探析影响浮法玻璃质量好坏的几点关键因素

■郑 旭，胡玉建

■1.中国南玻集团河北视窗玻璃有限公司，河北 廊坊 065600;2.中国南玻集团河北南玻玻璃有限公司，河北 廊坊 065600

浮法玻璃是指玻璃液漂浮在金属液表面，通过重力和表面张力的相互作用，玻璃液在金属液表面铺展开来，然后冷却、硬化，退火、剪裁等工序，最终得到浮法玻璃产品。浮法玻璃是国家重要的建材工业产品，具有表面平整、视物变形小，光洁明亮等特点，被广泛应用于建筑门窗、幕墙、屋顶等各个方面［1］。产品质量相当于企业的一张名片，许多玻璃企业都在努力提高自身产品的质量，产品质量不好的企业难以在竞争日益激烈的玻璃市场立足，因此探究影响浮法玻璃质量好坏的因素对于提升产品质量，减少残次品有着至关重要的作用。

1 原材料对浮法玻璃质量的影响

制作浮法玻璃的主要原料包括白云石、硅砂、石灰石、长石、纯碱以及芒硝等，各种原材料的化学配比、粒度以及难熔重矿物杂质都对浮法玻璃质量有较大影响。

1.1 原材料化学配比的影响

浮法玻璃的主要成分是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O 等氧化物构成，各种氧化物的配比决定着玻璃的物理化学性质。例如SiO2是玻璃中的主要成分，通常起组织玻璃网格，增加粘度，提高玻璃稳定性的作用，其占用量在70%以上，不能过高也不能过低，过高则会增加玻璃液的粘度，增加工艺难度，且有可能产生节瘤等制作缺陷，过低则降低了玻璃网格的稳定性，常有析晶现象发生，不利于玻璃稳定成形。因此在浮法玻璃的生产制作过程中，各种原材料化学成分所占的比例都必须在严格的范围之内，一般来说SiO2在70%左右。CaO 通常是利用石灰石引入的，从而达到加速玻璃液熔化的速率，同时对玻璃液起到澄清的作用，但是CaO 的含量也必须控制在8%-10%左右，过高的CaO 会大大增加玻璃液的黏度，容易导致析晶、产生气泡或结石缺陷，过少的CaO 又无法起到澄清玻璃液的效果，从而使得玻璃液仍残留大量气泡。MgO 的主要作用是提高玻璃的化学稳定性和机械强度，并降低玻璃液的结晶倾向，但过量的MgO 能降低玻璃液的黏度，不利于玻璃液成形，因此在玻璃配方中的MgO 通常控制在0.8-1.0%左右。由此可见，原材料的化学配比不当就对浮法玻璃的质量产生巨大的影响，有时候甚至是灾难性的，所以在浮法玻璃生产过程中要对原材料配方严加控制，避免出现严重的质量问题。

1.2 原材料粒度的影响

浮法玻璃生产中硅质原材料使用较多，其粒度大小对于后续生产有着巨大的影响。硅质材料的粒度大小对配料均匀、融化速度和澄清速度都有着直接的影响，一般来说，硅质原料的粒度控制在0.2--0.6mm 之间，粒度过大，则原料难以融化，不易成型，甚至还有可能形成节点瘤等制作缺陷，粒度过小会导致在融化工序中产生较多气泡且不易排出，从而导致玻璃液的澄清时间大大增加，与此同时过细的硅质材料在熔窑内受热融化时还会被气流冲出，从而改变原材料化学配比，进一步影响浮法玻璃的质量。

1.3 原材料中难熔重矿物杂质的影响

在浮法玻璃中通常使用砂岩、白云石、石灰石、长石作为提供氧化物的原材料，但是这些天然矿物无可避免地将会带进一些难熔的重矿物杂质，严重危害玻璃的质量。这些难熔重矿物杂质在玻璃融化的过程中，往往难以融化而残留在玻璃原板上，形成相互夹杂的固体物质，这些固体夹杂物会严重影响玻璃成形、表面光滑和透明程度。例如河北某玻璃公司就是因为白云石中难熔重矿物超标导致连续三个月的废品率高达40%［2］。因此玻璃公司在生产之前需要对原材料中的难熔重矿物进行检查测定，确保达标之后才能进入生产系统，否则将会对生产系统带来不可估量的损失。

2 熔制作业对浮法玻璃质量的影响

熔制作业是将混合好的玻璃原料投入到窑池内，通过加热升温熔化玻璃液，然后降温澄清，排除玻璃液中的气体，最终形成无杂质、无条纹的玻璃液。熔制作业是浮法玻璃生产中至关重要的一环，大部分的质量缺陷都来自于这一过程，产品质量的好坏、成品率、生产成本都与此过程有密切关系。

2.1 玻璃形成阶段

随着温度地不断升高，不透明烧结物被熔融，硅酸盐和二氧化硅相互熔化形成透明体，此时配合料的反应过程已经结束，但液体中还残余高温分解的大量气泡、条纹，化学性质和组成尚未均匀，如若控制不好，一旦温度波动过大，这些气泡和条纹边难以消除，从而产生缺陷，最终影响产品质量。

2.2 澄清阶段

随着体系温度的不断升高，玻璃液的粘度不断降低，表现为流动性越来越好，而玻璃液中的气泡也被逐渐释放出来，部分不能排出的气体也被玻璃液吸收溶解，这便是浮法玻璃的澄清阶段。这个过程需要一个适宜的温度，过高的温度和降低玻璃液对内部气体的吸收，过低的温度又会导致玻璃液粘度过大从而导致气体难以排出，造成大量的气泡停留在玻璃之中，最终形成不合格品。

2.3 均化冷却阶段

均化是将玻璃也组成和性质相同化的过程，消除玻璃中存在的化学不均一性和条纹，提高玻璃的光学性能，此过程控制不当就会造成玻璃看到的景物变形扭曲，从而影响视觉效果。冷却过程是利用冷风将玻璃液冷却，缓慢地将玻璃液降至适宜成型的温度，若温度降的太慢，则玻璃成型时间过程，若降的过快，则容易发生晶型转变，产生大量的结石，最终影响玻璃的成色和质量。

总而言之，浮法玻璃作为建筑材料的一部分，现在也大量地运用到电子电器、飞机制造、汽车工业等领域，玻璃质量的好坏不仅影响到这些产品设备的使用寿命，而且还会危及到人们的生命安全，因此探析浮法玻璃质量好坏的几点关键因素对于提高玻璃质量和安全性能有着十分重要的意义。

［1］李海杰.SGG 浮法玻璃质量改进研究［D］.山东大学，2009(09).

［2］曾志海.浅议浮法玻璃生产中影响产品质量的几个问题［J］.门窗，2010(04).