浅析浮法玻璃锡缺陷产生的原因及治理措施

张磊　付少飞

摘 要：浮法玻璃产生锡缺陷的原因主要与氧、硫等物质的侵入以及锡恢复冷凝后滴落有关。硫、氧侵入锡槽后会与锡发生化学反应，形成易挥发的锡化学物，在高温影响下在锡槽顶部汇聚，最终经过冷凝滴落至玻璃表面而形成锡缺陷。这就要求玻璃制备人员加强过程管控，避免外界物质侵入锡槽环境，通过技术手段将侵入的物质排除，提升所制备玻璃的质量。

关键词：浮法玻璃 锡缺陷 成因及治理措施

浮法玻璃制备过程中常见的问题有表面颗粒污染，如锡类缺陷等。在玻璃成型阶段，锡槽中的单质锡容易受内部氧气或二氧化硫气体的影响，通过化学反应形成氧化亚锡、硫化亚锡等物质。这些反應形成的硫化学物往往会因为锡槽高温而挥发至锡槽顶部、过渡辊道以及玻璃表面等众多区域，最终因为冷凝滴落而聚集在玻璃上，形成难以去除、影响玻璃正常使用的锡缺陷。

一、锡缺陷的形成

（一）锡缺陷成分分析

浮法玻璃产品的锡缺陷主要包括表面滴落聚集物、锡石以及锡灰等，其物质成分主要是锡和锡的化学物，如氧化亚锡或者硫化亚锡。这些物质是在高温的锡槽中因为氧气或者硫等物质进入其中与锡发生化学反应而产生的，这些化学反应形成的物质或在高温中蒸发至锡槽上部，后续经过冷凝逐渐滴落在玻璃表面，最终形成锡缺陷影响玻璃质量。玻璃下表面中往往会出现钢化虹彩以及粘锡等问题，其中沾锡问题是由于锡液中溶入了各类化学物导致其表面张力和湿润性能发生改变，最终产生沾锡现象;而钢化虹彩问题则是由于玻璃下表面渗入了二价以及四价的锡离子，导致玻璃结构性能发生变化，在进行热弯和钢化时会产生部分裂纹，这些裂纹会使得玻璃在阳光下发生干涉这种物理现象，形成钢化虹彩。由此可以确认，锡缺陷的主要成因是氧和硫的侵入。（二）锡缺陷中的氧、硫来源

氧气会与锡槽中的锡发生化学反应，导致浮法玻璃中产生锡缺陷。氧气进入锡槽与其密封的程度有关，在进行浮法玻璃制备时，施工人员往往无法将锡槽完全密封，导致空气进入到锡槽内部，或者玻璃液中、保护气体中附带了部分氧气进入锡槽中。氧气与锡会在锡槽的高温环境中发生化学反应，形成氧化亚锡和二氧化锡。其中，氧化亚锡极易挥发，导致其侵入到保护其他中，最终再发生氧化或还原反应导致锡类物质在玻璃表面聚集，形成锡缺陷。现场试验结果表明，氧化亚锡是形成钢化虹彩的关键物质，渗锡量中的二价锡离子含量决定了钢化虹彩产生的程度。

玻璃生产制备时影响其质量的硫主要源自澄清玻璃使用的芒硝，施工人员应有的芒硝不纯会导致其用于澄清环节时会产生三氧化硫以及二氧化硫等气体;也与熔窑废气中掺杂的二氧化硫以及电解氨制备氢气引入等制备环节有关。硫氧化物在锡槽中会与锡发生化学反应最终形成极易挥发且容易溶入锡液中的硫化锡物质。当温度小于870摄氏度时，硫化锡就会在锡槽中发生冷凝反应，最终掉落至玻璃表面形成锡缺陷。其中，硫化锡溶解在锡液内部也是产生钢化虹彩问题的重要因素。

二、锡缺陷治理措施

锡缺陷会导致玻璃表面结构不均匀，尤其在用于制备电子级玻璃时，锡缺陷会使镀膜的膜层表面粗糙，在导电膜制作时无法保证线路连接正常，极易发生蚀刻电路短路等影响使用的问题。当前治理和预防锡缺陷的主要措施有锡槽密封、气体控制以及排气等方法。

（一）锡槽密封

为了降低氧气和硫氧化其他进入到锡槽中与锡发生化学反应，影响玻璃质量，施工人员需要对锡槽密封工作进行严格把关。具体操作时应该针对锡槽侧缝、观察窗以及拉边机杆等容易渗透的区域使用专用封堵材料将其密封。对于锡槽的出口可以通过应用软挡帘隔档的方式提升锡槽内部气压，降低氧气和硫的侵入。同时，也需要加强对锡槽内部气压和密封情况的检测，将密封不足的区域及时处理。

（二）锡槽气氛控制

浮法玻璃的生产制备环节会应用到氮气以及氢气等还原保护气体，为了保证玻璃制备质量，生产人员需要合理控制各类气体的含量，保证其稳定性，避免出现气体纯度异常的情况，避免在气体中掺杂过量的氧气。氢气含量如果过量将会与锡槽中的二氧化锡产生化学还原反应，最终导致锡缺陷问题产生，这就要技术人员合理控制氢气含量，必要时通过检测分析提升控制精度。相关研究表明二氧化硫其他多分布于锡槽前端以及尾端，这就要求现场生产人员合理控制锡槽前端和尾端的氢气含量，避免因化学反应导致二氧化硫气体重复产生，影响玻璃质量。

（三）定期吹扫及设置排气装置

为了避免氧气和硫与锡反应形成的各类锡化学物在锡槽中冷凝滴落至玻璃表面，技术人员可以通过一定的措施利用这些物质在高温中易蒸发的性质将其清除至锡槽外部。具体操作时可以在锡槽的不同区域设置排气装置，确保可以将挥发或蒸发至保护气体中的锡化学物排至锡槽外部，假设锡槽顶部锡化合物冷凝滴落的概率。对于玻璃可能形成大面积锡缺陷的情况，生产人员可以通过对锡槽不同分区使用保护气、纯氮气、氯气或者超声波吹扫的方式，将各类污染物清除干净。

（四）降低锡液及锡化学物冷凝滴落的概率

浮法玻璃制备时常常会因为锡类物质在锡槽中汽化冷凝后滴落在玻璃表面，形成影响其美观甚至正常使用的锡缺陷，为此，生产人员需要通过技术手段合理控制锡类物质的蒸发数量，降低滴落概率。首先，在制备环节可以降低锡液的暴露面积，通过表面覆盖的方式最大程度降低锡液在高温蒸发并冷凝滴落的数量。其次，技术人员应该在锡槽中设置对流装置，加强锡槽不同分区内的其他流动速度，加快保护气体与异常其他的交换速度，减少锡缺陷产生概率。最后，在浮法生产玻璃时需要尽可能减低冷却器的使用频率，并定期对锡槽内部聚集的污染物清洁，提升所制备玻璃的质量。三、结语

结合现场生产经验并针对锡缺陷的形成机理采取密封、控制气氛、定期吹扫及设置排气装置以及控制物质冷凝滴落概率等措施可以不断提升玻璃质量。

参考文献

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[2]司敏杰，郭卫，王艳霞，郭利波，沈洁.浮法玻璃锡缺陷治理的研究及进展[J].玻璃，2017，（07）.