碎玻璃在浮法生产中的应用及经济分析

碎玻璃是玻璃生产的必然产物，也是一种不可缺少的玻璃原料。碎玻璃与配合料按一定比例均匀混合后加入熔窑，能起到助熔作用，也有利于澄清和均化。碎玻璃的使用以工厂自给为原则，在浮法玻璃生产中一般碎玻璃比例在20%左右。近年来，我国浮法玻璃工艺技术发展较快，浮法玻璃质量有很大提高，成品率也比较高，工厂自身产生的碎玻璃难以满足生产的需要，为保持一定的碎玻璃比例，需外购碎玻璃补充。如果外购碎玻璃质量得不到有效控制，就会影响到玻璃的熔化，使玻璃质量下降。因此，从工艺控制角度讲，加强碎玻璃质量控制，把碎玻璃当作一种原料来管理，不但可以避免对玻璃质量产生不良影响，同时也会起到降低重油消耗、提高玻璃产量、延长熔窑使用寿命等作用
　　
　　1、碎玻璃对浮法玻璃质量的影响
　　
　　1.1碎玻璃的来源
　　
　　在浮法玻璃生产过程中，碎玻璃的来源主要有：一是生产过程中的不合格品；二是边部切除掉的下脚料；三是冷修放料时获得的玻璃碎块；四是本厂仓库贮存或另裁时产生的碎玻璃；五是从社会上回收的碎玻璃。为了保证浮法玻璃成分的稳定性，以使用本厂自身产生的碎玻璃最佳，非特殊情况不使用外来的碎玻璃。
　　
　　1.2碎玻璃中污染物的类型及污染途径
　　
　　碎玻璃中污染物可以分为两大类：第一类是难熔物质，如石块、混凝土块、砖块、泥块、耐火材料废渣等，进入熔窑后难以熔化，会在玻璃板面中产生夹杂物；第二类是还原性物质，如灰尘、铁质、木条、废纸、油污、生活垃圾等，随碎玻璃进入熔窑后会使玻璃还原性增加。碎玻璃的污染途径：碎玻璃在搅碎过程中产生的机械铁杂质；从过渡辊台或退火窑中扒出的碎玻璃会被油污、灰尘、锡液等污染；熔窑发生跑料质量事故时玻璃中的大夹杂物；装箱工序中产生的废纸、木块、铁钉、生活垃圾等进入碎玻璃回收系统。碎玻璃在室外堆场贮存过程中会受到灰尘等的污染。如果堆场地面质量较差，在装卸过程中会引入混凝土块杂质。整架旧玻璃在摔入碎玻璃堆场时掉落的防酶纸以及铁架上剥落的铁锈。倒运碎玻璃车辆带入的泥土等。外购碎玻璃在收集、贮存、运输过程中可能会混入混凝土块、砖块、泥块、石块、砂粒、泥土、煤粉、金属条、木条、纸等杂质；或混有颜色玻璃、平拉玻璃、压延玻璃、酒瓶等与本厂玻璃成分相差较大杂质玻璃。
　　
　　1.3碎玻璃的质量控制
　　
　　1.3.1碎玻璃的块度
　　
　　碎玻璃作为浮法玻璃生产的一种必须原料，要求具有一定的块度。无论是生产中产生的碎玻璃还是外购碎玻璃，在使用前都要达到一定的块度要求。因为过大块度的碎玻璃在配合料中分布不均匀，会对熔化均化造成影响。但如果碎玻璃块度过小或成为碎玻璃粉，由于比表面积大，吸附气体多，对玻璃液的澄清不利。实践还证明，过细的碎玻璃在输送过程中会产生非常大的粉尘，污染环境，严重影响职工的身体健康；在熔化过程中，纯碱将优先与碎玻璃反应，使石英砂溶解困难，影响正常熔制过程。因此，在浮法玻璃生产中比较合适的碎玻璃块度为20～50mm之间。
　　
　　1.3.2碎玻璃的比例
　　
　　在配合料中加入碎玻璃后会加速配合料的熔化，提高玻璃的熔化率，碎玻璃越多玻璃的熔融时间越短。从碎玻璃对玻璃澄清和均化过程的影响来看，当碎玻璃加入比例在30%～50%时可以最大限度的减少气泡数量。但是如果继续增加碎玻璃比例，对澄清的效果会适得其反，因为过多的碎玻璃会造成整个配合料的气体率下降。过多的碎玻璃还会破坏玻璃结构的均匀性，降低玻璃的强度。实践证明，浮法玻璃配合料中碎玻璃比例一般为20%左右，生产制镜级玻璃时碎玻璃用量不能低于20%。为了保证玻璃生产的稳定性，不得随意调整碎玻璃比例，需要调整时每次调整幅度不得超过2%。
　　
　　1.3.3碎玻璃的使用管理
　　
　　为了保证碎玻璃使用后对玻璃质量不会造成影响，必须加强碎玻璃的管理和质量控制，被污染的碎玻璃一定要单独堆放，经处理合格后方可使用。对装箱工序要严加管理，避免碎玻璃中混入废纸、生活垃圾等。贮存时间较长的碎玻璃，如果表面灰尘较多一定要慎重使用。倒运碎玻璃必须使用专用车辆，进入工作现场的车辆必须保持清洁，尤其是轮胎、车厢外壁不得带有泥土等杂质，必要时进行清洗。堆场周围保持干净，严禁有水泥、砂子、煤粉、耐火材料等物品。使用外购碎玻璃时更应加大控制力度，要制定碎玻璃质量验收标准。对于外购碎玻璃，进厂后要单独存放，必须经过严格处理后使用。2、外购碎玻璃的处理方法
　　
　　近几年，浮法玻璃生产工艺技术日益成熟，玻璃质量逐步提高，成品率较以往也有较大提高。同时由于玻璃市场竞争激烈，要求玻璃生产企业不断降低生产成本，提高成品率，目前一般企业成品率在83％左右，个别企业可以达到88％以上，这就造成了企业自身产生的碎玻璃不能满足生产需求，要解决这个问题就必须购买碎玻璃。但外购碎玻璃又存在较多质量缺陷，如果直接使用，会对玻璃质量产生影响，甚至会造成质量事故。因此使用外购碎玻璃时一定要严格碎玻璃进厂质量检验，并对碎玻璃进行彻底的清洗和挑选。为了使用好外购碎玻璃，应制定合适的碎玻璃回收标准，尽可能回收使用本厂或与本厂玻璃成分相近的碎玻璃，但这样的碎玻璃数量有限，仍然不能满足生产需要。社会上回收的碎玻璃较多，却污染严重，在使用前必须建立一套完善的碎玻璃处理系统。国内部分玻璃生产厂家和碎玻璃供应商在碎玻璃处理方面不断进行研究和尝试，取得了较好效果。碎玻璃的处理一般分为预选、除铁、清洗、人工挑选、验收等几个阶段。①预选阶段：完成碎玻璃的分类，按照不同品种、颜色、质量等进行初级处理，去除废纸、木条等大的杂质，主要由碎玻璃收集点完成该项工作。②除铁阶段：利用强磁除铁器清除碎玻璃中的铁杂质。③清洗阶段：清除碎玻璃中的泥沙等杂质，将含有泥沙等杂质的碎玻璃输送到旋转筒形清洗机进行清洗。④人工挑选：主要是清除碎玻璃中的混凝土块、石块、颜色玻璃等杂质。⑤验收阶段：处理后的碎玻璃必须验收合格后方可使用。生产厂家或碎玻璃供应商一般采取②～⑤阶段对碎玻璃进行处理。对碎玻璃进行破碎使其颗粒度达到一定要求，与其它原料混合均匀后使用是今后研究的一个方向。优点是对回收的碎玻璃成分要求不太严格，破碎成一定颗粒度后经均化处理能够保持成分的相对稳定，化验成分后在配料时做为一种原料带入配方进行计算，而且可以与其它原料混合均匀。需要解决的问题是碎玻璃的颗粒度多大为佳？破碎过程中产生的超细粉如何处理？如何解决当碎玻璃粒度与其它原料粒度相近时碎玻璃优先同纯碱反应，使石英砂溶解困难影响熔化的问题？这些都需要我们在今后的工作中不断研究和探讨。
　　
　　3、使用外购碎玻璃的经济分析
　　
　　3.1提高玻璃产量，降低生产成本
　　
　　经过实际计算，碎玻璃要达到完全自给自足，当碎玻璃比例为16％时成品率临界值为81.3％，即当成品率超过临界值时工厂自身产生的碎玻璃不能满足需要。以某公司为例，一条熔化量为600吨/天的浮法线，如果碎玻璃自给则成品率只能达到81.3％，产量为9756重箱/天。如果成品率达到88％，产量可达到10560重箱/天，增加的产量需外购碎玻璃进行补充，每月约1200吨。假定玻璃的综合成本为60元/重箱，拉引量保持不变，通过引入外购碎玻璃将成品率提高到88%，则每天投入的原燃料量不会增加，水、电、工资等增加的成本可以忽略不计，主要是增加外购碎玻璃成本和包装费用等。经计算，综合成本可降低2元/重箱以上。
　　
　　3.2降低燃料消耗
　　
　　从熔制过程来看，增加碎玻璃用量可以大大节约燃料。1kg碎玻璃熔制成1500℃的玻璃液大约需要耗热1828kJ，而用配合料熔成1kg玻璃液（1500℃）大约需要耗热2611kJ。碎玻璃每增加10%则熔制耗热可降低约2.5％。通过实践证明，碎玻璃由14％提高到18％后每天可节油2吨左右。3.3减轻熔窑热负荷，延长熔窑使用寿命提高碎玻璃用量后，纯碱、芒硝等组分相应减少，从而可减轻对池壁的侵蚀。同时由于碎玻璃熔融温度低，迅速熔融后的碎玻璃将配合料颗粒包围，减轻配合料粉尘飞散对耐火材料的侵蚀，延长熔窑的使用寿命。
　　
　　4、结束语
　　
　　碎玻璃在玻璃生产中起着至关重要的作用。通过使用碎玻璃，可以降低燃料消耗，提高成品率，降低生产成本，还可以减轻熔窑热负荷，延长熔窑的使用寿命。只要我们从碎玻璃来源严格控制，加大对碎玻璃的质量控制力度，把碎玻璃做为一种原料来管理，就能够将碎玻璃对玻璃质量的影响降至最低。在此基础上，我们可以进一步加大碎玻璃在浮法玻璃生产中的使用量。