玻璃机械-锡槽

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产生缺陷降低,有利提高带质量。
② 槽底
设计开始为平底,深度相等。后发展节约
锡液成阶梯状:
各工厂阶梯尺寸和形状不一样(专利)。 槽底结构:钢结构钢壳槽内衬耐火泥、 耐火混凝土或耐火砖砌成锡液槽,深
40~100mm,
槽底混凝土开裂与上浮缺陷处理非常麻
烦,耐材须用固定件固定。
高温区槽壁镶石墨条,防止玻液与槽壁粘附, 也有高温区槽底上铺石墨砖或捣打料。
分槽底和侧墙两部分。 钢结构槽体内衬耐火混凝土或耐火砖,材 质选用电熔刚玉、电熔硅石。 进端流道有宽型和窄型二种,大多数用窄 型。 流道标高与锡液表面距离(即悬落高度), 唇口与锡液的悬落高度使熔窑玻璃液能方 便摊落到液面上。
安全闸板作用:锡槽发生故障可迅速放下,中 断玻璃液流。
调节闸板作用:控制玻璃液流量,并密封锡槽 进端,防止保护气体外溢。 安全闸板和调节闸板为机械传动。
7.2.4 锡槽
保证质量的关键设备。有不同的锡槽结构。 锡槽要求: ①能长期在高温下工作。锡熔点230℃,为 保持液态要不断加热。玻璃液温度 950~1000℃。注意高温下结构变形。 锡槽盛锡量>100吨,锡液保温、贮存、倒 换有很大难度。希望冷修周期长且修理时 间短;
②密闭性良好。锡遇氧反应生成SnO2,除 消耗锡液外,SnO2粘在玻璃带上使玻璃质 量变坏。一般通入保护气体。有(N2+H2) 和(N2+CO)两种类型。 保持保护气体不泄漏。
以减少裂纹。
锡槽加热电热元件三种类型:
1) 铁-铬-铝线圈式电阻丝。
优点:寿命长价格低,易制造,可用一周 期。缺点:温度分布不均,热效率降低较 快。
2) 碳化硅棒。国外浮法线皆用。使用寿 命60000h,尤其是山型三相碳化硅棒。与 单相棒比减少元件总数量,顶盖预留孔减 少并能保持电源各相负荷平衡,调速简便。
实际要达到这样低Kp是不可能的,要在保 护气中加H2,使Kp↓。
2H2+ O2= 2H2O 加氢H2后值Kp=1.305×10-24 atm 。
H2对降低氧与锡液的平衡分压有良好 的化学热平衡效应。当锡槽封闭不好,锡 槽内氧含量过高,氢气将不能满足氧的分 压平衡需要,锡液的氧化就会加剧。氢的 含量不可能无限制的增加,氢的增加不仅 是浪费,而且安全上也是不允许的。
经验公式:锡槽内部长度
L=L1+L2+3
式中,L为锡槽长,m;L1 、 L2 分别为 宽部与窄部长,m;3为收缩段长,m。 则 L1≈2/3(L -3)
L2≈1/3(L -3)
锡槽内部宽度
S1 B 1 i 2 f1
式中,S1为宽部内宽,m;B为玻璃带宽,m; f1宽部露锡宽,m;i为玻璃带收缩率,%。
锡槽漏风无法建立热工制度,玻璃会产
生严重缺陷。
③参数可调节 锡槽纵向和横向的温度; 玻璃液流量,玻璃带的形状和尺寸; 锡液对流的控制; 保护气体纯度、成分和分配量。
玻璃高质量、高产量的重要条件。
锡槽的分类






锡槽按下列特征予以分类。 按照流槽形式分 (1 ) 宽流槽型 流槽宽度和玻璃原板宽度相近。 (2 ) 窄流槽型 流槽宽度在600~1800mm范围内。 按照锡槽主体结构分 ( 1 ) 直 通 型 锡槽进口端和出口端宽度相同。此种 形式的锡槽, 结 构 简 单 , 制 作 方 便 ,一般配置宽置 宽流槽。 ( 2 ) 宽 窄 型 也称大小头型, 其 进 口 端 较 宽 , 出 口 端 较 窄 , 结 构 较 复 杂 , 常 与 窄 流 槽配合。
计算可知锡槽外氧的分压是锡槽内的 41879倍。 虽然锡槽内保护气体压强大于锡槽 外,但槽内外氧的分压值相差特别悬殊, 如果锡槽密封不好,稍有渗漏就会使大 量的氧气进入锡槽,使保护气体的纯度 大幅度下降。须非常注意锡槽密封。
b 锡液对保护气体纯度的要求
理论计算锡液对氧的平衡分压是非常低的, 600 ℃ Sn+O2=SnO2 Kp=PO2=1.400×10-26 atm
安全闸板为耐热不锈钢。平时置于升起状 态。 调节闸板配合玻璃带拉引速度和拉引量不 断地调节。材质为电熔刚玉、电熔硅石。
(3)出口端 锡槽尾部的延 伸部分。结构
决定了锡槽气
密性好坏。
锡槽空间用一道后挡墙来分隔外部空间, 下部留开口,第一道挡帘将口封住,生产 留一窄小开口让玻璃带通过。 每根辊子上设挡帘分隔。
按照胸墙结构形式分 ( 1 ) 固 定 胸 墙 式 胸墙设计为固定的, 所 有 操 作孔、检测孔都有固定的位置和一定 的 尺寸。此种结构整体性能好 , 便于密封 , 但 限于操作孔位置固定 , 操作不够灵活。 ( 2 ) 活 动 胸 墙 式 也称为可拆胸墙式。此种锡 槽的胸墙上部分为固定式, 沿 口 以 上 至 固定 胸墙的间隙用活动边封填塞。这种结构的操作 孔可以根据需要灵活设置 , 便于操作 , 适应于 生产多品种产品 , 但密封较为困难。

(1)基本结构
① 形状和尺寸“宽窄型”,宽部与窄部的长短比2∶1。
锡槽长度:考虑拉引速度、拉引量、热平 衡和自控水平。 长度30~70m。发展趋势应尽量缩短,不 随拉引量或拉引速度提高而成比例增加。 锡槽尺寸也可用经验公式初选后,热平衡 校核,最后根据对技术掌握水平和具体情 况(如特宽板玻璃生产)来确定。
形成的氢气实际上氢含量为75%,氮含量 25%。 气体纯度:O2(体积分数)<5×10-6, NH3(体积分数)<2×10-6,
含水露点<-60℃。
(4) 保护气体的纯度 锡槽除要得到正确的保护气体供给外, 还要确保气体的纯度。 保护气纯度不单在气体制作,对锡槽维 护不当,也会降低保护气纯度。
a 氧的分压对保护气体纯度的影响 容器里装有几种气体的混合气体,每种 气体都对器壁作用而产生一定的压力, 用Pi表示某组分i对器壁的压力,即i组分 分压。理想气体混合物对器壁的总压力 为各组分分压之和,即: P=P1+P2+……+Pi=∑Pi 上式为理想气体混合物的分压定律(称 道尔顿分压定律)。
Na2O+SO2+ H2O= Na2SO4+ H2↑
上述反应式表明,反会增加SnS、H2O、 Na2SO4及漂浮Sn等有害物质的危害。这 些有害物质凝聚在一起黏性大,破坏了 玻璃带和锡液的互不浸润效应。 当锡液硫污染严重时,如芒硝含量大于 3%时就会造成累计性锡液污染。锡液 纯度逐渐下降,锡液内所含大量SnS对 H2产生还原反应。 SnS+H2=Sn+ H2S↑
观察小孔包括拉边机伸入锡槽的操作孔设 有气封并通入氮气保护。
顶盖多用吊平顶全密封结构。钢结构支 承横梁上悬吊顶盖,顶盖的重量由两侧 支柱承受,立柱的上面有调压器支承上 平台。
顶盖:分段的钢结构体。内衬耐火混凝
土或耐火砖,钢件固定,锡槽加温用电
热元件按工艺要求吊挂在顶盖上, 内侧热面与外部冷面温差大,混凝土冷 面易产生裂纹。因此,混凝土内配钢筋
保护气体纯度不能靠增加氢的用量解 决,应该靠提高保护气体制作纯度, 加强锡槽封闭,减少含硫组分的带入 来解决。
保护气体中氢的含量在满足降低氧的 平衡分压后,所多余的含量是有害的。 如过大会加速锡槽内如下反应过程。
SnO+H2=Sn+H2O SO2+2H2+Sn=SnS+2H2O SnO +H2S= SnS+H2O
(3) 洛 阳 浮 法 锡 槽 由中国玻璃工作者 设计, 由 于 在 洛 阳 试 生 产 成 功 而 得 名 。 这 种 锡 槽结构采用窄流槽、宽窄 型主体结构、过渡辊台等。锡槽内衬为 耐火材料 , 外壳为钢罩。 P B 法 锡 槽 、 LB 法 锡 槽 以 及 洛 阳 浮法锡槽的根本区别在于进口端 结 构 , 主 体 结 构 上 只 是高温段宽度有 所差异 , 低温段等宽 , 但断面结构 却基 本相 同。同规 模的生 产线 , LB 法锡 槽 比另外两种锡槽略短些 , 这主要是由于 LB 法锡槽中摊平段较短 , 甚至不设此段。
氢:原子结构简单,原子核外只有一个电 子。最活泼元素,有还原性,能夺取金属 氧化物中的氧,使金属还原。
氢的制取有两种方法。 一种是用电解法。 H2O→ H+ +OH阴极: 2H+ +2e→H2↑ 阳极:4OH--4e→2H2O+O2↑
第二种方法是用氨分解方法生产氢气。 将合成氨加热到800~900℃,经过镍触媒 可使氨分解为氮气和氢气。 2NH3→N2+3H2

( 1 ) P B 法锡槽 为英国皮尔金顿玻璃有限公司所发 明。该 锡槽的 进 口 端 为 窄 流 槽 形 式 , 主 体 结 构( 即 槽体 ) 为 宽 窄 型 , 内 衬 耐火 材 料 , 外 壳 为 钢 罩。锡槽的出口 端由过渡辊台 组成。如图 所示 。

( 2 ) LB 法 锡 槽 为美 国匹兹堡玻璃公司所 发明。该锡槽的进 口 端 为宽 流槽 形式 , 主体 结 构为 直 通 型 。 同 PB 型 锡 槽 相同,LB型锡槽 内 衬 为耐火材料 , 外 壳为 钢罩 , 其出 口端 也为 过渡 辊 台结构。
(2) 保护气体的成分 国外普通浮法线保护气体成分有: N2:97%,H2:3% N2:96%,H2+CO:4% N2:96%,H2:4% N2:99%,H2:1% N2:95%,H2:5%
国外一般建筑玻璃生产线使用的保护气 体构成比:H2<5%。 汽车玻璃生产线:H27~8%, 制镜玻璃生产线:H2较高,10%。 有的线还加入少量CH4,用量不超过H2 含量的5%。
3) 硅钼棒。山型。优点:电阻不随使 用时间发生变化,新旧元件互换时不影 响电参数,寿命>>碳化硅。 加热元件在顶盖上的布置方式和电功率 要满足锡槽的热工要求,要配齐调温装 置和仪表、操作和维修简便。
(2)进端结构 熔窑玻璃 液 在 1050 ~ 1100℃ 的 温 度下流向锡 槽的锡液表 面这一段。

( 3 ) 固 定 胸 墙 加 活 动 边 封 式 这种结 构综合了以上两种结构的 优点 , 将经 常 操 作处 设计 成 活动边封 , 以便于生 产 操 作 , 而 在后 部不 经常 操 作处设计为 固定式胸墙结构,仅预留必要操作 孔 ,以便于锡槽的密封。国内锡槽多采用 此种结构。
按照发明厂家分
(3) 氮和氢的性质及作用 氮:中性气体,活泼性很差,仅次于惰 性气体,高温下不与锡液、玻璃液发生 化学反应。常温下无色无味气体,空气 中有78%的含量,密度比空气小。氮冷 却- 195.8℃成无色透明液体,凝固点210℃。 锡槽用氮气为含氧量(体积分数) 小于5×10-6的高纯氮,在氮的生产过程 中经过除水和除硫处理。
通过推导可得混合气体的分压规律:
Vi/V=Pi/P=Xi
即i组分的压强比例与i组分体积比例、分子 比例相同。如锡槽内保护气体氧含量(体积 分数)为5×10-6,槽内压力为50Pa,氧对锡 槽侧壁的分压为:
PO2内=(105+50)×5×10-6=0.50025Pa
锡槽外(氧20.95% )
PO2外=105×20.95%=20950 Pa
下部渣箱同锡槽壳焊在一起,并随锡槽热 膨胀位移。渣箱侧有扒渣门,须严密。渣 箱端有氮气入口,氮气冷却锡槽端壁,后 排入箱内形成非氧化气氛。 三根辊子可上下调节高度,由退火窑辊道 传动。辊子下设分隔板和石墨块擦锡装置。
7.2.5 锡槽的保护气体 (1)保护气体在成形中的作用 锡在高温下极易氧化。为保持锡槽内锡 液面的光洁,锡槽空间要导入还原的保护 气体,以防止空气进入锡槽内。锡槽内需 通入大量的高纯N2和高纯H2组成的保护气 体。
i=(Bmax- B )/ Bmax,
Bmax为玻璃带摊开最大宽度,m。
玻璃厚度与收缩率的关系
玻璃板厚度 δ/mm 2 3 4 5
玻璃带收缩 40~50 28~30 15~20 10~15 率i(%)
Hale Waihona Puke 窄部宽度 S2S2=B +2f2
式中,f2窄部露锡宽度,m。
f1、f2在逐渐减少,露锡面积越小,玻璃带
为调节槽底散热,布置冷却管道。 钢结构壳:盛放、固定槽底耐火砖又防止漏 锡和加强锡槽密封性。升温时要保证热胀伸 长不变形。壳分若干段制造,每段3m。 安装要求槽底整体平整性好(<3mm),膨胀 缝堵塞好不得漏锡。 不同层次和位置选用不同材质的耐材。
③ 胸墙与顶盖 锡槽两侧墙,高400~500mm,厚约320mm, 用绝缘性能良好材质做砌块。 砌筑时用胶结剂加强锡槽密闭性。 设有观察孔,用磨光钢化玻璃或夹丝玻璃 制造。
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