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玻璃行業的技術發展趨向

當今世界玻璃制造商們在開發玻璃新技術方面,均向能源、材料、環保、信息、生物等五大領域的發展和需求奮進。因此,國內外的玻璃生產商及加工商們必須認清這樣的情況,一是材料:玻璃原片的生產向大片、薄片、厚片、白片四大類發展;二是研發新技術:從玻璃產品的表面和內在改性應用、功能等方面著手,使玻璃更具備強度、隔熱、耐火、安全、陽光控制、隔音、自潔(環保)等優異的功能,從而盡快加入21世紀人類對材料、能源、信息、環保、生物等五大工程的開發,并提供上述工程使用的玻璃材料。為此,在玻璃工業新技術發展方面主要表現在兩大領域(平板玻璃工業新技術研發方向及深加工玻璃新品種的開拓),具體大致如下:

    1.平板玻璃工業新技術在平板玻璃原片制造技術上,目前國外還看不出有什么新的、更好的方法能夠取代浮法成型技術,但浮法技術仍將繼續完善和提高。據悉,國外在原料方面研制霞石正長巖代替鉀長石達到節能、節堿等獲得良好綜合效益;另外正式用石油焦(碳素粉)取代煤炭粉作添加劑以利玻璃增強白透性,減少微氣泡的新措施,收到了極為良好的效果。在熔化部開發氧燃燒,美國已走在前列,在成型部已開辟及研制超薄和在線熱解法生產Low-E、Sun-E(硬膜)層節能環保玻璃以及浮法一窯二線用浮法生產壓花玻璃項目;為此在原料、熔化、成型、退火等四大部分新技術、新工藝的研制開發應引起同行們的重視及借鑒。


    世界玻璃工業的趨向解析

    1.1超薄技術

    對玻璃帶施加縱向——橫向拉力是生產浮法超薄玻璃的惟一方法(美國專利4349642、4354866;英國專利1010913、1313743;俄羅斯專利775997、367685、485079)。

    無色透明優質超薄玻璃是生產ITO膜玻璃的重要材料之一,目前該產品正走俏國際國內市場,產品供不應求。不少國家的玻璃制造商早已看到這個商機,紛紛將原有的個別生產線改成超薄玻璃生產線。英國皮爾金頓公司將一條較小的浮法線改成在線鍍膜超薄玻璃生產線,可生產0.4至1.1毫米的薄玻璃,板面的平整度極佳,微波紋起伏只有30至50納米。

    1.2浮法玻璃退火窯輥道技術

    在退火窯的熱端,目前解決輥印所采用的兩條途徑明顯不同。一條是開發一種非常硬的應用于金屬輥的陶瓷表面涂層,它易于清潔并恢復到光滑的拋光表面,而且能應用于退火窯在線清理設備中。另一條是開發能阻止表面附著物形成的輥道包覆材料,但還要研究解決陶瓷纖維包覆材料內(目前無法避免)的“渣粒”和包覆材料提前退化問題。

    1.3在線鍍膜技術

    發達國家在浮法工藝上成功地開發了在線金屬化合物熱解鍍膜技術、化學氣相沉積鍍膜技術、電浮法鍍膜技術、低輻射鍍膜技術。英國、法國、比利時等國能在線生產玻璃鏡。

    1.4玻璃熔窯的各種氧氣燃燒技術

    富氧燃燒、噴氧、富氧空氣補給、純氧燃燒助燃、全部純氧燃燒5種形式已成為標準技術,正不斷完善發展下去。

    1.5一窯二線發展

    國際玻璃商為適應市場需求,節約能源,控制生產總量,防止積壓,設計建成了一窯二線(兩個品種)的生產方式。美國加迪安公司獲悉國際市場建筑商們仍對壓花玻璃有可觀的需求量,公司在美國南卡羅來納州的浮法玻璃工廠立即進行技術改造使之成為一窯二線,600噸/日級浮法線新增設100噸/日壓花玻璃生產線,可同時生產浮法玻璃及壓花玻璃。美國另一家公司為占領阿拉伯國家壓花玻璃市場,在沙特建設550噸/日級浮法線的同時,又設計建成100噸/日級壓花玻璃線。日本旭玻璃公司在國內建設一條500噸/日級的浮法玻璃生產線的同時,也設計建造100噸/日級壓花玻璃生產線。目前歐洲的玻璃制造商也在建設浮法及壓延的一窯二線生產線。

    1.6節能工藝

    用嚴格控制熱交換、設備配套的標準化、玻璃絲帶的加寬等方法可以大大提高浮法工藝的生產能力和經濟效益。傳統工藝規定在錫槽的頭部和中部區域加熱,在尾部區域強烈冷卻。新的觀點則要求錫槽中的熱交換調節不僅要減小加熱功率,而且要減小冷卻強度,這樣可保持熱平衡。為此而采用更為準確調節錫槽熱度的新方法,例如采用安置在錫槽窺孔上的專用加熱器以及可調節選擇溫度工藝冷卻器等。

    1.7環保技術

    玻璃熔窯廢氣中的硫氧化物SOx和煙塵是污染大氣環境的主要有害成分。為了保護大氣環境,許多國家相繼制定了嚴格的玻璃熔窯廢氣排放標準和相應的排污收費標準,建立了較為完善的環保管理體系,對SOx、NOx和煙塵等有害物質的排放做了嚴格限制,有關玻璃生產企業積極開發和推廣應用新的玻璃熔窯廢氣治理技術。

    1)靜電除塵技術:靜電除塵器有板狀和管狀兩種。

    2)降低硫氧化物排放量的技術:硫氧化物(SOx)主要指二氧化硫(SO2)和三氧化硫(SO3),可與堿性吸收劑反應而生成硫酸和亞硫酸鹽。廢氣脫硫,根據吸收工藝的不同,可以分為濕法、干法和半干法等。

    3)降低氮氧化物排放量的技術:氮氧化物(NOx)主要指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。一次治理措施:

    ⑴氧助燃技術;

    ⑵分層燃燒技術;

    ⑶采用低空氣過剩系數;⑷選用低氧噴槍。

    二次治理措施:

    在蓄熱室里進行反應和還原技術(加天然氣等碳氫燃料與氮氧化物發生反應,而生成對環境無害的氮氣和水蒸氣);

    ⑴選擇性催化還原法;

    ⑵非催化選擇性還原法。

    3.利用太陽能發電的平板玻璃

    與平板玻璃有關的太陽能發電系統有兩類,第一類是在單體建筑物的屋頂和幕墻上安裝的光伏發電系統。它是利用硅光電池、硒光電池、碲光電池等在陽光照射下能產生電動勢(即光伏效應)的半導體元件,拼接粘在透明平板玻璃上成為光電板,將光能轉換成電能并經整流、升壓后供建筑物內部直接使用。第二類是大面積集熱式太陽能發電系統。由以色列索來公司開發成功的太陽能作為熱源帶動傳統的大型蒸汽渦輪發電機的新型太陽能技術,就是以數座通體透明的大型玻璃建筑物作為集熱裝置的。

    4.電致變色玻璃

    近10年來,美國、英國、意大利、德國及其他國家的最新玻璃產品——電致變色玻璃進行了深入廣泛的研究并取得了令人滿意的結果。此種玻璃主要是為汽車工業而開發的。最近,人們又開始探討此種玻璃的大規格化及其建筑上的應用。盡管此種玻璃還沒有完全實現工業化生產,但其具有很好的市場前景。采用液態氧化還原材料生產的電致變色玻璃,提高了固化電解質和離析還原技術水平。含有固態電致變色玻璃,在固態電解質、離子儲存層和電致變色膜方面也有了改進。目前,已推進了新型的電致變色玻璃,即用戶控制型電致變色玻璃。

    5.信息產業玻璃

    CD玻璃(玻璃光盤)、HDMD(PC用玻璃磁盤)、STN(超扭曲向列型)液晶顯示玻璃、PDP等離子顯示板、ELD場致發光顯示板、VED真空熒炮顯示板、TCD熱致變色調光玻璃、DPS微粒子分極配向玻璃、BM彩色濾光玻璃。

    玻璃界有關資深專家們指出,世界平板玻璃的研制發展與應用是人類在無機非金屬材料領域中的一大技術進步,它在人類建設與生產中留下了光輝燦爛的一頁。

    當今,人們已深刻地認識到,進入21世紀的玻璃工業,努力生產優質原片是根本,大力發展加工玻璃是方向,推出新品玻璃搶占市場是生命。誰先把握住這三大方向,誰就能在我國加入WTO后贏得具有豐厚利潤的市場,誰就會是贏家。

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