上世紀(jì)后期，世界上出現(xiàn)了著色供料道的新技術(shù)，實(shí)踐證明這種供料道在技術(shù)上已經(jīng)成熟。隨著市場(chǎng)需求的多元化，這種著色供料道有著良好實(shí)用前景和發(fā)展趨勢(shì)。

現(xiàn)以國(guó)外著色供料道的典型案例作為知識(shí)性資料介紹。
 

⑴ 著色供料道簡(jiǎn)介

供料道著色是生產(chǎn)有色玻璃而無需更換整個(gè)窯爐顏色的良好方法。其特點(diǎn)是在同座玻璃熔窯可同時(shí)生產(chǎn)幾種不同顏色的產(chǎn)品，使臨時(shí)著色過程成為可能。因此增加了玻璃熔窯的靈活性。

多年來，根據(jù)玻璃制造商的具體要求，世界上已經(jīng)有幾家公司已成功進(jìn)行了著色料道設(shè)計(jì)。已在世界各地不同的玻璃制造上得到應(yīng)用，如瓶罐玻璃，器皿玻璃或平板玻璃、玻璃空心磚等。

1）優(yōu)點(diǎn)

·廣泛的生產(chǎn)可能；    

·滿足大多數(shù)要求的廣泛色彩范圍；

·自由色彩匹配；

·高靈活性（小批量生產(chǎn)系列)；

·重新著色更快；

·褪色低；

·顏色分布好；

·耗能低。

2）設(shè)計(jì)特點(diǎn)

·比一般供料道要長(zhǎng)25～30%； 

·料道寬度16～48″；

·長(zhǎng)度18英尺或更長(zhǎng)是可能的,能適應(yīng)當(dāng)?shù)厍闆r。

3）玻璃類型

·化妝品玻璃；    

·水晶玻璃； 

·餐具；          

·容器玻璃。

4）玻璃顏色

著色供料道幾乎對(duì)任何顏色的玻璃都是可行的，綠色和不同類型的綠色如：古典綠色、翠綠色、枯葉綠色；鈷藍(lán)色、棗紅、粉紅色、紫色、紫羅蘭色、黃色、黑色、煙色、灰色等。

5）色變期

無色到彩色：大約6小時(shí)；

彩色到無色：大約8～12小時(shí)。

6）專用設(shè)備的選擇

依據(jù)對(duì)著色質(zhì)地要求的不同，著色供料道的專用設(shè)備配置可供選擇的有：

排料系統(tǒng)“VARI-DRAIN”；

均衡區(qū)攪拌系統(tǒng)；

供料道電助熔。

這些專用設(shè)備，使用者是要視著色質(zhì)量要求標(biāo)準(zhǔn)的不同有所選擇而已，并非每條著色供料道都是必需的。
 

 

圖1是國(guó)外著色料道的外觀圖（配置四臺(tái)攪拌裝置）。
 

⑵著色供料道的結(jié)構(gòu)

著色供料道根據(jù)顏色需要噸位和現(xiàn)場(chǎng)條件來單獨(dú)設(shè)計(jì)。所有供料道通常由一個(gè)加熱/稱量區(qū)、攪拌區(qū)、冷卻區(qū),以及調(diào)節(jié)區(qū)組成。

1）加熱區(qū)(圖2)
 

 

第一段是著色玻璃升溫區(qū)。在這段安裝定量加料裝置是為了在玻璃表面上添加著色劑。此外,玻璃被加熱到大約1260～1310℃使著色劑在該段能熔化。因此在加熱區(qū)兩側(cè)用雙排燒嘴來增強(qiáng)燃燒系統(tǒng)。
 

2）攪拌區(qū)(圖3)

攪拌區(qū)的功能是混合熔化的著色劑和無色玻璃液。為此在該區(qū)的頂蓋預(yù)留一些開口以便安置陶瓷攪拌器。攪拌裝置的數(shù)量和排數(shù)取決于顏色類型和供料道總出料量。在該區(qū)要考慮不能攪拌的時(shí)間。因此，攪拌區(qū)可以設(shè)計(jì)成更寬的通道或更高的玻璃液面。
 

3）冷卻區(qū)(圖4)

在攪拌區(qū)后建立一個(gè)冷卻區(qū)。由于需要更高的溫度來熔化和攪拌,玻璃液必須冷卻和調(diào)節(jié)以便用于成型過程。冷卻設(shè)備根據(jù)供料道類型采用如散熱開口和頂蓋內(nèi)間接冷卻空氣通道。根據(jù)產(chǎn)品和著色劑類型來單獨(dú)設(shè)計(jì)冷卻區(qū)。
 

4）均化區(qū)(圖5)

 最后還有一個(gè)均化區(qū),它是供料道著色的一部分。該區(qū)確保成型過程的最后調(diào)節(jié)。為達(dá)到溫度均勻,附加的攪拌系統(tǒng)是有利的。在工程設(shè)計(jì)中要計(jì)劃在上部結(jié)構(gòu)開攪拌器孔。
 

5）耐火材料（圖6）

加熱區(qū)和攪拌區(qū)的槽磚采用熔鑄鋯剛玉磚(AZS)。冷卻區(qū)和均化區(qū)料道可采用AZS熔鑄鋯剛玉磚，α/β氧化鋁磚或燒結(jié)鋯莫來石磚。加熱區(qū)和攪拌區(qū)的上部結(jié)構(gòu)材料采用特殊高密度和低氣孔的燒結(jié)鋁氧化鋯耐火材料(鋯莫來石)以減少由于高溫和著色劑揮發(fā)的腐蝕。冷卻區(qū)和均化區(qū)的上部材料由高鋁材料制成，采用特殊設(shè)計(jì)以得到最佳冷卻和加熱效率。尖端保溫材料被用于所有區(qū)以達(dá)到極低熱量損失值，以減少燃料消耗，提高玻璃熱均勻性。
 

⑶ 著色供料道的設(shè)備

1）稱重設(shè)備（圖7、圖8）
 

 

在著色過程可以使用任何礦物顏料(著色產(chǎn)品)。銅、鉻、鎳、硒、鈷和其他元素可以被用來生成全系列的顏色。這些元素的各種組合成為一個(gè)非常大的顏色調(diào)色板。

為了添加這些著色劑，需要安裝特殊設(shè)計(jì)的供料裝置，包括幾個(gè)組成部分：

• 用一小配料斗來存放著色劑；

• 一個(gè)計(jì)量溜槽從配料斗添加可調(diào)節(jié)流量的著色劑到稱重盤；

• 一個(gè)特殊的稱重盤，稱量準(zhǔn)確數(shù)量的著色劑；

• 一個(gè)輸送裝置連到氣動(dòng)除塵器；

• 一個(gè)氣動(dòng)除塵器降低著色劑微粒以防止耐火材料腐蝕；

• 帶一個(gè)或兩個(gè)分配器的加料料斗，從供料道頂蓋添加著色劑到玻璃液表面。
 

2） 攪拌系統(tǒng)

 

一個(gè)攪拌器組(圖9)包括幾個(gè)攪拌器，連接軸承和鏈條傳動(dòng)以及驅(qū)動(dòng)和連接器用的冷卻設(shè)備。元件是作為一個(gè)成套裝置安裝在鋼支撐框架內(nèi)，連同控制面板來控制攪拌器的旋轉(zhuǎn)方向和速度。攪拌器的攪拌類型分別設(shè)計(jì)，以達(dá)到最好的色彩均勻性結(jié)果。

每一個(gè)攪拌器組可單獨(dú)向上吊離玻璃液以便進(jìn)行維修工作(如更換攪拌器)。在這種情況下，攪拌棒吊在供料道上部結(jié)構(gòu)正上方。另外，攪拌器組也可以橫向移到供料道旁的平臺(tái)以便于維修，如更換攪拌器。
 

 3）λ（過?？諝庀禂?shù)）控制(圖10)

 

 λ控制是一個(gè)選擇性的工具，可確保燃?xì)?空氣-混合中氧氣量恒定。因此在燃?xì)庹緵]有測(cè)量和手動(dòng)調(diào)整下，混合物可設(shè)置在還原、中性或氧化條件。這大大簡(jiǎn)化了頻繁色彩改變需要不同燃燒條件的程序。此外，λ控制在氣體成分波動(dòng)時(shí)是很有利的。

天然氣由一個(gè)傳感器來分析。根據(jù)氣體組成和所需的λ值，所需的空氣流量與天然氣混合。
 

⑷ 單獨(dú)著色供料道的布局(圖11)

 

1）隨著玻璃窯爐大型化和市場(chǎng)對(duì)多料色、多品種玻璃瓶需求的多元化，著色供料道會(huì)逐步進(jìn)入人們的視線。

2）著色供料道技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用必將進(jìn)一步推動(dòng)供料道技術(shù)的發(fā)展，也必將對(duì)料滴成形技術(shù)提出了更高的要求。
 

2 特殊型供料道

所謂特殊型供料道，主要指有兩種極端：

1）瞬間出料量特大，而要求的相對(duì)間隔時(shí)間又特殊的供料道；或者其它條件要求極高的特種玻璃的供料道。這些供料道的長(zhǎng)度、寬度和深度等多種要素都超越了常規(guī)供料道的做法。

2）另一種是對(duì)供料道內(nèi)溫度要求極高；供料道長(zhǎng)度特長(zhǎng)（有長(zhǎng)度超過15m甚至20m）或超越常規(guī)的特小形玻璃制品的供料道。例如，特殊的化妝品瓶的供料道等。

因上述兩種供料道的為數(shù)極少，故本文不作深入討論。
 

3 EMHART 240、640供料道

隨著供料道的不斷創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，近幾年EMHART在著力簡(jiǎn)化并推出了240、640兩種典型供料道。據(jù)資料顯示：當(dāng)今國(guó)外絕大部分瓶罐玻璃企業(yè)都選用，足以見證它的優(yōu)越性和適用性。這兩款供料道成熟可靠，專門為此編輯的技術(shù)資料竟多達(dá)百余頁（含圖片），這足以判斷它在技術(shù)上的深度。
 

⑴ EMHART240、640供料道的主要特點(diǎn)

EMHART的典型的240、640的兩種料道是針對(duì)不同出料量的生產(chǎn)線需求設(shè)計(jì)的，體現(xiàn)了適用性、實(shí)用性及經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)。

1) 根據(jù)出料量設(shè)計(jì)不同的料道上部結(jié)構(gòu)，綜合考慮了加熱和冷卻兩方面均衡和效率，提高了料道的調(diào)節(jié)效率。

2） 240型料道采用平型頂磚和間接冷卻結(jié)構(gòu)，采取加強(qiáng)保溫設(shè)計(jì)適用于小出料量料道（結(jié)構(gòu)和熱傳導(dǎo)分別見圖12和13所示）。

 

 

3）640型料道采用分隔型頂磚和間接冷卻結(jié)構(gòu)，充分考慮加熱和冷卻方式之間的熱平衡和熱效率，

適用于大出料量的料道（結(jié)構(gòu)熱傳導(dǎo)見圖14和圖15所示）。

 

 

4）料道截面根據(jù)溫度分布和調(diào)節(jié)要求采用了分層分級(jí)的合理保溫形式。

注：圖中，粗箭頭分別表示加熱/冷卻時(shí)熱傳導(dǎo)的方向。

料道上部頂蓋磚結(jié)構(gòu)有其獨(dú)特的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：從圖16和圖17中可以看出，兩種料道在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的相同和不同之處，兩種類型的料道均采用了間接冷卻方式，即冷卻風(fēng)通道與料道內(nèi)的環(huán)境是隔離的，除燃?xì)鈴U氣排放口外基本是密閉的結(jié)構(gòu)，因此具有以下特點(diǎn)：

1）消除冷卻風(fēng)對(duì)中央玻璃液表面的影響；

2）冷卻風(fēng)變化不影響料道內(nèi)部壓力，燃燒穩(wěn)定；

3）冷卻風(fēng)不和燃燒后產(chǎn)物混合，提高了系統(tǒng)加熱/冷卻的效率；

4）有效的減少揮發(fā)氣氛的逸出，避免冷凝物對(duì)玻璃液的污染；

5）用于包括高揮發(fā)性在內(nèi)的各種性質(zhì)的玻璃生產(chǎn)。

 

【留意點(diǎn)】從這兩幅圖片中仔細(xì)觀察可以發(fā)現(xiàn)240型與640型供料道的最明顯差異在于供料道的上部蓋磚形狀和排氣通道以及冷卻（加熱）的形式上的區(qū)別。用科學(xué)方法分析或許有它一定的道理。

⑵ 料道控制平臺(tái)的基本特點(diǎn)

 

1） 加熱和冷卻控制系統(tǒng)智能化

采用SimensS7-400PLC架構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以把數(shù)條甚至上百條分配料道、供料道連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并在一個(gè)操作界面進(jìn)行觀察控制，控制界面圖見圖18、圖19。

 

 

 2） 先進(jìn)的操作界面和傻瓜化操作

界面溫度控制（圖20）只需設(shè)定料滴溫度和料道左、右側(cè)溫度差即可，兩側(cè)溫度可以設(shè)定5℃或5℃以下，在選擇高精度熱電偶作為測(cè)溫元件（±0.1℃級(jí)）情況下，供料道控制精度可以達(dá)到±1℃。

 

 

1）從以上幾幅橫向剖面的簡(jiǎn)圖中可以清晰地看出：EMHART240、640型系列供料道能充分實(shí)現(xiàn)成型工藝“橫向均勻，縱向穩(wěn)定”的理念。

2）它的上部蓋磚結(jié)構(gòu)看似復(fù)雜，實(shí)則是科學(xué)而合理的。因?yàn)樯喜可w磚的形狀符合熱量傳遞原理，它直接決定了供料道內(nèi)玻璃液溫度的勻質(zhì)。

3）EMHART240、640型系列供料道內(nèi)溫度的勻質(zhì)可從其中240型的一個(gè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)案例圖（圖21）中明顯看出它的優(yōu)越性。 

 

 

 

4 全電加熱供料道

全電加熱供料道分為兩種形式：

1）浸入電極直接加熱的供料道，近幾年國(guó)內(nèi)已趨逐步淡出；
 

2）輻射式全電加熱供料道。

⑴ 國(guó)外以ELECTROSEAL全電密封供料道為案例，其特征

1）全密封保溫極強(qiáng)的供料槽；

2）棄了傳統(tǒng)的頂蓋板磚設(shè)計(jì)；

3）精準(zhǔn)合理的加熱分布；

4）有精準(zhǔn)的料槽冷卻位置；

5）人性化又可靠的控制系統(tǒng)。
 

【留意點(diǎn)】國(guó)外ELECTROSEAL全電密封供料道，其最大特色在于它有連續(xù)控制的放料系統(tǒng)。這對(duì)于國(guó)內(nèi)瓶罐玻璃行業(yè)較普遍存在的條紋缺陷來說，無論哪種供料道都是值得借鑒的。
 

⑵ 國(guó)產(chǎn)全電加熱供料道

國(guó)產(chǎn)全電加熱供料道的技術(shù)日趨成熟，近幾年已被廣泛應(yīng)用，而大多數(shù)是為國(guó)產(chǎn)單滴料制瓶機(jī)配套。盡管這些通用型供料道結(jié)構(gòu)上各有特點(diǎn)，但是上部頂蓋板磚結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念與國(guó)外比較則有一定差距，值得進(jìn)一步探討。

迄今為止，國(guó)產(chǎn)全電加熱供料道，還沒有一條與十段雙滴料制瓶機(jī)相匹配后的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，能夠支持其玻璃料液的溫度勻質(zhì)數(shù)據(jù)報(bào)告的案例。這應(yīng)引起瓶罐玻璃行業(yè)高度關(guān)注。