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浮法锡槽直线电机及其应用技术

dqfxm2003  发表于 2007/1/13 14:01:53      1054 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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1. 概述

浮法锡槽要求具有良好的可控制性能,使操作者能方便灵活地对锡槽中的各项参数及玻璃与锡液的运动状态加以调控。锡槽直线电机是用于控制锡液运动状态的专用设备。

直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力装量。当直线电机三相绕组通入交变电流时,产生“行波磁场”,位于“行波磁场”中的导体因切割磁力线而感应出电流,电流与磁场相互作用便产生电磁力。在锡槽中,这种电磁力推动锡液运动,通过调节电机的参数,就可方便地控制锡液流动的方向与速度。

国外应用锡槽直线电机的历史已近30年。我国则起步较晚,第一对应用于日常生产的国产直线电机是1994年安装在江苏华润集团浮法一线的一对由本公司生产的LIMOT-95型直线电机,主要用于清除槽内锡灰。此后,陆续由蚌埠、成都、厦门、洛阳、当阳等厂采用直线电机,应用目的也逐渐扩展到厚薄玻璃生产、提高玻璃质量等。据统计,目前全国约有40条生产线采用此项技术,其中5条先进线采用进口直线电机,上海耀华皮尔金顿使用最多,总数达10台以上。


2. LIMOT-90系列直线电机简介

LIMOT-90系列直线电机是由杭州聚能公司设计制造的专用于浮法锡槽的产品。共有三种型号规格:LIMOT-91、LIMOT-93型为多用途型;LIMOT-95型为专用型。

LIMOT-91、93型直线电机成套装置都由电机本体、控制系统、变压系统及支承小车四部份组成,采用三相380V交流电。三种型号规格电机的长度不同,分别适应不同吨位锡槽及锡槽不同区域的使用要求,其他各项参数基本相同。主要技术参数如下:

最大功率: 10KW

最大推力: 》=16N

电流范围: 0~200 A

电机头部外形尺寸: 91型 1380X290X195MM

93型 750X290X195MM

直线电机本体及变压系统均安装在支承小车上,整体可以移动,高度也可以调节。使用时,直线电机头部从操作孔伸入锡槽内,根据工艺要求调整电机高度,封好操作孔即可。

直线电机头部工作环境温度高度达1000摄氏度以上,所以整体采用特殊耐火材料外壳保护,内部采用两路水内冷,确保安全可靠。控制系统组合安装在DK-2B型台式控制柜中,操作台面上装有电源电压、输出电压、电机电流等指示表,以及各操作开关、按钮及其工作状态指示灯。柜内部安装有调压系统,通过面板的调压按钮即可改变直线电机的出力。

LIMOT-95型专用于锡槽尾部清除锡灰,故又名“诱导式扒渣机”。成套装置由电机本体、变压系统及控制系统组成,无支承小车。使用时,电机本体直接安装在锡槽尾部两侧特殊设计的清灰耳池上。此型号体积很小,最大推力达20牛顿以上,其余参数基本与其他型号电机一致。

3. 应用技术

应用技术是用好直线电机的关键。由于浮法工艺技术的复杂性及相关性,任何一种装备均不能孤立地应用,直线电机也不例外,必须根据不同玻璃品种及各厂不同操作习惯制定应用方案及操作参数,才能最大限度地发挥装备的作用。总之,供应商不仅要会制造直线电机,还必须掌握其在不同条件下的应用技术。出于技术保密考虑,下面只描述应用方面的总体概况,很少涉及具体工艺参数。

直线电机的作用主要归纳为以下几类:(1)提高薄玻璃表面质量,改善厚薄差。(2)稳定厚玻璃成型质量。(3)稳定玻璃带,防止拉边机脱边。(4)传递电加热热量,均化温度。(5)减少横向温差,有利良好退火。(6)减少锡液冷流股回流。(7)阻止锡液在出口处溢出。(8)清除锡灰。

3.1 清除锡灰

清除槽内锡灰等污染物宜采用LIMOT-95型或LIMOT-93型直线电机。95型电机须与锡槽尾部特殊设计的扒渣耳池配合使用,可于新锡槽加锡后引头之前及正常生产期间使用,可发挥较好作用。

浮法玻璃在摊平抛光成型过程中,始终与锡液接触,因此,锡液的纯净度对玻璃质量甚至产量均有很大影响。正常生产时锡槽中虽有N2+H2气氛保护,然而锡液受污染的途径是不可能消除的。首先玻璃本身给锡液带进了许多CO2、H2O、SO2、O2等污染物。其次各种操作观察孔洞及锡槽尾部出口处无时不在渗入空气。实际操作者都知道:锡灰的存在是发生沾锡的根本原因,但用一般方法不可能清除锡灰,尤其是玻璃板下面三角区的锡灰。

直线电机除灰的原理是给锡液施加定向推力,将被污染锡液导入两侧小耳池中,将锡灰留在耳池中,干净锡液则回流入锡槽内。这种除灰工艺是目前最先进的方法,主要特点是:

(1) 作用范围大,自由锡液面及玻璃板下面的锡灰均能消除。

(2) 可于引头子前工作,将整座锡槽锡面恢复光亮。

(3) 正常生产时低温区锡液面光亮无锡灰。

(4) 清灰能力范围大,可任意调节,适应引头子、改板、事故及正常生产等不同条

件下的不同要求。

(5) 直线电机无运动部件,运行可靠性高,窑期内免维护。

3.2 提高玻璃表面质量

玻璃表面质量一般用斑马法变形角来度量。影响变形角的因素较多,主要有玻璃液化学及温度均匀性、拉边机好坏、玻璃厚度等。一般薄玻璃问题较严重,采用常规方法调控温度及工艺制度作用不大,2~3 mm玻璃的变形角一般在45度以下,达不到制镜及车用级质量标准。

薄玻璃波筋主要由玻璃宽度收缩引起。2~3 mm玻璃的收缩率达20%以上,如果摊平抛光区玻璃表面微区温度均匀性差,这种大收缩会产生条状波筋,收缩愈大,波筋愈显著。

在抛光区适当位置使用1-2对直线电机可以显著改善变形角,可以选用LIMOT-91或93型,根据锡槽吨位,拉薄工艺,玻璃等级等因素选用不同型号电机及操作参数。实践证明,在同等条件下,采用直线电机平均可使变形角提高3-7度,最大达10度以上。

直线电机作用原理是在抛光区产生可以控制的横向锡液流动,这种流动对玻璃表面产生“轻抚”作用,表面的不均匀微区得以消失,并使抛光区温度均一,自身抛光作用得到彻底发挥。

3.3 控制厚薄差

控制厚薄差的方法,薄玻璃与厚玻璃两者差别较大。薄玻璃厚薄差主要依赖于成型区横向温度分布及拉边机参数,一般要求成型区中部温度稍高,常规措施是增开中部电加热。然而,电加热主要靠辐射传热,玻璃各处温度上升幅度势必会不同,对于使用硅碳棒作为加热元件的锡槽,这种现象尤为突出。这种不均匀性反过来影响玻璃表面质量,加重波筋。解决的方法之一就是使用直线电机,借助锡液流动均化加热作用。

厚玻璃,尤其用挡墙法生产厚玻璃时,控制玻璃的厚薄差主要靠调节温度,一般感觉边部温度过低,玻璃边部板厚不稳定。原因主要是大量玻璃液堆积在锡槽中部,造成中部热量过剩,而两侧得不到足够的热量,导致边部温度过低。如主要采用开启边部电加热的方法升高边部温度,势必同时引起中部温度更高,最好是想办法将中部热量输送到边部,直线电机能起到这种热量输送作用。一般做法是在锡槽头部安装直线电机,同时采用活动导流板,将高温锡液导入石墨挡墙外侧,顺着玻璃运动方向向下游流动,在挡墙端部返入锡槽中部,然后反方向朝板根方向回流,回流过程中不断从玻璃吸收热量,在头部再次被直线电机引向边部,从而实现输送热量的功能。

3.4 退火准备

浮法玻璃退火是最大限度地减小玻璃热应力的过程。热应力可分两类:一类是由表及里冷却引起的玻璃厚度方向不可避免的温度梯度所形成的普通应力,主要靠缓慢冷却加以控制,一般退火窑设计长度足以满足低速冷却的要求,操作者很容易掌握控制普通应力的方法。玻璃愈薄,普通应力就愈小。另一类应力是由玻璃带宽度方向温差引起的平面应力,玻璃带不平整、荷叶边、切裁困难、纵裂等生产中经常遇到的退火问题皆由平面应力引起。由于薄玻璃带刚性较差,平面应力对其的影响较大。控制平面应力比控制普通应力困难得多,因此,调控平面应力手段的多少及灵活程度是衡量退火窑优劣的最重要标志。

控制玻璃带横向温差是调控平面应力的根本措施,一般要求进入退火窑的玻璃带横向温差小于正负2摄氏度,光靠锡槽电加热调温是不可能达到此要求的。生产薄玻璃时,由于拉边机齿印内外侧玻璃厚度相差一倍左右,玻璃冷却速度差别很大,出锡槽时齿印外侧玻璃温度往往比齿印内侧高20摄氏度以上,进入退火窑后,此温差进一步增大,最终使齿印内侧玻璃产生极大的平面压应力,宏观表现就是荷叶边严重、玻璃带平整度很差。所以,生产薄玻璃时,一般在锡槽窄段设置2对直线电机,均匀玻璃带横向温差。此时,玻璃带已固化,抗干扰能力强,直线电机可以投入较高功率,形成较强的横向锡液流动,有较显著的均化温度效果。锡槽窄段宜用LIMOT-93型直线电机。

3.5 传递电加热热量

锡槽电加热元件一般采用三相硅碳棒或电热丝。在正常生产条件下,仅用少量电加热调温,在烤窑,事故等情况下,须用电加热进行加热或保温。对于采用硅碳棒的锡槽,电热元件一般是非均匀布置的。有许多区域不安装硅碳棒。众所周知,电热元件主要靠辐射传热加热物体,非均匀布置方式势必引起加热不均,有些区域温度很高,另一些区域则温度较低。以生产3.5米板宽的500吨级锡槽为例,一般高温区内宽在7米左右,首端约10米范围内只在两侧布置电加热,中间部分无硅碳棒区域约为4米宽。烤窑时,边部温度达1000摄氏度时,中间温度往往只有700~800摄氏度。烤窑温度越高,温差越大。这种巨大的温差一方面极易造成锡槽耐火材料特别是槽底砖开裂,另一方面降低了烤窑质量,中间部分烤不透,对今后正常生产不利。解决此问题的方法是首端边部烤到700~800摄氏度时开始加锡,加完锡后再升温,并在硅碳棒非均匀布置区域(通常在重热区的上下游及收缩段)设置直线电机,利用强制锡液横向流动传递加热热量,使锡槽各区域均达到理想的烘烤温度。

4. 总结

直线电机的应用技术涉及四个方面即:何时用?如何用?如何调?最佳参数如何?这四点形成了较复杂的组合,使用户难以一下子掌握,因此前几年不少人认为直线电机用处不大,甚至认为国外已淘汰直线电机。经过近四年的实践,本公司已较全面地掌握了如何用好直线电机的技术,并根据实际使用要求,不断改进完善直线电机装备,逐渐形成了产品系列。随着国内浮法水平提高,行内人士已基本解决了该不该用直线电机这个争论多年的问题,对于国外直线电机的使用情况也有了较全面科学的认识,逐渐放弃了单凭走马观花式考察及主观判断得出的片面结论,直线电机正被越来越多的浮法厂所接受,相信在不长时间内必将为我国浮法赶上世界先进水平作出应有的一份贡献。

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