一种浮法玻璃锡槽成型区减小横向温差的控制方法与流程

本发明涉及浮法玻璃生产，具体涉及一种浮法玻璃锡槽成型区减小横向温差的控制方法。

背景技术：

1、浮法玻璃生产过程中，熔融玻璃液进入锡槽后漂浮在锡液表面，并在锡槽成型区内完成摊平、抛光和定型。锡槽成型区的横向温度均匀性直接影响玻璃带的厚度均匀性、板面平整度、光学质量和成品率。在实际生产中，锡槽成型区边部侧壁、槽底边部及胸墙等位置更容易向外散热，边部热量损失通常大于中部区域，容易形成边部温度偏低、中部温度偏高的横向温差。当横向温差较大时，玻璃带在宽度方向上的黏度、流动性和冷却收缩状态不一致，容易出现边部偏厚、中部偏薄、板面变形、光学畸变等质量问题。

2、目前，锡槽成型区槽底冷却多采用相对固定的冷却布置，部分产线采用统一规格风嘴或固定冷却强度进行冷却。由于边部区域本身散热较大，而中部区域热量相对集中，若边部与中部采用相同或相近的冷却方式，容易造成边部过冷、中部冷却不足，横向温度分布难以保持均衡。同时，锡槽内锡液存在自然对流、边部回流及局部死区等现象，低温锡液容易从边部区域回流至成型区，对边部及邻近区域形成持续冷却作用，进一步扩大横向温差。若仅依靠单一加热或冷却调节，难以及时改善锡液流态，也难以稳定抑制边部冷锡液回流。此外，玻璃带在锡槽内运行时若偏离锡槽中心线，会导致左右两侧散热、冷却和拉边状态不对称，使单侧温差增大，影响玻璃带板形和厚度稳定性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够同时兼顾槽底分区冷却、边部保温、锡液流态调控、边部回流抑制以及玻璃带对中控制的锡槽成型区横向温差控制方法，以提高锡槽成型区温度场均匀性和玻璃带成型稳定性。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种浮法玻璃锡槽成型区减小横向温差的控制方法，锡槽成型区为锡槽入口侧至成型稳定段之间的区域，该控制方法包括以下步骤：

4、s1、采集锡槽成型区沿玻璃带宽度方向布置的多个温度测点的温度值，并获取玻璃带中心线相对于锡槽中心线的偏移量；

5、s2、将锡槽成型区沿宽度方向划分为左侧边部区、左侧次边部区、中部区、右侧次边部区和右侧边部区；

6、s3、在锡槽成型区槽底底壳外侧设置分区风嘴冷却结构，使左侧边部区和右侧边部区配置第一有效通流孔径的风嘴，左侧次边部区和右侧次边部区配置第二有效通流孔径的风嘴，中部区配置第三有效通流孔径的风嘴，且第一有效通流孔径小于第二有效通流孔径，第二有效通流孔径小于第三有效通流孔径，以形成由边部向中部冷却强度递增的槽底分区冷却方式；

7、s4、对锡槽成型区边部侧壁进行强化保温，并在锡槽胸墙设置耐高温复合保温结构，以降低边部热量散失；

8、s5、在沿玻璃带运行方向位于最下游的一对拉边机对应位置设置直线电机，通过调节直线电机的电流、频率、极距、工作头距离锡液面的高度以及工作头与锡槽侧壁之间的间距，对锡液进行定向驱动，以抑制边部冷锡液向成型区中部回流；

9、s6、在锡槽成型区边部设置挡畦结构，用于减缓边部低温锡液回流并削弱锡液死区；

10、s7、调节左右两侧拉边机的车位、转速或角度，使玻璃带中心线保持在锡槽中心线附近；

11、s8、根据所述温度值和所述偏移量，对分区风嘴冷却强度、直线电机运行参数、挡畦配置参数和拉边机参数进行闭环协同调节，使锡槽成型区横向温差减小至目标范围。

12、优选地，锡槽成型区横向温差δt按照如下公式计算：

13、；

14、其中，为沿玻璃带宽度方向布置的n个温度测点的温度值；当δt大于预设横向温差阈值δt0时，执行步骤s8中的闭环协同调节。

15、优选地，步骤s3中，第一有效通流孔径d1、第二有效通流孔径d2和第三有效通流孔径d3满足如下关系：

16、；

17、；

18、；

19、且满足：；

20、由此使边部区冷却强度低于次边部区冷却强度，次边部区冷却强度低于中部区冷却强度。

21、优选地，第一有效通流孔径d1、第二有效通流孔径d2和第三有效通流孔径d3进一步满足如下孔径比例关系：

22、；

23、并且所述分区风嘴冷却结构包括可更换式风嘴、可调节开度风嘴或带有节流孔板的风嘴；通过更换风嘴、调整风嘴开度或调整节流孔板通流面积，改变对应分区的有效通流孔径和冷却风量。

24、优选地，步骤s3中，针对不同板宽或不同产能工况，各分区风嘴的有效通流孔径按照如下关系确定：

25、；

26、其中，为第i分区所选有效通流孔径，为第i分区温度，为各分区中的最低温度，为各分区中的最高温度，d为可选有效通流孔径集合，表示从所述可选有效通流孔径集合中选取最接近计算值的孔径；温度较高的分区配置较大有效通流孔径，温度较低的分区配置较小有效通流孔径。

27、优选地，步骤s4中，耐高温复合保温结构包括硅线石材料层、莫来石材料层、硅线石—莫来石复合材料层中的一种或多种；边部侧壁的强化保温与槽底分区风嘴冷却结构配合，使边部区热量散失降低、中部区冷却能力增强。

28、优选地，步骤s5中，直线电机的电流调节范围为70a～160a，频率调节范围为5hz～60hz；当边部区温度低于中部区温度且横向温差大于预设横向温差阈值时，提高直线电机电流或频率，以增强锡液定向驱动并提高边部区温度。

29、优选地，步骤s6中，挡畦结构包括浸没式挡畦和刀把式挡畦，浸没式挡畦设置6～16对，刀把式挡畦设置1～6对，浸没式挡畦和所述刀把式挡畦沿锡槽成型区边部交错或分段布置，以与直线电机产生的锡液定向驱动共同抑制边部冷锡液回流。

30、优选地，步骤s7中，玻璃带中心线偏移量按照如下公式计算：

31、；

32、其中，为玻璃带中心线位置，为锡槽中心线位置；当大于预设允许偏移量时，调节左右两侧拉边机车位、转速或角度，使左右两侧拉边机车位差异控制在30mm～120mm/台拉边机范围内，并使锡槽成型区左右两侧横向温差减小。

33、优选地，步骤s8中，闭环协同调节包括计算中部—边部温差评价值b、左右不对称评价值a以及控制目标函数j，其中：

34、；

35、；

36、；

37、式中，为中部区温度，为左侧边部区和左侧次边部区的综合温度，为右侧边部区和右侧次边部区的综合温度，δt为横向温差，δt0为目标横向温差，为玻璃带中心线偏移量，r为边部冷锡液回流强度表征值，q为单位时间冷却能耗或风量偏差表征值，为权重系数；通过减小j确定分区风嘴冷却强度、直线电机电流、直线电机频率和拉边机参数的调节方向，使锡槽成型区横向温差降低至3℃以内或降低至预设横向温差阈值以内。

38、本发明包括以下有益效果：

39、1、通过槽底分区风嘴冷却、边部强化保温、直线电机调控锡液流态、挡畦抑制回流及玻璃带对中控制的协同作用，使锡槽成型区沿玻璃带宽度方向的温度分布更加均匀，有效减小边部与中部之间的横向温差；

40、2、本发明根据边部、次边部和中部的散热差异，采用由边部向中部冷却强度递增的分区冷却方式，并配合边部侧壁及胸墙保温结构，减少边部过冷和中部冷却不足的问题；

41、3、通过直线电机对锡液进行定向驱动，并配合浸没式挡畦和刀把式挡畦减缓边部冷锡液回流，可减少锡液死区和回流扰动，提高成型区锡液流态稳定性；

42、4、横向温差减小后，玻璃带宽度方向上的黏度、流动性和冷却收缩状态更加一致，可减少厚薄差、板面变形和光学畸变等缺陷，提高玻璃成品率和外观质量；

43、5、本发明可根据不同板宽、产能和锡槽工况调整风嘴孔径、直线电机参数、挡畦配置及拉边机参数，便于在现有生产线上实施，同时可减少无效散热和过度冷却，降低能耗并提高连续生产稳定性。