【中國(guó)幕墻網(wǎng)】熔融的玻璃經(jīng)流道、流槽進(jìn)入錫槽，在錫槽中成形后由過(guò)渡輥臺(tái)進(jìn)入
退火窯，在這一過(guò)程中玻璃液(板)要與閘板、唇磚、錫液、拉邊機(jī)、保護(hù)氣體過(guò)渡輥臺(tái)等直接接觸，同時(shí)與錫槽水包、頂蓋磚、底磚等密切相關(guān)，很容易形成與成形相關(guān)的各種缺陷，包括錫石、錫點(diǎn)(頂錫)、光畸變點(diǎn)(
脫落物)、粘錫、虹彩、霧點(diǎn)、
氣泡等，除氣泡之外的可統(tǒng)稱為錫缺陷，這些成形缺陷嚴(yán)重制約著玻璃的質(zhì)量等級(jí)與加工性能。本文對(duì)其成因及防止措施作些探討，以期有助于改善
浮法玻璃質(zhì)量。
1、錫缺陷的成因分析
1.1、錫與錫槽中錫化合物的性質(zhì)
純凈的錫的
熔點(diǎn)是232℃，沸點(diǎn)為2271℃，在600～1050℃的溫度范圍內(nèi)錫具有較低的熔點(diǎn)和較高的沸點(diǎn)，較低的飽和蒸汽壓，同時(shí)還具有較大的
密度和容易還原的性質(zhì)，以及錫液與玻璃液之間具有較大的浸潤(rùn)角(175°)幾乎完全不浸潤(rùn)等性質(zhì)，錫用來(lái)作為玻璃成形的良好載體。
氧化錫SnO2，密度6.7～7.0g/cm3，熔點(diǎn)2000℃，高溫時(shí)的蒸汽壓非常小，不溶于錫液，正常生產(chǎn)時(shí)在錫槽的溫度條件下為固體，往往以浮渣形式出現(xiàn)在低溫區(qū)的液面上，通常浮渣都聚集在靠近出口端。如果氧化嚴(yán)重，浮渣會(huì)延伸很長(zhǎng)，容易形成
玻璃板下表面劃傷。
氧化亞錫SnO，熔點(diǎn)為1040℃，沸點(diǎn)為1425℃，固體為藍(lán)黑色粉末，能溶解于錫液中，SnO的分子一般為其
聚合物(SnO)x形式。在中性氣氛中SnO只有在1040℃以上才是穩(wěn)定的，1040℃以下會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。在錫槽的還原性氣氛中SnO可以存在，它往往溶解于錫液中和以蒸汽形式存在于氣氛中。
硫化亞錫SnS，密度5.27g/cm3，固體為藍(lán)色晶體，熔點(diǎn)為865℃，沸點(diǎn)為1280℃，具有較大的蒸汽壓，800℃時(shí)為81.3Pa，正常生產(chǎn)時(shí)，在高溫區(qū)易揮發(fā)進(jìn)入氣氛，低溫區(qū)易凝聚滴落。
1.2、錫槽中的硫、氧污染循環(huán)
氧的污染主要來(lái)源于氣氛中的微量氧和水蒸汽以及從錫槽縫隙漏入和擴(kuò)散的氧。在錫槽工況下，它們使錫氧化成SnO和SnO2浮渣，SnO溶解于錫液和揮發(fā)進(jìn)入氣氛，并在頂蓋、水包處冷凝、聚集而落到玻璃表面。另外，玻璃本身也是一個(gè)污染源，玻璃中的氧部分進(jìn)入錫液，同樣會(huì)使錫氧化，玻璃的上表面會(huì)有水蒸汽進(jìn)入氣氛，增加了氣氛中的氧化氣氛。
硫的污染在使用氮、氫保護(hù)氣體時(shí)主要由玻璃帶入，一是來(lái)源于玻璃組分及
熔窯氣氛，再者來(lái)源于錫槽出口處的二氧化硫處理玻璃下表面技術(shù)。在錫槽工況下，玻璃的上表面以H2S形式釋放進(jìn)入氣氛，在玻璃下表面硫進(jìn)入錫液被氧化成SnS，氣氛中的H2S與錫反應(yīng)生成SnS，這些SnS溶于錫液并部分揮發(fā)進(jìn)入氣氛中，SnS蒸汽同樣使玻璃產(chǎn)生錫缺陷。這是硫的污染循環(huán)，如圖2所示。其中主要化學(xué)反應(yīng)為：(略)
與氧、硫污染相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)在錫槽的不同溫度區(qū)域保持著動(dòng)態(tài)平衡，平
衡狀態(tài)與保護(hù)氣體的組成和錫槽工況密切相關(guān)。氧化組分高，則還原組分就低，氧化反應(yīng)激烈;還原組分高，則氧化組分就低，可避免或降低錫的氧化。
2、錫缺陷的判別與治理
2.1、錫石
錫石的外觀呈白色或灰白色，在玻璃板中一般偏于上表面，主要成分為SnO2。它往往聚集在流道側(cè)壁、閘板前后、橋磚表面等部位，聚集到一定程度或流量、溫度、氣流等變化就會(huì)落在玻璃液面上形成錫石。
錫石的形成數(shù)量和周期與錫槽工況密切相關(guān)，錫槽污染嚴(yán)重、流道附近
密封差，錫石產(chǎn)生的概率大。因此治理錫石缺陷首先要保持錫槽、流道的密封良好，保證穩(wěn)定的槽壓與熔窯壓力，保證拉引量的穩(wěn)定，尤其是改板時(shí)流量的穩(wěn)定;其次定期吹掃流道及閘板周圍，使其附近冷凝物一次性脫落，一般要求一到兩個(gè)月最多不超過(guò)三個(gè)月用高壓氮?dú)獯祾吡鞯酪淮巍?br>
2.2、錫點(diǎn)(頂錫)、光畸變點(diǎn)(脫落物)
錫點(diǎn)(頂錫)即粘在玻璃板上表面的銀白色或黑色圓點(diǎn)。根據(jù)錫點(diǎn)形狀和嵌入玻璃板的深度可以判斷其來(lái)源于錫槽的熱端還是冷端。如果錫點(diǎn)呈圓形，嵌入玻璃不深且易
剝落，則錫點(diǎn)來(lái)源于冷端槽頂;如果呈橢圓形，嵌入玻璃較深且不易剝落，即使用力除去也在玻璃表面留下較深的凹坑，則錫點(diǎn)來(lái)源于熱端槽頂。
光畸變點(diǎn)(脫落物)是玻璃板上表面有明顯的
變形，但核心很小或沒(méi)有明顯核心的缺陷，從脫落物的顏色和成分能夠判定其來(lái)源于錫槽的熱端還是冷端。如果脫落物呈白色或灰白色，擦拭時(shí)似乎有油膩感，且成分中含Cl、Sn、Na等元素，則來(lái)源于熱端槽頂或前區(qū)水包;如果脫落物呈黑色或棕色，核心略明顯，變形較小，則來(lái)源冷端槽頂或后區(qū)水包。
防止此類錫缺陷，關(guān)鍵是杜絕氧、硫進(jìn)入錫槽，降低錫液污染。首先，是加強(qiáng)錫槽密封，將密封作為成形工段的日常工作，每天、每班、每時(shí)都要做;定期檢查錫槽進(jìn)出口端密封氮包情況，確保其阻陋效果;在觀察孔及活動(dòng)邊封處除用泥料密封外，還要用氮?dú)鈿夥猓ＷC氣體用量;還要合理調(diào)整槽保護(hù)氣體在各區(qū)的用量，前后區(qū)槽壓必須高于中區(qū);除了必須用的活動(dòng)邊封外，盡可能使用
固定邊封;錫槽出口閘板與過(guò)渡輥臺(tái)多層密封擋簾。其次，要穩(wěn)定錫槽氣流，保持導(dǎo)流管通暢，同時(shí)在錫槽的入口端設(shè)置一到兩對(duì)小煙囪，將錫的氧化物、硫化物盡可能地沿氣流排出，減少其凝聚機(jī)會(huì)。第三，要定期進(jìn)行錫槽吹掃和水包清理，錫槽吹掃就是用高壓氮?dú)獯祾卟垌敚?a href='../../zsk/ct.asp?id=6430' target='_blank' style='font-size:1em; border-bottom:1px dotted blue;'>加熱元件，尤其是拐角處與水包正上方要仔細(xì)吹掃，一般要求一到兩個(gè)月最多不超過(guò)三個(gè)月吹掃一次;水包一般為一到兩周抽出清理一次。
2.3、粘錫、虹彩
粘錫是玻璃板下表面粘附的銀白色
金屬錫或灰白色的錫灰，嚴(yán)重時(shí)除不掉，或除掉后已給玻璃造成凹坑。粘錫是玻璃本身的一種缺陷，還會(huì)損壞過(guò)渡輥表面，造成玻璃劃傷。純凈的錫液與玻璃液幾乎不浸潤(rùn)，不會(huì)粘在玻璃上的，當(dāng)錫液中有氧、硫、鎂、
鋁等雜質(zhì)元素時(shí)，錫液的
表面張力發(fā)生變化，就會(huì)發(fā)生粘錫現(xiàn)象。彩虹是指
浮法玻璃進(jìn)行鋼化或
熱彎時(shí)其錫面呈現(xiàn)光的干涉色即彩虹。究其原因主要是錫槽中的微量錫氧化物和錫硫化物滲入玻璃，在鋼化或熱彎時(shí)，其中二價(jià)錫和四價(jià)錫相互轉(zhuǎn)換，因四價(jià)錫離子的半徑大于二價(jià)錫離子，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中在玻璃的錫面產(chǎn)生微小
裂紋，在光照下形成干涉彩虹。
治理粘錫和虹彩的首要措施仍然是加強(qiáng)錫槽和流道的密封，防止和減少空氣進(jìn)入錫槽，密封方法如前所述。二是保證錫槽出口處三角區(qū)的錫液面干凈，要求此處
直線電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)要定期清理三角區(qū)液面及沿口積灰，尤其在改板操作、加錫及錫槽事故后必須及時(shí)進(jìn)行清理。三是保證錫液的純度，在錫槽密封良好的情況下，新加進(jìn)的錫必須符合標(biāo)準(zhǔn)，冷修后重復(fù)使用的錫要經(jīng)過(guò)提純，避免其中的鎂、鋁、鉛、鉍、氧、硫等污染;正常生產(chǎn)時(shí)可對(duì)錫液進(jìn)行凈化處理，加入比錫更活潑的鈉、鉀、鐵等微量金屬元素，使之優(yōu)先與氧、硫等雜質(zhì)反應(yīng)生成浮渣并人工清除。四是提高保護(hù)氣體純度，減少O2、NH3、H2O等氣體進(jìn)入槽內(nèi)，污染氣氛，使槽內(nèi)氣體露點(diǎn)正常在-50℃以下，出口端低于-30℃。
2.4、霧點(diǎn)
霧點(diǎn)使玻璃下表面發(fā)霧，用肉眼觀察似乎是一種霧狀的東西，有時(shí)夾雜有可見氣泡;在顯微鏡下觀察，則是一種密集的開口小泡，因其密集而微小使玻璃呈
磨砂狀。霧點(diǎn)的成因與槽內(nèi)錫液中氣體的溶解、吸附、滲透有關(guān)，而且H2和O2具有高溫溶解度大、低溫溶解度小的特性。錫槽內(nèi)含氧量偏高，錫在232℃以上，氧在錫液中以Sn3O4形式存在，由于錫液的
對(duì)流和溫度波動(dòng)較大，低溫區(qū)的含Sn3O4高的錫液可能進(jìn)入高溫區(qū)，發(fā)生反應(yīng)，受熱分解放出氧氣，氧氣的逸出破壞了玻璃下表面，可形成小開口泡。另外保護(hù)氣體中的氫氣也會(huì)溶解于錫液中，當(dāng)溫度由1000℃降到800℃時(shí)溶解于錫液中的氫氣會(huì)全部逸出，造成霧點(diǎn)。因此避免霧點(diǎn)產(chǎn)生的第一要?jiǎng)?wù)是仍是加強(qiáng)錫槽密封和提高保護(hù)氣體純度;二是合理調(diào)節(jié)槽內(nèi)各區(qū)保護(hù)氣體中氫氣的比例，尤其是高溫區(qū)H2的比例應(yīng)不超過(guò)3%;三是要保證槽底
耐火材料的氫擴(kuò)散指標(biāo)要符合要求，因?yàn)椴鄣啄突鸩牧蠈?duì)H2的擴(kuò)散與滲透會(huì)在其達(dá)到臨界狀態(tài)后的平衡遭到破壞時(shí)揮發(fā)逸出而形成霧點(diǎn)。
3、成形氣泡
成型氣泡在玻璃板上一般有明顯的特征，在原板的橫向位置相對(duì)固定，在原板厚度方向上也容易識(shí)別。
3.1、槽底開口泡
在正常生產(chǎn)工藝條件下，玻璃板下表面不間斷出現(xiàn)開口氣泡，投產(chǎn)初期的
生產(chǎn)線氣泡在原板的橫向位置有時(shí)不太固定，有時(shí)帶有較為明顯規(guī)律;投產(chǎn)較長(zhǎng)時(shí)間后的生產(chǎn)線不間斷出現(xiàn)板底開口氣泡，在玻璃板橫向位置相對(duì)固定，通過(guò)調(diào)整板寬和原板在錫槽中的位置后氣泡的位置會(huì)出現(xiàn)相對(duì)變化。這些特征可判定為槽底泡。
防止槽底泡的主要措施一是在錫槽的設(shè)計(jì)和施工方面對(duì)槽底底磚預(yù)留脹縫的計(jì)算力求準(zhǔn)確可靠，對(duì)槽底磚的的質(zhì)量要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)，保證符合標(biāo)準(zhǔn)，施工時(shí)對(duì)脹縫進(jìn)行校對(duì)和調(diào)整，嚴(yán)格按要求施工，對(duì)槽底
螺栓的石墨封口料要嚴(yán)密搗實(shí)，同時(shí)徹底清理封口和磚縫。二是在錫槽
烘烤過(guò)程中應(yīng)根據(jù)槽底耐火材料和錫槽安裝的實(shí)際情況，調(diào)整錫槽烘烤升溫曲線，并采取相應(yīng)措施，盡量使槽底易揮發(fā)物揮發(fā)完全。三是保持錫工況的穩(wěn)定，尤其要保持槽底溫度的穩(wěn)定，各區(qū)槽底溫度的波動(dòng)要小于5℃，同時(shí)槽底最高溫度要低于120℃，嚴(yán)格按照工藝制度要求檢查槽底風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況，注意槽底各點(diǎn)溫度變化。四是減弱錫槽高溫區(qū)與低溫區(qū)間的錫液對(duì)流，可通過(guò)在
收縮段和拉邊機(jī)后增設(shè)擋坎以及在適當(dāng)位置增加石墨擋堰來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3.2、唇磚氣泡
唇磚氣泡是另一類成型氣泡，它也位于玻璃板下表面，一般為沿玻璃拉引方向的氣泡帶，有大有小，有的開口，有的閉口，在玻璃板橫向位置相對(duì)固定，通過(guò)調(diào)整板寬和原板在錫槽中的位置后氣泡帶的位置一般不會(huì)變化。這些特征可判定為唇磚氣泡，嚴(yán)重時(shí)通過(guò)扒開錫槽八字磚外側(cè)邊封可以看見唇磚相應(yīng)位置的侵蝕。唇磚氣泡的處理措施為降低拉引量，降低流道溫度，可減輕氣泡的危害但不能徹底根除，要全面解決必須更換唇磚，這需要一個(gè)準(zhǔn)備的過(guò)程，可能要進(jìn)一步影響質(zhì)量幾天。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)熔窯運(yùn)行到其壽命的70%～80%，即使沒(méi)有明顯的唇磚氣泡，最好也要有計(jì)劃地更換，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
3.3、雜質(zhì)氣泡
這里討論的雜質(zhì)氣泡是指位于玻璃板上表面、直徑大于1cm的較大氣泡，在玻璃板的橫位置相對(duì)固定。熔窯熱修掉入窯內(nèi)的耐火材料、
碎玻璃帶入的雜質(zhì)、原料中聚集的難熔礦物匯聚在閘板和流道側(cè)壁處玻璃液面，流道處熱電偶、電加熱元件插入玻璃液，都會(huì)形成雜質(zhì)氣泡。處理該類缺陷是詳細(xì)檢查流道處玻璃液質(zhì)量，用鉤子鉤出此處雜物，檢查此處熱電偶及電加熱元件狀況，同時(shí)要保證熱修質(zhì)量，保證使用符合質(zhì)量要求的原料及碎玻璃。
4、結(jié)束語(yǔ)
錫缺陷和成形氣泡是浮法玻璃成形過(guò)程中不可避免的一類缺陷，浮法
玻璃行業(yè)的技術(shù)人員只有通過(guò)精確設(shè)計(jì)、精密施工、精心操作，結(jié)合成形缺陷的形成機(jī)理與缺陷性狀特征，采取相應(yīng)的措施，減少其對(duì)質(zhì)量的影響，才能取得較為滿意的效果。【完】
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