超白浮法玻璃生產(chǎn)需要解決的問題

0引言超白浮法玻璃是一種超透明低鐵玻璃。它是一種高品質(zhì)、多功能的新型玻璃。Fe2O3含量在150×10-6以下，透過率（3mm玻璃）可達91.5%以上。與普通浮法玻璃相比，因低鐵，其玻璃液的透熱性好，玻璃液在水平方向上對流強度大，而在垂直方向上的溫度梯度、黏度梯度小，因而生產(chǎn)工藝上比普通浮法玻璃難度大得多。我公司是全氧燃燒生產(chǎn)超白玻璃，全氧燃燒雖然具有熔化質(zhì)量好、節(jié)能減排等優(yōu)勢，但全氧燃燒工藝中水蒸氣含量高，玻璃液難以澄清；超白玻璃容易霉變。為解決這些難題，要根據(jù)超白浮法玻璃的特性和全氧燃燒工藝特點，摸索其控制方法。

1原料控制問題超白玻璃的主要特點是Fe2O3較低，在0.015%（150×10-6）以下，所以對原料種類、化學成分、顆粒組成、水分含量、稱量精度等都有嚴格的要求，并且在工藝上，嚴格控制機械鐵的引入。

1.1制定原料標準及控制要求原料化學成分及粒度要求見表1。表1原料化學成分及粒度每批料進料前進行抽樣檢查，對成分、粒度和水份進行檢測，保證合格的原料投入使用。

1.2加強控制，減少二次污染由于超白玻璃原料極易受污染，應當嚴格加強進料和輸送系統(tǒng)的控制，嚴防二次污染。（1）盡量使用噸袋包裝，達到輸送裝卸方便、靈活的目的。原料易受污染，砂巖粉用量較大，可以采用散裝，應在運輸車輛車幫四周及車底內(nèi)襯PE板或使用不銹鋼襯或定期噴漆等來減少污染。周轉(zhuǎn)砂巖粉的鏟車專車專用，盡可能減少接觸鐵質(zhì)設備的機會。（2）在工藝輸送生產(chǎn)線上，對粉料庫、料倉、提升機、混合機等設備進行內(nèi)壁與底板的改造，內(nèi)襯高分子聚乙烯板。（3）碎玻璃系統(tǒng)。對碎玻璃料倉及喂料器內(nèi)襯高分子聚乙烯板，并在混合料輸送皮帶上方和碎玻璃加料系統(tǒng)等關(guān)鍵部位盡可能多地采用高強除鐵器或懸掛式交流電磁圓盤式除鐵器，有效去除鐵屑雜質(zhì)。通過有效的除鐵措施，配料過程二次污染含量可控制在0.0015%～0.002%，配合料中的Fe2O3含量可控制在0.013%范圍內(nèi)，以滿足超白浮法玻璃的工業(yè)化生產(chǎn)需要。普通玻璃工藝與采用低鐵二次污染控制技術(shù)的超白浮法玻璃鐵含量對比見表2。2澄清質(zhì)量控制

2.1澄清困難的原因生產(chǎn)超白浮法玻璃時，存在的主要問題就是玻璃液的澄清。超白玻璃中鐵含量低，導熱系數(shù)較高，是普通玻璃的3～4倍，這給超白浮法玻璃的熔化帶來極大難題，玻璃液澄清困難，氣泡不易排出：①由于鐵含量低，導致超白浮法玻璃的透熱性好，玻璃液溫度高，黏度低，在水平方向?qū)α鲝姸却螅森h(huán)形流在澄清區(qū)停留時間短。②由于鐵含量低，導致在整個池深方向垂直溫度梯度明顯要比普通浮法玻璃小，池底溫度比普通浮法玻璃高6%左右，玻璃液的上下溫差相對較小，對流減少，氣泡排出比普通浮法玻璃更為困難。③成環(huán)形流下方的回流玻璃液在前進過程中溫度不斷上升，使得本已被玻璃液吸收的微氣泡在熱化學的作用下又被重新釋放到玻璃液中，同時低鐵玻璃液的黏度較低，微氣泡極易升到表面流中，導致玻璃液中氣泡明顯上升。④在天然氣燃燒的全氧熔窯中，水蒸氣含量比較大，占火焰空間氣體成分中的1/3～2/3，而且在玻璃液面的熱點位置含量最高，達到1/2。水分含量增加，玻璃液難以澄清，微氣泡較多。

2.2解決方法（1）調(diào)整熱負荷降低熔化回路熱負荷，以6對小爐窯爐為例，降低1#～3#小爐熱負荷，提高4#～5#小爐熱負荷，6#小爐略有提高，這樣可以滿足超白浮法玻璃的要求。超白浮法玻璃液的透熱性好，使得配合料較易熔化，因此，熔化回路熱負荷降低。而其難以澄清，尤其微氣泡不易吸收的特性，使得澄清回路熱負荷相應增加，但末對小爐增加不能太高，否則成形流下方的回流玻璃液已被玻璃吸收的微氣泡易升到表面流中形成二次氣泡。（2）采用輔助措施可采用池底鼓泡技術(shù)、增加配合料中復合澄清劑、加入消泡劑等，也要結(jié)合其它先進的熔制澄清技術(shù)，減少玻璃液中氣泡數(shù)量。我公司在熔化部池底采用鼓泡技術(shù)，同時采用消泡技術(shù)，將消泡液噴入窯內(nèi)，和玻璃泡沫層發(fā)生作用，因消泡液具有抑制和破泡作用，從而使板面氣泡大幅度減少，質(zhì)量明顯提高。

3玻璃霉變問題由于超白玻璃的組成和熱歷史的特點，它比普通浮法玻璃更易霉變。

3.1超白浮法玻璃易霉變機理（1）高堿量影響玻璃發(fā)霉是堿金屬離子R+的擴散與外界離子進行交換的結(jié)果。R+含量越多，發(fā)霉傾向越嚴重。超白浮法玻璃的堿金屬氧化物含量高達15%，普通浮法玻璃在14%左右，因而超白浮法玻璃比普通浮法玻璃易發(fā)霉。（2）超白玻璃二價金屬氧化物的影響超白玻璃二價金屬氧化物RO減少，削弱了對堿金屬離子R+的壓制作用，導致易發(fā)霉。根據(jù)玻璃壓制效應理論，用二價金屬氧化物RO置換RO-SiO二元玻璃中的一部分SiO時，堿金屬離子R+的擴散系數(shù)變小，這是因為二價金屬離子R2+填充在玻璃網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的空隙中，從而阻滯了堿金屬離子R+的擴散運動，對一價堿金屬離子R+產(chǎn)生了壓制作用。普通浮法玻璃中二價金屬氧化物CaO與MgO之和占玻璃成分含量的l2%～15％，而在超白浮法玻璃成分中，CaO與MgO之和只占11％左右，二價金屬氧化物減少。此外，超白玻璃低鐵含量也易導致霉變，因為在總鐵含量中，約有30％的鐵是以二價氧化物狀態(tài)存在的。所有這些二價金屬氧化物壓制作用的減弱，使得高含量的堿金屬離子相對活躍，超白玻璃自然就更易發(fā)霉。（3）熱歷史效應的影響致密的玻璃結(jié)構(gòu)，在遇到氣候風化侵蝕時有較強的阻緩作用，反之疏松的玻璃結(jié)構(gòu)，很容易被氣候風化侵蝕。玻璃致密結(jié)構(gòu)的形成，決定于玻璃的熱歷史，主要靠成形過程緩慢冷卻和精密的退火過程來獲得。由于目前國內(nèi)的浮法玻璃生產(chǎn)線退火爐設計主要是針對普通浮法玻璃的，用于生產(chǎn)超白玻璃時其退火并不精確。這樣超白玻璃的結(jié)構(gòu)就不夠致密，從而留下了隱患。表3是同一生產(chǎn)線同一厚度超白和普通浮法玻璃的冷態(tài)應力值。表3超白和普通浮法玻璃的冷態(tài)應力值由表3看到，超白玻璃冷態(tài)應力值高出普通浮法玻璃18％。超白玻璃由于輻射透過高，本體吸收熱量少，在退火窯前段加熱區(qū)不能與普通浮法玻璃吸收同等的熱量，玻璃體相對偏冷，這樣其退火冷卻過程縮短，導致內(nèi)部結(jié)構(gòu)應力殘留較多，影響了玻璃結(jié)構(gòu)的致密度。

3.2超白玻璃防霉對策（1）在配方設計上盡可能采用使CaO、MgO的用量不減少，以獲得二價金屬氧化物良好的壓制效應。但配方的設計要統(tǒng)籌考慮，防止顧此失彼。（2）適當調(diào)整退火制度，以獲得良好的退火性能（3）選用適合超白玻璃的防霉粉。就已有的超白玻璃而言，成分及結(jié)構(gòu)特征不可更改，防霉材料的功效就成了減低發(fā)霉風險的關(guān)鍵。由于超白玻璃易發(fā)霉，簡單地使用普通浮法玻璃防霉粉于超白玻璃上，顯然是不夠的，必須選用防霉效率更高的防霉粉。南京格力爾公司專門對酸性粉材與玻璃的適應性、超白玻璃的表面形貌特征進行了研究，在此基礎上研發(fā)出超白玻璃專用防霉隔離粉。該產(chǎn)品經(jīng)過2年多客戶應用，得到了市場的普遍認可。（4）抽真空包裝。相似于食品真空包裝的原理，即使不可能達到那么高的真空度也是有效的。該方法是在包裝時采用加厚塑料薄膜或鋁箔包裹玻璃，抽去內(nèi)部空氣后密封邊口。為預防少量氣體泄入后對玻璃產(chǎn)生影響，包內(nèi)放置一定量的干燥劑。國內(nèi)外的實踐表明，該方法對玻璃防霉效果顯著，國內(nèi)有一家公司采用這種方法，其超白玻璃放置一年后也基