一、前言
國家科委于1981年在洛陽市召開了中國
浮法玻璃全國性的技術鑒定會。對國家
建材主
管部
門建在洛陽
玻璃廠的我國靠前條浮法玻璃工業性試驗生產線進行鑒定,會議肯定了中國浮法玻璃生產技術的研制成果。國家科委向洛陽玻璃廠等六個共同參加研制的單位,分別頒發了集體發明二等獎證書,并命名這一重大研制成果為“中國洛陽浮法玻璃工藝”,同時確認可以在全國進行推廣。從那時起,截止1999年底的近20年中,我國已有63條浮法玻璃生產線建成投產,其中除 8條是購買國外的浮法玻璃許可證技術裝備的以外,其余的55條均采用“洛陽浮法”技術裝備的。目前在建的還有幾條(包括中外合資用國外技術的),也將在近幾年內陸續投產。到1999年底,我國
平板玻璃的年總產量約1.79億重量箱,而浮法玻璃的年產量就達到1.2億重量箱左右,約占年總產量的67%。隨著淘汰非浮法玻璃進程的加快,浮法玻璃將有更大地發展,其所占比例還將越來越高,這是大勢所趨。由此可見,目前中國浮法玻璃,包括“洛陽浮法”和國外許可證浮法兩部分,而“洛陽浮法”是占絕大多數,本文在主要表述“洛陽浮法”的發展及展望的同時,也聯系中外合資及采用國外浮法技術情況的敘述,故此說明。
二、中國浮法玻璃的發展
(一)“洛陽浮法”技術的誕生
“洛陽浮法”技術的研制,始于60年代初。當時,英國
皮爾金頓兄弟玻璃公司剛剛發表了經過約十年研制,發明并取得成功的全部上較新較先進的平板玻璃生產方法——浮法的問世。同時,全部上一些學術刊物、雜志、論文和專利,都相繼對有關浮法玻璃技術進行報道和簡介。但是這些報道都側重于商品的性能和功能,而對浮法技術,不僅沒有什么具體內容,相當多的都是不真實的,甚至進行誤導。而且當時的中國是處在以美國為首的世界發達國家的經濟封鎖的情況下,不要說參觀工廠和購買技術是不可能的,就是想買一點浮法玻璃的樣品,都難以實現。因此,我國是在一無資料,二無情報,三無樣品的情況下,根據物理化學的公共原理,“白手起家”著手進行研制的。1960年開始時,曾由北京管莊建材科學研究院與上海
耀華玻璃廠協作,進行過浮法工藝的初步探索。后來在建材部主管領導的倡議和支持下,在建材研究院
建筑玻璃研究室進行了實驗階段的研究。通過靜態單元試驗、半連續工藝試驗和連續性工藝試驗,特別是對浮拋介質的選擇,保護氣體的成分和凈化,玻璃成分的組成,以及加熱元件和錫槽結構及
耐火材料的選取等,都歷經多次的試驗,探索和篩選,直到1967年終于獲得了一系列試驗室階段性成果。接著在此基礎上進入中間試驗階段,同時有些試驗室階段的工作,還繼續同步進行。1968年由建材研究院、玻璃設計院、湖南株洲玻璃廠三家合作,利用株洲玻璃廠尚未建成的玻璃球車間,改建為浮法玻璃中間試驗線。經過二年的努力,較后在1970年 7月完成了中國浮法玻璃的中間試驗。經過長達 6個月連續試驗,終于取得了打破性的進展,其中較主要的成果是解決了浮法玻璃的成形方法——玻璃液的直接流入法,并生產出了中國的靠前批 6毫米浮法玻璃樣品。同時,在技術上對流槽的安裝,槽體的構造,霧點的清理以及操作方法和工藝制度等多方面都取得了相當豐富的經驗和成果。緊接著在中間試驗成功的基礎上與河南洛陽玻璃廠合作,將洛陽玻璃廠建成投產不久的
壓延玻璃生產線改造為浮法玻璃工業性試驗生產線,即進入工業性試驗生產階段,在秦皇島玻璃研究院(建材研究院玻璃室的一部分)、株洲玻璃設計所(原北京玻璃設計院的一部分)、株洲玻璃廠、管莊建材研究院和洛陽玻璃廠等五個單位的協同合作下,擴大進行浮法玻璃的工業性試驗,經過短短幾個月的共同奮戰,克服了一系列的困難后,終于在1971年9月勝利投產,并成功地拉出了原板寬近2米、厚6毫米的質量較好的浮法玻璃,并向市場提供了商品,取得了商業性的成果。隨后在洛陽玻璃廠的試驗生產過程中,經過1974年和1978年的兩次冷修改造,玻璃熔窯由日產90噸提高到250噸,保護氣體由凈化煤氣發展為空氣制氮,電解制氫,玻璃原板較寬達到2.4米,玻璃厚度又增加到3~6毫米。在1971年到1980年的十年期間,為了一體的改進和完善浮法工藝技術,經過六個單位(在70年代中期又加入了秦皇島玻璃所)的長期合作和共同努力,基本上實現了浮法玻璃工藝技術的不斷完善和成熟。在洛陽浮法的工業性生產試驗中,曾出現過許多聞所未聞的棘手問題,有時廢品成山,有時數月不出一片玻璃。在工業化和商品化的前進道路上,遇到過不少困難和曲折,也走過不少彎路,在克服了一個又一個的難題之后,才取得了更完善的成果。洛陽浮法工業性試驗生產線的主要成果,就是擴大了規模,實現了產品的商業化,在技術上完善了錫槽的成形方法,取得玻璃展寬、拉薄和穩定產品質量的技術成果。在退火、冷端切裁、全線的機械化和自動控制方面發展了為浮法生產專項使用的一些機電裝備和材料,并且在保護氣體的制備方面,達到了全部的同等水平。與此同時,上海玻璃機械廠為浮法專項使用設備的配套,武漢建材學院為浮法激光檢驗儀的研制也都做出了貢獻。因此,才有前言中所述的國家科委在1981年召開全國性的技術鑒定會。這次會議標志著“中國洛陽浮法玻璃工藝”技術的正式誕生,從此也就向全世界宣告了中國人民經過自力更生、艱苦奮斗,在世界玻璃領域占有一席之地。
(二)“洛陽浮法”的技術成就
“洛陽浮法”技術,自1981年經國家科委鑒定命名以來,隨著改變公開的深入,全國各地就像雨后春筍般地推廣開了,從洛陽玻璃廠靠前條工業性試驗生產線開始到1999年底,采用“洛陽浮法”技術裝備投產的生產線累計達55條,還有幾條正在建設中,將在今后幾年內相繼投產,加入到“洛陽浮法”的行列。通過80年代和90年代20年的繼續深入發展和完善,“洛陽浮法”技術在拉薄、增厚、加寬、著色和在線鍍膜、噴涂以及機械化、自動化的配套裝備等多方面,又取得了長足的進步和輝煌的成就。除誕生“洛陽浮法”本身是一項重大發明創造外,其繼續發展和完善的成就主要表現在:
1.生產能力 按已建成的55條生產線計算,其生產能力已達到年產玻璃8000多萬重量箱,比洛陽靠前條試驗生產線年產玻璃120萬重量箱非常大生產能力增加了近66倍。
2.產品質量 由于浮法玻璃的發展,在80年代,國家專門制定了高于普通平板玻璃的浮法玻璃質量標準,國標GB一11614。其優等品都能滿足國內一般汽車和制鏡等加工玻璃的使用需求,并部分地提供
出口。目前國家已制定了要求更高的浮法玻璃質量標準,將在2000年1月1日起實施。屆時將有部分生產線達到發達國家的質量標準或中外合資產品質量的同等水平。
3.生產規模 浮法玻璃熔窯的熔化能力,已由較初的日產90噸發展到日產600噸,目前大多數都是400--500噸。非常大日熔化能力,比較初的提高了5倍多。
4.產品品種 主要指玻璃的厚度、寬度、色彩和功能
玻璃厚度:由3--6毫米發展到2--19毫米
玻璃寬度:由原板寬約2米發展到約4.5米
玻璃色彩:由無色發展到藍、綠、灰、褐等不同深淺色調的顏色品種。
玻璃功能:由透光、透明發展到吸熱、反射、單向透過和低輻射等多種改性品種。
5.燃料構成 熔化玻璃的燃燒技術,由單一的發生爐煤氣,發展到可根據能源條件選擇,除發生爐煤氣外的重油、天然氣、焦爐煤氣或全電力等多種途徑,在技術上都已完全掌握。
6.技術指標 是以國內先進的可比的技術指標而言,主要包括熔化率、能耗、窯齡和滲錫量,而其他由于條件各異,就不敘述了。
熔化率:一般由1.4~1.5噸/平方米·天,發展到一般都能保持在2.O噸/平方米·天以上,較好的可達到2.4~2.5噸/平方米·天。這與全部先進水平基本相當。
能耗:一般由2400千卡/千克玻璃液左右(即10032千焦/千克玻璃液左右),發展到國內先進的熔窯可達到1650千卡/玻璃液左右(即6897千焦/千克玻璃液左右),這與全部先進水平基本接近。
窯齡:一般由2~3年發展到國產耐火材料可達到5~6年以上,而發達國家用全部優選耐火材料配套,可達到8~10年,個別的達到10年以上。
滲錫量:主要指浮法玻璃下表面的滲錫量(以錫計數及表面微克量計)與中外合資的產品比較,由過去成倍的差距,發展到優異的只差10%左右,一般的相差50%左右。
7.技術出口在80年代未和90年代中,我國先后向印尼、印度和伊朗出口了四條“洛陽浮法”技術和裝備的生產線,其生產能力是日產300噸至500噸的玻璃熔讓量。還為印尼一家由西方發達國家轉讓技術和裝備的生產線進行了安裝調試和試生產的服務,并取得了成功。這都標志著中國洛陽浮法技術已在全部舞臺上占有一席之地。
(三)國外浮法技術的引進
從80年代中期到90年代的后期,我國先后通過合資、合作和購買國外浮法玻璃的許可證技術,在國內興建了8條現代化的浮法玻璃生產線,其中除1條全部是用內資建設的以外,其余7條都是以中外合資的形式建設起來的,另外,還有2條中外合資線在建設中。用國外浮法技術裝備建設的這8~10條浮法玻璃生產線,其技術基本涵蓋了全部上優異的、有代表性的跨國玻璃公司,它們是英國皮爾金頓公司、美國匹茲堡公司、日本
旭硝子公司、板硝子公司和法國圣哥班公司,以上這些公司都是全部上有名的玻璃生產商和銷售商,同時也是玻璃技術的研制和開發商。可以說這些玻璃公司在全部玻璃技術開發和市場銷售上,都具有強大勢力和瓜分市場的地位,同時也都涉足了中國市場。另外,西方發達國家還有一些專門從事有關浮法玻璃技術、裝備和材料的服務商和供貨商,它們都是全部有名的有經驗公司,也都在中國云集了它們各自專有技術和裝備、材料。因此、通過各種方式和渠道,對國外浮法技術及有關設備、材料和儀器、儀表的引進,對“洛陽浮法”技術的發展和完善,也起到了借鑒、競爭和促進的作用。中國廣闊的土地,集世界浮法玻璃技術和裝備的大成,也成為世界浮法玻璃技術和裝備的大展館。
(四)“洛陽浮法”的技術差距
這里所說的差距,不是中國浮法玻璃的差距,因為不包括購買國外許可證技術裝備起來的中外合資和內資企業,而這些中外合資企業的外資方,多數都是擁有當今世界發達國家中高等水平玻璃技術的跨國公司,都是代表世界先進水平的,而它們又都在中國生產浮法玻璃。因此,換句話說,是“洛陽浮法”與它們的差距,另外,對一些有的已經做到,而能夠做到,但又有多數原因還沒有做到的事,如原料的選礦等,就不在此述及了。
1.品種 主要是超薄和特厚玻璃的品種,其中
超薄玻璃是指小于2毫米厚度的玻璃,包括1.5、1.0、0.8、0.5毫米等,既不能兼產,也沒有專產的生產線,不掌握這方面的技術,也不能提供商品。特厚玻璃是指19毫米以上厚度的玻璃,包括22、25毫米等,也沒有做到能兼產或專產的生產線,自然也沒有掌握這方面的技術,也不能提供商品。同時,也包括有關成形、退火和冷端處理的技術,都是尚待研制和開發。
2.規格 由于不能生產超薄和特厚的品種,自然就沒有形成在線自動處理切裁、分片、堆垛等小規格(如600毫米X900毫米)、大規格(如4000毫米X6000毫米)的成套定型的配套裝備和地面水平輸送專項使用設備。
3.規模 主要指玻璃熔窯的非常大日熔化能力。全部上有日產700噸、800噸甚至更多的大型玻璃熔窯,而我國“洛陽浮法”非常大的玻璃熔窯也只有日產600噸,所以,這方面的技術差距尚待填補。
4.質量 除個別企業的個別生產線,在現有的產品品種中,能達到或接近中外合資的水平外,大多數生產線都存在不同程度的差距。其中較主要的就是玻璃板的滲錫量多,不能做為加工玻璃使用,其他如點狀缺點、線狀缺點、含鐵量、平整度、公差等,不能普遍的經常保持良好狀態,穩定性差。
5.改性 主要指本體著色,在線鍍膜、鍍銀和在線噴涂等的本體改性和表面改性。其中包括吸熱、反射、陽光控制、光線過濾、低輻射、光變色、單向透過和耐急冷急熱等。這些通過在線改性而生產的產品,不僅增加了品種和使用功能,同時提高了產品附加值,發達國家的玻璃公司都在大量投入研簾、開發和創新,而我國雖然有部分地起步,但尚未得到應有的重視,包括行業的導向和企業的支持等,所以這方面的差距是在擴大。
6.素質我國大多數玻璃企業;普遍存在的現象是直接從事生產一線的職工,數量多、平均素質差,如車間主任、工段長、班組長以及車間技術
管理和維修、維護、檢驗等崗位)多數都缺少工科大專以上學歷的人員。如果多數操作工人,都具有中專或同等學歷,再經過相當的培訓和實踐,則素質的平均水平,比現在上升一到二個學歷等級,預計生產人數將可減少,事故將會降低,事故的處理將會及時,生產的穩定性將會提高,效益將會更好。
其他象管理、窯齡、材料、元器件和分配制度等方面的差距,其本身基本不屬于單純的技術問題,有的是可以采用全部通行的辦法,只要有錢,適當選購,就可以解決,有的就需要在人事勞動制度方面進行調整,這里就不述及了。
三、中國浮法玻璃的展望
在進入21世紀的時候,在世界經濟日益大部分國家化的今天,在信息高速公路急速來臨的時代,展望我國跨世紀的浮法玻璃工業的發展,我認為有以下幾點看法,值得關注。
(一)需要形成幾個大型的跨國玻璃集團公司
我國現在的玻璃企業,大多數都是地域性的,生產線不多,各自孤立經營,品種不多,效益不高,國內外市場占有率低,競爭力差,缺少統一的銷售網,管理費用高,原料、燃料、材料等物資都是分散采購,沒有統一的配送等。為了改變這種高成本低收益的狀況,應當組建具有四跨性質的大型玻璃集團公司,每個集團公司擁有生產線應在10條以上。目前國內還沒有具有如此規模的玻璃集團公司。可以以“洛陽浮法,技術為紐帶。通過資產重組、兼并收購、破產拍賣、合資合作等方式,達到組合成大型集團的股份制公司,實行董事會領導下的總經理負責制,進行單獨自主的經營和決策,克服政企不分的弊端,體現自負盈虧的機制。若能在全國早日實現幾個大型集團公司,則企業的積較性和精力,將會有一個非常大的發揮和發展。
(二)實施鼓勵、淘汰、限制和約束的積較政策
當前和今后對玻璃工業的發展,不是采取一刀切,而是應當區別對待,對一些先進的要支持,對一些落后的要禁止,對一些一般的要制約。
1.鼓勵 不同時期可以賦予不同內容。就目前來講,像建設大規模的生產線,日產500~600噸以上的規模、像超薄、特厚的有經驗生產線,像發展在線新品種或新功能產品的創變新產線以及建設大型的原料采選與配送基地和耐火材料品種發展與提高的基地等,都應視為先進的行列,不僅應當鼓勵,而且在資金的貸款、稅收和融入資金的發行債券與股份公司憑證上市等政策方面,都應予以優待、減免和關照,只有這樣,才能快速發展。
2.淘汰 對那些工藝落后、質量低劣、能耗高、污染重的生產線,要堅決勒令予以淘汰,像小平拉、小壓延、四機以下的垂直引上等,都應停產、轉產,至于質量、能耗、環保等都要嚴格執行國家法規,沒有法規的要立法。凡不能達標的,都要勒令停產,甚至在資金、稅收、罰沒以及水、電等方面予以制約,促其淘汰。
3.限制 凡是資源、能源,即大宗原燃材料都不能就近取材,而要通過長途運輸才能獲得的,必然成本高,不能任其再改造和壯大;有些企業、在大中城市的商業和居民住宅的中心,就不能任其再發展,只能維持現狀,如果有條件,遷移到資源、能源、電源、水源等更加富集地區去擴大生產,再就是一些中型廠,工藝并不先進,應有計劃分期分批地促其消亡或轉產,諸如此類,都是屬于應當予以限制的。
4.約束 就是根據社會主義市場經濟的規律,對玻璃企業的建設、發展與消亡,應當成為投入資金者的自我約束行為,而不是相關部門或行業導向的決策。因為一切市場行為,都取決于投入產出比,如果回報率不高,投入資金者就不會輕易地把資金投向元底的深淵,如果前景暗淡,投入資金者就會懸崖勒馬,而轉向有投入資金效益的產業。要實現投入資金者的自我約束行為,就應把政企不分的投入資金主體予以改制,在競爭和優勝劣汰中,自我調節這種長期失衡的供求關系。
(三)應建立自主的具有創新能力的研究、開發和培訓中心
這對具有四跨性質的大型玻璃集團公司尤為重要。一個大公司,如果沒有自主的創新能力,就永遠不能位于行業的前沿,只能跟在別人后面走,就沒有占領制高點的優勢和精力,就不能在市場競爭中處于優異的地位,在知識產權保護逐漸完善的當今世界,是絲毫不能松懈的。由于歷史的原因,長期以來,企業重生產輕創新,致使多數企業沒有單獨自主的研究開發中心,而一些科研、設計等單位,都集中在行業的主管部門。又往往不能完全與企業的需求緊密結合,而產生科研與生產脫節的現象。即使有的企業已初步形成了一些自主的研究開發力量,但由于基礎薄弱,短期內還形不成拳頭,更談不上產生打破前沿的作用。為了有效地推動這方面的進程,較好把一些具有技術優勢的單位,與四跨大型集團公司聯合起來進行前沿性的開發研究和現實生產的監管。同時加大投人力度,如用每年企業銷售總額的5%左右,作為研究開發資金。若能組建這樣的研究開發中心,在短期內必將會有加倍的回報。同時相應地還要組建自主的培訓中心,才能適應生產力的發展,不僅在線生產的各級員工需要培訓,就是從事研究開發的各類科技人員也要培訓,以及企業對外轉讓技術或進行技術服務時,亦需要對接受方的各類員工進行培訓,因此,培訓中心需要強化,也是長期的使命。
(四)按照可持續發展的方針,結合我國資源和能源的國情,開展戰略性研究
1.硅砂 由于我國幅源廣大,硅砂資源分散,多數的硅砂質量和品位都不高。因此,如何通過選礦、配料成分、助熔、分解、脫色等多種途徑的研究,使之能就近就地使用,可充分利用硅質資源,具有重大意義。
2.能源 玻璃熔化較好是高熱值燃料。目前的能量來源,主要是重油和天然氣,而我國能源的構成,煤又是其中蘊藏量較豐富的,所以,研究如何利用煤氣或將煤轉化為高熱值燃料,如焦爐煤氣等,將有不可估量的前景。又如水電、在我國西部地區,水電資源豐富,又是潔凈能源,價格便宜,國家正著力加緊開發。為此,如何加強全電熔和輔助電熔等在玻璃工業上應用范圍的研究,其前景將是十分可觀的。
3.材料 主要指耐火材料,由于耐火材料品種繁多,資源分布較其分散,根據已探明的儲量,有的資源又十分緊缺,如鋯英砂等,因此,如何根據資源狀況充分利用國產資源,研究開發符合需求的各類耐火材料新品種,是非常迫切的,若能取代一些當前必須進口的品種,其貢獻就相當可觀。
4.碎玻璃 碎玻璃也是一種資源,如何著力研究,使之有效地回收和合理利用,將是一大福音。過去由于沒有很好地研究,留給小玻璃廠更新和利用,造成了對大玻璃廠市場的沖擊,如果對碎玻璃的回收和利用取得成效,就可使小玻璃廠斷糧,并促其淘汰,豈不美哉。因此,加大這方面的研究力度勢在必行。可行的方法有回收分類,把可替代原砂和純堿符合一般使用要求的分離出來,供普通平板玻璃廠使用,在不影響質量的情況下,降低成本。如利用經破碎處理的碎玻璃微粒修建公路,既可增加耐磨性,又可在夜間反光,提高路面的亮度,又如用碎玻璃制造泡沫玻璃等產品,還可提高附加值等。總之,只要加大研究的力度,就可變廢為寶,避免不應有的泛濫。
以上這些對資源和能源的研究,是具有戰略性的可持續發展的內容,理應引起主管部門的重視,若能實現,則功德無量。
(五)積較加強浮法新工藝和新產品的研究,從而帶動浮法新技術和新設備的發展
1.改性 浮法玻璃工藝,在當今世界雖然只有40年的歷史,但已發展到相當廣泛和成熟的地步,往后應向何處去?我認為除繼續縮小和清理差距外,應利用浮法生產線向玻璃改性的方向發展。近20多年來,發達國家的大玻璃公司,都在緊鑼密鼓地大量投入研制、開發和創新,而我國僅有部分起步是不夠的。其研制的內容,除已知的吸熱、反射、低輻射、光控制等多種新工藝產品外,是否還可另辟溪徑,向熱感、電感、強化、軟化等方面進行前沿的探索。
2.招展 利用浮法玻璃生產線的特點,拓展玻璃新品種。如夾絲、夾網玻璃,又稱為
安全玻璃的一種,但由于用壓延法生產,表面不可能平滑光潔,同時也不透明,全部上常用磨光的辦法來實現透明和光滑,為此,能否研究用浮法來生產夾絲、夾網,同時又實現拋光的效果,這就是一種新的開拓。
3.加工 是否可以將一些利用浮法玻璃,離線二次加工的產品,轉移到浮法生產線上,變成在線的產品,這樣可以減少儲運、中轉、變質、污染等環節,同時也可降低成本,如鍍銀制鏡、彩繪印刷等產品。
4.惜鑒 眾所周知,浮法是利用高溫熔融的金屬液成形無機非金屬板材玻璃的一種工藝方法,為此是否可以借鑒浮法成形原理,研究一些其他的經過高溫熔化成型的無機非金屬板材,借用生產浮法玻璃的方法,來成形和生產的可能性及可行性。如耐磨用的鑄石板材和建筑用的
微晶玻璃板材等。
(六)大力開展浮法玻璃在各部門廣泛研究應用
玻璃具有許多良好的性能,是不可替代或缺少的產品,自有可考歷史以來,幾千年來都在不斷的發展,而沒有被淘汰和取代之患。因此,擴大應用領域的研究,是玻璃行業的光榮,有人說,現代建筑的標志就是金屬加玻璃。可以說,當今世界凡是有人活動的地方,就有玻璃的應用。如在建筑方面,如何進一步用玻璃做墻體)屋面、樓面、踏步、溫室、倉庫、隔斷以及用玻璃做成復合材料等。其他在文化、娛樂、體育、衛生等方面,也都廠一泛應用,是大有前途的。同時平板玻璃相對一些金屬和化工板材,又是廉價的,而且具有特殊的良好性能和功能,是不可比擬的,因此,強化這方面的研究,是大有可為的,希望能得到積較的引導和支持,這將會推動我國玻璃工業的長足發展,并拓展一個嶄新的未來。