體積流量在平板顯示玻璃料方切換中的應用

　　摘要：在平板顯示行業玻璃料方切換的過程中，常應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象，以達到穩定液位、 穩定窯爐工藝，確保窯爐安全運行的目的。

　　關鍵詞：窯爐;料方;液位;體積流量

　　0 引言

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

　　為提高企業的產能，降低生產成本，在試用新料方時會使用已投產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玻璃液，達到切換目的。 在此切換過程中會出現許多未知的問題，其中液位的變化是重要的工藝變化，應通過分析液位的變化， 找到可靠的控制手段，以穩定窯爐的安全運行。

　　1 玻璃窯爐液位控制系統

　　液位是窯爐工藝重要的參數之一，它是平衡窯爐加料量與后工序出料量的關鍵指標。 液位控制系統主要構成包括：加料系統、控制系統和檢測系統。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，經加料機投入窯爐，配合料經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、轉速，自控模式主要是根據液位計反饋 的液位值，通過 DCS設定的參數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 液位計反饋的液位變化趨勢，手動調整加料機頻率來改變配合料入爐量。 日常生產中，窯爐液位都會控制在(SP±N)mm 范圍內，SP為控制中 心 值，由上述液位控制系統來實現，即根據液位計反饋液位數值是否在(SP±N)mm 范圍內，進而調整加料機頻率來控制加料量。通過液位 的穩定，可以判斷窯爐內部的環境也同樣穩定，反之，液位發生變化時，反映窯爐的熔化發生了變化，影響玻 璃液的質量。

　　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生突然大幅上 升的失控現象，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，造成玻璃結石、氣泡缺陷[2]的集發，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 液位失控上升現象分析

　　為了驗證液位計檢測數據的真實性，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，人工測量數據與液位計檢測數據變化趨勢基本一致， 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，使窯爐內玻璃液位出現較大的高度差， 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據比窯爐 內實際液位要低。

　　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快速上升的失控現象。 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玻璃液實際高 度，也就是說此時窯爐內玻璃液位處于失控狀態，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用

　　3.1 體積流量控制方法

　　窯爐內玻璃液體積變化引起窯爐內玻璃液位高度變化，假設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定。

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　　3.2 其他

　　產線在料方的切換過程中，上述計算所得加料量是根據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定性，再加上工藝人員定期對爐內液位進行人工測量，用人工測量 的數值和液位計自動檢測的數值來相互比對，確保實際液位控制的穩定和窯爐運行的安全。

　　4 結語

　　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，同樣適用于產線日常原材料換批或原材料理化性能發生變化的情況，能夠很好地規避玻璃 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企業的實際情況，考慮問題也是從產線 實際切換的工藝變化出發，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：化學工業出版社，2006.

　　[2] 何懷勝，李震，王小虎，等.液晶玻璃基板生產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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