浮法玻璃锡缺陷产生的原因及治理措施(论文)

浮法玻璃缺陷产生的原因及治理措施
  摘 要:锡槽是浮法玻璃生产线的成型设备,在成型过程中由于浮托介质锡液和保护气氮、氢气受到污染而使玻璃产生了与锡有关的缺陷,我们俗称锡缺陷。主要有光畸变点、锡石、虹彩和沾锡等几大类。玻璃板在锡槽中形成的缺陷,不仅影响了产品合格率,而且限制了浮法玻璃在汽车、镀膜等深加工玻璃上的使用。为了生产高档浮法玻璃,除了控制熔化缺陷外,还应采取措施减少与锡槽有关的缺陷。根据生产的实际经验,对与锡槽有关的玻璃缺陷锡石、沾锡、钢化彩虹、锡滴、雾点、光畸变点的特征、来源、形成机理和防治措施进行论述。
关键词:锡缺陷  预防与解决  常用方法
1、锡缺陷的形成机理
    我们把锡槽作为一个动态平衡系统来考虑,该系统是由锡槽结构(入口端、出口端和本体)锡液、保护气体、玻璃带等几个要素来构成的。我们在设计上对每一个构成要素都有明确的要求,比如锡槽的气密性要好,锡液纯度要高,保护气纯度要达到PPM级,玻璃成分
设计要合理,等等。按理说,如果我们按上述要求做到了,就可高枕无忧了。但实际上是锡缺陷依然存在,甚至还很严重。这又是为什么呢?原因是我们把锡槽作为一个静态的理想系统来考虑了。首先,即使我们达到了上述要求,污染依然存在,每时每刻都在进行,只是污染程度轻一些,速度慢一些,而随着时间的推移,累计污染也会造成缺陷的产生:更为主要的是,锡槽作为一个动态平衡系统,构成要素也在发生变化,例如水的引入、氢气的引入、硫的引入,等等。这些后来引入的系统元素,恰恰是造成锡缺陷的主要原因。
  一般由锡引起的浮法玻璃外观缺陷统称为锡缺陷,包括顶锡、滴落物、沾锡、锡结石、钢化彩虹、光畸变点等。
纯净的锡熔点为232℃,沸点为2271℃,在1093℃的条件下,蒸汽压力0.002㎜Hg。这说明锡在玻璃成型温度下是非常稳定的。但当有氧和硫存在时,锡极易与它们反应,以氧循环为例,当氧气进入锡槽后,虽有与氢气反应,但仍有部分溶解到锡液里,形成SnO,其蒸发后,在锡槽温度低的地方,如水包,槽顶以Sn和SnO2形式沉积。当沉积物遇到氢气时,发生还原反应,形成锡。一旦锡槽环境发生变化,如机械震动,温度变化等等,就会产生锡缺陷。
2锡缺陷的种类以及产生原因:蜂衣
2.1顶锡和滴落物
opnet    顶锡,即沾在玻璃上表面的锡点。根据锡点的形状和在玻璃表面形成的深度,可以判定锡是来自锡槽的热端还是冷端。如果锡点呈圆形,并很容易从玻璃表面剥离,那么锡点来自冷端锡槽顶。生产薄玻璃时,如果锡点呈椭圆形而且嵌入玻璃较深,则锡点来自热端锡槽顶。
      滴落物,即沾在玻璃表面象灰一样的物质。与顶锡一样,滴落物来自锡槽的热端或冷端。如果滴落物看起来象白灰(如锡槽末端水包上的浮灰),白灰擦掉后,玻璃表面上似乎有擦不掉的油污,则可判定滴落物来自锡槽冷端。如果滴落物形状看起来象棕橄榄球,围绕着中间缺陷有变形,则来自热端。
2.2钢化彩虹
彩虹是指浮法玻璃进行钢化或热弯时,玻璃下表面(成形时与锡液接触的表面)呈现光干涉----彩虹。彩虹产生的原因主要是在锡槽内存在微量氧(特别是同时存在微量硫等),
高温下Sn被氧化生成SnO2、SnO2等,其Sn4+和Sn2+渗入玻璃下表面,当热弯、钢化时,其板表面的Sn2+被氧化成Sn4+,由于Sn4+比Sn2半径大,使其玻璃表面产生微小裂纹,在光照射下产生光干涉现象,出现彩虹。
2.3沾锡
    沾锡即沾在玻璃下表面的锡灰或锡。沾锡除了本身造成玻璃缺陷外,同时沾在玻璃上的锡损坏了提升辊或退火窑辊子的表面,又对玻璃产生表面缺陷。纯净锡液对玻璃液的浸润角为175°,接近于完全不浸润,玻璃不沾锡。当锡中有铝、镁、氧、硫等杂质时,锡的表面张力或润湿性发生改变,便产生了沾锡现象。另外当锡槽出口端存在锡灰时,玻璃的下表面将沾有锡灰。
2.4雾点
雾点是浮法玻璃下表面的开口微气泡,直径只有几微米,数量多时每平方厘米可达几十万个。肉眼观察隐约可见在玻璃表面上有一层薄雾。程度轻者仅在强光黑背景中可看出,严重时可使玻璃表面粗糙,玻璃本身好像磨砂毛玻璃而不透明。
形成雾点的原因是由于浮法生产条件急剧变化,锡槽中原来溶解的气体(如氢气等),氧气、氢气高温溶解度大低温溶解度小的特点,当锡液由高温区到低温区流动时,有可能从饱和状态到不饱和状态而释放出来,被夹持到玻璃液和锡液面之间,如果此处玻璃带温度仍较高,即软化状态,气体在玻璃下表现留下痕迹,就形成较小的开口气泡,即“雾点”。雾点的特征,同时也是与板下小气泡的区别是直径更小,只有几微米,肉眼看不出来,此外数量巨大,每平方厘米可达几十万个。保护气体量过小,纯度不达标,补充加锡,高温区锡液温度急剧下降,例如往锡液中插水管等生产工业参数不正常也可能产生雾。
苯酚丙酮
2.5锡石
    锡石外观呈白或浅灰,紧贴在玻璃板的上表面。主要成分为SnO2。它往往是聚集在流液道、闸板附近的氧化锡掉到玻璃上形成的。根据其物理形态可以判定来源:如果结石的上面有玻璃覆盖,在显微镜下观察成针状,则来自闸板的上游,流液道区域。如锡结石上面没有玻璃液覆盖,显微镜下观察呈珊瑚状,则锡结石来自闸板的下游。锡结石形成的机理和顶锡、滴落物形成的机理一样。主要是锡槽的热端闸板附近密封不好。锡的氧化物在该区域沉积,当保护气体、锡槽温度等发生变化时,就产生了锡结石缺陷。防制措施
仍是加强密封,严重时,应用氮气吹扫流道盖板和闸板。保持适当的槽压,不要使之过高。
2.5.1锡石产生的机理
  纯净的锡,熔点231.96℃,沸点2270℃.蒸汽压极低,1027℃时,为1.9×10-4mmHg。但当气氛中含有10ppm氧或硫,蒸气就会大大提高,这通过含微量氧气或硫时锡液的挥量可以看出:   
电动刻字笔
氧和硫是锡槽存在的两个最大的污染源。氧和硫的来源主要是由玻璃体带入,其次是锡槽密封差渗入的氧气,锡槽出口端渗入的SO2,保护气体质量差。
  锡槽在有氧气的存在下,Sn与O2生成氧化亚锡SnO,SnO是极易挥发,挥发温度为1425
℃,因此锡槽高温区便成了SnO极易挥发的部位。挥发的SnO随保护气体流动,遇冷而凝洁。锡槽进口闸板处,水包、拉边机杆、观察窗等部位。
  硫流染与氧污染相似。以硫酸钠为澄清剂的玻璃含有0.3%~0.5%的SO3置换出来,转化生成SO2、S和H2S(再转化成S),与Sn反应生成极易挥发、升华、凝洁的SnS。
  在凝聚处的特定环境下,聚结物中的SnO、SnS不断发生如下反应:
  SnO+O2 SnO2
  7SnO 5SnO+ SnO2+ Sn
气泵接头  2SnO SnO2+Sn
  形成氧化亚锡、硫化锡的集合物。氧化锡一般呈白,硫化锡呈黑。
2.6光畸变点
    光畸变点时玻璃表面上的微小凹坑,其形状呈平滑的圆形,直径一般为:0.06~0.1mm,深度为0.05mm。涂布刮刀
    由于浮法玻璃的成型是在锡槽内完成的,所以该缺陷的形成主要在锡槽玻璃成型过程当中。锡槽内SnS、SnO2、Sn等物质,在唯独较低的位置冷凝,当聚集到一定程度,由于自重或受到外力(气流波动、槽压变化等)而落下,如果落到玻璃板上,则产生光畸变点缺陷。
  3、各种锡缺陷的处理措施:
3.1预防顶锡和滴落物产生的措施
3.1.1首先防止氧气进入锡槽。外界空气中的氧气浓度远远高于锡槽内的氧气,氧气很容易扩散到锡槽内。一般氧气会从锡槽侧封、拉边机杆周围、锡槽观察窗等进入到锡槽内,应加强这些区域的密封。应选择良好的密封泥,抹密封泥前,应用耐火棉塞紧缝隙。定期检查密封是否出现裂缝(特别是冬季,由于白昼温差大密封泥更容易开裂)。锡槽出口端和过渡辊台提升辊应设计和使用密封效果好的挡帘。可以通过测定和监视锡槽的压力来评估锡槽密封是否良好。
3.1.2控制氢气的使用。浮法玻璃生产中,为使锡槽内熔融锡液不被氧化,同时避免因锡液
被氧化而使玻璃表面造成上述缺陷,需要连续不断地向锡槽内通入高纯度的氮气和氢气组成的保护气体。氢气太多,与锡槽里的沉积物(SnO2)发生反应,生成顶锡。氢气用量减少,顶锡减少,但滴落物(SnO2+Sn)增多。氢气的量应控制在恰好消耗尽锡槽中的氧气。一般氢气的量为保护气体总量的1﹪到2﹪.通过测定锡槽中气体的露点,可以确定锡槽中氧气量。
3.1.3在锡氧化生成沉积前,把其排除掉。方法是在锡槽的1区或2区安装排气装置。在低温区保护气体内的的锡氧化物将沉积在水包上。安装排气装置使处在锡槽温度高的区域内的保护气体(含锡氧化物)排除掉,以减少顶锡和滴落物的形成。
3.1.4吹顶。所谓吹顶,就是用氮气吹扫锡槽的槽顶。不仅外界空气中的氧气有可能扩散到锡槽内,玻璃中的氧气和硫也会扩散到锡槽内。特别是穿有冷却水包位置处的槽顶要认真吹扫。

本文发布于:2024-09-21 21:57:34,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/1/99721.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:玻璃   缺陷   表面   保护   气体   氢气
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议