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  • 紀念“中國洛陽浮法”誕生50周年
    發布時間 [2021-09-28]

    中國“洛陽浮法玻璃工藝”的研發歷程


    工業史上每一個劃時代新技術的孕育過程總是經歷了常人難以想象的艱難險阻,對于中國玻璃工業來說亦是如此。上世紀六七十年代,我院科研人員在內的老一輩玻璃人歷經多年探索,以智慧和汗水讓中國“洛陽浮法玻璃工藝”在中華大地上誕生;而后不斷刷新規模與品種,使之成為與英國皮爾金頓浮法、美國匹茲堡浮法并駕齊驅的世界三大浮法工藝之一,這其中既有我國工業前行大背景的推動,也離不開我院一代代科研人員的努力與犧牲。

    今年是中國“洛陽浮法玻璃工藝”誕生50周年,特殊的日子銘記難忘的過往,在此特對半個世紀以前的研發歷程予以回顧。這不僅是要將那段歷史、那段精神展現于世人;更是為了將洛陽浮法精神代代相傳,為當下的奮斗歷程提供指引與動力。

    一、浮法工藝研發的由來

    上世紀50年底末,世界出現了以英國皮爾金頓公司為代表的浮法玻璃工藝;技術甫一問世,即以高透光率、高平整度和高可加工的產品,引起了世界轟動。劃時代的新技術也得到了黨和國家高度重視,我國曾先后派出多個代表團隊赴英國商討引進事宜,但無一例外的遭到了對方的排擠和技術封鎖,甚至歧視到不允許我們參觀已經淘汰的落后的工藝技術和設備。


    ▲黃鈞(1927—2009),中國浮法玻璃工藝的開拓者和奠基人,主持我國平板玻璃浮法工藝技術的重要科技攻關、中間試驗和生產線建設。


    自立自強為人民,辛勤鉆研效祖國。沒有技術和樣品來借鑒,我們就自己摸索著干。1960年至1963年,北京的建筑材料科學研究院和上海耀華玻璃廠開始探索玻璃浮法工藝,但由于西方國家的封鎖且技術難度大,沒有取得實際進展。1963年,建工部下達浮法工藝研制計劃,由時任玻陶局局長祁俊掛帥,1964年成立了建材研究院項目組。在這樣的大背景下,作為秦皇島院第一代科技工作者的代表,黃鈞任項目負責人,嵇訓燁、梁志宏、陸軍等人作為項目組主要成員展開了我們自己的浮法工藝研發。

    二、實驗室試驗階段——摸索中前行

    1965年,黃鈞等人決定從浮法原理開始著手,分組攻關成型原理、成型條件、玻璃成份等基礎工作,也自此開始了全面的實驗室研究階段。

    當時正值新中國歷史上的特殊時期,但惡劣的研發條件并沒有阻擋大家前進的腳步。項目組首先解決了浮拋金屬的問題。根據掌握的科學知識,實驗人員根據熔點低、不易氧化兩大特性先初篩了錫、錫銅合金、鋁等金屬并進行多次實驗,最確定了高純度錫作為金屬介質,解決了浮法工藝成型關鍵問題。

    同樣的反復探索過程也體現在了保護氣體和玻璃成分的選取中,在千余次科學實驗、數百本實驗記錄的積淀下,項目組最終確定將氮氫混合氣作為保護氣體,并試驗出適用于工業化生產的玻璃成分配比;而這一套方案也沿用至當下,是為當代浮法玻璃工業的技術基礎。

    在工藝原理取得階段性的進展的同時,項目組也在管莊開始了小型實驗階段:熔化采用了小型電熔爐,成型室以粘土磚砌筑,保護氣體當時采用了用管莊試驗場的水煤氣;用小型的壓延機使熔融玻璃成型后, 再進錫槽進行拋光。反復的試驗、改進后,現場最終拉出了200-250mm寬的浮法玻璃帶,可切成約1m長的玻璃條。成功的實驗結果不僅奠定了浮法成型的雛型,也堅定了科研人員開發浮法工藝的信心。


    三、中間實驗階段——終于有所進展!

    半工業性中間試驗選在了株洲玻璃廠。項目組決定利用球窯車間一條新建成但閑置未用的玻璃球生產線,將其改造為浮法中間試驗線使用。l968年2月,由株洲玻璃廠、黃鈞項目組和建材部玻璃設計院等3個單位組成的試驗班子,著手開展球窯改建和各項試驗準備工作。

    試驗線的熔窯熔化能力為15噸/日,使用洗滌煤氣作燃料。錫槽有效長度24.78米,有效寬度為1米,玻璃板寬范圍為0.4~0.9米,拉引速度為45~250米/小時;槽體用礬土混凝土搗打,石膏板保溫,流槽分別用粘土磚和石英磚制作,采用功率為600千萬的電加熱。退火窯總長39米,有效寬度1米,用煤氣加熱,輸送輥道長7米。保護氣體采用了經脫焦、脫堿、脫水處理發生爐煤氣半燃燒廢氣。l970年6月16日項目開始點火烘烤錫槽,7月15日開始加錫,錫液深度75毫米;l971年3月30日停窯放錫,半年多的中間試驗結束。中間試驗初期,項目組采用了“壓延法”的生產流程,但出現了很多問題。于是,在1970年9月7日改用了“流入法”,即取消壓延機,高溫玻璃液通過流槽直接流入錫槽攤平、拋光、成型,獲得了良好的改造效果;這次拉出了板厚為6毫米、板寬為600毫米的浮法玻璃,這也是我國自行摸索、研究掌握的浮法成型方法。


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    在此基礎上,項目組對流槽的材料、形狀和安裝位置進行了多次試驗和改造,最終采用喇叭形帶斜坡的流槽,將流槽端部伸進錫槽懸臂100毫米左右,離錫液面15~30毫米;同時,通過試驗,對錫槽的構造、加熱方式、保護氣體、流槽材料、熔窯和退火窯等如何適應浮法工藝要求也進行了探索。至此,研究人員初步掌握了6毫米浮法玻璃生產技術,并進一步驗證了用錫作為浮法介質的正確性,在成型方法上也取得了實質性的進展。


    四、洛陽工業實驗階段——六家單位聯合攻關

    中間試驗結束后,建材部有關領導人員在考察中提出將株玻廠把正在生產的壓延線改造為浮法工業試驗線,進行擴大的工業性試驗。但由于株玻自身生產原因,放棄了繼續進行浮法工業性試驗的機會。

    隨后,1971年5月,建材部決定將洛陽玻璃廠原來準備為西德進口機械磨光玻璃配套的壓延線改建成我國第一條浮法生產線,正式開展了工業性試驗。

    根據要求,洛玻廠要在壓延窯不放玻璃水進行保溫的情況下, 用三個月時間完成全部改造工作,投入試驗生產。洛玻廠、秦皇島玻璃研究所(原北京建研院玻璃所遷至秦皇島,即我院前身之一)、株洲玻璃工業設計研究所(原玻璃設計院下放株洲部分)、秦皇島玻璃設計院(原玻璃設計院下放秦皇島部分,我院前身之一)、株洲玻璃廠、建材研究院六個單位聯合奔赴洛陽玻璃廠,于壓延車間為浮法試驗改造工程開展了現場設計、改建和試驗準備等工作。

    經過共同分析研究、確定改造方案后,項目組將工業性試驗線的熔窯熔化量定為75t/d;將原壓延線的退火窯前端拆除25m建錫槽,槽體用耐熱混凝土現場搗打,頂蓋用預制耐熱混凝土拼裝,加熱元件用鐵鉻鋁電熱絲在耐高溫瓷管上纏繞而成;保護氣體用發生爐電脫焦煤氣再經脫硫、脫氧凈化處理;對退火窯也作了相應的改造。為了改善玻璃質量,解決保護氣體的問題,項目組創造性的設計出一套保護氣體方案:利用玻璃廠現有的煤氣設備,僅花費十幾萬元,就保證了生產順利進行,而這個系統一直使用到洛陽投產的第一窯期。

    1971年9月,洛玻浮法工業性試驗線投入運行并進行試驗;經過幾次試拉,于9月23日成功地拉引出板厚為6mm、原板寬1.6m的浮法玻璃。自此,我國擁有了自行研發的第一條浮法玻璃生產線,改寫了我國不能生產浮法玻璃的歷史。

    在此基礎上,為解決浮法玻璃工藝各種生產技術問題,穩定正常生產各種規格浮法玻璃創造條件,項目組繼續在玻璃拉薄、展寬、板寬收縮率、板面平整度、鋼化彩虹、板寬流量控制、保護氣體脫硫試驗等等課題進行實驗,通過1974年、1978年投產第二、三個窯期的實驗,各項技術指標逐步達到預期要求。


    五、鑒定會及“洛陽浮法玻璃工藝”的誕生


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    國家發明二等獎證書


    1981年4月,浮法玻璃新工藝國家級技術鑒定會在洛陽玻璃廠召開。與會代表在聽取了洛玻的試驗報告,參觀了3毫米浮法玻璃的生產線現場以及陳列的5毫米、6毫米的產品后,對該工藝予以高度評價,并將其命名為“洛陽浮法玻璃工藝”。

    1981年7月中國“洛陽浮法玻璃工藝”被授予國家發明二等獎,我院前身的秦皇島玻璃研究院、秦皇島玻璃設計院在六家發明單位中占據其二,中國“洛陽浮法玻璃工藝”也由此正式誕生。工藝不僅打破了國外的技術壟斷,還填補了我國科學技術和工業生產上的空白,展現了我國玻璃工業的科技創新水平,開辟了變革、創新和發展的新時代。1982年,由我院設計的通遼玻璃廠經八年探索成功點火投產,第一次實現了中國“洛陽浮法玻璃工藝”的量化生產,至此,中國玻璃工業正式進入了浮法的時代。


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    通遼玻璃廠


    時間飛逝,中國“洛陽浮法玻璃工藝”發展到今天,已經歷了半個世紀的風風雨雨;而今天,在國際化浪潮下我院的飛速發展不僅得益于中國“洛陽浮法工藝”的技術積淀,更得益于老一輩科研人員拼搏、創新精神的代代相傳。

    展望玻璃行業發展的未來,機遇和挑戰并存,創新與拼搏在企業乃至整個行業的發展也更為重要。“唯改革者進,唯創新者強,唯改革創新者勝”,作為中國玻璃技術的母體單位和行業新技術的引領者,我們一定要秉承前人智慧,勇挑時代擔當,為中國乃至世界玻璃工業的做優做強做出更大的貢獻!









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