CN209555048U - 一种具有改善玻璃厚薄差的新型水包的浮法玻璃生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有改善玻璃厚薄差的新型水包的浮法玻璃生产线，包括依次设置的熔窑、工作部、锡槽和退火窑。所述熔窑用于加热融化浮法玻璃原料；所述工作部用于牵拉熔窑中融化的玻璃液，将玻璃液引导到锡槽锡液表面；所述锡槽是浮法玻璃漂浮形成平整玻璃片的金属锡液态槽；所述退火窑用于接收锡槽拉平得到的玻璃面板，并控制平整玻璃面板进行退火；所述锡槽上方设置有冷却水包，所述冷却水包是在锡槽通道顶部两侧对称设置的冷却水管；所述冷却水管包括依次连通的第一进水段、第二弯折段和第三排水段；所述第一进水段和第三排水段之间间隔至少一倍冷却水管直径的距离，所述第二弯折段具有弯折结构。

Description

一种具有改善玻璃厚薄差的新型水包的浮法玻璃生产线

技术领域

本实用新型涉及一种浮法玻璃生产线，特别是一种冷却水包结构优化调整后的浮法玻璃生产线，该生产线能够很好改善浮法玻璃厚薄差，属于浮法玻璃产生加工装置升级改造技术领域。

背景技术

浮法玻璃制备工艺是将熔融玻璃液在锡槽表面形成连续漂浮，通过将熔融玻璃液在密度较大的锡液表面铺展开。利用重力和表面张力双重作用，使得玻璃液在锡液面上铺开摊平，得到高品质平整玻璃。玻璃液既要在锡槽表面平整摊开，又要在锡液表面逐渐降温凝固硬化、冷却成型，最后玻璃面板经过渡辊，拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁得到高品质浮法玻璃产品。

熔化后的玻璃液经流道流入锡槽，玻璃液进入锡槽时由于温度较高，逐渐降低温度凝固成平薄玻璃片。在这过程中，玻璃凝固成型主要受到直板、间隙水包等冷却作用，现有冷却水包包身宽度设计和浮法玻璃流动宽度相同，由于冷却过程中边部冷却效果相对较好以及锡槽内自然温差等原因，常常会出现玻璃板中间温度高，而侧边部温度低的现象。因而，不可避免的存在横向温差，最终玻璃液拉出锡槽凝固成型以后就会出现(横向)厚度差。

究其原因，玻璃液温度越低，其黏度就越小，流向边部的玻璃液就少，所以温差是直接导致了玻璃板厚薄差过大的根本原因，锡槽中牵拉时所存在的玻璃横向温差降低了玻璃成品率。传统冷却水包在成型过程中横向冷却效果不均，为减小玻璃厚薄差，一般采用开启锡槽边部电加热达到减小玻璃横向温差的效果，这样既影响槽内工况稳定，又造成能源浪费，增加了企业的生产成本。

随着社会进步，高品质产品玻璃对厚度差的要求越来越高。如果不能很好的控制浮法玻璃厚度差，那么玻璃整体品质必然难以达到最优水平。另外，企业通过减少厚度差也可以提高产量，降低成本。

另外，浮法玻璃生产工艺所导致的玻璃厚度差偏大，还会引起以下三方面的问题：

1、浮法玻璃厚度差偏大，单位面积浮法玻璃产品消耗的原料增加，产量降低。

2、玻璃厚度差大，使得玻璃边部变形难解决。

3、玻璃厚度差大，导致切裁加工困难等问题。

对于浮法玻璃存在厚度差的问题，技术人员提出了多种不同的解决方案：包括叶忠华等(CN 201952344 U)采用在传统水包边部加装保温板的方法来达到减小玻璃板横向温差的效果。韩立运等(CN 202576199 U)通过改变水包头部形状，增加头部冷却面积，从而来实现降低玻璃板中间温度，减小玻璃板横向温差。

以上两种技术虽对改善玻璃板横向温差有一定效果，但仍有一定不足。

第一种保温板属于耗材，使用一段时间后会老化，必须定期更换，增加了材料消耗，增大了企业成本。

第二种水包头部改为梯形，增加头部冷却面积，虽然未使用耗材，但是增加了水包宽度，使用前需要提前对边封进行改造，增加了操作难度。

对于浮法玻璃厚度偏差问题，根据我们之前对本公司原浮法玻璃产品(12*3300mm)测试，浮法玻璃厚度分布曲线图如图1所示。该浮法玻璃采用700吨拉引量(12*3300)时，厚度分布测试数据如下(每100mm测一个点)：11.75、11.87、11.92、11.95、11.94、11.92、11.90、11.87、11.84、11.82、11.80、11.79、11.77、11.77、11.75、11.75、11.75、11.75、11.75、11.75、11.76、11.77、11.78、11.80、11.82、11.84、11.87、11.90、11.93、11.94、11.96、11.94、11.89、11.80，最厚的位置在离边部净板100-900mm处共计800mm的位置。

由上述浮法玻璃厚度实际测试结果可以看出，之前的浮法玻璃厚度偏差较大，成型工艺控制不当直接导致玻璃厚度控制较为困难。为了保证生产浮法玻璃厚度指标合格，就必须增加浮法玻璃的总体厚度水平，进而导致浮法玻璃的生产成本增加。

因此，亟需一种能够更好控制浮法玻璃厚度的生产辅助装置，提高浮法玻璃的厚度一致性，减少浮法玻璃生产过程中由于厚度偏差导致的物料浪费，提高浮法玻璃的品质，更好的满足后续高品质玻璃产品的深加工处理。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的浮法玻璃横向保温控制温差的方案温度波动控制不佳的问题，提供一种浮法玻璃生产线，通过优化锡槽上方的冷却水包结构(例如高温区冷却水包)，改善浮法玻璃厚薄差，通过极低的成本实现浮法玻璃平整性的优化控制。

本实用新型通过优化水包结构，更好的控制浮法玻璃在拉伸冷却凝固成型过程中厚度偏差，提高浮法玻璃厚度均匀性，节约玻璃生产物料消耗，降低生产成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种浮法玻璃生产线，包括依次设置的熔窑、工作部、锡槽和退火窑。所述熔窑用于加热融化浮法玻璃原料。

所述工作部用于牵拉熔窑中融化的玻璃液，将玻璃液引导到锡槽锡液表面。

所述锡槽是浮法玻璃漂浮形成平整玻璃片的金属锡液态槽。

所述退火窑用于接收锡槽拉平得到的玻璃面板，并控制平整玻璃面板进行退火。

所述锡槽上方设置有冷却水包，所述冷却水包是在锡槽通道顶部两侧对称设置的冷却水管；所述冷却水管包括依次连通的第一进水段、第二弯折段和第三排水段；所述第一进水段和第三排水段之间间隔至少一倍冷却水管直径的距离，所述第二弯折段具有弯折结构。

本实用新型浮法玻璃生产线通过现有普通浮法玻璃生产线进行改造升级而来，整体改造成本极低。改造后的高温区冷却水包与现有的浮法玻璃冷却水包相比，进水段和排水段之间间隔至少一倍冷却水管直径的距离设置，使得冷却水包对于浮法玻璃靠近边缘的次边部冷却强度得到优化降低，而靠近中央的部位通过第二弯折段，使得相应的冷却水循环流动的通道长度延长，增强了中央冷却效果，确保浮法玻璃生产加工的冷却水包冷却强度更适宜相应的浮法玻璃温度均匀控制，使得浮法玻璃的厚薄差控制更优秀。

本实用新型在不改变水包宽度、不大范围拆装维修生产线的情况下，通过改变水包结构，达到升高玻璃板边部温度、降低玻璃板中间温度的目的，从而减小玻璃板横向温差，实现改善玻璃板厚薄差的目的。所以浮法玻璃的生产线总体的改造成本极低，生产过程中的能耗成本也相比于其他方案更低，更有利于成本控制，提高产品的市场竞争力。

作为本实用新型的优选方案，所述第一进水段和第三排水段之间设置有固定连接杆。通过设置改定连接杆提高进水段和排水段之间的稳定性，改善高温区水包的整体状态稳定性。更有利于保持高温区水包安装平稳性，使得浮法玻璃侧向冷却降温速度一致性更好。

优选地，所述第一进水段和第二弯折段之间设置至少两处固定连接杆。

进一步，冷却水包的第二弯折段对应于锡槽的中部，而第一进水段和第三排水段对应锡槽的侧面。通过对称设置的冷却水管实现对于锡槽流道两侧对称平稳的冷却作用，实现良好的整体冷却控温作用。

作为本实用新型的优选方案，所述第二弯折段为钢管制成的“Σ”字形或“W”字形的弯折结构。第二弯折段更好的保持冷却水包靠近中央位置的冷却效果，不再需要像以往高温区水包一样采用两进两出的结构，相对的缩短了水包中部冷却水管的长度。

本实用新型浮法玻璃生产线的高温区水包，通过设置第二弯折段，改变冷却水包的冷却结构，利用第二弯折段靠近玻璃板中间的部位的大头异形结构。有效的解决锡槽中部玻璃液冷却加强，通过加强冷却增强中间，避免中间部位的厚度偏薄的缺陷。

进一步，所述冷却水包设置在锡槽的高温区。

进一步，所述冷却水包是高温区冷却水包。

作为本实用新型的优选方案，所述冷却水包包括一进一出的冷却水管。相比于传统的冷却水管两进两出结构，通过新增加的弯折段保持中央的冷却效果，优化调整为一进一出，很好的避免的进水段和排水段之间过多的冷却作用。而且能够一定程度节约冷却水包的管材消耗，以极低的成本实现改造升级。

进一步，所述第一进水段的端部设置有进水段接头，所述进水段接头设置在第一进水段的端部的顶侧。

进一步，所述第三排水段的端部设置有排水段接头，所述排水段接头设置在第三排水段的端部的中央位置。在第三排水段的端部封头处，正中心位置设置相应的排水段接头，有利于水流通过冷却水包过程中的流态稳定性，确保冷却水包工作状态平稳。

优选控制进水段接头和排水段接头的位置，使得进排水更加顺畅，有效防止冷却水包水管内部堵塞杂质或形成污垢影响冷却水包的冷却效果或冷却均匀性。

作为本实用新型的优选方案，所述第一进水段和第三排水段之间间隔至少两倍冷却水管直径的距离。优选地，第一进水段和第三排水段间隔2-5倍冷却水管直径的距离，优选间隔2-3倍进水段或排水段水管直径。

作为本实用新型的优选方案，在第一进水段上设有保温管。

作为本实用新型的优选方案，在第三排水段上设有保温管。

优选地，所述保温管是套接在进水段和/或排水段表面的套管。优选地，套管材质为不锈钢。采用钢材质的套管实现保温，可以做到极低的成本完成温度控制目的。更优选地，所述套管可以是长度可调节的套管，进而实现相应的保温强度变化调节。

优选地，所述套管和进水段、排水段之间焊接连接在一起。

进一步，所述保温管长度800-1000mm，高温区水包能够实现800-1000mm的保温段。通过计算保温的长度达到800mm，使得冷却水包的保温效果较好，更好的加强中间部位的冷却，同时配合次边部减少冷却，即可实现良好保温控制玻璃液在锡槽上整体的温度均匀性，根据800mm(最厚的长度)*1.1＝880mm，实际保温段长度可以取整按900mm设计加工。因此，可以优选设计保温段长度900mm。通过保温段优化次边部区域温度，减少相应温差所致厚度差，实现浮法玻璃的平均厚度均匀一致性。

作为本实用新型的优选方案，一个具体的实施方式中，在第一进水段和/或第三排水段上设置有保温层。所述保温层是：用高温保温绳保温一层，然后用进口高温胶刷两层。采用保温层控制冷却水包对于其下方的玻璃冷却作用效果强度。优选地，采用保温层的方案可以用于锡槽低温区的保温处理，相比于高温区，低温区的温度较低，保温需求不同，采用高温保温绳可以很好的控制下方玻璃冷却作用。

作为本实用新型的优选方案，高温区宽度为4500-5000mm(高温区位＝设置水包处的宽度)。优选地，高温区水包位置为2400mm。例如，现有12*3300生产过程中，相应的高温区冷却水包位置为2400mm，实际进入锡槽的水包长度为1300mm；玻璃板距离锡槽壁的距离为1200mm，锡槽内宽7200mm，通过次边部减少冷却，提升温度，避免次边部厚度厚过厚。

进一步，所述冷却水包在锡槽上方，距离玻璃面板距离为200-400mm。冷却水包的高度对应冷却水包距离玻璃表面的距离，控制冷却水包的高度，有利于优化冷却水包对于玻璃的冷却强度。

优选地，板在高温区冷却水包处的宽度约为4800mm，成型后的玻璃板宽为3600mm。优选地，锡槽高温区宽度大于低温区宽度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过改变水包结构，减少水包对玻璃板边部的冷却强度，更好的加强中间部位的冷却，能有效的改善玻璃板横向温差，保温效果更好，减少温差所致厚度差，实现浮法玻璃的平均厚度均匀一致性，从而提高浮法玻璃产品质量。

2、本实用新型采用现有冷却水管道改造优化，由两进两出改造为一进一出，采用独特的顶端增大结构，具有较好的温度控制均匀作用，日常不需要使用电加热，具有节能高效的优势。确保浮法玻璃特定部位得到充分温控，消除现有浮法玻璃部分位置温度偏低所致厚度偏厚，改善浮法玻璃的整体厚度均匀性。

3、本实用新型冷却水包采用一进一出的高温区冷却水包结构，减少了制作水包所需钢材，降低生产线水包物料生产成本。

4、本实用新型冷却水包结构升级改造，改变原边生产线的结构极小，能够大量保留已有的生产线装置结构特点，操作方便，效果显著。

附图说明

图1是现有浮法玻璃产品的横向厚度偏差图。

图2是现有两进两出高温水包结构示意图(并排直排水包)。

图3是本实用新型高温区水包结构示意图。

图4是高温区冷却水包结构优选结合保温管的示意图(正视图)。

图5是进水管接头和排水管接头的局部位置示意图之一(相对于图4正视图的左视图)。

图6是进水管接头和排水管接头的局部放大示意图之二(相对于图4左侧放大视图)。

图7是浮法玻璃生产线示意图。

图中标记：1-进水段接头，2-第一进水段，3-排水段接头，4-第三排水段，5-固定连接杆，6-第二弯折段，7-保温管，8-密封端盖，A-炉窑，B-卡脖，C-工作部，D-流道，E-冷却水包，G-锡槽，F-拉边机，H-低温区，I-过渡辊台，J-退火窑，K-冷端切裁区。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

<实施例1>

如图7所示浮法玻璃生产线，包括熔窑、工作部、锡槽和退火窑。所述熔窑用于加热融化浮法玻璃原料；所述工作部牵拉熔窑中融化的玻璃液，将玻璃液引导到锡槽中锡液表面。所述锡槽是浮法玻璃漂浮形成平整玻璃片的流动槽。所述退火窑用于控制平整玻璃片的冷却速度，实现浮法玻璃的退火定型。所述工作部和锡槽之前设置有高温区水包，所述高温区水包包括在玻璃液经过的通道顶部对称设置于两侧冷却水管。

如图3所示，所述冷却水管包括依次连通的第一进水段2、第二弯折段6和第三排水段5；第二弯折段相对位置设置在靠近锡槽中央的上方，第一进水段和第三排水段分别延伸至锡槽的侧面，连接进排水管道。所述第一进水段2和第三排水段4之间间隔至少一倍冷却水管直径的距离，第一进水段和第三排水段分别对于锡槽旁边或次边位置实现冷却降温作用，所述第二弯折段具有弯折结构6。所述第二弯折段6具有弯折结构，第二弯折段6为钢管制成的“Σ”字形结构。

进一步，如图3所示第一进水段2和第三排水段4之间设置有固定连接杆5。增加水包结构稳定性，第二弯折段6更好的保持冷却水包靠近中央的冷却效果，相对的缩短了水包中部冷却水管的长度。如此构成了一进一出的冷却水包，冷却水管整体结构连续性好，稳定性优，浮法玻璃生产过程中横向温度一致性控制更加适宜，玻璃厚度更加均匀良好。

<实施例2>

和实施例1相似的浮法玻璃生产线，其主体如图7所示。相比于现有的如图2所示的两进两出高温区水包采用的并排直管水包管路结构，通过升级改造使得水包结构由两进两出的并排水包(图2)改为一进一出的单组水包(图3或图4)。

进一步，如图4所示，在进水段和排水段上设置有保温管，所述保温管采用304不锈钢套管套接在进水段和排水段表面，保温管长度900mm。保温管通过环形密封端盖和进水管及排水管配合焊接结合在一起。

<实施例3>

和实施例2相似的浮法玻璃生产线，其主体如图7所示。炉窑出来的玻璃液经过卡脖进入工作部初步成型，然后经过流道进入到锡槽中。在锡槽中形成的玻璃面片，依次通过高温区、中温区、低温区，其中冷却水包设置在高温区。并且冷却水包后端，高温区设置拉边机，对玻璃进行牵拉控制玻璃的成型得到平整玻璃面。

在所述高温区水包部分，包括了进水段2和排水段5，进水段和排水段之间设置有固定连接杆5。如图5-6所示，在所述进水段的端部设置有进水段接头1，所述进水段接头设置在第一进水段的端部的顶侧。在所述排水段的端部设置有排水段接头3，所述排水段接头设置在第三排水段的端部的中央位置。优选控制进水段接头和排水段接头的位置，使得进排水更加顺畅，有效防止冷却水包水管内部堵塞杂质或形成污垢影响冷却水包的冷却效果或冷却均匀性。

在锡槽成型得到玻璃面板以后，玻璃面板经过过渡辊台，进入退火窑，在退火窑中进行退货，最终得品质优良的玻璃面板，将此玻璃面板在冷端切裁区根据客户需求切裁得到不同规格的大小的玻璃成品。

采用下进上出的方式以保证使用时水包中能完全充满冷却水。进水段2和出水段3的水管可以采用Ф95*5.5圆形无缝钢管组焊而成，在水包头部焊两根长800的Ф95*5.5圆形无缝钢管，并与进出水管外管并排焊接，内部连通。全部焊缝采用氩弧焊接，焊接高度不低于母材厚度。

工作原理：由于中间只有头部有冷却水管，中间边部无冷却水管，减小了边部的热交换面积，使用时边部的冷却效果降低，对玻璃板边部的降温效果显著下降，解决了由于玻璃板中间温度高、边部温度低造成的横向温差过大的问题，从而解决了玻璃板厚薄差过大的问题。在降低企业生产成本，提高玻璃产成品率有着显著的作用。

本实用新型的浮法玻璃生产线运行的过程如下：

浮法玻璃加工的优质的熔融玻璃液由熔窑尾端经流液道和流槽进入锡槽，此时玻璃液的温度约为1100℃，相应粘度为102Pa·S左右，在重力和表面张力的作用下摊平和抛光；在主传动和拉边机施加外力的作用下形成一定的厚度和带宽；其影响厚度均匀性的主要因素就是温度，控制好成型温度横向温差是控制好厚度均匀性的关键，所述冷却水包从锡槽侧面沿玻璃液上方横向设置，能很好的控制成型温度，降低横向温差。所述冷却水包从锡槽侧面延伸至玻璃液中部，边部采用保温处理800-940mm的宽度，所述冷却水包包括冷却水管，所述冷却水管在玻璃液中央部位设计成异形的端头，相比于其他部位冷却水管靠近中央部位比其他部分更大。

其中，高温区水包处宽度为4500-5000mm，高温区水包位置为2400mm。现在12*3300用高温区水包位置为2400mm，实际进入锡槽的水包长度为1300mm；玻璃板距离锡槽壁的距离为1200mm，锡槽内宽7200mm。高温区水包设置在靠近锡槽中间位置，从距离中间位置向锡槽侧面方向延伸1200mm位置开始，高温区水包持续长度800mm。保温用高温保温绳保温一层，然后用进口高温胶刷两层。

采用此浮法玻璃生产线行浮法玻璃生产加工，制备成型玻璃板宽为3600mm，进行试生产制备不同规格的浮法玻璃产品，并进行各玻璃产品的厚度检测分析，结果如下表所示。

表1浮法玻璃厚度差调整效果

由上表测试结果可以看出，经过浮法玻璃生产线的高温区水包改造升级，制备各种规格的浮法玻璃的平均厚度差得到有效改善，厚度差的减少使得浮法玻璃生产制造成本得到很好的控制。不同于其他额外加热或冷却设备的应用，本实用新型通过高温区水包改造而成，升级成本极低，相应的生产线不增加新的额外的能耗的情况下，实现浮法玻璃产品的整体厚度均匀优化。

进一步，例如对于12mm*3600mm(厚×宽)的浮法玻璃，在锡槽高温区设置冷却水包。控制冷却水包设置在靠近锡槽中间位置(玻璃液流道中央)，采用“Σ”字形第二弯折段结构。并将玩折断设置在靠近锡槽流道中央的位置。冷却水包的第一进水段和第三排水段从中间位置向锡槽侧面方向延伸1200mm，高温区水包持续长度800mm。高温区水包从最厚的位置起始，优选地，具体起始点：1200mm(高温区水包在1200mm位置时刚好进入锡槽)+1200mm+150mm(光边)+900mm＝3450mm。

另外，所述水包保温生效位置为500-600mm，保温从前端开始400mm的位置开始设置保温段，水包实际需要保温的位置：4000mm(水包最大进入位置)-3450mm＝550mm,实际水包中间有约100mm的间隙。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浮法玻璃生产线，包括依次设置的熔窑、工作部、锡槽和退火窑；所述熔窑用于加热融化浮法玻璃原料；

所述工作部用于牵拉熔窑中融化的玻璃液，将玻璃液引导到锡槽锡液表面；

所述锡槽是浮法玻璃漂浮形成平整玻璃片的金属锡液态槽；

所述退火窑用于接收锡槽拉平得到的玻璃面板，并控制平整玻璃面板进行退火；

其特征在于，

所述锡槽上方设置有冷却水包，所述冷却水包是在锡槽通道顶部两侧对称设置的冷却水管；

所述冷却水管包括依次连通的第一进水段、第二弯折段和第三排水段；

所述第一进水段和第三排水段之间间隔至少一倍冷却水管直径的距离，

所述第二弯折段具有弯折结构。

2.根据权利要求1所述浮法玻璃生产线，其特征在于，所述第一进水段和第三排水段之间设置有固定连接杆。

3.根据权利要求2所述浮法玻璃生产线，其特征在于，所述第一进水段和第二弯折段之间设置至少两处固定连接杆。

4.根据权利要求1所述浮法玻璃生产线，其特征在于，所述第二弯折段为钢管制成的“Σ”字形弯折结构。

5.根据权利要求1所述浮法玻璃生产线，其特征在于，所述第一进水段的端部设置有进水段接头，所述进水段接头设置在第一进水段的端部的顶侧。

6.根据权利要求1所述浮法玻璃生产线，其特征在于，所述第三排水段的端部设置有排水段接头，所述排水段接头设置在第三排水段的端部的中央位置。

7.根据权利要求1所述浮法玻璃生产线，其特征在于，所述第一进水段和第三排水段之间间隔至少两倍冷却水管直径的距离。

8.根据权利要求1所述浮法玻璃生产线，其特征在于，在第一进水段上设有保温管。

9.根据权利要求1所述浮法玻璃生产线，其特征在于，在第三排水段上设有保温管。

10.根据权利要求8或9所述浮法玻璃生产线，其特征在于，所述保温管长度800-1000mm，高温区水包能够实现800-1000mm的保温段。