河北南玻：柔性化生產技術 超白玻璃打破國外壟斷

文/本刊記者 鄭茂典

在河北南玻玻璃有限公司生產車間，工作人員正在操作加速輥道設備

北京大興國際機場作為世界單體最大的航站樓，這里分布著上萬塊玻璃幕墻，其關鍵組件為超白玻璃，這些超白玻璃原片是由河北南玻玻璃有限公司（以下簡稱“河北南玻”）自主研發生產的。

超白玻璃是一種高品質、多功能的新型高級玻璃品種，即使將十塊甚至二十塊玻璃疊放在一起，它仍然呈現出單塊玻璃的效果。要實現這種效果，玻璃的透光率必須達到91.5%以上。

長期以來，超白玻璃的生產工藝被國外生產商壟斷。但在2019年，依靠河北南玻的最新科技成果“玻璃液流精準調控技術”，北京大興國際機場全部采用了超白國產玻璃幕墻。這一技術率先打破了傳統生產模式及工藝的限制，實現了“一窯兩線”的技術創新，解決了以往一條生產線只能生產單一厚度玻璃產品的問題，可以同時生產兩種不同厚度的超白玻璃，兩條生產線同時運行，且相互之間沒有任何影響。

通過技術攻關和創新工藝，河北南玻成功生產出1.5毫米、1.4毫米和1.3毫米的超薄超白玻璃，開創了玻璃制造業中柔性化生產技術的先河。

浮法玻璃工藝誕生于20世紀50年代，由英國皮爾金頓兄弟發明，并在當時引發了玻璃制造業的工業革命。1971年，我國科技人員自主成功研發出洛陽浮法工藝，為世界玻璃史書寫了新的篇章。此后，洛陽浮法工藝與英國皮爾金頓浮法工藝、美國匹茲堡浮法工藝并駕齊驅，成為世界三大浮法工藝，共同引領著全球玻璃制造業的發展。

針對高端超白玻璃產品嚴重依賴進口的問題，河北南玻提出了將日熔量900噸的窯爐改造升級為兩條生產線的構想，其中一條生產線用于生產超薄超白玻璃，而另一條則用于生產超厚超白玻璃。

河北南玻副總經理武林雨介紹，“一窯兩線”需要突破的技術問題，首先在于對高溫玻璃液流進行精準調控和分流，需要在工作部分增加一條分支通道，確保玻璃液流能夠順利通過兩條通道，從而保證兩條生產線能夠無干擾地自由生產；其次，在窯體和直通路結構設計上，要保證優質熔化狀態的玻璃液流流向薄玻璃生產線，以滿足電子玻璃的質量要求。此外，還需要對成型結構進行精心設計，既要確保薄玻璃生產線的拉伸速度不能過快，以免影響玻璃的波紋度；又要確保厚玻璃的成型溫度不能過低，盡量避免對工作部分進行再加熱處理，以防影響玻璃質量并造成能源消耗。

國內沒有可借鑒的經驗，河北南玻停掉日熔量900噸的生產線，決心自研“一窯兩線”。

為此，河北南玻依靠自身研發團隊和南玻集團研發平臺開始集中攻關，重點分析熔窯內玻璃液流的流動狀態及分配規律、玻璃生產熔窯和錫槽的結構、各種輔助設施對玻璃液流的作用機理等，最終開發出玻璃液流精準調控技術在浮法大型“一窯兩線”的具體實施方案。

河北南玻玻璃有限公司的研發人員對樣品進行化學成分檢測

“在項目的施工建設中，我們遇到許多困難和障礙。”武林雨說，由于是冷修工程，窯爐很多耐火材料如熔化部大碹、胸墻、池底等都是利用舊有設備，窯爐結構設計中，這些材質能否保證改造后的窯爐繼續使用10年，能否保證每個部位磚材的性能和質量，項目工程人員進行了大量的工作，根據每塊磚材侵蝕程度進行一一對比，與生產廠家交流，進行理化性能測試，以確保每塊耐火磚的安全使用。

日熔量900噸“一窯兩線”技改是在原有舊廠房的有限空間里，將一條生產線改成兩條生產線。在兩座錫槽外立面間距只有8.3米的空間，根據超薄和超厚工藝特性，需要布置21臺拉邊機，而且超薄、超厚的工藝布局截然相反，難度可想而知。項目工程人員絞盡腦汁，對兩條生產線將要生產的玻璃厚度、原板寬度做了各種假設，組合出各種可能，再根據每一種組合，模擬拉邊機的狀態和參數，驗證是否相互影響；同時，假設出各種極端情況，如拉邊機突然故障，能否在不受影響的情況下順利拉出等。經過一次又一次模擬修改，從總體布置到機桿長度、波紋管的長度、邊封孔的大小、外窺鏡的位置，以及配套的水、電、氣設施等，硬是把一群擅長生產的小伙子磨礪成現場測繪設計工程師。經過近兩年的奮戰，河北南玻的兩條生產線轉入正常生產，薄玻璃生產線成品率達85%以上，常規玻璃生產線成品率達93%以上。

河北南玻玻璃有限公司自動化車間

如今，河北南玻轉型生產超白玻璃，透光率達到93%，填補了國內高端超白玻璃的生產空白。“一窯兩線”項目的成功，解決了一個窯爐同時在兩條生產線生產1.3毫米超白超薄玻璃到19毫米超白超厚玻璃兩種產品，實現了柔性化生產，滿足了市場需求。改進后的生產線綜合熱耗低于同類產品的30%，極大地提高了窯爐的生產效能。“一窯兩線”運用玻璃液流精準調控技術，實現了對直通路內玻璃液流的流動狀態調整，從而對進入成型區的玻璃液可以按照成分的不同進行精準調控，為生產高端電子玻璃提供了必要的保障。

近年來，河北南玻與多家高校院所相繼展開合作，持續研發不斷拓展產品功能，提升產品品質。目前，擁有省級研發中心3個，其中“河北省超白功能玻璃材料技術創新中心”是河北省唯一一家超白玻璃研發中心。在不斷創新下，河北南玻年產特種玻璃48萬噸，涵蓋1.3毫米至22毫米全厚度。除了供應北京大興國際機場建設外，還成功應用于北京冬奧會各場館、北京首都機場、首都副中心工程建設等，在家電、車載觸摸、高端制鏡、太陽能光伏、高端電子玻璃等領域被廣泛應用，產品占據河北省內高端建筑市場份額的70%、國內高端建筑市場份額的20%，在國內超白浮法特種玻璃制造行業高端市場占有率中排名第一位。