玻璃管（棒）技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

荧光灯用的两种玻管的生产方式相同。先将原料加入到大型池炉中熔制，再采用丹纳(Danner)法或维罗(Vello)法拉制成型，然后再切割成需要的长度，并将切割的端口烧圆，经过检验后包装出厂。

国内第一支荧光灯是由南京华东电子管厂制造的。当时荧光灯玻管是靠人工拉制的。工人手握一根空心耐高温棒，从玻璃炉中挑出熔融的玻璃料，固定在一个夹具上。然后，边后退，边吹气，拉成玻管。50年代中期，继北京灯泡厂之后，从匈牙利引进了自动拉制荧光灯玻管的生产线，改变了人工拉管的落后状况。80年代以来，国内企业陆续从意大利、英国、美国、日本等国引进了十多条自动拉管生产线。如，从日本NEG和东芝公司引进的年产1100一1600万支钠钙玻管的丹纳法生产线;从美国康宁公司引进的年产钠钙玻管2000万支的维罗法生产线;从英国GB公司引进的年产铅玻管2000吨的丹纳法生产线等等。80年代末、90年代初，国内企业购买了日本NEG的技术，开始仿制拉管中速自动生产线。经过多家企业使用，并多次改进，国产仿制的自动拉管生产线逐步成熟，得到国内厂家的认可，被广泛采用。目前大多数企业采用国产设备，少数是引进设备。

自动拉管生产线的主要技术装备有:原料配制、熔炉、拉管成型、精切圆口，以及自动检测和同步装置。

1、拉管成型设备与工艺是生产高质量玻管的关键

如前所述，拉管有两种方式:丹纳法和维罗法。维罗法基于垂直拉制，调节玻管尺寸不太方便更适合于生产显像管管颈等一类产品。国内引进的美国康宁公司的维罗法荧光灯玻管生产线，在使用了不长时间后，由于种种原因，转让到国外去了。

丹纳法基于水平拉制，适应性好，可以方便地在较大范围内调节生产的玻管尺寸，是国内企业生产荧光灯用玻管主要采用的方式。

丹纳法拉管成型的部分基本上都已国产化。但直径大于(420nun的旋转管及其大轴还需要进口。国产的拉管机头可以与之配套使用。拉管机一般采用变频调速，应保证运转稳定。在拉管成型自动控制技术方面，国产的激光在线自动检测仪检测玻管外径的精度较高，在线运行也比较稳定，已在国内多数生产线上使用。和模糊控制器联用，可以在线控制玻管的外径，但采用激光在线检测玻管壁厚的很少。

目前只有很少数厂家采用激光检测荧光灯玻管的壁厚，但还未做到在线反馈控制。

2、熔炉(俗称“池炉”)是熔制玻璃的主要设备

没有优质的玻璃料，再好的拉制成型设备也拉不出高质量的玻管。池炉是提供优质玻璃料的关键。池炉有多种结构，丹纳法拉管线常采用马蹄焰分隔式池炉。目前，国内拉管机使用的池炉，基本都是自行设计的，并不同程度地采用了节能技术措施。这些措施包括:池炉主要结构尺寸合理化，加大燃烧空间，选用优质的耐火材料并配套使用，采用新型节能油枪;改进加料机，加大预熔池;设置窑坎，采用下沉或延伸式流液洞;改进工作池结构，并单独调温;改进蓄热宝、换热室的结构，加强废热的回收利用;应用微机控制池炉，并加强炉体的保温等。经过一系列改进，钠钙玻璃池炉的熔化率提高70%，达到1.11.2T/时.d;能耗下降60%，达到1900kcal/kg玻璃液。但与国外先进水平相比仍有一定的差距。

池炉的燃料有烧重油的，有烧液化气、天然气的，也有烧煤的。其中，以液化气、天然气作燃料的池炉较好。其熔化率高、熔制的玻璃质量好，但成本较高。90年代扬州晶耀从英国引进了铅玻璃全电熔炉技术。电熔炉的熔化率是燃油池炉的3倍左右，效率高，熔制出的铅玻管质量也好。同时还改善了劳动条件，保护了环境。电熔炉的技术比较复杂，对炉体的要求也较高。

3、原材料的配制和加人方式对优质玻璃的熔制也很重要

目前大多生产玻璃的企业采用自动化料房，称量从光电码盘机械秤改为传感器电子秤;混料采用强制式混料机，提高了混料效率和配合料的均匀度;控制系统以可编程控制器取代触点式程序控制，一些企业则进一步采用了微机集散式控制系统，大大提高了称量精度和混料的均匀度。这些改进为池炉熔化玻璃提供了良好的前提条件。同时也改善了生产条件，保护了环境，有益于工人的健康。

但在原料配制方面，通过快速分析测定熔制出来的玻璃性能，并及时反馈以微调配方的控制还未得到重视。

4、精切圆口是保证玻管尺寸的最后工序

玻管的外径在拉制过程中已经过激光检测仪的在线检测，不合格的玻管在精切前被自动剔除。而玻管的长度则在精切机上被准确地控制，切割的端口用火焰烧圆，以减少在以后的运输和加工过程中的损坏。国产精切机的切割精度可以达到要求，已普遍用于国内的玻管生产线。当然，在这道工序还免不了用人工进行玻管外观的光照检查，剔除那些有缺陷的玻管废品，以确保荧光灯产品的质量。

第二节 产品工艺特点或流程

精密玻璃管的加工目前有两种工艺：一种是高温精密拉制工艺，一种是精密机械整形工艺。前者属于热加工工艺，后者属于冷加工工艺。

1、高温精密拉制工艺

精密玻璃管的高温精密拉制生产工艺包括玻璃毛坯成型、预制棒精密加工、精密拉丝及辅助工艺四个环节，其工艺过程如下：

1）玻璃毛坯成型

玻璃毛坯成型工艺将玻璃料加工成形状与几何比例关系与产品基本相当的玻璃坯料。

2）预制棒精密加工

由于玻璃坯料的尺寸精度达不到工艺要求，本工艺过程将玻璃毛坯料精密加工成与产品形状与几何比例关系相同的预制棒。该加工过程主要解决内孔整形问题。

3）精密拉丝

该工艺过程将玻璃预制棒按需求的比例拉制成玻璃管。在拉制过程中，要精密测量和控制玻璃管的内孔和外径的尺寸。

4）辅助工艺

该工艺过程将拉制好的玻璃管切割成标准尺寸，经清洗和检验后，形成最终产品。

2、精密机械整形工艺

精密玻璃管的机械整形生产工艺包括玻璃毛坯成型、拉丝、玻璃管机械整形及辅助工艺四个环节，其工艺过程如下：

1）玻璃毛坯成型

玻璃毛坯成型工艺将玻璃料加工成形状与几何比例关系与产品基本相当的玻璃坯料。

2）拉丝

该工艺过程将玻璃毛坯按需求的比例拉制成毛坯玻璃管。这时毛坯玻璃管的精度达不到产品的精度要求。

3）玻璃管机械整形

由于毛坯玻璃管的尺寸精度达不到工艺要求，本工艺过程将毛坯玻璃管精密整形以达到产品的技术要求。

4）辅助工艺

该工艺过程将整形好的玻璃管切割成标准尺寸，经清洗和检验后，形成最终产品。

3、比较这两种生产工艺，两者的主要区别如下：

1）高温精密拉制工艺的预制棒精度高，精密机械整形工艺对预制棒精度的要求较低。前者技术难度大，工艺复杂，设备要求较高。

2）高温精密拉制工艺制作的玻璃管精度是在拉丝过程中形成的，而精密机械整形工艺制作的玻璃管精度是在后续机械整形过程中形成的。前者为精密拉丝，精度较高，设备要求较高，成本较高。

3）就产品可靠性而言，精密机械整形工艺容易形成微裂纹和内应力，从而影响产品的质量。

4）就产品几何精度而言，两者在内外径、不圆度指标上相差不多；同心度指标高温精密拉制工艺明显优于精密机械整形工艺；另外，精密机械整形工艺对于长度较大和内径较小的玻璃管加工难度较大，高温精密拉制工艺相对容易的多。

总之，就精密玻璃管加工技术而言，高温精密拉制工艺明显优于精密机械整形工艺。但高温精密拉制工艺技术复杂，设备精度高，制作成本较高。

4、国内外生产工艺概况

国外精密玻璃管的生产普遍采用高温精密拉制工艺生产。国内只有少数如北京鑫海莱光电科技公司采用这种工艺生产。其它公司均采用机械整形法生产精密玻璃管。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

松下电器产业公司于2008年8月21日宣布，研制出了用于荧光灯电极部玻璃的无铅生产技术，开创了业界先河。

据了解，10月后该公司生产的荧光灯都将改为无铅型。松下每年约生产1.35亿支荧光灯，居日本厂家之首。新技术每年可减少使用约2000吨含铅玻璃，有利于公司宣传产品的环保性能。

新技术以钡餐代替铅混入玻璃，与含铅玻璃一样具有易加工及绝缘等功效。此外，公司还计划于2010年度将废旧荧光灯玻璃的再利用量由2007年度的约600吨提高至约5300吨。据称，该技术与其他改良技术并用后可使溶解玻璃时所排放的二氧化碳量减少约25%。松下电器表示今后将向包括国外企业在内的其他公司出售新技术。

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