浅析浮法玻璃成型质量的影响因素

宁海霞

摘 要：浮法是平板玻璃成型的主要方法，浮法玻璃成型质量的好坏直接关系到平板玻璃的质量。该文主要从锡槽温度制度、气氛制度、压力制度以及来自熔窑方面等分析对浮法玻璃成型质量的影响。通过调整及优化浮法成型中各个工艺制度以及熔窑的相关制度，可以获得质量优异的浮法玻璃。

关键词：浮法玻璃 成型质量 影响因素

中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（c）-0064-02

Abstract：Float glass process is the main method of plate glass forming.Float glass process is the main forming method of flat glass.The quality of flat glass is directly related to the float glass forming process.In this paper，the influencing factors of the quality of float glass were mainly analyzed from the viewpoint of the tin bath temperature system，atmosphere system， pressure system，furnace，and so on.Float glass with good quality can be obtained by adjusting and optimizing the process technology of both float glass forming and furnace.

Key Words：Float glass；Forming quality；Influence factor

浮法玻璃技术是目前平板玻璃的主要生产技术，广泛应用于建筑、汽车等领域，已经成为一种基本的生产资料。我国浮法玻璃在近几十年里工业技术水平迅速提高，使用范围已经扩展到了建筑、制镜、镀膜、钢化、夹层等深加工行业，有些已出口到了国外。但是许多高档玻璃仍需要进口或使用合资企业的产品，由于质量很不稳定，玻璃品种也还不够齐全，国产浮法玻璃在高档深加工中的占有率还相当低，这就影响了它的使用范围。因此，提高浮法玻璃质量是亟待解决的问题。

1 成型质量的影响因素

浮法玻璃成型需要多方面的配合，任何一方面出现问题均会造成玻璃质量的下降，严重者可导致停产，其中影响成型质量的因素主要包括锡槽温度制度、气氛制度、压力制度以及来自熔窑方面的影响。

1.1 锡槽温度制度对成型质量的影响

锡槽温度制度是指沿锡槽长度方向的温度分布，是锡槽成型作业的基础，对玻璃液的摊平、抛光、冷却、固型都起着重要作用，对玻璃带的拉引速度、锡液的对流状态、玻璃的品种、规格及产量、质量等都有一定的影响。合理控制锡槽温度制度，通过在锡槽设计上的改进和生产中的调整、控制，建立适合浮法玻璃工艺的合理的锡槽温度制度并不断地加以优化，在生产中会取得预期的效果。

（1）流道温度。

流道是玻璃液从熔窑流入锡槽的通道，流道的温度是成型作业最主要的温度指标，必须严格遵循温度制度，且在相应位置应设置热电偶或红外温度计测温点。流道温度过高时，玻璃液粘度降低，进入锡槽后摊平面积变大，造成玻璃带过薄、过宽，这样容易引起沾边、满槽等事故，而且在拉边机处，会感到成型困难。流道温度过低时，玻璃液粘度增大，摊平和抛光的条件不充分，玻璃表面质量会受到影响，并容易引起脱边、断板等事故，同时存在成型时不易拉薄或积厚的困难。流道温度波动时，玻璃带的板根会忽大忽小不稳定，玻璃带薄厚也会随之变化，这样容易引起脱边、沾边等事故。流道温度不均匀时，摊开的玻璃带在横向上回由于温度的不均匀而造成粘度的不均匀，这时生产出来的玻璃产品容易出现“条纹”等质量缺陷。

（2）摊平抛光区温度。

摊平抛光区是使刚进锡槽的玻璃液能够充分摊平和抛光，达到自然平衡厚度。为了得到足够宽的玻璃带，玻璃液在该区有一个伸展摊平的过程。因此，必须要有足够的温度，而其横向温度必须均匀，以使玻璃液的粘度小而均匀，才能使玻璃液得以充分摊平。此区的温度为1 000 ℃～1 065 ℃，相应的粘度范围为102.7-3.2Pa·s。对于薄玻璃生产时，考虑到玻璃成型的实际情况，摊平抛光区温度以1 050 ℃左右为宜。从玻璃也在锡液上的表面张力与重力的关系看，在温度高于1 050 ℃时表面张力小于重力，玻璃液充分摊平抛光，在温度低于1 050 ℃时表面张力大于重力，玻璃液开始收缩。

（3）首、末对拉边机处的温度。

拉边机是浮法玻璃成型的重要设备，是生产控制的重要环节。在浮法玻璃成型过程中，拉边机起着节流、拉薄积厚、稳定板根和控制玻璃带走向的作用。首对拉边机往往放在940 ℃～960 ℃的位置，起到稳定边子和节流功能。如果放置温度太高，则玻璃液的抛光作用会受到影响；如果防止温度过低，则会影响到玻璃液的拉薄积厚作用。末对拉边机一般放置在温度为780 ℃～820 ℃左右的位置，但也要根据生产实际情况而定。如果莫对拉边机防止温度太低，机头很容易在玻璃板上打滑；如果玻璃板有摆动，则很容易掉边；如果末对拉边机防止温度太高，有可能拉薄积厚效果受到影响或产生厚薄差。

（4）出口温度。

出口端温度是成型的关键指标，是直接关系到安全生产的重要指标，也是保证退火质量和成型质量的指标。该指标不合理会产生划伤、沾锡、辊印、压裂、小锡点、雾斑、硌伤等质量缺陷。锡槽出口温度一般都控制在（600±10）℃，温度过高，则容易引起沿口擦伤、沾锡等，并给过渡辊台及退火窑增加负担。特别是过渡辊台，如果玻璃板温度过高，会引起辊子、辊子轴承等的膨胀，容易引起机械事故；温度低，则容易引起断板（特别是板上有疙瘩时）。

1.2 气氛制度对成型质量的影响

锡液在1 000 ℃左右与玻璃液的浸润角为175°，基本上不浸润，但锡的氧化物（SnO2、SnO）却严重污染玻璃，使玻璃出现雾点、锡滴、沾锡等缺陷，严重时玻璃甚至不透明；热处理时（如钢化）呈现彩虹。因此，浮法玻璃生产要求锡槽内必须保持中性或弱还原气氛，以防止锡液氧化。目前，锡槽中通常用N2+H2的混合气体作为保护气体，其中N2含量为92%～95%，H2含量为5%～8%，并要求混合气体中的含氧量不超过5 cm3/m3（ppm）。保护气体中的氢含量与锡槽的密封性、锡槽的不同部位及操作水平有关。锡槽密封性好，含氢量可少些；操作水平高，操作孔开的次数少，时间短，漏入的空气少，也可少用氢；锡槽首尾二端，操作孔口较多，漏入空气可能性大，保护气体中的含氢量要高一些，其他部位可低一些。在保护气体中加入适量甲烷，可防止氢气和碳之间的反应，同时也可以阻止水蒸气与暴露的碳质元件之间的反应。当保护气体质量不好含有较多杂质时，会增加对锡液污染；数量不足时，锡槽内压力过小，外界空气容易进入槽内，污染锡液。这两种情况都会使玻璃产生沾锡、划伤等缺陷，另外由于压力的变化还可能出现“锡滴”。

1.3 压力制度对成型质量的影响

正常生产情况下，锡槽内应维持微正压，一般要求以锡液面处的压力为基准，要求压力为3～5 Pa，有时甚至维持在10 Pa左右。如果锡槽内压力过高，保护气体就会散失，增加了保护气体的消耗量，从而破坏保护气体的生产平衡，给生产带来不利的影响，同时也会增加电耗。若锡槽处于负压状态，就会吸入外界空气，使锡槽内氧气含量超过允许范围，产生锡的氧化物，这样一则增加锡耗，增加玻璃成本；二则严重污染玻璃，产生各种由氧化物造成的缺陷，如沾锡、雾点、钢化彩虹等。

在浮法玻璃正常生产过程中，锡槽内气氛是比较稳定的。锡在锡槽的温度区域内，挥发性甚微，不会影响玻璃生产。但是当保护气体压力出现波动时，往往使锡槽内混入氧、硫成分，致使锡槽内的气氛发生较大的变化。而在锡槽内，SnS和SnO是极易挥发的物质，由于它们的存在，使锡液的挥发度大大提高，这时SnO又很快氧化成SnO2，从而造成纯锡和锡槽空间的污染。同时，SnS的沉落及锡液中SnS的过饱和析出，都粘结在熔融玻璃带的上下表面，使玻璃产生斑点，降温后形成凹坑，引起光畸变点，从而使玻璃质量变差，这时往往需要较长时间的调整方能恢复生产。因此，在日常生产中，防止保护气体的压力波动是一个非常重要的环节。

1.4 熔窑方面对成型质量的影响

配合料在熔窑内进行熔制过程，形成透明、均匀的没有气泡的玻璃液。熔融质量的好坏会直接影响到玻璃成形的过程。玻璃熔制过程的4小稳作业制度包括温度稳定、压力稳定、泡界线稳定和液面稳定，其中熔窑玻璃液面的波动、熔窑压力波动等方面对成型的影响比较大。

（1）熔窑玻璃液面的波动。

玻璃液面的高低是以投入配合料的数量来控制的，投入配合料量与成型取用玻璃液量相平衡时，液面就能维持不变。熔窑玻璃液面的波动会使进入锡槽的流量发生波动，造成玻璃带板根发生宽窄变化，容易引起沾边、脱边等事故；当液面波动较大时，会使玻璃液成型流发生变化，造成温度、成分不均，从而产生条纹。生产中对液面有一规定高度，其上下波动范围只允许在±0.1 mm 之内。

（2）熔窑压力波动。

玻璃熔窑内的压力分布是一条有多个转折点的曲线，通常有两种：一种是整个气体流程（从进气到排烟）的压力分布；一种是沿玻璃液流程的空间压力分布。通常要求液面上的压力保持在零压或微正压。熔窑压力波动时会引起流道流量的变化以及玻璃带板根的变化，容易引起沾边、满槽等事故。

2 结语

锡槽温度制度、气氛制度、压力制度以及来自熔窑方面的影响会直接影响到浮法玻璃的成型质量，在生产过程中，应严格控制其相关参数，建立合理的工艺制度并不断加以优化，以取得预期的效果。

参考文献

[1] 刘志刚.锡槽温度制度的合理控制对薄浮法玻璃质量的影响[J].玻璃，2013（4）：6-10.

[2] 杨建.我国浮法玻璃成形过程中影响质量和品种的一些因素[J].玻璃，1998（3）：31-33.

[3] 陈正树.浮法玻璃[M].武汉理工大学出版社，1997.

[4] 周美茹，谢建群，纪福顺，等.玻璃成形退火操作与控制[M].化学工业出版社，2012.

[5] 刘志海，李超.浮法玻璃生产操作问答[M].化学工业出版社，2007.

[6] 张华盛.浮法玻璃成形控制的实践体会[J].玻璃，2011（12）：36-38.