浅议超白玻璃的生产与质量要求

刘宇　何少亭

摘要：超白玻璃因其卓越的光學、物理与力学性能有着越来越广阔的应用前景，但超高的透光率、抗弯强度等性能有赖于生产过程中的质量控制。本文基于对超白玻璃性能特点及工艺类型的简要介绍，阐释了压延与浮法超白玻璃的性能特点和应用状况，分析了在生产实践中，如何在原材料选择和储运、混合料制备与输送以及熔化和澄清等关键环节有效控制产品的含铁率、透光率，使其满足在太阳能发电、建筑装饰、光伏建筑一体化工程等领域的应用要求。

关键词：超白玻璃;工艺类型;应用情况;质量控制

引言：

近年来由于太阳能发电设施、建筑光电幕墙、仿水晶灯具和装饰材料的需求量持续快速增长，使得超白玻璃的应用前景越来越好，国内企业的生产技术和产能得以迅速提高。但超白玻璃的透光率等参数受到原材料品质稳定性、工艺流程控制水平等多种因素的影响，在工艺路线设计和生产管理工作中，必须结合实际情况制定有效的质量控制措施。

一、超白玻璃的性能特点及生产工艺

（一）超白玻璃的性能特点

超白玻璃在光学、力学等性能方面与普通玻璃有显著区别，经过钢化处理产品的抗弯、极冷极热耐受力和抗冲击力等指标可以达到普通玻璃的2～5倍，而且由于含铁率极低，因而透明度和透光率明显好于普通玻璃。所以，在追求视觉美感和光电能、光热能转换率的领域具有极高的应用价值[1]。近十几年来在光伏发电、电子设备生产与建筑工程领域中，超白玻璃的用量越来越大，因而带动了其生产技术的进步和产能的不断提升，产品的种类、规格越来越多而应用范围还在不断扩大。

（二）超白玻璃的生产工艺

超白玻璃之所以在光学、力学等性能方面明显优于普通玻璃，关键在于其极低的含铁率，所以，能否在工艺流程中有效控制铁元素的含量，决定了超白玻璃的生产技术水平。目前，按照基本的加工工艺，可将超白玻璃区分为压延和浮法两大类，前者利用压辊对产品进行定型和同步完成表面处理，可以根据用户要求在正反两面压出纹面与特定花型，最大限度的提升透光率并降低反射率;后者采用与普通玻璃类似的浮法工艺制成，有着极高的透明度，可以达到91.5%的透光率，而且能够适应镀膜、中空装配和钢化等加工工艺，在建筑工程以及电子产品等工业生产领域有更为广泛的应用。

二、超白玻璃的应用

（一）压延超白玻璃的应用

超白玻璃超过91.6%的透光率使其成为了光伏发电领域中非常重要的原材料之一，尤其是经过钢化处理的压延超白玻璃，是太阳能电池板、光电转换组件的关键外部防护材料。根据厚度的不同可以分为普通、超薄和极薄三种，其中普通型压延超白玻璃主要用于制做光电幕墙，或者作为光热能转换组件的封装材料、太阳能电池的基板，可以抵御200℃以上的温差以及冰雹的袭击，依靠其表面的纹饰可以保障极高的光电转换率，而且能够在紫外线的照射下长期保持稳定的透光率;超薄型产品的厚度在0.1～1.5mm之间，被用于生产显示器基板，或者作为太阳能电池的盖板;而极薄型产品的厚度≤0.1mm，是航空航天领域以及平面显示器生产的重要原材料。

（二）浮法超白玻璃的应用

浮法超白玻璃可以作为灯饰、建筑内部装饰材料，而且由于其厚度、几何尺寸均可以根据用户需求灵活控制，所以在节能建筑、光伏发电设施建设以及电子设备的制造中也不可或缺[2]。首先，优质浮法超白玻璃在视觉效果上与天然水晶十分接近，超过91.5%的透光率和良好的可加工性使其可以用于制作灯具、工艺品;其次，浮法工艺能够灵活掌控产品的几何尺寸与厚度，所以在光伏建筑一体化、幕墙等工程的施工中，用户可以根据设计要求订制所需超白玻璃。目前，部分企业所生产的浮法超白玻璃在最大长度接近20m的情况下可保持稳定的质量。在绿色建筑以及光伏发电产业快速发展的背景下，浮法超白玻璃的应用需求势必保持强势增长。

三、超白玻璃生产的质量控制要点

（一）混合料配方及原材料储运方案设计

由于超白玻璃生产需要精确控制产品的含铁率并保障透光率，所以需要在混合料配方设计环节便考虑矿石品质的稳定性、各类化学元素的含量以及原材料的储运问题。首先，超白玻璃生产企业应对石英砂等主要矿石的产地进行调研分析，结合地质勘探资料了解矿石储量、可开采年限以及运输条件，确保超白玻璃生产有足量且品质稳定的材料来源;其次，在确认矿石满足生产工艺要求之后，需要基于采样分析对混合料配方进行优化，严格控制铁元素的引入，以方解石和氢氧化铝取代长石、石灰石并合理选择添加剂[3]。此外，在矿石加工、储运环节应防范铁元素的引入，优化加工设备、包装和储运方式。

（二）混合料制备及传输过程中的含铁率控制

在混合料的称量、拌合以及传输过程中，必须一方面精确控制每一种原材料的用量，另一方面防范铁元素的引入和原材料的损失，才能够确保熔化的玻璃液的化学成分构成、含铁率等指标处于合理范围。首先，为了减少原材料输送过程中的损失并提升称量精度，料仓布置应采用塔式结构;其次，称量和加料设备的度量精度必须达到工艺设计要求，并且优化粉料容器与传输装置的结构和材料，简化传输环节的同时，尽量避免原材料与含有铁元素的设备直接接触。此外，应根据工艺路线特点在恰当的位置安装除铁装置，例如在溜槽上方设置除铁器，可以利用原材料自高处滑落的有利状态提高除铁效率。

（三）熔化与澄清环节的优化

混合料熔化和澄清环节对超白玻璃的品质具有决定性影响，必须根据设计要求严格控制熔融温度、加料速度等工艺参数，确保玻璃液均化效果。而在玻璃液进入窑池澄清的环节，由于超白玻璃液的导热系数较大，相比普通玻璃液更难顺利排出气泡[4]。所以，要想保障产品的光学性能，必须对窑池结构和池底冷却方式进行优化，将池底设计成台阶状，从而加大纵深方向玻璃液的温度梯度、延长上部玻璃液的在澄清段的停留时间，确保底层气泡顺利向上溢出。

四、结束语

超白玻璃在可预见的未来有着极好的应用前景，而要想满足各个领域用户的需求并保障产品质量的稳定性，必须根据超白玻璃的性能特点及工艺要求，精确控制生产过程并不断优化工艺流程，改进各个环节的质量控制措施。

参考文献：

[1]张保祥.浅谈超白玻璃在光热发电中的应用[C]//中国太阳能热发电大会. 2015.

[2]贾鹤，李云龙.基于超白浮法玻璃的质量控制分析[J].建筑工程技术与设计，2017，000（023）：3030-3030.

[3]何珺洁，张飞龙.浅谈超白浮法玻璃生产的工艺控制[J].当代化工研究， 2017（6）.

[4]李云龙，贾鹤.超白浮法玻璃的生产与质量要求分析[J].建筑工程技术与设计，2017，000（023）：3023-3023.