中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術發展與創新
——超大噸位浮法玻璃熔窯技術的研發過程和發展回顧

何威

（秦皇島玻璃工業研究設計院有限公司 秦皇島 066001）

0 引言

浮法玻璃熔窯作為玻璃生產中的核心設備，在玻璃工業中的重要意義如同人們的“心臟”，其技術水平決定著企業的核心市場競爭力，影響著整個玻璃行業發展的方向和未來。

我國浮法玻璃熔窯技術伴隨著中國“洛陽浮法玻璃工藝”的發展一同走過50年的光輝歷程。幾代窯爐科技工作者發揚艱苦奮斗、科技自強的信念，在相關技術領域不斷探索、創新，使我國浮法玻璃熔窯的生產規模從最初的15 t/d發展到當今世界最大熔化1300 t/d及以上規模，熔制玻璃質量從滿足于取代垂直引上的窗玻璃發展到今天可用于汽車、制鏡、鍍膜等適合于建筑、深加工、功能玻璃領域的各類優質玻璃，整體水平達到、部分指標超過國際先進技術水平。

在技術研發探索的歷程中，發生過很多令人激動而自豪的創新故事，推動著中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術不斷登上新的臺階。尤其是至今還深刻影響著世界玻璃制作業發展的超大噸位浮法玻璃熔窯技術的誕生，很有代表性，令人印象深刻。

這項技術由秦皇島玻璃工業研究設計院（秦院）研發，以秦院設計、江蘇華爾潤集團投資于2004年建成900 t/d超大規模優質浮法玻璃生產線為成功標志，首次實現單線以900 t/d熔化量的超大噸位生產出優質浮法玻璃，達到世界先進水平，宣示了中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術取得了重大突破，推動中國洛陽浮法玻璃技術發展進入了快車道。該技術成果獲得2008年國家科學技術進步二等獎。

在當前國家實施“碳達峰”、“碳中和”發展規劃的背景下，玻璃熔窯作為傳統能源消耗型行業中的大型耗能設備，其技術的提升和創新的使命將更加任重道遠。我們在此回顧超大噸位熔窯技術研發前前后后的歷史點滴，宣講我國廣大玻璃工作者艱苦奮斗的精神，傳承和堅定我們不斷創新的信心，激勵后人繼續為中國玻璃事業的輝煌再創新篇章。

1 探索中起步

中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術自1971年發明誕生，玻璃窯爐的技術配套即伴隨著工藝研究同步進行著。最早配套用于浮法項目課題研究的熔窯是一座15 t/d生產玻璃球的馬蹄焰窯爐，這是當時我國在一窮二白艱苦條件下科技研究的無奈之舉，項目組能有一個提供工業試驗環境的原料熔制設備就很滿足了。后來，隨著我國浮法工藝研究工作的不斷深入，配套窯爐逐步采用熔化能力更高、熔制質量更有保障的橫火焰窯爐，實驗用窯爐熔制能力發展到75、135、255 t/d，直到1982年9月1日，由秦皇島玻璃工業設計院、玻璃研究院（秦院）設計，我國真正意義上第一條自行設計量產浮法玻璃生產線“內蒙古通遼玻璃廠270 t/d浮法線”成功點火，具備滿足當代浮法玻璃工藝生產要素及工藝控制基本需求的中國“洛陽浮法玻璃工藝”專用配套窯爐技術才算誕生和起步。雖然從現代的視角看，當年她是那么古樸，各種配置檔次不高，設計理念不夠先進，但是她能夠在當時我國工業水平和裝備能力條件下滿足中國洛陽浮法玻璃工藝生產線對玻璃熔制質量的基本要求。這是一個真正的突破，是標志著我國配套浮法玻璃窯爐技術從此具備了系統的基礎研發、設計配套、生產管理的能力，是中國洛陽浮法玻璃技術關鍵設備走向成熟的開始。

1985年，“六五國家科技攻關項目”洛玻二線《日產400噸級浮法玻璃生產工藝和裝備》建成投產，該項目由杭州新型建材設計院（杭院）牽頭，洛陽玻璃廠和上海玻璃機械廠共同參與承擔，熔窯的生產能力擴大到400 t/d，實際能生產到412 t/d，熔制質量能夠滿足原板寬3.5 m、玻璃厚度3～15 mm的浮法玻璃生產。1989年，杭州院以此項目研發成果獲得國家科技進步一等獎。洛玻二線熔窯技術是我國浮法玻璃熔窯技術發展的重要成果，代表我國浮法玻璃窯爐技術在400 t/d級別中等規模窯爐研發設計取得了重要的成就，也為我國浮法玻璃生產線熔窯繼續擴大規模邁出了可喜的一步。

2 發展中成長

隨著對通遼270 t/d、洛玻二線400 t/d等浮法線成果的總結和完善，到上世紀90年代初，我國建成多座300～400 t/d燃煤、燃油浮法玻璃生產線，基本解決了300～400 t/d級中國“洛陽浮法玻璃工藝”中熔窯等關鍵設備的設計、建設、配套、生產管理、運行維護等方面的技術問題，有力保障了中國“洛陽浮法玻璃工藝”的持續改進和發展。但是在這個階段存在著設計、生產、管理及裝備水平不高，生產線能耗高，勞動生產率較低，玻璃品質、質量和綜合技術水平與國內合資及外資獨資企業存在較大差距等許多亟待提高的問題。

為了縮短我國關鍵裝備與國外技術的差距，1990年，由秦皇島玻璃工業設計院（秦院）牽頭的通遼玻璃廠技改工程正式啟動。該項目窯爐首次采用了消化引進托利多技術，運用了全聯通箱式蓄熱室、寬噴火口、新型火焰空間結構、新型胸墻等新型結構，配套熱端控制首次使用分布式計算機數據采集系統（DCS）。該線于1992年12月15日成功投產，將浮法玻璃生產線熔化量由270 t/d改造為400 t/d，在熔窯熱單耗、玻璃質量、效益三方面成效十分顯著。這是我國第一座全面采用計算機DCS系統進行熱端控制的現代化浮法窯爐，她的成功使我國玻璃熔窯技術和自動控制技術上了一個新臺階，在玻璃行業起到了示范作用，并于1996年獲得了國家設計金獎。

1996年4月，在中國“洛陽浮法玻璃工藝”誕生20多年時，我國集當時技術成果之大成，采用三院聯合攻關設計建設了500 t/d耀華浮法玻璃示范線項目。其中熔窯由秦皇島玻璃工業研究設計院（秦院）負責，這是當時國內熔化能力最高、自動化水平最高、能耗最低的現代化浮法窯爐。窯爐采用前臉復合式吊墻、淺池平底結構、寬噴火口、爐下式燃燒系統、全保溫結構、超級煙道系統，控制全面采用計算機DCS系統，設計壽命為8年，能耗指標為7110 kJ/kg玻璃液（1700 kcal/kg玻璃液）。這個項目投產后，窯爐能耗低于7110 kJ/kg玻璃液（ 1700 kcal/kg玻璃液），生產品種為2～15 mm 優質浮法玻璃，產品質量優良，充分展示了窯爐生產規模增加所產生的節能降耗的優勢，是我國浮法技術發展的一個重要標志成果。這個窯爐最終運行了13.5年，是至今為止我國自行設計建造的使用壽命最長的窯爐。其成功標志著我國500 t/d級現代化浮法玻璃熔窯技術已經成熟。

20世紀末，我國新建了一大批采用中國洛陽浮法技術的400～500 t/d的現代化浮法玻璃生產線，迎來了我國浮法玻璃行業發展的一次高潮。

3 提升和嘗試

3.1 國家浮法玻璃實驗基地（試驗線）

為加速科研產業化，在國家建材局推動下，20世紀80年代，秦皇島玻璃研究院（秦院）和耀華玻璃廠合資建設了一條200 t/d級的浮法玻璃試驗線，用于提升中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術的整體水平。從1995年到2000年期間，在厚玻璃生產技術上取得了重大突破，成功商業化生產出12 mm厚的玻璃板，改寫了我國厚玻璃全部依賴進口的歷史，同時試驗線在2 mm薄玻璃生產方面積極探索，也積累了很好的經驗。該線多項技術裝備填補了國內空白，超厚玻璃項目獲得1997年國家科技進步二等獎。

這條生產線窯爐技術采用了當時成熟的體系，在生產技術研究方面探索了熔窯結構、生產操作與浮法玻璃內在質量提質、厚薄品種轉換、自動控制及配套等相關性研究，其成果為提高中國“洛陽浮法玻璃工藝”在厚、薄玻璃品種生產工藝技術研究和裝備適配能力方面做出了很大貢獻，為將來超大噸位浮法玻璃生產線的研發和運行積累了大量生產基礎數據。

3.2 6080玻璃加工中心項目——大噸位窯爐與大規模浮法玻璃生產線關鍵基礎技術的研發

1998年以后，我國浮法玻璃工業經歷了一個大發展時期，又面臨新的發展課題。當時市場需要質優價廉、規格多樣的商品；國家需要節能、環保的企業；企業需要生產效率更高、成本更低、玻璃質量更好的技術。此時許多企業對窯爐節能降耗、更大規模生產性能提出了更高的期盼。而當時皮爾金頓公司在上海建立的SYP生產線又以優質的原片、高水平的技術和大規模的生產方式成為了玻璃行業“標桿”，自主研發優質玻璃大規模生產技術成了我國玻璃工作者的追求。

2002年，秦皇島玻璃工業研究設計院（秦院）與華爾潤集團簽訂了6080玻璃加工中心項目的合同，掀開了提升中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術科技創新、追趕世界先進水平的篇章。

當年，我國自主研發采用“洛陽浮法玻璃工藝”的最大規模生產線是洛玻600 t/d的浮法線，而國內生產規模最大、質量最好、效益最佳的生產線是上海SYP700 t/d外資生產線。另外，國內還有若干條日本、英國、美國等外資合資生產線，生產規模多在400～600 t/d級，裝備及質量水平也都很高。

為了縮小與國際玻璃巨頭、國內外資合資線之間的技術差距，提高產品質量檔次，同時也為了進一步擴大生產規模、降低生產成本、調整優化產品結構，滿足深加工優質原片玻璃的大批量生產，適應越來越激烈的市場競爭，江蘇華潤（集團）公司決定籌建6080玻璃加工中心，委托秦院在當時技術水平的基礎上進行高品質生產線提升研究和設計，圍繞大規模生產優質浮法玻璃這個重點研究設計一條采用中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術的國內最高水平的浮法玻璃生產線。這條生產線的規模定位700 t/d，廠院雙方將其定位為跨世紀工程。

為此，雙方對標國內外玻璃質量標準，確定該浮法玻璃生產線的生產規模、裝備水平及產品質量等定位在SYP的水平，強調產品實物質量對比達到SYP的實物水平，而且確定該線將以厚玻璃生產為主。

熔窯作為最重要的關鍵設備之一，提出來立足國內耐火材料、能耗低于6280 kJ/kg玻璃液（1500 kcal/kg玻璃液）、窯齡8年以上，熔制水平達到合資線水平的技術指標，要確保能夠為整個生產線實物質量達到SYP水平提供熔融優質玻璃液。

在項目建設過程中，秦院研發并首次運用了一大批新型窯爐技術，如：新型柔性力吊墻、準等寬投料口、大中心角大碹、高火焰空間、混合燃料燃燒、雙高負荷窯爐內部結構優化、新型全保溫、新窯熱端DCS控制軟硬件等窯爐配套關鍵技術，與大型退火窯冷端設備機組、冷端DCS自動化控制系統等形成核心技術和專有設備。

最終建成的華爾潤的700 t/d級浮法線以國產材料和設備為主，關鍵部位引進了少量耐火材料。2001年8月投入商業運營后，生產出了板寬4.4 m、厚度12 mm的大板，質量達到了當時SYP水平，能耗居于國內領先水平，于2004年獲得了全國第八屆優秀工程金獎。該生產線第一個窯期安全運行9年零8個月，超過8年的設計窯齡，最高能生產780 t/d，產品質量優良穩定。整個運行周期期間窯爐的熔制質量、操作性能、能耗水平在當時居于國內先進水平。700 t/d級浮法線研制成功，翻開了中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術向更大規模、更大噸位生產線提升的新的一頁。

4 研發和攻關

4.1 超大噸位窯爐技術研發的歷史背景

2001年底，隨著國內重油市場價格持續上漲，我國浮法玻璃企業的生產成本大幅上漲，窯爐燃料成本達到總生產成本的40%～50%。行業迫切需要能耗更低、質量更好、成本更低、整體技術水平更加先進的熔窯技術。而華爾潤700 t/d級浮法玻璃窯爐研發成功之后，其表現出的低熔化單耗、高熔化質量令科研單位和受益企業均深受鼓舞，也激發了企業希望盡快研發更大規模的超大噸位生產線的熱情。

在這種形勢下，秦皇島玻璃工業研究設計院（秦院）開始加快布局900 t/d級以上的超大噸位浮法玻璃生產線的研究和開發工作，結合已有的700 t/d大噸位生產線的研發技術成果，爭取盡快突破超大噸位生產線配套的核心技術。其中超大噸位窯爐技術開發工作是研發工作核心支撐和關鍵環節之一，需要盡可能深入并形成可實施的先進成果，為此，秦院確定了針對以“玻璃質量提升與熔窯大型化及成套工程技術”為主要內容的關鍵技術研發課題。

秦院科研團隊詳細分析了我國當時采用“洛陽浮法玻璃工藝”生產線的窯爐及相關系統的現狀，從產品質量、能耗方面進行國內外比較，認為我國以“洛陽浮法玻璃工藝”為基礎的生產線雖然整體技術有所提高，但在國際市場競爭中仍處于劣勢，主要表現在生產能耗、生產效率及玻璃原片微缺陷和斷面均勻度，與國外同類技術及產品存在明顯差距。如統計當時國內不同地域浮法玻璃生產線熔窯平均規模為350～450 t/d，平均單耗為7800 kJ/ kg玻璃液左右，比國際先進水平高30%；每噸玻璃0.1～0.3 mm微氣泡個數，國際先進水平50～80個、國內平均水平300～1000個，高質量玻璃主要還依靠進口。而且，隨著國際能源價格不斷攀升和國內對高質量玻璃市場需求越來越大，能耗、質量問題對行業未來的發展會影響很大，解決好上述問題已經是我國浮法玻璃行業可持續發展迫在眉睫的課題。

4.2 超大噸位窯爐技術研發方向和目標的確立

秦院研究認為，國外著名玻璃公司作為國際壟斷性企業，通過強大的資本支持，依托長期的研發和生產實踐，總結出了成套的專有技術及配套的軟件，在工藝結構設計、材料配套、生產優化、生產操作和控制、質量分析處理等方面具有更強的手段。他們對我國在核心技術方面進行技術保密。我們浮法玻璃工業在系統性底層工藝軟件方面缺口較大，個別企業雖開發局部生產軟件，但系統性差。

我們若想做大做強，只有研發創新，至少應在三個方向去努力：

①研究開發能達到國外同類產品的內在質量的熔窯設計與控制技術；②研究開發浮法玻璃生產熔窯大型化設計技術及主線的配套與控制技術；③研究建立優質玻璃穩定生產的過程控制、操作軟件及專家系統。

最終秦院形成的研發方向和目標是：在總結700 t/d大型窯爐研發、生產數據的基礎上，從節能減排、玻璃熔化質量相關性的研究入手，開發熔窯結構優化與設計軟件，把玻璃節能降耗與熔化質量的提高有機結合，并最終在熔化量900 t/d超大噸位浮法玻璃生產線實現成套技術的工程化，其總體技術和產品主要指標，達到國外同類技術和產品的先進水平，為推動行業技術進步作出貢獻。

4.3 超大噸位窯爐關鍵技術研發核心技術成果

4.3.1 核心成果之一：熔制質量、熔窯內部狀態及工藝控制原理及意義的研究

為了確保未來超大噸位熔窯的熔制質量和熔窯結構更加合理，研究通過對國內外典型熔窯結構特點和質量數據的相關性分析，結合物理模擬試驗，探索熔窯尺寸結構與微氣泡缺陷的相關性，尋找澄清的規律性。進行了：

①熔窯內部狀態的模擬研究運用。利用了秦院在物理模擬等研究方面積累的數據，對大量試驗數據的分析、歸納和總結，形成熔窯內部液流與熔化部、冷卻部結構和熔制質量作用關系及優化方向。

②熔窯各結構尺寸相互關系與熔化效率的研究及成果運用。因為900 t/d級超大噸位熔窯的結構合理性要求比400～700 t/d級規模的浮法玻璃熔窯要求更高，通過相似原理對中等規模的熔窯尺寸比例放大是無法滿足超大規模熔窯的設計要求的。秦院通過研究發現了熔窯各結構尺寸的相互關系以及與玻璃產量、質量的依存關系，這也為今后各種類型浮法熔窯的設計提供了有力的指導。

③熔窯內部熱量分布、氣氛控制與配合料熔制關系的研究。由于熔窯內部的溫度場和配合料之間的相互作用，使配合料發生復雜的化學反應。摸清溫度與配合料各階段的動態關系對窯爐結構優化和生產操作指導有非常重要的意義。秦院在此方面從實際需求出發，重點研究溫度場-配合料狀態-工藝設備狀態相互作用的關系，建立熱力熔化、澄清時間和效率概念，并取得了很有價值的成果。該成果指導了900 t/d超大噸位規模的熔窯工藝結構優化設計。

④工藝設備使用對熔窯內部液流場、氣流場影響的研究。通過重點研究工藝設備對玻璃液的影響，為熔窯的池壁保護、玻璃液澄清設備、強制均化設備的布置及配套設計提供了指導。

⑤熔窯熱平衡的研究。立足于對當時采用中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術的實際生產線的熱工測定數據的分析，通過總結、歸納，對熔窯保溫技術提出對策，以便更好地進行超大噸位窯爐全保溫設計，也能為未來熔窯的運行狀況評判提供指導。

通過以上大量的研發工作，秦院提出 “逐級澄清均化”理念，將玻璃氣泡缺陷消除過程（即玻璃澄清），從傳統熔窯僅以玻璃形成過程設計的單區澄清，轉變成將物化反應動力學、熔化工藝與功能的多因素相關性集成設計的多區逐級澄清。同時，引入“質量因子”，確定其計算方法，形成了熔窯設計軟件，將傳統以經驗數值為主的定性設計，轉變為以“質量因子”數值計算為依據的定量設計，科學合理地優化熔窯的尺寸結構。縮小了國內浮法玻璃與國外先進水平在熔化效率及質量上的差距，大幅度降低能耗及微氣泡，提高了玻璃均勻性，熔窯的能耗也得到了很好的控制。

4.3.2 核心成果之二：熔制規模與結構關系及大噸位熔窯結構安全性研究

①池寬模型的建立

研究了窯爐整體架構與熔化能力的關系，保證超大噸位窯爐在工程實施中必須具有安全的整體結構與熔窯在節能降耗、玻璃質量、耐火材料等技術經濟指標的匹配性，合理性。

在研發工作開始時，由于我國對浮法熔窯耐火材料和鋼結構材料在熱態環境下工作安全性缺乏研究，長期將熔窯池寬控制在11 m以內，小爐單元間距控制在3.4 m以下，對應規模為熔窯熔化量500～600 t/d。

在確保熔化質量和熔窯結構安全性的前提下，將熔化量提高至900 t/d、1100 t/d及其以上規模，熔窯整體架構應該如何科學確定和科學優化，這是首先需要解決的工藝結構的關鍵問題。秦院以當時國內外大量不同熔化能力的窯爐池寬為要點進行了研究，發現橫火焰窯爐熔化能力和池寬之間的規律性，從而建立了一個確定日熔化量的非線性函數曲線數學模型，命名為“池寬模型”。

池寬模型的研究為900 t/d級及以上超大噸位窯爐熔化能力與其整體安全結構的優化提供了科學指導，至今仍發揮著科學驗證的作用。

②熔窯熱態安全性的研究和確定

900 t/d級及以上超大噸位熔窯，耐火材料用量一萬多噸，熔窯橫向寬度大約為40 m，長度可達70～80 m。巨量的耐火材料在鋼結構支撐下，承載著約3000 t的玻璃熔融液進行復雜的化學反應，在內部最高溫度近1600 ℃的嚴酷高溫環境下，經歷著膨脹、變形、損耗等熱變化，如何確保熔窯高溫工況下安全穩定運行8～10年或更長時間，是熱態結構安全性研究必須要解決好的課題。

該課題不僅關系著整個項目的成敗而且事關企業人身財產安全、社會影響，關系著中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術體系的榮譽。

超大噸位熔窯的超大尺度的大碹結構是安全性落實的焦點，其內表面最高溫度可達1600 ℃，接近14 m的拱形結構需要經歷8～10年的高溫考驗，而且從冷態到熱態全過程都可能出現技術風險。

為此，秦院研究人員艱苦分析了不同跨度42°～66°碹中心角的內力值及壓力線變化，通過系統分析各部位工作環境及結構受力特點，建立了各部位耐火材料和鋼結構配置的優化辦法，最終獲得了熔窯大型化的大碹結構安全數值的最佳參數值。

同時，針對不同跨度大碹在42°～66°碹中心角條件下高溫壓力線變化規律，精心為超大跨度大碹在砌筑、升溫各階段的有序膨脹控制開發了新型的膨脹控制機構。

另外，采用了四層熔窯鋼結構框架體系，減少窯爐的負載變形；專門為不均勻地質條件產生的熔窯沉降建立了對策。有效提升了窯爐的整體結構的安全性。

③CBS熔窯組合碹結構優化設計軟件的開發

玻璃熔窯內存在大量拱型結構，俗稱 “碹結構”，是基本的高溫結構構件，多用于熔窯承壓或支撐結構。其結構設計涉及到工藝需要、安全性、耐火材料選材、砌筑安裝精度等，是熔窯全生命周期需要安全使用的關鍵基礎結構。

超大噸位熔窯需進行大量更加精確的碹結構計算，以便能夠為耐火材料配套進行精確要求，同時降低碹結構的安裝扭曲，提高熔窯安全性。

碹結構的精確設計工作量大，傳統手工計算方法難以滿足高強度的計算要求和精度要求。秦院研究人員開發的CBS計算機軟件解決了以上問題，完全滿足碹設計和優化要求。該軟件可用于除饅頭碹外的所有單層或多層碹結構計算，軟件算法先進，計算速度快，計算精度達0.001 mm。CBS軟件為熔窯設計、材料模具開發、安裝胎具設計提供了先進快速的計算方法。

該軟件不僅應用到熔窯內寬達到后來的12.8 m的900 t/d級及其以上規模的超大噸位浮法玻璃生產線窯爐設計中，而且至今仍在使用，均取得了非常好的應用效果。

④FDAS阻力計算軟件的開發

玻璃熔窯氣體空間的設計關系到熔窯全生命周期的動態安全性，與火焰輻射效率、燃料消耗、熔化質量和耐火材料的侵蝕速度也有密切的關聯。通常為簡化復雜的玻璃熔窯內部流體計算，熔窯空間的設計一般通過點對點的經驗法進行。這種優化方式的缺點是完全依靠經驗總結，個體差異對優化結論影響大，對不同的玻璃熔窯適用性差。

為科學分析超大噸位熔窯氣體空間結構設計合理性，提供熔窯火焰空間耐火材料砌體結構的動態安全性評估依據，秦院研究人員依據流體力學的原理及熱工理論，結合熔窯大型化項目的計算需求，開發了FDAS阻力計算軟件。該軟件通過計算全窯在生產狀態下的氣體流動阻力和流動速度，為結構優化提供科學依據。

軟件主要由兩個大部分構成：

一部分是以阻力系數及結構參數為依據，為算法提供數據輸入，經過智能算法生成優化的熔窯結構尺寸。

另一部分是將優化結構尺寸生成可以供Autocad軟件識別的Dxf碼。 在第一個900 t/d超大噸位熔窯開發中，以該軟件計算結果為依據，優化了全窯的內部氣體空間，通過生產驗證，證明了其合理性和科學性，取得了滿意的效果。

⑤新一代高可靠性小鼻區柔性力電熔復合式L型吊墻的研發

與超大噸位窯爐配套的專有設備研發工作是同步持續進行的。為了保障熔窯大型化之后前臉吊墻等跨度更大、單位磚材工作負荷成倍增加的安全性，秦院成功開發了小鼻區柔性力高鎧磚電熔復合式前臉L型吊墻，完美解決了超大噸位大跨度下薄殼結構L型吊墻的長期使用的安全性問題，同時在小鼻區吊墻內部首次采用柔性力機構及從鼻區直到大碹碹腳處均鑲嵌復合式氧化法電熔AZS磚的結構，有力保障了900 t/d級以上超大窯爐的安全使用，有效地降低了吊墻耐火材料對玻璃液的污染，提高了玻璃質量，極大地提高了超大噸位熔窯結構安全性。

4.3.3 核心成果三：保障超大噸位熔窯穩定運行的關鍵自控技術

①快速換向軟件的開發

秦院為有效控制與穩定熔窯的主要工藝參數，提升超大噸位熔窯運行對內部氣體運行的控制效率，提高熔化質量、延長運行壽命，專門建立了快速換向模型，并以此為依據開發了快速換向軟件，解決了熔窯大型化過程中節能降耗需求以及換向期間工況平衡恢復時間延長等問題，采用此技術之后，在不同生產情況下，換向時間縮短了20%～35%。

②多級抗擾動控制系統的開發

為解決好超大噸位窯爐內部玻璃液及各生產介質運行空間大、內部狀態相關關系關聯性影響大、溫度偏差要求減小的難題，秦院研究人員研發出換向期間窯溫梯度曲線補償方法，抑制窯溫變化對熱工制度的擾動。此技術與快速換向軟件配合應用效果非常明顯，換向期間窯溫波動從20℃左右減少到5 ℃以內。

③智能窯溫控制模塊的開發

研究人員開發了智能溫控模塊以實現燃料比值的優化控制并達到最佳燃燒效果。智能模塊在熔窯溫度波動時也加速了調解過程，大大提高了系統的響應速度，減少NOx的排放。

④浮法玻璃主線生產過程控制專家系統

為了滿足超大噸位窯爐能夠操作、管理和維護便利要求，形成高效的生產和管理能力，研究人員利用工程軟件建立了強大的數據庫。將一系列技術創新與工程應用生產經驗數據結合，在數據庫中分別建立熱工制度、成形工藝、產品質量分析系統并實時自動采集生產、質量等過程數據。在強大的數據庫基礎上結合工程經驗數據，實現了Windows XP系統平臺下具有集成度高、界面友好，擁有生產過程控制、成品質量控制、故障自診斷功能及數據自采集功能的控制系統專家系統。

秦皇島玻璃工業研究設計院（秦院）經過多年艱苦的開發和研究工作，從設計到工業化配套、實施，到生產管理軟件，圍繞超大噸位浮法玻璃熔窯技術及相關裝備的關鍵環節均被打通，形成完整具有自主知識產權的熔窯大型化技術體系。使中國“洛陽浮法玻璃工藝”具備了900 t/d及以上超大噸位生產線的技術能力。

5 成功和超越

2004年8月，采用中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術，由秦皇島玻璃工業研究設計院和華爾潤集團共同完成的世界上最大的浮法玻璃生產線張家港華匯900 t/d超大噸位浮法線點火，當年9月22日一次引板成功。該生產線窯爐內寬為12.8 m，大碹跨度13.4 m，使用重油也可使用調和油為燃料，平均熱單耗達到5650 kJ/kg玻璃液（1350 kcal/kg玻璃液），最大可生產5.2 m板寬的優質浮法玻璃，生產線裝備自動化達到國內先進水平，生產效率高，各設備人機操作便利，玻璃品質優良，成為中國洛陽浮法玻璃技術發展的又一個里程碑。項目的開發成功是浮法玻璃整體技術的一次全面提高，增強了中國“洛陽浮法玻璃工藝”的國際影響力和競爭力，對推動行業技術進步具有重大示范作用。

2008年，圍繞超大噸位核心技術研發的成果，秦皇島玻璃工業研究設計院和華爾潤集團申報的《浮法玻璃“逐級澄清”與熔窯大型化成套工程技術開發及應用》成果獲得國家科技進步二等獎。

從此之后，中國“洛陽浮法玻璃工藝”技術的發展進入了大型化時代，中國平板玻璃工業新建線和擴產升級改造線熔窯規模迅速轉入700 t/d級以上大型化規?；?00 t/d級以上超大噸位窯爐規模。

2008年之后，由于900 t/d超大噸位熔窯在能耗控制和生產成本方面的巨大優勢，國內陸續出現更大噸位的生產線，包括1000、1100、1200、1300 t/d的生產線，窯爐生產規模不斷增大，技術也更加成熟。目前，我國以“洛陽浮法玻璃工藝”技術為依托的超大噸位生產線技術水平位于國際領先地位。

6 時代在前進

隨著行業一大批超大噸位生產線相繼投產，企業之間的同質化競爭現象出現了。市場需要新的技術來豐富單線超大噸位生產線玻璃產品的品種。為此，我國平板玻璃行業科研、設計、生產單位集中發力，加大了后續研究工作，并開發出一窯兩線浮法新技術。

2016年8月18日，河北南玻玻璃有限公司經過艱苦努力成功建成點火900 t/d（300 t/d＋600 t/d）一窯兩線超白浮法玻璃生產線，其窯爐結構安全穩定，兩條線運行正常，質量完全滿足生產工藝要求。從此掀開了中國“洛陽浮法玻璃工藝”在超大噸位窯爐技術領域創新發展新的一頁。

2018年10月27日，郴州旗濱光伏光電玻璃有限公司1000 t/d（350 t/d＋650 t/d）低鐵超白浮法玻璃生產線A支線成功引板，11月3日，B支線成功引板。

2019年9月，由中國建材國際工程集團有限公司、武漢理工大學及武漢長利玻璃（漢南）有限公司參與，長利玻璃洪湖有限公司主持開發的“高效節能超大噸位浮法一窯兩線多品種精確調控技術及成套裝備開發”項目開發成功，實現了1000 t/d（最大1200 t/d）超大噸位一窯兩線低能耗優質浮法薄玻璃熔窯結構及生產技術、二段收縮錫槽結構及5.6 m超大板寬薄玻璃成形關鍵技術等方面的突破，進一步提高了超大噸位窯爐一窯兩線技術的水平，總體達到國際領先水平，獲得湖北省科技進步一等獎。

7 未來和展望

伴隨著“洛陽浮法玻璃工藝”經過了50年發展的我國浮法玻璃熔窯技術，在艱苦奮斗中誕生，在銳意進取、勇于創新開拓中成長，實現從無到有、從小到大、從弱到強的發展歷程，已隨著中國“洛陽浮法玻璃工藝”的成熟和壯大在世