浮法玻璃成形缺陷及解决办法

浮法玻璃成形缺陷及解决办法
采摘香蕉熔融的玻璃经流道、流槽进入锡槽,在锡槽中成形后由过渡辊台进入退火窑,
在这一过程中玻璃液(板)要与闸板、唇砖、锡液、拉边机、保护气体过渡辊
台等直接接触,同时与锡槽水包、顶盖砖、底砖等密切相关,很容易形成与成
形相关的各种缺陷,包括锡石、锡点(顶锡)、光畸变点(脱落物)、粘锡、
虹彩、雾点、气泡等,除气泡之外的可统称为锡缺陷,这些成形缺陷严重制约
着玻璃的质量等级与加工性能。本文对其成因及防止措施作些探讨,以期有助
于改善浮法玻璃质量。
 
  1 锡缺陷的成因分析
  1.1 锡与锡槽中锡化合物的性质
  纯净的锡的熔点是 232℃,沸点为 2271℃,在 600~1050℃的温度范围内
锡具有较低的熔点和较高的沸点,较低的饱和蒸汽压,同时还具有较大的密度
和容易还原的性质,以及锡液与玻璃液之间具有较大的浸润角(175°)几乎完
全不浸润等性质,锡用来作为玻璃成形的良好载体。
  氧化锡 SnO2,密度 6.77.0g/cm3,熔点 2000℃,高温时的蒸汽压非常小,
不溶于锡液,正常生产时在锡槽的温度条件下为固体,往往以浮渣形式出现在
低温区的液面上,通常浮渣都聚集在靠近出口端。如果氧化严重,浮渣会延伸
很长,容易形成玻璃板下表面划伤。
  氧化亚锡 SnO,熔点为 1040℃,沸点为 1425℃,固体为蓝黑粉末,能溶
解于锡液中,SnO 的分子一般为其聚合物(SnOx 形式。在中性气氛 SnO ihu
有在 1040℃以上才是稳定的,1040℃以下会发生分解反应。在锡槽的还原性气
氛中 SnO 可以存在,它往往溶解于锡液中和以蒸汽形式存在于气氛中。
  硫化亚锡 SnS,密度 5.27g/cm3,固体为蓝晶体,熔点为 865℃,沸点为
1280℃,具有较大的蒸汽压,800℃时为 81.3Pa,正常生产时,在高温区易挥
发进入气氛,低温区易凝聚滴落。
  1.2 锡槽中的硫、氧污染循环
  氧的污染主要来源于气氛中的微量氧和水蒸汽以及从锡槽缝隙漏入和扩散
的氧。在锡槽工况下,它们使锡氧化成 SnO  SnO2 浮渣,SnO 溶解于锡液和挥
发进入气氛,并在顶盖、水包处冷凝、聚集而落到玻璃表面。另外,玻璃本身
也是一个污染源,玻璃中的氧部分进入锡液,同样会使锡氧化,玻璃的上表面
会有水蒸汽进入气氛,增加了气氛中的氧化气氛。
  硫的污染在使用氮、氢保护气体时主要由玻璃带入,一是来源于玻璃组分
及熔窑气氛,再者来源于锡槽出口处的二氧化硫处理玻璃下表面技术。在锡槽
工况下,玻璃的上表面以 H2S 形式释放进入气氛,在玻璃下表面硫进入锡液被
氧化成 SnS,气氛中的 H2S 与锡反应生成 SnS,这些 SnS 溶于锡液并部分挥发进
盲源分离
入气氛中,SnS 蒸汽同样使玻璃产生锡缺陷。这是硫的污染循环,如图 2 所示。
其中主要化学反应为:(略)
  与氧、硫污染相关的化学反应在锡槽的不同温度区域保持着动态平衡,平
  衡状态与保护气体的组成和锡槽工况密切相关。氧化组分高,则还原组分
就低,氧化反应激烈;还原组分高,则氧化组分就低,可避免或降低锡的氧化。
 
  2 锡缺陷的判别与治理
  2.1 锡石
  锡石的外观呈白或灰白,在玻璃板中一般偏于上表面,主要成分为
SnO2。它往往聚集在流道侧壁、闸板前后、桥砖表面等部位,聚集到一定程度
或流量、温度、气流等变化就会落在玻璃液面上形成锡石。
  锡石的形成数量和周期与锡槽工况密切相关,锡槽污染严重、流道附近密
封差,锡石产生的概率大。因此治理锡石缺陷首先要保持锡槽、流道的密封良
好,保证稳定的槽压与熔窑压力,保证拉引量的稳定,尤其是改板时流量的稳
管式热交换器原理图
定;其次定期吹扫流道及闸板周围,使其附近冷凝物一次性脱落,一般要求一
到两个月最多不超过三个月用高压氮气吹扫流道一次。
  2.2 锡点(顶锡)、光畸变点(脱落物)
  锡点(顶锡)即粘在玻璃板上表面的银白或黑圆点。根据锡点形状和
嵌入玻璃板的深度可以判断其来源于锡槽的热端还是冷端。如果锡点呈圆形,
嵌入玻璃不深且易剥落,则锡点来源于冷端槽顶;如果呈椭圆形,嵌入玻璃较
深且不易剥落,即使用力除去也在玻璃表面留下较深的凹坑,则锡点来源于热
端槽顶。
  光畸变点(脱落物)是玻璃板上表面有明显的变形,但核心很小或没有明
显核心的缺陷,从脱落物的颜和成分能够判定其来源于锡槽的热端还是冷端。
如果脱落物呈白或灰白,擦拭时似乎有油腻感,且成分中含 Cl、Sn、Na 
元素,则来源于热端槽顶或前区水包;如果脱落物呈黑或棕,核心略明显,
变形较小,则来源冷端槽顶或后区水包。
  防止此类锡缺陷,关键是杜绝氧、硫进入锡槽,降低锡液污染。首先,是节能锅
加强锡槽密封,将密封作为成形工段的日常工作,每天、每班、每时都要做;
定期检查锡槽进出口端密封氮包情况,确保其阻陋效果;在观察孔及活动边封
处除用泥料密封外,还要用氮气气封,保证气体用量;还要合理调整槽保护气
体在各区的用量,前后区槽压必须高于中区;除了必须用的活动边封外,尽可
能使用固定边封;锡槽出口闸板与过渡辊台多层密封挡帘。其次,要稳定锡槽
气流,保持导流管通畅,同时在锡槽的入口端设置一到两对小烟囱,将锡的氧
化物、硫化物尽可能地沿气流排出,减少其凝聚机会。第三,要定期进行锡槽
吹扫和水包清理,锡槽吹扫就是用高压氮气吹扫槽顶,包括电加热元件,尤其
是拐角处与水包正上方要仔细吹扫,一般要求一到两个月最多不超过三个月吹
扫一次;水包一般为一到两周抽出清理一次。
  2.3 粘锡、虹彩
  粘锡是玻璃板下表面粘附的银白金属锡或灰白的锡灰,严重时除不掉,
或除掉后已给玻璃造成凹坑。粘锡是玻璃本身的一种缺陷,还会损坏过渡辊表
面,造成玻璃划伤。纯净的锡液与玻璃液几乎不浸润,不会粘在玻璃上的,当
锡液中有氧、硫、镁、铝等杂质元素时,锡液的表面张力发生变化,就会发生
粘锡现象。彩虹是指浮法玻璃进行钢化或热弯时其锡面呈现光的干涉即彩虹。
究其原因主要是锡槽中的微量锡氧化物和锡硫化物渗入玻璃,在钢化或热弯时,
其中二价锡和四价锡相互转换,因四价锡离子的半径大于二价锡离子,在转换
过程中在玻璃的锡面产生微小裂纹,在光照下形成干涉彩虹。
  治理粘锡和虹彩的首要措施仍然是加强锡槽和流道的密封,防止和减少空
气进入锡槽,密封方法如前所述。二是保证锡槽出口处三角区的锡液面干净,
要求此处直线电机正常运转,同时要定期清理三角区液面及沿口积灰,尤其在
改板操作、加锡及锡槽事故后必须及时进行清理。三是保证锡液的纯度,在锡
槽密封良好的情况下,新加进的锡必须符合标准,冷修后重复使用的锡要经过
提纯,避免其中的镁、铝、铅、铋、氧、硫等污染;正常生产时可对锡液进行
净化处理,加入比锡更活泼的钠、钾、铁等微量金属元素,使之优先与氧、硫
等杂质反应生成浮渣并人工清除。四是提高保护气体纯度,减少 O2、NH3、H2O
等气体进入槽内,污染气氛,使槽内气体露点正常在-50℃以下,出口端低于-
30℃。
  2.4 雾点
  雾点使玻璃下表面发雾,用肉眼观察似乎是一种雾状的东西,有时夹杂有
可见气泡;在显微镜下观察,则是一种密集的开口小泡,因其密集而微小使玻
璃呈磨砂状。雾点的成因与槽内锡液中气体的溶解、吸附、渗透有关,而且 H2
 O2 具有高温溶解度大、低温溶解度小的特性。锡槽内含氧量偏高,锡在
232℃以上,氧在锡液中以 Sn3O4 形式存在,由于锡液的对流和温度波动较大,
低温区的含 Sn3O4 高的锡液可能进入高温区,发生反应,受热分解放出氧气,
氧气的逸出破坏了玻璃下表面,可形成小开口泡。另外保护气体中的氢气也会
溶解于锡液中,当温度由 1000℃降到 800℃时溶解于锡液中的氢气会全部逸出,
造成雾点。因此避免雾点产生的第一要务是仍是加强锡槽密封和提高保护气体
纯度;二是合理调节槽内各区保护气体中氢气的比例,尤其是高温区 H2 的比例
应不超过 3%;三是要保证槽底耐火材料的氢扩散指标要符合要求,因为槽底耐
火材料对 H2 的扩散与渗透会在其达到临界状态后的平衡遭到破坏时挥发逸出而
形成雾点。
 
  3 成形气泡
  成型气泡在玻璃板上一般有明显的特征,在原板的横向位置相对固定,在
原板厚度方向上也容易识别。
  3.1 槽底开口泡
  在正常生产工艺条件下,玻璃板下表面不间断出现开口气泡,投产初期的
生产线气泡在原板的横向位置有时不太固定,有时带有较为明显规律;投产较
长时间后的生产线不间断出现板底开口气泡,在玻璃板横向位置相对固定,通

本文发布于:2024-09-22 10:03:19,感谢您对本站的认可!

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