浮法玻璃表面顆粒污染原因及治理措施研究

付少飛 張磊

摘? ?要：浮法玻璃制備環(huán)節(jié)往往會受到污染物的干擾，導(dǎo)致玻璃質(zhì)量下降，甚至無法正常使用。浮法玻璃表面顆粒污染主要是由錫槽錫液在生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的。生產(chǎn)人員如果對工藝把控不準(zhǔn)確就會導(dǎo)致玻璃表面顆粒物聚集，形成黑點(diǎn)甚至造成玻璃破裂問題。這類浮法玻璃制備的常見問題嚴(yán)重影響了所制備玻璃的質(zhì)量。文章結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)對顆粒物污染成因進(jìn)行了分析，提出了具體解決措施，對玻璃生產(chǎn)單位具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：浮法玻璃;表面顆粒;污染原因;解決措施

浮法制備玻璃時，技術(shù)人員需要從降低表面顆粒侵入玻璃的概率來降低玻璃的受污染程度，這是玻璃生產(chǎn)人員需要精研的關(guān)鍵技術(shù)。表面顆粒的形成往往受生產(chǎn)環(huán)境影響，這就要求玻璃生產(chǎn)單位從環(huán)境入手對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。與內(nèi)部污染不同，玻璃的表面污染往往是在其成型、退火等工藝流程中形成的。例如錫槽中的錫液會將成型階段的玻璃表面污染，導(dǎo)致各類顆粒物聚集，影響玻璃的正常使用。

1? ? 浮法玻璃表面污染物產(chǎn)生原因

浮法玻璃生產(chǎn)中出現(xiàn)的表面顆粒其組成主要包含硫化亞錫（SnS）、氧化亞錫（SnO）以及各類氣體揮發(fā)冷凝物質(zhì)。顆粒物起始階段并非直接凝聚在玻璃表面，而是在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中受力或揮發(fā)至冷卻設(shè)備以及錫槽頂部，這類區(qū)域的保護(hù)氣含量高，更容易產(chǎn)生顆粒或氣體冷凝聚集問題，隨著生產(chǎn)時間的延長，這部分聚集產(chǎn)生的顆粒物往往會因外界氣流或設(shè)備振動等影響逐漸掉落至玻璃表面形成顆粒污染。另一種顆粒產(chǎn)生的方式主要與氧化亞錫和硫化亞錫的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，玻璃生產(chǎn)制備設(shè)備中，逐漸與玻璃上方或附近設(shè)備器具集聚的錫氧化物等發(fā)生還原反應(yīng)，形成錫單質(zhì)而滴落至玻璃表面，形成嚴(yán)重的顆粒污染物，對玻璃表面清潔度甚至是質(zhì)量產(chǎn)生危害[1]。

各類揮發(fā)冷凝產(chǎn)生的顆粒物沉淀到玻璃不同的位置會形成不同程度的污染，如果沉淀深度較淺或者停留在表面就形成了玻璃表面的顆粒污染。這些顆粒物質(zhì)最終沉積在玻璃的位置與其所處的溫度有關(guān)，溫度越高則顆粒物更加深入玻璃內(nèi)部。如果揮發(fā)冷凝的顆粒物質(zhì)聚集在高溫區(qū)域，就會受溫度影響，掉落到玻璃深處，形成無法處理的污染。隨著成型過程中玻璃溫度的逐漸降低，污染物不再深入玻璃而是在其表面聚集凝固，形成表面污染。對于玻璃的表面污染問題，生產(chǎn)現(xiàn)場往往是通過對工藝及技術(shù)措施進(jìn)行優(yōu)化，將玻璃制備環(huán)節(jié)產(chǎn)生的錫氧化物和硫化物產(chǎn)生和沉降的概率降低，避免后續(xù)各類化學(xué)物因物理或化學(xué)還原反應(yīng)掉落在玻璃表面，形成污染。玻璃生產(chǎn)單位可以從錫槽密封環(huán)節(jié)入手，控制錫槽中的氣體壓力，避免外界氧氣等影響玻璃制備的氣體進(jìn)行錫槽內(nèi)部;也可以嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求對通入的保護(hù)氣狀態(tài)進(jìn)如檢測和控制;需要對水冷設(shè)備加強(qiáng)維護(hù)、保養(yǎng)，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)滲漏問題;還可以對錫槽內(nèi)部進(jìn)行合理的規(guī)劃，確保各分區(qū)布置合理，避免產(chǎn)生污染氣體揮發(fā)凝聚現(xiàn)象，將氣體更快地排至外界。依靠以上幾種措施，玻璃生產(chǎn)質(zhì)量可以得到有效提升，避免再出現(xiàn)表面大量顆粒污染問題。

浮法玻璃表面顆粒污染的另一個來源是運(yùn)輸輥道，結(jié)合現(xiàn)場制備玻璃表面顆粒的分布情況及其特征形態(tài)，可以將之分為兩類：一類是玻璃表面形成的印記，這類印記往往會導(dǎo)致玻璃成型后表面出現(xiàn)部分透明的坑洼點(diǎn)，這些點(diǎn)位的形成與機(jī)械外力無關(guān)，與位于退火窯加熱端的輸送輥道有關(guān)。另一類則是玻璃的下表面顆粒物堆積，在生產(chǎn)制備過程中，往往會發(fā)現(xiàn)玻璃下表面的顆粒存在一定的擦傷痕跡，這些污染物主要是由礦渣等物質(zhì)形成的。

2? ? 浮法玻璃表面污染治理措施

對于玻璃生產(chǎn)過程中形成的表面污染物，根據(jù)上文以及結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際施工情況對其原因進(jìn)行了分析，后面結(jié)合原因針對這些表面污染情況提出合理的解決措施，具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）浮法玻璃生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)制備人員需要避免錫液與空氣過度接觸，合理控制其暴露邊界，降低生產(chǎn)玻璃時外界物質(zhì)污染玻璃的概率。實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)可以通過在錫液表面覆蓋保護(hù)裝置的方式，降低其裸露面積，最大限度地降低錫液的揮發(fā)、冷凝數(shù)量，避免在生產(chǎn)時形成大量的錫液滴落在玻璃表面[2]。

（2）浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)人員可以通過將揮發(fā)物排除的方式降低表面污染程度。具體操作過程中可以在錫槽上方設(shè)置強(qiáng)對流氣體，將生產(chǎn)時因?yàn)楦邷禺a(chǎn)生的各類揮發(fā)物吹到錫槽外部。氣體對流的方式需要注意一定的操作方法，在生產(chǎn)過程中，技術(shù)人員可以通過放散排放的方式提升錫槽內(nèi)部氣體及揮發(fā)物與新鮮保護(hù)氣體的交換頻率，快速降低錫液蒸發(fā)的數(shù)量，避免其在錫槽上方冷凝后滴落到玻璃表面，形成污染聚集物。在具體操作環(huán)節(jié)，技術(shù)人員需要對錫槽中的氣流流向進(jìn)行合理控制，確保高溫區(qū)得到有效的保護(hù)，避免有害的揮發(fā)性氣體進(jìn)入槽內(nèi)，對玻璃產(chǎn)生污染。同時，技術(shù)人員也需要對氧化亞錫和硫化亞錫的形成規(guī)模進(jìn)行嚴(yán)格控制，對于已形成的錫化學(xué)物也需要避免其在錫槽的高溫區(qū)域揮發(fā)，有效降低污染的形成概率。

（3）浮法生產(chǎn)玻璃時需要盡可能降低強(qiáng)制冷卻設(shè)備在錫槽中的使用概率，甚至在進(jìn)行電子級玻璃生產(chǎn)時應(yīng)該取消冷卻器的應(yīng)用，這樣可以避免出現(xiàn)蒸發(fā)錫液在錫槽快速冷凝聚集的情況，同時也需要加強(qiáng)對冷卻設(shè)備以及錫槽的清潔，避免積累大量的污染物。

（4）浮法玻璃制備單位可以采用針對性的措施對表面污染進(jìn)行預(yù)防和處理。例如玻璃制備過程會在錫槽中不斷累積大量的錫化合物或者錫，其在上部聚集且難以清除，在后續(xù)生產(chǎn)玻璃時會發(fā)生滴落現(xiàn)象，影響玻璃質(zhì)量。如果將氯氣通過導(dǎo)管輸入到錫槽之中，按照140 L/h的速度連續(xù)通入2 h，可以將黏附在錫槽中的錫化合物或錫液聚集并滴落，便于將其及時清理，避免影響后續(xù)玻璃的生產(chǎn)和制備。

3? ? 結(jié)語

文章通過對浮法玻璃制備環(huán)節(jié)產(chǎn)生的表面污染成型原因的分析，確認(rèn)其主要與錫槽中錫液蒸發(fā)后滴落至玻璃表面有關(guān)。為了強(qiáng)化生產(chǎn)玻璃的質(zhì)量，玻璃制備單位需要加強(qiáng)對于材料質(zhì)量和制備環(huán)節(jié)的控制，避免因?yàn)椴牧腺|(zhì)量問題或者流程問題導(dǎo)致表面污染物聚集，影響玻璃質(zhì)量。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王建聰，魯耀，張亞男，等.浮法玻璃表面顆粒污染原因及治理措施研究[J].商品與質(zhì)量，2019（1）：253.

[2]郭衛(wèi)，郭曉麗，王艷霞.浮法玻璃表面錫類顆粒污染物起源及治理措施分析[J].玻璃，2019（1）：41-45.