浮法玻璃成形缺陷探讨

    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6.7～7.0g/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℃，固体为蓝黑色粉末，能溶解于锡液中，SnO的分子一般为其聚合物（SnO）x形式。在中性气氛中SnO只有在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，固体为蓝色晶体，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和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 　　锡石的外观呈白色或灰白色，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**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**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色或黑色圆点。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，从脱落物的颜色和成分能够判定其来源于锡槽的热端还是冷端。如果脱落物呈白色或灰白色，擦拭时似乎有油腻感，且成分中含Cl、Sn、Na等元素，则来源于热端槽顶或前区水包；如果脱落物呈黑色或棕色，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。**，是加强锡槽密封，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**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。