光伏玻璃原板生產(chǎn)過程中線條缺陷產(chǎn)生原因及解決方案

引言光伏玻璃現(xiàn)多為壓延法制造，即通過一對上、下輥在一定的壓力下連續(xù)輥壓成型，因而其產(chǎn)生缺陷類型有別于浮法玻璃。本文就其中一種板面線條缺陷作相關(guān)的分析，提出改善建議。玻璃板面出現(xiàn)線條缺陷及表征2020年9月，某公司在原有熔化量560t/d窯爐上冷修技改為650t/d一窯四線光伏窯爐，為降低成本，技改僅就卡脖結(jié)構(gòu)及全窯保溫做了局部調(diào)整。在正常投產(chǎn)運營2個月后，適逢市場價格大好，超標(biāo)提升到680t/d熔化量。但11月15日凌晨在1#線、4#線靠外側(cè)玻璃板上表面首先出現(xiàn)線條缺陷，線條方向與玻璃流向一致，寬度1～2mm，深度為0.05～0.1mm，有數(shù)十條之多，肉眼觀察明顯，初期為邊部出現(xiàn)，后續(xù)擴散到整個板面，在出現(xiàn)2h后，中間2#、3#線亦同時出現(xiàn)，4條線整個玻璃板面線條情況在緊急措施后持續(xù)約7h，出現(xiàn)了大量的廢玻璃，嚴重影響當(dāng)日玻璃成品率。原因分析排除法是較為常用的查找并解決玻璃出現(xiàn)缺陷問題的方法。對線條缺陷處取樣進行相關(guān)成分化學(xué)分析，結(jié)果見表1。表1線條缺陷樣品化學(xué)分析結(jié)果線條位置含鐵量、氧化鋁、二氧化硅含量增高，玻璃密度小于正常玻璃密度，密度變化約26×10-4g/cm3，大幅超過密度極差±10×10-4g/cm3的要求，意味著可能出現(xiàn)熔化、均化不良，料方污染或錯誤，甚至跑料等情況，且該缺陷持續(xù)時長過長，玻璃在退火窯處應(yīng)力紊亂，自動破板。基于上述現(xiàn)象，初步判定可能由以下幾種原因引發(fā)：（1）玻璃熔爐內(nèi)均化不良因?qū)嶋H拉引量高于設(shè)計拉引量約13%，玻璃表層流速高于原流速，且在短時間即達到最高拉引速度，窯爐內(nèi)出現(xiàn)泡線后移，泡沫覆蓋面積過大導(dǎo)致熱點不突出，玻璃在熱點位置沒形成回流，投料流直接進入了澄清區(qū)并隨之流向工作部。現(xiàn)象表征：①投料口池底溫度持續(xù)下降，在增加燃料的情況下，反而出現(xiàn)碹頂升高，各爐池底至澄清部底部溫度下降；②泡線末端從原5#小爐位置拉到6#小爐位置，泡呈致密且薄狀，泡層遠移，意味著料堆下層熔化減慢，泡沫區(qū)含有未熔化完全石英砂粒，易發(fā)生“跑料”事故。（2）原料中Al2O3含量異常在發(fā)生線條缺陷前，每周例行檢驗玻璃成分，檢測到玻璃中Al2O3含量從0.9%到1.15%波動，甚至最高波動到1.30%，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值則為1.05%。究其原因：硅砂存在細粉含量13%～15%情況（細粉含鐵高，含泥多），造成混料不均情況出現(xiàn)（與純堿粒度配合度差）；另外，因使用的硅砂為高嶺土洗砂工藝制砂，砂中常有泥團出現(xiàn)，不可避免地會混入鋁土等物質(zhì)，對部分泥團進行檢驗，相關(guān)成分見表2。表2部分泥團砂樣品化學(xué)成分（3）玻璃池窯耐火磚材影響此前，玻璃窯爐冷修時，在窯爐池壁工作部拐角位置，有池壁縫存在綠色玻璃液的情況，且外部高鋁保溫磚已被玻璃液侵蝕，池壁縫無法得到有效冷卻，致使玻璃液流出，侵蝕高鋁保溫磚，并出現(xiàn)與玻璃液對流交換的情況，此情況亦可能在玻璃上產(chǎn)生線條缺陷。在排查此項影響時，拆除高鋁保溫磚的過程中，確實發(fā)現(xiàn)玻璃液已滲出。拐角保溫結(jié)構(gòu)及玻璃液與高鋁保溫磚反應(yīng)池壁情況如圖1～圖3所示。圖1池壁俯視實景圖2池壁內(nèi)側(cè)圖3池壁外側(cè)圖1中，玻璃液滲出與保溫磚反應(yīng)，超白玻璃已完全呈綠色，變成高鐵料。圖2中，高鋁保溫磚與玻璃液反應(yīng)熔化滲出，因高鋁磚鐵含量高，池壁縫有綠色玻璃液。圖3中外部拐角高鋁保溫磚與池壁縫處未留冷卻縫，已進行局部拆除。采取的措施（1）及時降低拉引量至630t/d，正對卡脖出口的中間線優(yōu)先降低。冷修時未對窯爐結(jié)構(gòu)進行大幅調(diào)整前，窯爐熔化率原1.84t/（m2·d）直接提升到2.24t/（m2·d），熔爐熔化能力不足，過于勉強，后續(xù)為配合大熔化量，適時改變配方，如增加碎玻璃、增加純堿等以利于熔化。（2）當(dāng)即停用含有泥團的硅砂，嚴格規(guī)范硅砂細粉，小于125目嚴格要求低于10%的比例，并嚴格要求硅砂綜合樣的含鋁量低于0.3%。該批硅砂后續(xù)計劃按3∶7的比例與正常合格硅砂進行混用。（3）及時拆除拐角處壓縫的高鋁保溫磚，并增加拐角處冷卻池壁方法，如進行吹風(fēng)或者用銅管滴水冷卻。（4）增大窯爐內(nèi)1#、2#小爐熱負荷，單小爐用油量從780kg/h，提升至＞830kg/h。（5）在溢流口邊部觀察孔增設(shè)伸入窯內(nèi)擋玻璃液水包，水包以40mm×40mm無縫方管制成，浸沒玻璃液深約20mm，呈外八字形，將表面玻璃液引流到邊部。后由切除壓延無效板改善。實施效果在及時實施上述措施（1）（4）后4h，窯爐底部溫度逐步回升，泡界線回縮1個小爐，7h后玻璃線條消失，玻璃切割恢復(fù)正常。由此判定線條的出現(xiàn)很大概率來源于玻璃的均化不良。為排除后續(xù)可能再出現(xiàn)玻璃線條的情況，后續(xù)亦實施了措施（2）（3）。措施（5）中水包制作完成后備用。結(jié)語光伏玻璃制造概念自歐美引入我國已有十幾年，我國在原有一窯一線、一窯兩線的基礎(chǔ)上，不斷推陳出新，技改升級，單位耗能及良率均已達到世界領(lǐng)先水平，但偶爾仍有些玻璃板面出現(xiàn)質(zhì)量問題