考虑加热和冷却方式之间的热平衡和热效率,
适用于大出料量的料道(结构热传导见图14和图15所示)。
 

 
4)料道截面根据温度分布和调节要求采用了分层分级的合理保温形式。
注:图中,粗箭头分别表示加热/冷却时热传导的方向。
【关注点】
料道上部顶盖砖结构有其独特的设计特点:从图16和图17中可以看出,两种料道在结构设计上的相同和不同之处,两种类型的料道均采用了间接冷却方式,即冷却风通道与料道内的环境是隔离的,除燃气废气排放口外基本是密闭的结构,因此具有以下特点:
1)消除冷却风对中央玻璃液表面的影响;
2)冷却风变化不影响料道内部压力,燃烧稳定;
3)冷却风不和燃烧后产物混合,提高了系统加热/冷却的效率;
4)有效的减少挥发气氛的逸出,避免冷凝物对玻璃液的污染;
5)用于包括高挥发性在内的各种性质的玻璃生产。
 
【留意点】从这两幅图片中仔细观察可以发现240型与640型供料道的最明显差异在于供料道的上部盖砖形状和排气通道以及冷却(加热)的形式上的区别。用科学方法分析或许有它一定的道理。
⑵ 料道控制平台的基本特点
 
1) 加热和冷却控制系统智能化
采用SimensS7-400PLC架构组成的网络系统可以把数条甚至上百条分配料道、供料道连接成网络系统,并在一个操作界面进行观察控制,控制界面图见图18、图19。
 

 
 2) 先进的操作界面和傻瓜化操作
界面温度控制(图20)只需设定料滴温度和料道左、右侧温度差即可,两侧温度可以设定5℃或5℃以下,在选择高精度热电偶作为测温元件(±0.1℃级)情况下,供料道控制精度可以达到±1℃。
 

 
【综合留意点】
1)从以上几幅横向剖面的简图中可以清晰地看出:EMHART240、640型系列供料道能充分实现成型工艺“横向均匀,纵向稳定”的理念。
2)它的上部盖砖结构看似复杂,实则是科学而合理的。因为上部盖砖的形状符合热量传递原理,它直接决定了供料道内玻璃液温度的匀质。
3)EMHART240、640型系列供料道内温度的匀质可从其中240型的一个实测数据案例图(图21)中明显看出它的优越性。 
 

 
 
4 全电加热供料道
全电加热供料道分为两种形式:
1)浸入电极直接加热的供料道,近几年国内已趋逐步淡出;
 
2)輻射式全电加热供料道。
⑴ 国外以ELECTROSEAL全电密封供料道为案例,其特征
1)全密封保温极强的供料槽;
2)弃了传统的顶盖板砖设计;
3)精准合理的加热分布;
4)有精准的料槽冷却位置;
5)人性化又可靠的控制系统。
 
【留意点】国外ELECTROSEAL全电密封供料道,其最大特色在于它有连续控制的放料系统。这对于国内瓶罐玻璃行业较普遍存在的条纹缺陷来说,无论哪种供料道都是值得借鉴的。
 
⑵ 国产全电加热供料道
国产全电加热供料道的技术日趋成熟,近几年已被广泛应用,而大多数是为国产单滴料制瓶机配套。尽管这些通用型供料道结构上各有特点,但是上部顶盖板砖结构设计理念与国外比较则有一定差距,值得进一步探讨。
迄今为止,国产全电加热供料道,还没有一条与十段双滴料制瓶机相匹配后的实际运行数据,能够支持其玻璃料液的温度匀质数据报告的案例。这应引起瓶罐玻璃行业高度关注。
 
 
 
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