浮法玻璃成形缺陷

1、浮法玻璃成形缺陷熔融的玻璃液經(jīng)流道、 流槽進(jìn)入錫槽， 在錫槽中成形后由過渡輥臺進(jìn)入退火窯， 在這一過程 中玻璃液 （板 ） 要與閘板、唇磚、錫液、拉邊機(jī)、保護(hù)氣體過渡輥臺等直接接觸，同時與錫槽 水包、頂蓋磚、底磚等密切相關(guān)，很容易形成與成形相關(guān)的各種缺陷，包括錫石、錫點(diǎn)、光 畸變點(diǎn)、粘錫、虹彩、霧點(diǎn)、氣泡等，除氣泡之外的可統(tǒng)稱為錫缺陷，這些成形缺陷嚴(yán)重制 約著玻璃的質(zhì)量等級與加工性能。 本文對其成因及防止措施作些探討， 以期有助于改善浮法 玻璃質(zhì)量。1、錫缺陷的成因分析、錫與錫槽中錫化合物的性質(zhì)純凈的錫的熔點(diǎn)是 232C，沸點(diǎn)為2271C，在6001050C的溫度范圍內(nèi)錫具有較低的 熔點(diǎn)和較高

2、的沸點(diǎn)， 較低的飽和蒸汽壓， 同時還具有較大的密度和容易還原的性質(zhì)， 以及錫 液與玻璃液之間具有較大的浸潤角 （175）幾乎完全不浸潤等性質(zhì)，錫用來作為玻璃成形的 良好載體。氧化錫Sn02,密度6.77.0g/cm3，熔點(diǎn)2000C，高溫時的蒸汽壓非常小，不溶于錫 液，正常生產(chǎn)時在錫槽的溫度條件下為固體， 往往以浮渣形式出現(xiàn)在低溫區(qū)的液面上， 通常 浮渣都聚集在靠近出口端。如果氧化嚴(yán)重，浮渣會延伸很長，容易形成玻璃板下表面劃傷。氧化亞錫SnO,熔點(diǎn)為1040C，沸點(diǎn)為1425C，固體為藍(lán)黑色粉末，能溶解于錫液中， SnO的分子一般為其聚合物（SnO）x形式。在中性氣氛中SnO只有在1040C以

3、上才是穩(wěn)定的， 1040C以下會發(fā)生分解反應(yīng)。在錫槽的還原性氣氛中 SnO可以存在，它往往溶解于錫液中和以蒸汽形式存在于氣氛中。硫化亞錫SnS,密度5.27g/cm3，固體為藍(lán)色晶體，熔點(diǎn)為 865C，沸點(diǎn)為1280C，具 有較大的蒸汽壓，800C時為 81.3Pa，正常生產(chǎn)時，在高溫區(qū)易揮發(fā)進(jìn)入氣氛，低溫區(qū)易凝 聚滴落。1.2、錫槽中的硫、氧污染循環(huán) 氧的污染主要來源于氣氛中的微量氧和水蒸汽以及從錫槽縫隙漏入和擴(kuò)散的氧。在錫槽工況下，它們使錫氧化成SnO和 SnO2浮渣，SnO溶解于錫液和揮發(fā)進(jìn)入氣氛，并在頂蓋、水包處冷凝、聚集而落到玻璃表面。 另外，玻璃本身也是一個污染源， 玻璃中的氧部分

4、進(jìn)入 錫液，同樣會使錫氧化，玻璃的上表面會有水蒸汽進(jìn)入氣氛，增加了氣氛中的氧化氣氛。硫的污染在使用氮、氫保護(hù)氣體時主要由玻璃帶入，一是來源于玻璃組分及熔窯氣氛， 再者來源于錫槽出口處的二氧化硫處理玻璃下表面技術(shù)。在錫槽工況下，玻璃的上表面以 H2S形式釋放進(jìn)入氣氛，在玻璃下表面硫進(jìn)入錫液被氧化成SnS,氣氛中的H2S與錫反應(yīng)生成SnS,這些SnS溶于錫液并部分揮發(fā)進(jìn)入氣氛中，SnS蒸汽同樣使玻璃產(chǎn)生錫缺陷。這是硫的污染循環(huán)，如圖 2所示。其中主要化學(xué)反應(yīng)為： （略）與氧、 硫污染相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)在錫槽的不同溫度區(qū)域保持著動態(tài)平衡，平衡狀態(tài)與保護(hù)氣體的組成和錫槽工況密切相關(guān)。氧化組分高，則還原組分

5、就低，氧化反應(yīng)激烈; 還原組分高，則氧化組分就低，可避免或降低錫的氧化。2、錫缺陷的判別與治理、錫石錫石的外觀呈白色或灰白色，在玻璃板中一般偏于上表面，主要成分為Sn02它往往聚集在流道側(cè)壁、閘板前后、橋磚表面等部位，聚集到一定程度或流量、溫度、氣流等變化 就會落在玻璃液面上形成錫石。錫石的形成數(shù)量和周期與錫槽工況密切相關(guān)， 生的概率大。 因此治理錫石缺陷首先要保持錫槽、 壓力，保證拉引量的穩(wěn)定，尤其是改板時流量的穩(wěn)定錫槽污染嚴(yán)重、 流道附近密封差， 錫石產(chǎn) 流道的密封良好， 保證穩(wěn)定的槽壓與熔窯; 其次定期吹掃流道及閘板周圍，使其附近冷凝物一次性脫落，一般要求一到兩個月最多不超過三個月用高壓

6、氮?dú)獯祾吡鞯酪淮巍?.2、錫點(diǎn) （頂錫）、光畸變點(diǎn) （脫落物）錫點(diǎn)（頂錫 ）即粘在玻璃板上表面的銀白色或黑色圓點(diǎn)。根據(jù)錫點(diǎn)形狀和嵌入玻璃板的深度可以判斷其來源于錫槽的熱端還是冷端。 如果錫點(diǎn)呈圓形， 嵌入玻璃不深且易剝落， 則錫 點(diǎn)來源于冷端槽頂 ; 如果呈橢圓形，嵌入玻璃較深且不易剝落，即使用力除去也在玻璃表面 留下較深的凹坑，則錫點(diǎn)來源于熱端槽頂。光畸變點(diǎn) （脫落物 ）是玻璃板上表面有明顯的變形，但核心很小或沒有明顯核心的缺陷，從脫落物的顏色和成分能夠判定其來源于錫槽的熱端還是冷端。如果脫落物呈白色或灰白色，擦拭時似乎有油膩感，且成分中含Cl、Sn Na等元素，則來源于熱端槽頂或前區(qū)水包如

7、果脫落物呈黑色或棕色，核心略明顯，變形較小，則來源冷端槽頂或后區(qū)水包。防止此類錫缺陷， 關(guān)鍵是杜絕氧、 硫進(jìn)入錫槽， 降低錫液污染。 首先， 是加強(qiáng)錫槽密封， 將密封作為成形工段的日常工作，每天、每班、每時都要做 ; 定期檢查錫槽進(jìn)出口端密封氮 包情況，確保其阻陋效果 ; 在觀察孔及活動邊封處除用泥料密封外，還要用氮?dú)鈿夥?，保證 氣體用量 ;還要合理調(diào)整槽保護(hù)氣體在各區(qū)的用量， 前后區(qū)槽壓必須高于中區(qū) ; 除了必須用的 活動邊封外，盡可能使用固定邊封 ; 錫槽出口閘板與過渡輥臺多層密封擋簾。其次，要穩(wěn)定 錫槽氣流， 保持導(dǎo)流管通暢，同時在錫槽的入口端設(shè)置一到兩對小煙囪，將錫的氧化物、硫 化物盡

8、可能地沿氣流排出，減少其凝聚機(jī)會。 第三， 要定期進(jìn)行錫槽吹掃和水包清理，錫槽 吹掃就是用高壓氮?dú)獯祾卟垌敚娂訜嵩?，尤其是拐角處與水包正上方要仔細(xì)吹掃， 一般要求一到兩個月最多不超過三個月吹掃一次 ; 水包一般為一到兩周抽出清理一次。2.3 、粘錫、虹彩粘錫是玻璃板下表面粘附的銀白色金屬錫或灰白色的錫灰，嚴(yán)重時除不掉， 或除掉后已給玻璃造成凹坑。粘錫是玻璃本身的一種缺陷，還會損壞過渡輥表面，造成玻璃劃傷。 純凈的錫液與玻璃液幾乎不浸潤， 不會粘在玻璃上的， 當(dāng)錫液中有氧、 硫、鎂、鋁等雜質(zhì)元素時， 錫液的表面張力發(fā)生變化， 就會發(fā)生粘錫現(xiàn)象。 彩虹是指浮法玻璃進(jìn)行鋼化或熱彎時其錫面 呈

9、現(xiàn)光的干涉色即彩虹。 究其原因主要是錫槽中的微量錫氧化物和錫硫化物滲入玻璃，在鋼化或熱彎時， 其中二價錫和四價錫相互轉(zhuǎn)換， 因四價錫離子的半徑大于二價錫離子，在轉(zhuǎn)換過程中在玻璃的錫面產(chǎn)生微小裂紋，在光照下形成干涉彩虹。治理粘錫和虹彩的首要措施仍然是加強(qiáng)錫槽和流道的密封，防止和減少空氣進(jìn)入錫槽，密封方法如前所述。 二是保證錫槽出口處三角區(qū)的錫液面干凈， 要求此處直線電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)， 同時要定期清理三角區(qū)液面及沿口積灰， 尤其在改板操作、 加錫及錫槽事故后必須及時進(jìn)行 清理。 三是保證錫液的純度，在錫槽密封良好的情況下， 新加進(jìn)的錫必須符合標(biāo)準(zhǔn)，冷修后 重復(fù)使用的錫要經(jīng)過提純，避免其中的鎂、鋁、鉛、

10、鉍、氧、硫等污染 ; 正常生產(chǎn)時可對錫 液進(jìn)行凈化處理，加入比錫更活潑的鈉、鉀、鐵等微量金屬元素，使之優(yōu)先與氧、硫等雜質(zhì) 反應(yīng)生成浮渣并人工清除。四是提高保護(hù)氣體純度，減少02 NH3 H20等氣體進(jìn)入槽內(nèi)，污染氣氛，使槽內(nèi)氣體露點(diǎn)正常在-50C以下，出口端低于-30C。2.4 、霧點(diǎn) 霧點(diǎn)使玻璃下表面發(fā)霧，用肉眼觀察似乎是一種霧狀的東西，有時夾雜有可見氣泡; 在顯微鏡下觀察， 則是一種密集的開口小泡， 因其密集而微小使玻璃呈磨砂狀。 霧點(diǎn)的成因與 槽內(nèi)錫液中氣體的溶解、吸附、滲透有關(guān)，而且H2和02具有高溫溶解度大、低溫溶解度小 的特性。錫槽內(nèi)含氧量偏高，錫在232 C以上，氧在錫液中以 S

11、n304形式存在，由于錫液的對流和溫度波動較大， 低溫區(qū)的含Sn304高的錫液可能進(jìn)入高溫區(qū)， 發(fā)生反應(yīng)，受熱分解放 出氧氣， 氧氣的逸出破壞了玻璃下表面， 可形成小開口泡。 另外保護(hù)氣體中的氫氣也會溶解 于錫液中，當(dāng)溫度由1000C降到800C時溶解于錫液中的氫氣會全部逸出，造成霧點(diǎn)。因此避免霧點(diǎn)產(chǎn)生的第一要務(wù)是仍是加強(qiáng)錫槽密封和提高保護(hù)氣體純度; 二是合理調(diào)節(jié)槽內(nèi)各區(qū)保護(hù)氣體中氫氣的比例，尤其是高溫區(qū)H2的比例應(yīng)不超過3%;三是要保證槽底耐火材料的氫擴(kuò)散指標(biāo)要符合要求，因?yàn)椴鄣啄突鸩牧蠈2的擴(kuò)散與滲透會在其達(dá)到臨界狀態(tài)后的平衡遭到破壞時揮發(fā)逸出而形成霧點(diǎn)。3、成形氣泡成型氣泡在玻璃板上一

12、般有明顯的特征， 在原板的橫向位置相對固定， 在原板厚度方向 上也容易識別。、槽底開口泡在正常生產(chǎn)工藝條件下， 玻璃板下表面不間斷出現(xiàn)開口氣泡， 投產(chǎn)初期的生產(chǎn)線氣泡在 原板的橫向位置有時不太固定，有時帶有較為明顯規(guī)律 ; 投產(chǎn)較長時間后的生產(chǎn)線不間斷出 現(xiàn)板底開口氣泡， 在玻璃板橫向位置相對固定， 通過調(diào)整板寬和原板在錫槽中的位置后氣泡 的位置會出現(xiàn)相對變化。這些特征可判定為槽底泡。防止槽底泡的主要措施一是在錫槽的設(shè)計和施工方面對槽底底磚預(yù)留脹縫的計算力求 準(zhǔn)確可靠， 對槽底磚的的質(zhì)量要經(jīng)過嚴(yán)格檢驗(yàn)， 保證符合標(biāo)準(zhǔn)， 施工時對脹縫進(jìn)行校對和調(diào) 整，嚴(yán)格按要求施工，對槽底螺栓的石墨封口料要嚴(yán)密

13、搗實(shí)，同時徹底清理封口和磚縫。二是在錫槽烘烤過程中應(yīng)根據(jù)槽底耐火材料和錫槽安裝的實(shí)際情況，調(diào)整錫槽烘烤升溫曲線， 并采取相應(yīng)措施， 盡量使槽底易揮發(fā)物揮發(fā)完全。 三是保持錫工況的穩(wěn)定， 尤其要保持槽底 溫度的穩(wěn)定，各區(qū)槽底溫度的波動要小于5C,同時槽底最高溫度要低于120C，嚴(yán)格按照工藝制度要求檢查槽底風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況， 注意槽底各點(diǎn)溫度變化。 四是減弱錫槽高溫區(qū)與低 溫區(qū)間的錫液對流， 可通過在收縮段和拉邊機(jī)后增設(shè)擋坎以及在適當(dāng)位置增加石墨擋堰來實(shí) 現(xiàn)。3.2、唇磚氣泡唇磚氣泡是另一類成型氣泡， 它也位于玻璃板下表面，一般為沿玻璃拉引方向的氣泡帶， 有大有小，有的開口，有的閉口，在玻璃板橫向位

14、置相對固定，通過調(diào)整板寬和原板在錫槽 中的位置后氣泡帶的位置一般不會變化。這些特征可判定為唇磚氣泡，嚴(yán)重時通過扒開錫槽八字磚外側(cè)邊封可以看見唇磚相應(yīng)位置的侵蝕。唇磚氣泡的處理措施為降低拉引量，降低流道溫度，可減輕氣泡的危害但不能徹底根除，要全面解決必須更換唇磚， 這需要一個準(zhǔn)備的過程，可能要進(jìn)一步影響質(zhì)量幾天。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)熔窯運(yùn)行到其壽命的70%- 80%即使沒有明顯的唇磚氣泡，最好也要有計劃地更換，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。3.3、雜質(zhì)氣泡這里討論的雜質(zhì)氣泡是指位于玻璃板上表面、直徑大于1cm的較大氣泡，在玻璃板的橫位置相對固定。熔窯熱修掉入窯內(nèi)的耐火材料、碎玻璃帶入的雜質(zhì)、原料中聚集的難熔礦物匯聚在閘板和流道側(cè)壁