專利名稱：一種由生產(chǎn)高透過率玻璃向低透過率玻璃切換的換料方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯像管玻璃生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體地說，涉及由生產(chǎn)高透過率顯像管玻璃向生產(chǎn)低透過率顯像管玻璃切換的不停產(chǎn)快速換料方法。
背景技術(shù)：
玻璃的透過率與光波波長、透過層厚度及玻璃的組成有關(guān)。Lambert-Beer法則可以確定一定波長的光透射與玻璃的化學(xué)組成及厚度d的關(guān)系lgI0/I＝1gl/D＝2.3×c×ε×d式中c為玻璃著色劑的濃度，ε為消光系數(shù)，d為光通過玻璃的路程即玻璃厚度。D為透過率，I為出射玻璃的光強，I0為進入玻璃內(nèi)部的光強，其中透過率D＝I/I0。
彩色顯像管玻殼的透過率是一項重要的光學(xué)指標(biāo)，一般有高(67％)、中(57％)、低(46％)三種規(guī)格，對于著色劑確定的玻璃，其透過率由著色劑的濃度決定。透過率不同，其著色劑配方也不相同，因此多數(shù)企業(yè)只能在不同的池爐上生產(chǎn)透過率不同的顯像管玻璃，而很少在同一臺池爐上進行切換生產(chǎn)。因為通常采用的用舊料邊推移邊置換新料的方法，其換料時間長，一般需一周，并且產(chǎn)生大量的中間過渡玻璃，同時換料風(fēng)險也較大，企業(yè)難以承受可能造成的巨大經(jīng)濟損失。為了提高生產(chǎn)效率、降低切換生產(chǎn)造成的浪費、滿足用戶的不同需求，急需開發(fā)一種不停產(chǎn)快速換料方法。
我們在對換料機理進行深入分析的基礎(chǔ)上，經(jīng)反復(fù)試驗，開發(fā)出一種在同一臺池爐上進行快速換料的方法，即強補正推移換料方法。該方法解決彩色顯像管玻璃的生產(chǎn)過程中，玻殼池爐由生產(chǎn)高透過率玻璃向生產(chǎn)低透過率玻璃切換時產(chǎn)生的換料周期長、成本高、風(fēng)險大、浪費嚴(yán)重等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種由生產(chǎn)高透過率顯像管玻璃向生產(chǎn)低透過率顯像管玻璃切換的快速換料方法，即強補正推移換料方法。該方法可以解決現(xiàn)有技術(shù)中換料產(chǎn)生的以下技術(shù)問題換料機理不清、換料時間過長、時間節(jié)點不易控制、池爐狀態(tài)波動大、易產(chǎn)生大量廢品。
本發(fā)明所述的高透過率顯像管玻璃是指透過率在52～100％的顯像管玻璃(以下簡稱高透顯像管玻璃)。本發(fā)明所述的低透過率顯像管玻璃是指透過率在20～51％的顯像管玻璃(以下簡稱低透顯像管玻璃)。
本發(fā)明所述的強補正配合料是指，一種在由生產(chǎn)高透顯像管玻璃向生產(chǎn)低透顯像管玻璃的切換過程中，向顯像管池爐中添加的提高爐內(nèi)玻璃液透過率置換速度的玻璃生產(chǎn)配合料，該配合料既不同于高透顯像管玻璃生產(chǎn)配合料，也不同于低透顯像管玻璃生產(chǎn)配合料。
本發(fā)明的強補正推移換料方法包括以下步驟第一步根據(jù)原高透顯像管玻璃和目標(biāo)低透顯像管玻璃的透過率，確定其分別采用的著色劑的濃度。
通常高透顯像管玻璃的透過率范圍為52～100％，低透顯像管玻璃的透過率范圍為20～51％。高透顯像管玻璃著色劑成分及低透顯像管玻璃著色劑的成分如下表1所示。
表1 高透顯像管玻璃及低透顯像管玻璃著色劑的組成與含量

第二步計算強補正配合料料方。
本發(fā)明的強補正配合料由低透過率碎玻璃和強補正粉料兩大部份組成，將一定重量的強補正配合料完全熔化為玻璃液后，低透過率碎玻璃在其中所占比率即為碎玻璃率L，該比率在切換前、中、后通常保持不變。
本發(fā)明的低透過率碎玻璃是指透過率為20～51％的碎玻璃，其來源為玻殼生產(chǎn)線各工序產(chǎn)生的廢品和外購的回收玻璃。
本發(fā)明的強補正粉料是由著色劑與生產(chǎn)顯像管玻璃的其它原料在混料機中混合均勻所得，所述生產(chǎn)顯像管玻璃的其它原料及其配比已為所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員知曉。
本發(fā)明強補正粉料配方的計算方法如下1.池爐內(nèi)高透顯像管玻璃液殘余比例的計算如已加入強補正配合料，則強補正配合料流出t小時后，池爐內(nèi)高透顯像管玻璃液殘余比例由下式(1)確定Rt=e-tV×D/H-T----(1)]]>其中，Rt強補正配合料流出t小時后，池爐內(nèi)高透顯像管玻璃液殘余比例(％)V池爐的容量(噸)，通常為100～1000噸H池爐的小時出料量(噸/小時)，通常為2～20噸/小時D池爐的有效容量，通常為0.8～0.9t強補正配合料已投入的時間(小時)，最大值通常為30～48小時T強補正配合料在池爐的停留時間(小時)，通常為15～20小時上述方程式的建立基于這樣一個計算機數(shù)值模擬結(jié)果池爐內(nèi)部玻璃液的流動并非為一簡單的活塞流，而是由兩個以熱點為中心、流動方向相反的熔化環(huán)流和澄清環(huán)流組成，此外還有若干小的環(huán)流和回流，如圖1所示。
由該方程式可確定在強補正配合料已投入的任意時間t(最大值通常為30～48小時)后，池爐內(nèi)高透顯像管玻璃料液的殘余比例。
2.池爐殘余料需要補正的著色劑的量(％)的計算池爐殘余料需要補正的著色劑的量Ci(％)按如下公式(2)計算Ci＝(Bi-R×Ai)/(1-R)(2)式中Ai原高透顯像管玻璃中著色劑i的濃度，參見表1Bi目標(biāo)低透顯像管玻璃中著色劑i的濃度，參見表1Ci著色劑i在強補正配合料中的目標(biāo)濃度R強補正配合料全部使用完畢后，池爐內(nèi)殘余高透顯像管玻璃料液的比例
i為Co3O4、NiO或Fe2O3。
3.強補正粉料中著色劑的引入量Mi％的計算設(shè)ε為配合料得率(％)，即將一定重量的強補正粉料完全熔化為玻璃液后，所得玻璃重量占原強補正粉料重量的百分比(％)；S為低透過率碎玻璃重量(kg)；F為強補正粉料量(kg)；L為碎玻璃率；則強補正粉料中著色劑的引入量Mi％的計算方式如下a.以加入的強補正配合料總重100kg為例，由下兩式(3)、(4)聯(lián)立得到S和FS/(S+F×ε)＝L (3)S+F＝100 (4)b.根據(jù)表1低透顯像管玻璃中著色劑i的濃度，由下式(5)分別計算得各著色劑i的引入量Mi％。
Mi＝[100×Ci-(S×Bi)]/F(5)其中，i為Co3O4、NiO或Fe2O3。
第三步確定強補正配合料的進爐補正時間及用量。
設(shè)定短的強補正配合料的進爐補正時間，則單位時間內(nèi)強補正配合料的投入量較大，透過率變化劇烈；反之，設(shè)定長的強補正配合料的進爐補正時間，則單位時間內(nèi)強補正配合料的投入量較小，透過率變化平穩(wěn)。強補正配合料的進爐補正時間，亦即強補正配合料已投入時間的最大值通常設(shè)定為30～48小時，由此按下式(6)計算可確定強補正配合料的用量。
強補正配合料的用量＝H×J×(1-L)/ε(6)其中，J為強補正配合料的進爐補正時間(小時)。
第四步加入強補正配合料，并調(diào)整池爐溫度確認(rèn)強補正配合料已經(jīng)進爐后，升高池爐的整體溫度。將池爐熱點溫度，亦即池爐內(nèi)部沿玻璃液流動方向上的溫度最高點，升高5～30℃，優(yōu)選升高10～20℃，同時保持爐底溫度，使其不因透過率的下降而降低。
第五步加入目標(biāo)低透過率配合料強補正配合料全部使用完畢，即J小時后，將目標(biāo)低透過率配合料加入池爐。
實施上述換料步驟后，可使出料量為200噸/天的池爐，在48小時內(nèi)由高透顯像管玻璃的生產(chǎn)切換為低透顯像管玻璃的生產(chǎn)，其各節(jié)點完全受控，提高了爐內(nèi)不同透過率玻璃液的置換速度，生產(chǎn)線不用停產(chǎn)，并且池爐波動小，玻璃質(zhì)量較為穩(wěn)定。因而降低了生產(chǎn)成本，取得了較好的經(jīng)濟效益，使企業(yè)可根據(jù)市場要求快速切換產(chǎn)品以滿足不同用戶的需求。


圖1為計算機模擬得到的池爐內(nèi)部玻璃液流流動軌跡圖，其中1熔化環(huán)流，2料山3鼓泡4澄清環(huán)流5流液洞6工作池7通道除非另有說明，本發(fā)明中所述百分比均為重量百分比。
下面是本發(fā)明實施方案的具體實例，但本發(fā)明并不局限于下述實例。
實施例一臺200平米的池爐，由透過率為57％的高透顯像管玻璃的生產(chǎn)切換至透過率為46％的低透顯像管玻璃的生產(chǎn)，具體步驟如下第一步確定原高透顯像管玻璃著色劑及目標(biāo)低透顯像管玻璃著色劑的組成，如下表2所示。
表2 原高透顯像管玻璃及目標(biāo)低透顯像管玻璃著色劑的組成與含量

第二步計算強補正配合料料方。
具體池爐參數(shù)如下池爐容量V672噸；
日出料量P(噸/天)200噸/天；小時出料量HH＝P/24＝8.33噸/小時；池爐的有效容量D88％；強補正配合料在池爐的停留時間T16小時；強補正配合料已投入的時間t最大值為40小時；切換前、中、后的碎玻璃率(％)52％；配合料得率0.86。
1.池爐內(nèi)高透顯像管玻璃液殘余比例的計算如已加入強補正配合料，則強補正配合料全部使用完畢，即40小時后，由上述式(1)Rt=e-tV×D/H-T]]>計算得到池爐內(nèi)高透顯像管玻璃液殘余比例為45.606％。
2.池爐殘余料需要補正的著色劑Co3O4、NiO和Fe2O3的量(％)的計算按上述公式(2)計算池爐殘余料需要補正的Co3O4、NiO和Fe2O3的量(％)，得到C1＝0.002756％、C2＝0.025253％、C3＝0.055％其中，1Co3O4、2NiO、3Fe2O33.強補正粉料中著色劑Co3O4、NiO、Fe2O3的引入量Mi％的計算a.以加入的強補正配合料總重100Kg為例，根據(jù)上述式(3)、(4)聯(lián)立計算得到S和FS/(S+F×ε)＝L，S/(S+F×0.86)＝0.52S+F＝100其中S＝48.32kg，F(xiàn)＝51.68kgb.根據(jù)表2低透顯像管玻璃中著色劑的濃度，按照上述式(5)計算得到三種著色劑Co3O4、NiO、Fe2O3的引入量Mi％，得到M1＝0.0032257％M2＝0.0307479％M2＝0.05500％其中，1Co3O4、2NiO、3Fe2O3綜上所述，強補正配合料的料方為每100kg強補正配合料含有48.32kg低透過率碎玻璃和51.68kg強補正粉料，其中強補正粉料中引入的著色劑的量為Co3O40.0032257％即1.667克、NiO 0.0307479％即15.89克、Fe2O30.05500％即28.42克。將所述量的著色劑與其它已為所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所知曉的生產(chǎn)顯像管玻璃的其它原料在混料機中均勻混合即可得到所需的強補正粉料。最后再將強補正粉料與低透過率碎玻璃混合配制就得到所需的強補正配合料。
第三步確定強補正配合料的進爐補正時間J及用量。
確定強補正配合料的進爐補正時間J為40小時，小時出料量H為8.33噸，按照上述公式(6)確定強補正配合料的用量為186噸。
第四步加入強補正配合料，并調(diào)整池爐工藝。
確定強補正配合料已經(jīng)進爐后將池爐的整體溫度升高，將熱點溫度由1572℃升高至1587℃，同時保持爐底溫度，使其不因玻璃液透過率的下降而降低。
第五步加入目標(biāo)低透過率配合料。
強補正配合料全部使用完畢，即40個小時后，將目標(biāo)低透過率配合料加入池爐。
實施上述換料步驟后，可以使出料量為200T/D的池爐，在48小時內(nèi)由透過率為57％的高透顯像管玻璃切換為透過率為46％的低透顯像管玻璃，其中各節(jié)點完全受控，生產(chǎn)線不用停產(chǎn)，并且池爐波動小，玻璃質(zhì)量較為穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種由生產(chǎn)高透過率顯像管玻璃向生產(chǎn)低透過率顯像管玻璃切換的換料方法，其特征在于，在需要進行上述切換時，在池爐運行過程中采用強補正推移換料法，該方法包括如下步驟a.根據(jù)原高透過率顯像管玻璃和目標(biāo)低透過率顯像管玻璃的透過率，分別確定其采用的著色劑的濃度；b.計算強補正配合料料方；c.確定強補正配合料的進爐補正時間及用量；d.加入強補正配合料，并調(diào)整池爐溫度；e.加入目標(biāo)低透過率配合料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述切換前的顯像管玻璃的透過率為52～100％，所述切換后的顯像管玻璃的透過率為20～51％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述計算強補正配合料料方包括如下步驟a.計算池爐內(nèi)高透過率顯像管玻璃液的殘余比例；b.計算池爐殘余料需要補正的著色劑的量；c.計算強補正粉料中著色劑的引入量Mi％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述強補正配合料流出t小時后，池爐內(nèi)高透過率顯像管玻璃液殘余比例Rt由下式確定Rt=e-tV×D/H-T]]>其中V-池爐的容量H-池爐的小時出料量D-池爐的有效容量T-強補正配合料在池爐的停留時間t-強補正配合料已投入的時間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，所述池爐容量為100～1000噸，小時出料量為2～20噸/小時，有效容量為0.8～0.9，強補正配合料在池爐內(nèi)停留的時間為15～20小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，池爐殘余料需要補正的著色劑的量按如下公式計算Ci＝(Bi-R×Ai)/(1-R)式中Ai原高透過率顯像管玻璃中著色劑i的濃度；Bi目標(biāo)低透過率顯像管玻璃中著色劑i的濃度；Ci著色劑i在強補正配合料中的目標(biāo)濃度；R強補正配合料全部使用完畢后，池爐內(nèi)殘余高透過率顯像管玻璃液的比例；i為Co3O4、NiO或Fe2O3。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，強補正粉料中著色劑的引入量Mi％由下式聯(lián)立計算得出S/(S+F×ε)＝LS+F＝100Mi＝[100×Ci-(S×Bi)]/F式中ε為配合料得率，S為低透過率碎玻璃重量，F(xiàn)為強補正粉料量，Bi為目標(biāo)低透過率顯像管玻璃中著色劑i的濃度，Ci為著色劑i在強補正配合料中的目標(biāo)濃度，i為Co3O4、NiO或Fe2O3。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述強補正配合料的進爐補正時間為30～48小時。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述強補正配合料的用量為H×J×(1-L)/ε，其中J為強補正配合料的進爐補正時間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于池爐的熱點溫度在強補正配合料進爐后升高5～30℃。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，所述池爐的熱點溫度在強補正配合料進爐后升高10-20℃。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在強補正配合料全部使用完畢后，將目標(biāo)低透過率配合料加入玻璃池爐中。
全文摘要
本發(fā)明根據(jù)計算機模擬池爐內(nèi)部玻璃流動形態(tài)，建立換料方程式，確定了池爐內(nèi)高透過率玻璃殘料的濃度隨時間的變化規(guī)律。最終確定了一個從料方制作、配料切換至池爐溫度調(diào)整的由生產(chǎn)高透過率顯像管玻璃向生產(chǎn)低透過率顯像管玻璃切換的強補正推移換料方法。采用該方法，可使日出料量200噸/天以上的顯像管玻殼池爐在48小時內(nèi)換料完畢，且節(jié)點可控，工藝參數(shù)和玻璃質(zhì)量穩(wěn)定。
文檔編號C03B5/173GK1715220SQ20051008702
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者李留恩, 賈偉, 蒼利民, 崔祥林, 姜淑鳳 申請人:河南安彩高科股份有限公司