高溫玻璃錫污染缺陷的處理措施

呂思穩(wěn)

（蚌埠凱盛玻璃有限公司 蚌埠 233000）

0 引言

高溫玻璃生產(chǎn)過程中玻璃的成形是在錫槽中，玻璃液漂浮在錫液面上，通過拉邊機(jī)拉薄、積厚作用，生產(chǎn)出需要的厚度規(guī)格玻璃。玻璃帶不可避免地要和錫液接觸，理論上玻璃和純凈的金屬錫液不浸潤，不存在玻璃板的滲錫和沾錫問題，但是在錫槽這個(gè)玻璃成形的大容器內(nèi)，玻璃液進(jìn)入錫槽和成形后出錫槽的位置都不可能是閉合狀態(tài)，雖然有入口0貝和出口擋簾，也只是起阻擋作用；另外錫槽拉邊機(jī)位置安裝的邊封及錫槽頂罩和槽底連接處的邊封，都是活動(dòng)邊封，邊封上下沿口都是通過密封泥料進(jìn)行封堵，不是嚴(yán)格意義上的無縫銜接；同時(shí)玻璃液帶入錫槽中的氣體，都是造成錫液被污染的主要原因，也是高溫玻璃滲錫和沾錫的根本問題所在。

1 高溫玻璃錫污染造成玻璃微缺陷的原理

高溫玻璃錫污染造成玻璃微缺陷主要包括三個(gè)方面，一是由于侵入錫槽內(nèi)的微量氨和硫與錫反應(yīng)后形成硫化錫及SnN2揮發(fā)物冷凝造成的玻璃光畸變點(diǎn)，光畸變點(diǎn)缺陷的冷凝物主要在錫槽進(jìn)出口以及冷卻器附近產(chǎn)生，缺陷分布在高溫玻璃的上表面，稱作為空氣面；二是污染的錫液，以錫灰形式附著在玻璃下表面造成的玻璃缺陷，玻璃錫灰缺陷主要在錫槽的收縮段前以及出口三角區(qū)位置形成；三是玻璃在錫槽中成形、冷卻過程中的滲錫缺陷，高溫玻璃滲錫過程可分為兩個(gè)階段，在高溫區(qū)玻璃成形過程中，被氧化的錫以Sn4+狀態(tài)滲透于玻璃錫液面15～40mm之間，而冷卻區(qū)710 ℃左右溫度范圍內(nèi)氧化錫則以Sn2+形式滲透在玻璃錫液面0～20 mm區(qū)間，而滲錫量大于33 mg/cm2時(shí)，尤其是以Sn2+形式滲透在玻璃錫液面中比重較大時(shí)，玻璃在鋼化時(shí)易產(chǎn)生彩虹。

2 玻璃錫污染缺陷的針對(duì)性解決方案

隨著下游客戶對(duì)優(yōu)質(zhì)玻璃質(zhì)量要求的提高，玻璃的一些能夠肉眼觀察到的表面缺陷是絕對(duì)不允許存在的。光畸變點(diǎn)缺陷在玻璃空氣面產(chǎn)生的變形能夠由人工直接發(fā)現(xiàn)，浮法生產(chǎn)線配備的在線檢測(cè)設(shè)備也能夠有效判別。對(duì)于這種便于發(fā)現(xiàn)的缺陷，以我國高溫玻璃工藝技術(shù)水平來看是很容易解決的問題，在此種缺陷已存在的情況下，盡可能保證錫槽工藝制度穩(wěn)定，減少錫槽氣氛、壓力波動(dòng)，另一方面可以組織成形技術(shù)人員對(duì)錫槽內(nèi)進(jìn)行氮?dú)獯祾撸祾叻绞娇捎闷抗薜獨(dú)饨哟祾吖苓M(jìn)行人工吹掃，有條件的情況下也可通過調(diào)整錫槽高中低溫區(qū)槽內(nèi)壓，調(diào)整純氮?dú)饬啃纬删植吭鰤?、釋壓方式進(jìn)行吹掃，可根據(jù)自身實(shí)際情況選擇吹掃方式。

其次是高溫玻璃的沾錫、滲錫缺陷，高溫玻璃現(xiàn)階段由于成形工藝的限制，必然出現(xiàn)沾、滲錫問題，如何控制、防治錫槽帶來的錫污染所產(chǎn)生缺陷也是成形工程師、研究人員不懈努力、迫切想要解決的問題。根據(jù)行業(yè)前輩經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高溫玻璃沾滲錫問題進(jìn)行分析。

2.1 玻璃磨傷

高溫玻璃是脫離建筑玻璃向電子、光伏以及特種玻璃延伸產(chǎn)品，企業(yè)和客戶在不斷地追求高品質(zhì)優(yōu)質(zhì)高溫玻璃。從產(chǎn)品質(zhì)量角度來考量，磨傷問題是不允許存在的，而實(shí)際生產(chǎn)過程中企業(yè)被高溫玻璃磨傷問題不斷地困擾著。如某高溫玻璃生產(chǎn)企業(yè)，在窯爐運(yùn)行2年后，玻璃板面先出現(xiàn)磨傷后出現(xiàn)裂口缺陷，經(jīng)查磨傷和裂口均分布在玻璃的錫液面，通過查找分析是由于錫的氧化物附著在輥道上而造成的磨傷、裂口缺陷。通常處理方式是用石墨擦錫裝置對(duì)過渡輥道進(jìn)行摩擦處理，如后端輥道產(chǎn)生則可通過觀察查找進(jìn)行預(yù)判，判斷大致輥道號(hào)，通過升降輥?zhàn)拥姆绞竭M(jìn)行排除，并可以對(duì)已污染的輥?zhàn)舆M(jìn)行拉出打磨處理。如果是過渡輥道引起的裂紋問題比較難處理，一般生產(chǎn)高端高溫玻璃企業(yè)或有條件的企業(yè)會(huì)定期對(duì)輥?zhàn)舆M(jìn)行更換或打磨。建議過渡輥道盡可能長期使用石墨擦錫裝置，確認(rèn)石墨擦錫和過渡輥接觸摩擦，由于石墨易氧化，可以根據(jù)實(shí)際情況不定期更換擦錫石墨塊。

2.2 玻璃沾錫

當(dāng)保護(hù)氣體量不足或其它原因使空氣進(jìn)入錫槽引起錫液氧化，錫氧化物部分以錫灰形式漂浮在錫液表面上，生產(chǎn)時(shí)間越長，錫槽內(nèi)積累的錫灰越多，聚集形成的大量錫灰與玻璃帶直接接觸，造成玻璃板下表面的污染，如圖1所示。

圖1 錫槽寬段錫灰分布圖

圖1中所示的錫灰在錫液對(duì)流過程中，由于擋邊輪以及石墨擋坎等作用影響，阻礙錫液在整個(gè)錫槽縱向的對(duì)流作用，在石墨擋坎處錫液形成回旋流。在擋邊輪位置處，擋邊輪相當(dāng)于一組小型冷卻器，造成錫槽局部橫向位置溫差，從而加強(qiáng)了錫液在該區(qū)域的橫向?qū)α髯饔?，因此擋邊輪處錫液由多層對(duì)流作用會(huì)在其周圍形成旋轉(zhuǎn)流，漂浮在錫液上的錫灰圍繞在擋邊輪周圍繞圈旋轉(zhuǎn)，一部分錫灰和玻璃帶接觸，造成玻璃板下表面附著錫灰，形成缺陷。

在錫槽窄段存在的錫灰，一部分通過扒渣機(jī)被引流至錫槽的導(dǎo)流槽內(nèi)，另一部分在拉引力的作用下隨著玻璃帶聚集在錫槽出口的三角區(qū)處，此處的錫灰也是造成玻璃板下表面附著缺陷的關(guān)鍵因素。

針對(duì)上述由于錫灰造成的玻璃缺陷，國內(nèi)浮法行業(yè)通常進(jìn)行保守處理，首先是加強(qiáng)錫槽密封，包括設(shè)計(jì)上0貝的開發(fā)以及過渡輥臺(tái)擋簾包高硅氧布的使用。其次是調(diào)整槽內(nèi)壓，在保證槽內(nèi)壓力30 Pa以上基礎(chǔ)上，利用保護(hù)氣中氫氣的還原作用減少錫氧化，減少外界空氣的污染。

從生產(chǎn)企業(yè)角度來說，簡(jiǎn)單、實(shí)用、風(fēng)險(xiǎn)小、投資少的處理方案是容易接受的。首先要加強(qiáng)邊封密封及錫槽出口位置的密封，每天對(duì)錫槽邊封密封泥進(jìn)行修補(bǔ)，杜絕有開口裂縫，建議投產(chǎn)前在錫槽出口唇板上焊接小掛鉤，安裝N2火管，起到分割墻作用；其次是錫槽附屬裝置的配備，在錫槽的收縮段安裝錫液水包和在錫槽中溫區(qū)設(shè)置“舟式擋畦”，會(huì)有效減輕滲錫量和沾錫缺陷。在錫槽收縮段安裝錫液水包目的是加強(qiáng)區(qū)域內(nèi)的錫液橫向?qū)α鳎忮a槽冷卻段的玻璃橫向溫差，達(dá)到較好的退火環(huán)境。與此同時(shí)，在收縮段安裝錫液水包，對(duì)錫液溫度影響比較大，約有60 ℃的溫降量，也間接影響錫液的縱向?qū)α?，明顯影響圖1中錫灰的分布，使用錫液水包后錫灰接觸面和玻璃板脫離，錫灰主要分布在錫槽邊沿，通過在線檢測(cè)顯示，玻璃沾錫缺陷明顯減少。這里所述的沾錫缺陷主要指尺寸1.0～0.3 mm范圍，通過統(tǒng)計(jì)此期間的缺陷數(shù)量從600個(gè)/h減少至350個(gè)/h，一等品率提高約5%。同比1.7 mm厚度玻璃，錫液水包使用前后滲錫量用熒光分析儀檢測(cè)，錫液水包使用前滲錫量是8.6 mg/cm2，錫液水包使用后滲錫量是7.0 mg/cm2，滲錫量下降1.6 mg/cm2，因此筆者認(rèn)為錫液水包和擋畦的配合使用可以作為減少滲錫量調(diào)整的一種手段。最后是錫槽三角區(qū)的殘留錫灰，此區(qū)域的錫灰扒渣機(jī)是處理不干凈的，一般扒渣機(jī)使用電流為100～150 A，如果增加電流會(huì)使沾錫變得嚴(yán)重，處理方式建議謹(jǐn)慎使用鐵鉤對(duì)三角區(qū)錫灰進(jìn)行扒耙，應(yīng)注意防范斷板風(fēng)險(xiǎn)。

高溫玻璃和普通浮法玻璃相比，玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度較高，高約40 ℃，高溫玻璃的原料中鋁和堿含量也較普通浮法玻璃有質(zhì)的區(qū)別，普通浮法玻璃一般滲錫量為15.0 mg/cm2左右，而高溫玻璃的滲錫量為8.5 mg/cm2左右，通過優(yōu)化配方，滲錫量還可以進(jìn)一步優(yōu)化，因此，原料配方也會(huì)影響玻璃的滲錫。

3 結(jié)語

從高溫玻璃生產(chǎn)角度來看，高溫玻璃的滲錫要優(yōu)于普通浮法玻璃，進(jìn)一步優(yōu)化原料配方也會(huì)影響玻璃的滲錫。在現(xiàn)階段工藝水平上，錫液避免不了和空氣的接觸，廣義方向上需要加強(qiáng)錫槽密封，減少錫的污染，還需要加強(qiáng)精細(xì)化操作，優(yōu)化保護(hù)氣體的配置、開發(fā)錫槽輔助設(shè)備以及合理化運(yùn)用，提高浮法工藝水平，減少生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的缺陷。