體積流量在平板顯示玻璃料方切換中的應(yīng)用

　　摘要：在平板顯示行業(yè)玻璃料方切換的過程中，常應(yīng)用體積流量概念來計算窯爐加料量。按照計算量對窯爐 進行加料，可以避免料方切換過程中窯爐玻璃液位采取自控模式所造成的液位失控現(xiàn)象，以達到穩(wěn)定液位、 穩(wěn)定窯爐工藝，確保窯爐安全運行的目的。

　　關(guān)鍵詞：窯爐;料方;液位;體積流量

　　0 引言

　　隨著科學技術(shù)的進步，TFT-LCD基板玻璃在市場上的占有率不斷減少，取而代之的是生產(chǎn)技術(shù)水平 更高、性能更好的高溫型玻璃。為順應(yīng)市場變化，平板顯示玻璃行業(yè)要不斷對產(chǎn)品進行升級換代。產(chǎn)品的升 級，主要方向是應(yīng)用新原料、新配比的料方，生產(chǎn)出高性能的玻璃。

　　為提高企業(yè)的產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本，在試用新料方時會使用已投產(chǎn)的窯爐作為新料方載體，采用新舊料 方切換的方法，逐步由新料方熔制玻璃液替代原有爐內(nèi)玻璃液，達到切換目的。 在此切換過程中會出現(xiàn)許多未知的問題，其中液位的變化是重要的工藝變化，應(yīng)通過分析液位的變化， 找到可靠的控制手段，以穩(wěn)定窯爐的安全運行。

　　1 玻璃窯爐液位控制系統(tǒng)

　　液位是窯爐工藝重要的參數(shù)之一，它是平衡窯爐加料量與后工序出料量的關(guān)鍵指標。 液位控制系統(tǒng)主要構(gòu)成包括：加料系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)。機械化配料間按配比要求 將各種原材料混合成配合料[1]，運輸儲存在窯爐料倉內(nèi)，經(jīng)加料機投入窯爐，配合料經(jīng)過高溫熔化成玻璃液， 形成玻璃液位，玻璃液位通過安裝在爐后的液位計自動檢測液位數(shù)值，并 將 檢 測 值 反 饋 至 DCS 電 腦 上。

　　DCS電腦通過自動控制模式或者手動控制模式控制加料機的頻率、轉(zhuǎn)速，自控模式主要是根據(jù)液位計反饋 的液位值，通過 DCS設(shè)定的參數(shù)自動控制加料機頻率來改變配合料入爐量;手動控制模式是工藝人員根據(jù) 液位計反饋的液位變化趨勢，手動調(diào)整加料機頻率來改變配合料入爐量。 日常生產(chǎn)中，窯爐液位都會控制在(SP±N)mm 范圍內(nèi)，SP為控制中 心 值，由上述液位控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，即根據(jù)液位計反饋液位數(shù)值是否在(SP±N)mm 范圍內(nèi)，進而調(diào)整加料機頻率來控制加料量。通過液位 的穩(wěn)定，可以判斷窯爐內(nèi)部的環(huán)境也同樣穩(wěn)定，反之，液位發(fā)生變化時，反映窯爐的熔化發(fā)生了變化，影響玻 璃液的質(zhì)量。

　　2 平板顯示玻璃料方切換過程中液位的波動及分析

　　2.1 料方切換過程液位的波動

　　料方切換是采取新料方混合料直接替代舊料方混合料的切換方法。在料方切換過程中，液位處于自控 模式，根據(jù)液位高低自動匹配窯爐加料量(kg/h)。 但在料方切換3天后，自控模式下的液位卻發(fā)生突然大幅上 升的失控現(xiàn)象，超出了控制范圍，嚴重出乎我們的意料。液位這樣大幅度的上升不僅會對窯爐工藝帶來嚴重 的影響，造成玻璃結(jié)石、氣泡缺陷[2]的集發(fā)，而且嚴重威脅著窯爐的安全運行，玻璃液位太高會造成玻璃液外溢的嚴重安全事故，所以必須要解決液位突然失控上升的問題。

　　2.2 液位失控上升現(xiàn)象分析

　　為了驗證液位計檢測數(shù)據(jù)的真實性，工藝人員在液位失控的 A、B、C3個時間點和液位回落的 D、E、F3 個時間點分別進行了液位人工測量，人工測量數(shù)據(jù)與液位計檢測數(shù)據(jù)變化趨勢基本一致， 說明了料方切換期間液位失控情況真實存在。

　　經(jīng)過工藝分析，我們認為導致上述這種液位波動的原因之一是新舊料方切換的開始階段，玻璃液黏度、 密度逐漸增大，嚴重影響了混合切換過程中玻璃液的流動性和體積，使窯爐內(nèi)玻璃液位出現(xiàn)較大的高度差， 往后端越來越低;原因之二是液位計檢測點是在窯爐后端通道上，在切換開始階段檢測到的液位數(shù)據(jù)比窯爐 內(nèi)實際液位要低。

　　在自控模式下為滿足液位的控制要求，加料機持續(xù)增大加料頻率，使加料量大大超出了實 際需求量，隨著料方切換的深入，窯爐內(nèi)玻璃液均一性、流動性和液位高度差在根本上得到改善，流向后端通 道玻璃液高度快速增加，最終導致液位顯示出現(xiàn)快速上升的失控現(xiàn)象。 通過以上分析可以看出，料方切換開始采用液位自動控制，其反饋的液位值并不是窯爐內(nèi)玻璃液實際高 度，也就是說此時窯爐內(nèi)玻璃液位處于失控狀態(tài)，嚴重威脅窯爐運行安全，故我們必須找到一種有效控制玻 璃液位的手段。

　　3 體積流量控制方法及應(yīng)用

　　3.1 體積流量控制方法

　　窯爐內(nèi)玻璃液體積變化引起窯爐內(nèi)玻璃液位高度變化，假設(shè)在料方切換期間能夠保持玻璃液流出的體 積與窯爐加入的配合料熔化成玻璃液的體積一致，理論上就能做到液位高度無變化，也就是說窯爐進、出體 積流量一致就能保證液位的穩(wěn)定。

　　加工材料論文投稿刊物：《玻璃纖維》雜志主要包括：玻璃纖維、保溫材料和無機非金屬纖維。介紹了玻璃纖維及相關(guān)制品的原材料、生產(chǎn)技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域、以及國內(nèi)外發(fā)展情況。其主要欄目有實驗研究、技術(shù)交流、專題綜述、企業(yè)管理、信息與動態(tài)等，是國內(nèi)的唯一的一份針對玻璃纖維及相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)性技術(shù)性刊物，面向的讀者集中于建材、建筑、輕工、石化、房地產(chǎn)及物流等行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計、科研、管理、教學、施工及營銷人員。

　　3.2 其他

　　產(chǎn)線在料方的切換過程中，上述計算所得加料量是根據(jù)出料體積反向推算而得，實際料方切換過程中我 們采用將前1h理論計算加料量作為當前實際所需加料量來控制液位，存在了一定的滯后性，會導致液位微 小波動。不過，這基本不影響窯爐工藝穩(wěn)定性，再加上工藝人員定期對爐內(nèi)液位進行人工測量，用人工測量 的數(shù)值和液位計自動檢測的數(shù)值來相互比對，確保實際液位控制的穩(wěn)定和窯爐運行的安全。

　　4 結(jié)語

　　本文重點闡述了平板顯示玻璃新舊料方切換期間，為了穩(wěn)定窯爐液位利用等體積流量來計算加料量的 方法。這種方法，同樣適用于產(chǎn)線日常原材料換批或原材料理化性能發(fā)生變化的情況，能夠很好地規(guī)避玻璃 料性變化所帶來的安全風險。同時，文章中所作的分析主要針對相關(guān)企業(yè)的實際情況，考慮問題也是從產(chǎn)線 實際切換的工藝變化出發(fā)，若有欠妥之處，仍需改進完善。

　　參考文獻：

　　[1] 趙彥釗，殷海榮.玻璃工藝學[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.

　　[2] 何懷勝，李震，王小虎，等.液晶玻璃基板生產(chǎn)氣泡缺陷分析與對策[J].玻璃，2018，45(3)：31-33.

　　作者：何懷勝

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