淺析浮法玻璃成型質(zhì)量的影響因素

寧海霞

摘 要：浮法是平板玻璃成型的主要方法，浮法玻璃成型質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到平板玻璃的質(zhì)量。該文主要從錫槽溫度制度、氣氛制度、壓力制度以及來(lái)自熔窯方面等分析對(duì)浮法玻璃成型質(zhì)量的影響。通過(guò)調(diào)整及優(yōu)化浮法成型中各個(gè)工藝制度以及熔窯的相關(guān)制度，可以獲得質(zhì)量?jī)?yōu)異的浮法玻璃。

關(guān)鍵詞：浮法玻璃 成型質(zhì)量 影響因素

中圖分類號(hào)：TQ171 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）03（c）-0064-02

Abstract：Float glass process is the main method of plate glass forming.Float glass process is the main forming method of flat glass.The quality of flat glass is directly related to the float glass forming process.In this paper，the influencing factors of the quality of float glass were mainly analyzed from the viewpoint of the tin bath temperature system，atmosphere system， pressure system，furnace，and so on.Float glass with good quality can be obtained by adjusting and optimizing the process technology of both float glass forming and furnace.

Key Words：Float glass；Forming quality；Influence factor

浮法玻璃技術(shù)是目前平板玻璃的主要生產(chǎn)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于建筑、汽車等領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種基本的生產(chǎn)資料。我國(guó)浮法玻璃在近幾十年里工業(yè)技術(shù)水平迅速提高，使用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到了建筑、制鏡、鍍膜、鋼化、夾層等深加工行業(yè)，有些已出口到了國(guó)外。但是許多高檔玻璃仍需要進(jìn)口或使用合資企業(yè)的產(chǎn)品，由于質(zhì)量很不穩(wěn)定，玻璃品種也還不夠齊全，國(guó)產(chǎn)浮法玻璃在高檔深加工中的占有率還相當(dāng)?shù)停@就影響了它的使用范圍。因此，提高浮法玻璃質(zhì)量是亟待解決的問(wèn)題。

1 成型質(zhì)量的影響因素

浮法玻璃成型需要多方面的配合，任何一方面出現(xiàn)問(wèn)題均會(huì)造成玻璃質(zhì)量的下降，嚴(yán)重者可導(dǎo)致停產(chǎn)，其中影響成型質(zhì)量的因素主要包括錫槽溫度制度、氣氛制度、壓力制度以及來(lái)自熔窯方面的影響。

1.1 錫槽溫度制度對(duì)成型質(zhì)量的影響

錫槽溫度制度是指沿錫槽長(zhǎng)度方向的溫度分布，是錫槽成型作業(yè)的基礎(chǔ)，對(duì)玻璃液的攤平、拋光、冷卻、固型都起著重要作用，對(duì)玻璃帶的拉引速度、錫液的對(duì)流狀態(tài)、玻璃的品種、規(guī)格及產(chǎn)量、質(zhì)量等都有一定的影響。合理控制錫槽溫度制度，通過(guò)在錫槽設(shè)計(jì)上的改進(jìn)和生產(chǎn)中的調(diào)整、控制，建立適合浮法玻璃工藝的合理的錫槽溫度制度并不斷地加以優(yōu)化，在生產(chǎn)中會(huì)取得預(yù)期的效果。

（1）流道溫度。

流道是玻璃液從熔窯流入錫槽的通道，流道的溫度是成型作業(yè)最主要的溫度指標(biāo)，必須嚴(yán)格遵循溫度制度，且在相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置熱電偶或紅外溫度計(jì)測(cè)溫點(diǎn)。流道溫度過(guò)高時(shí)，玻璃液粘度降低，進(jìn)入錫槽后攤平面積變大，造成玻璃帶過(guò)薄、過(guò)寬，這樣容易引起沾邊、滿槽等事故，而且在拉邊機(jī)處，會(huì)感到成型困難。流道溫度過(guò)低時(shí)，玻璃液粘度增大，攤平和拋光的條件不充分，玻璃表面質(zhì)量會(huì)受到影響，并容易引起脫邊、斷板等事故，同時(shí)存在成型時(shí)不易拉薄或積厚的困難。流道溫度波動(dòng)時(shí)，玻璃帶的板根會(huì)忽大忽小不穩(wěn)定，玻璃帶薄厚也會(huì)隨之變化，這樣容易引起脫邊、沾邊等事故。流道溫度不均勻時(shí)，攤開(kāi)的玻璃帶在橫向上回由于溫度的不均勻而造成粘度的不均勻，這時(shí)生產(chǎn)出來(lái)的玻璃產(chǎn)品容易出現(xiàn)“條紋”等質(zhì)量缺陷。

（2）攤平拋光區(qū)溫度。

攤平拋光區(qū)是使剛進(jìn)錫槽的玻璃液能夠充分?jǐn)偲胶蛼伖猓_(dá)到自然平衡厚度。為了得到足夠?qū)挼牟ＡВＡб涸谠搮^(qū)有一個(gè)伸展攤平的過(guò)程。因此，必須要有足夠的溫度，而其橫向溫度必須均勻，以使玻璃液的粘度小而均勻，才能使玻璃液得以充分?jǐn)偲健４藚^(qū)的溫度為1 000 ℃～1 065 ℃，相應(yīng)的粘度范圍為102.7-3.2Pa·s。對(duì)于薄玻璃生產(chǎn)時(shí)，考慮到玻璃成型的實(shí)際情況，攤平拋光區(qū)溫度以1 050 ℃左右為宜。從玻璃也在錫液上的表面張力與重力的關(guān)系看，在溫度高于1 050 ℃時(shí)表面張力小于重力，玻璃液充分?jǐn)偲綊伖?，在溫度低? 050 ℃時(shí)表面張力大于重力，玻璃液開(kāi)始收縮。

（3）首、末對(duì)拉邊機(jī)處的溫度。

拉邊機(jī)是浮法玻璃成型的重要設(shè)備，是生產(chǎn)控制的重要環(huán)節(jié)。在浮法玻璃成型過(guò)程中，拉邊機(jī)起著節(jié)流、拉薄積厚、穩(wěn)定板根和控制玻璃帶走向的作用。首對(duì)拉邊機(jī)往往放在940 ℃～960 ℃的位置，起到穩(wěn)定邊子和節(jié)流功能。如果放置溫度太高，則玻璃液的拋光作用會(huì)受到影響；如果防止溫度過(guò)低，則會(huì)影響到玻璃液的拉薄積厚作用。末對(duì)拉邊機(jī)一般放置在溫度為780 ℃～820 ℃左右的位置，但也要根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況而定。如果莫對(duì)拉邊機(jī)防止溫度太低，機(jī)頭很容易在玻璃板上打滑；如果玻璃板有擺動(dòng)，則很容易掉邊；如果末對(duì)拉邊機(jī)防止溫度太高，有可能拉薄積厚效果受到影響或產(chǎn)生厚薄差。

（4）出口溫度。

出口端溫度是成型的關(guān)鍵指標(biāo)，是直接關(guān)系到安全生產(chǎn)的重要指標(biāo)，也是保證退火質(zhì)量和成型質(zhì)量的指標(biāo)。該指標(biāo)不合理會(huì)產(chǎn)生劃傷、沾錫、輥印、壓裂、小錫點(diǎn)、霧斑、硌傷等質(zhì)量缺陷。錫槽出口溫度一般都控制在（600±10）℃，溫度過(guò)高，則容易引起沿口擦傷、沾錫等，并給過(guò)渡輥臺(tái)及退火窯增加負(fù)擔(dān)。特別是過(guò)渡輥臺(tái)，如果玻璃板溫度過(guò)高，會(huì)引起輥?zhàn)?、輥?zhàn)虞S承等的膨脹，容易引起機(jī)械事故；溫度低，則容易引起斷板（特別是板上有疙瘩時(shí)）。

1.2 氣氛制度對(duì)成型質(zhì)量的影響

錫液在1 000 ℃左右與玻璃液的浸潤(rùn)角為175°，基本上不浸潤(rùn)，但錫的氧化物（SnO2、SnO）卻嚴(yán)重污染玻璃，使玻璃出現(xiàn)霧點(diǎn)、錫滴、沾錫等缺陷，嚴(yán)重時(shí)玻璃甚至不透明；熱處理時(shí)（如鋼化）呈現(xiàn)彩虹。因此，浮法玻璃生產(chǎn)要求錫槽內(nèi)必須保持中性或弱還原氣氛，以防止錫液氧化。目前，錫槽中通常用N2+H2的混合氣體作為保護(hù)氣體，其中N2含量為92%～95%，H2含量為5%～8%，并要求混合氣體中的含氧量不超過(guò)5 cm3/m3（ppm）。保護(hù)氣體中的氫含量與錫槽的密封性、錫槽的不同部位及操作水平有關(guān)。錫槽密封性好，含氫量可少些；操作水平高，操作孔開(kāi)的次數(shù)少，時(shí)間短，漏入的空氣少，也可少用氫；錫槽首尾二端，操作孔口較多，漏入空氣可能性大，保護(hù)氣體中的含氫量要高一些，其他部位可低一些。在保護(hù)氣體中加入適量甲烷，可防止氫氣和碳之間的反應(yīng)，同時(shí)也可以阻止水蒸氣與暴露的碳質(zhì)元件之間的反應(yīng)。當(dāng)保護(hù)氣體質(zhì)量不好含有較多雜質(zhì)時(shí)，會(huì)增加對(duì)錫液污染；數(shù)量不足時(shí)，錫槽內(nèi)壓力過(guò)小，外界空氣容易進(jìn)入槽內(nèi)，污染錫液。這兩種情況都會(huì)使玻璃產(chǎn)生沾錫、劃傷等缺陷，另外由于壓力的變化還可能出現(xiàn)“錫滴”。

1.3 壓力制度對(duì)成型質(zhì)量的影響

正常生產(chǎn)情況下，錫槽內(nèi)應(yīng)維持微正壓，一般要求以錫液面處的壓力為基準(zhǔn)，要求壓力為3～5 Pa，有時(shí)甚至維持在10 Pa左右。如果錫槽內(nèi)壓力過(guò)高，保護(hù)氣體就會(huì)散失，增加了保護(hù)氣體的消耗量，從而破壞保護(hù)氣體的生產(chǎn)平衡，給生產(chǎn)帶來(lái)不利的影響，同時(shí)也會(huì)增加電耗。若錫槽處于負(fù)壓狀態(tài)，就會(huì)吸入外界空氣，使錫槽內(nèi)氧氣含量超過(guò)允許范圍，產(chǎn)生錫的氧化物，這樣一則增加錫耗，增加玻璃成本；二則嚴(yán)重污染玻璃，產(chǎn)生各種由氧化物造成的缺陷，如沾錫、霧點(diǎn)、鋼化彩虹等。

在浮法玻璃正常生產(chǎn)過(guò)程中，錫槽內(nèi)氣氛是比較穩(wěn)定的。錫在錫槽的溫度區(qū)域內(nèi)，揮發(fā)性甚微，不會(huì)影響玻璃生產(chǎn)。但是當(dāng)保護(hù)氣體壓力出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，往往使錫槽內(nèi)混入氧、硫成分，致使錫槽內(nèi)的氣氛發(fā)生較大的變化。而在錫槽內(nèi)，SnS和SnO是極易揮發(fā)的物質(zhì)，由于它們的存在，使錫液的揮發(fā)度大大提高，這時(shí)SnO又很快氧化成SnO2，從而造成純錫和錫槽空間的污染。同時(shí)，SnS的沉落及錫液中SnS的過(guò)飽和析出，都粘結(jié)在熔融玻璃帶的上下表面，使玻璃產(chǎn)生斑點(diǎn)，降溫后形成凹坑，引起光畸變點(diǎn)，從而使玻璃質(zhì)量變差，這時(shí)往往需要較長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)整方能恢復(fù)生產(chǎn)。因此，在日常生產(chǎn)中，防止保護(hù)氣體的壓力波動(dòng)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。

1.4 熔窯方面對(duì)成型質(zhì)量的影響

配合料在熔窯內(nèi)進(jìn)行熔制過(guò)程，形成透明、均勻的沒(méi)有氣泡的玻璃液。熔融質(zhì)量的好壞會(huì)直接影響到玻璃成形的過(guò)程。玻璃熔制過(guò)程的4小穩(wěn)作業(yè)制度包括溫度穩(wěn)定、壓力穩(wěn)定、泡界線穩(wěn)定和液面穩(wěn)定，其中熔窯玻璃液面的波動(dòng)、熔窯壓力波動(dòng)等方面對(duì)成型的影響比較大。

（1）熔窯玻璃液面的波動(dòng)。

玻璃液面的高低是以投入配合料的數(shù)量來(lái)控制的，投入配合料量與成型取用玻璃液量相平衡時(shí)，液面就能維持不變。熔窯玻璃液面的波動(dòng)會(huì)使進(jìn)入錫槽的流量發(fā)生波動(dòng)，造成玻璃帶板根發(fā)生寬窄變化，容易引起沾邊、脫邊等事故；當(dāng)液面波動(dòng)較大時(shí)，會(huì)使玻璃液成型流發(fā)生變化，造成溫度、成分不均，從而產(chǎn)生條紋。生產(chǎn)中對(duì)液面有一規(guī)定高度，其上下波動(dòng)范圍只允許在±0.1 mm 之內(nèi)。

（2）熔窯壓力波動(dòng)。

玻璃熔窯內(nèi)的壓力分布是一條有多個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)的曲線，通常有兩種：一種是整個(gè)氣體流程（從進(jìn)氣到排煙）的壓力分布；一種是沿玻璃液流程的空間壓力分布。通常要求液面上的壓力保持在零壓或微正壓。熔窯壓力波動(dòng)時(shí)會(huì)引起流道流量的變化以及玻璃帶板根的變化，容易引起沾邊、滿槽等事故。

2 結(jié)語(yǔ)

錫槽溫度制度、氣氛制度、壓力制度以及來(lái)自熔窯方面的影響會(huì)直接影響到浮法玻璃的成型質(zhì)量，在生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制其相關(guān)參數(shù)，建立合理的工藝制度并不斷加以優(yōu)化，以取得預(yù)期的效果。

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