浮法玻璃渗锡问题分析及相应措施

浮法玻璃渗锡问题分析及相应措施
  摘要:目前,我国浮法玻璃与国外产品仍然存在着一定的差距,其中一个重要原因就是浮法玻璃下表面的渗锡问题,国内浮法玻璃下表面渗锡量较多,直接影响着国内浮法玻璃作为强化玻璃原片的使用,因此,渗锡问题是浮法玻璃行业面临的一个非常重要的问题,其严重限制了我国浮法玻璃在玻璃深加工领域中的应用和发展。
        关键词:浮法玻璃;渗锡;
        引言
        浮法薄玻璃和超薄玻璃的重要用途之一是生产电子设备的显示器件,其表面质量直接影响显示器件的外观和使用性能,已成为(超)薄玻璃生产中极为重要的质量指标。相关标准对划伤和表面污渍有严格要求:1)规格406mm×356mm的玻璃,允许宽度为0.03~0.07mm的划伤总长度不超过5mm/片,宽度大于0.07mm的划伤不允许有(实际使用时要求更为严格);2)表面污渍不允许有。
        1渗锡对玻璃深加工的影响
智能防盗窗        1.1热加工虹彩
        “虹彩”现象是浮法玻璃进行钢化或热弯等加工处理时,玻璃下表面产生白雾状层或者彩
层,并且对可见光产生干涉作用,严重时甚至可使玻璃表面粗糙发毛而不透明,在显微镜下观察是玻璃下表面产生有微皱纹,破坏了玻璃原片的均匀性,容易导致微裂纹的产生,因此,产生“虹彩”现象的玻璃其强度也低于普通钢化玻璃,严重时还会产生自爆现象。“虹彩”现象产生的原因是在深加工处理时,浮法玻璃下表面的SnO在氧化氛围中被氧化成SnO2,使玻璃表面形成皱纹而呈现出干涉,出现虹彩现象。一般认为,浮法玻璃下表面存在2+4+Sn、Sn和Sn,其渗锡深度可达22+0mm以上,在玻璃浅表层,Sn所占比例最大,达到90%左右,在深加工处理的加热氧化氛围中,2+4+Sn被氧化成Sn,使玻璃表面形成皱纹出现虹彩现象,浮法玻璃下表层的渗锡是浮法玻璃产生虹彩现象的重要原因。
        1.2离子强化浮法玻璃“翘曲”现象
        “翘曲”现象是超薄浮法玻璃进行离子强化处理后产生的弯曲变形现象,在超薄浮法玻璃中问题更显著。浮法玻璃在离子强化过程中发生的物理化学反应主要有:①浮法玻璃表面的小半径离子与熔盐中大半径离子相互交换;②浮法玻璃下表面的2+Sn、Sn在氧化氛围的影响下,被氧化成4+Sn;这两个主要的物理化学反应使得玻璃锡面和空气面的膨胀增量不同,最终形成“翘曲”现象,其与玻璃锡面和空气面的离子交换速率及交换总量相关,更主要的是与浮法玻璃下表面的渗锡量和渗锡深度密切相关,并且有研究发现,表面渗锡量
越大,翘曲变形值越大;相同化学强化条件和渗锡量条件下,渗锡深度越深,翘曲值越大。
        2锡印
裂缝检测        超薄玻璃的表面污渍以下表污渍为重,且较难根治,下表污渍主要包括黏锡和锡印。
        2.1锡印产生机理
        锡的污染产物中,SnO2不溶于锡液,以浮渣形式聚集在锡槽出口端;而SnO在还原气氛下能溶于锡液,也能以SnO蒸气形式存在于气氛中;SnS具有较大的蒸气压,极易挥发进入锡槽气氛,在低温部位冷凝聚集。当这些污染物以微粒状冷凝在过渡辊上,或在锡槽内与玻璃接触而附着在玻璃带下表面,最终会在玻璃表面留下印迹即锡印。
        2.2渣箱及附近区域内部特殊的温度场加剧了锡印
        渣箱及附近区域内部温度场较为特殊,玻璃带离开锡槽进入渣箱和退火窑过程中,将经历降温—升温—降温的过程,输送辊道则是先急速升温然后缓慢降温过程。1)玻璃带温度变化很特别,出锡槽后温度快速降低,最低点在2#过渡辊附近,温降约7℃,降温速度近10℃/m;2#至4#辊区间玻璃带温度回升,到4#辊附近上涨约3℃,升温速度约3.1℃/m;进入退火窑后又开始缓慢降温。
        2)1#过渡辊温度最低,甚至远低于所有A区辊道,4#辊在所有辊道中温度最高;1#至4#辊道温度顺次快速升高,即T1<T2<T3<T4,相邻两根辊之间温度差△T2-1为23℃,△T3-2为20℃,△T4-3为15℃。
        3)玻璃带在2#辊之前快速降温,且1#辊温度远低于其它辊道,是由锡槽出口端板冷却器的强烈冷却作用导致的;在2#~4#辊区域,玻璃带和辊道温度上升,则是由于锡槽尾端排出气体中残留的H2在3#~4#辊之间贴近玻璃上表面燃烧,然后由渣箱与退火窑A区之间的膨胀缝内排出,燃烧释放的热量使附近区域温度大幅升高,也使促使玻璃温度回升。由于3#、4#辊一直处于H2火焰辐射区,温度急速升高并保持在高温平衡状态;而玻璃快速通过H2燃烧区,吸热时间短,温度虽升高但幅度较小。
大灯高度可调        在这种工况下,1#~4#辊与玻璃带之间都将出现相对滑动,而玻璃处于塑性态,与辊道接触面积大,摩
csilv        擦系数较大,摩擦力使玻璃带将辊道上冷凝的部分污染物“擦拭”并带走,严重时玻璃带表面将因滑动摩擦而产生微褶皱,表面被破坏。此时,随着辊道污染程度加剧,玻璃下表质量将从“无锡印”向“轻微锡印”直至“严重锡印”演进,甚至由此产生划伤。
        3渗锡量和渗锡深度的测试方法
        3.1改进主体结构设计
        改进锡槽出口端和端板冷却器结构,或者采取保温隔热措施,降低冷却器对渣箱的冷却作用,使1#过渡辊温度升高,降低渣箱内部纵向温度差。改进渣箱结构,增强渣箱密封保温及自身温度(包括横向温差)调控能力,减少冷却和散热对渣箱内部温度场的干扰。
        3.2减小渣箱区域速差
        减小速差的方法在“划伤”部分已作讨论,可同理应用于表面污渍的预防上,但重点在渣箱区域。如3根过渡辊分别独立传动,加大1#、2#过渡辊辊径,或采用低膨胀特种陶瓷材料以保持辊道与玻璃带同速同步,这3种办法也可配合使用。
        3.3净化锡槽,防止锡液污染
        没有污染就不会产生污渍,防止锡液污染要从密封、保护气体及SO2使用,槽压控制,槽内气流控制,渣箱内部污染气体排出和操作维护等众多环节着手,各生产线均有较成熟的做法,这同时也有利于预防划伤。
xlr连接器        结语
        (1)浮法玻璃空气面锡的含量为0%,浮法玻璃锡面锡的平均含量为1.28%;浮法玻
璃锡面的渗锡深度大约为30mm。
        (2)相同冲击面下,随着厚度增加,浮法玻璃的抗冲击强度、抗弯强度随之增大;相同厚度下,不同浮法玻璃冲击面,其抗冲击强度、抗弯强度不同,渗锡可提高浮法玻璃的抗冲击强度及抗弯强度。
        (3)锡槽中大量的还原性气氛,将四价锡离子还原为二价锡离子,因此二价锡在其化学环境中所占比例最高,这些锡的氧化物存在于玻璃表层,与玻璃的网络结构结合较好,同时二价锡变为四价锡的体积膨胀,使玻璃表面“挤塞”产生应力,都达到增强玻璃强度的效果。
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