浮法玻璃下表面滲錫的影響因素分析

摘要：浮法玻璃下表面滲錫一直是我國研究浮法玻璃的關(guān)鍵點和難點，隨著玻璃技術(shù)的不斷發(fā)展和提升，例如全氧燃燒和超白玻璃的產(chǎn)生等技術(shù)的應(yīng)用，浮法玻璃下表面滲錫的影響因素變得更加復(fù)雜和多樣化。文章分析了浮法玻璃下表面滲錫的影響因素和解決方案。

關(guān)鍵詞：浮法玻璃；表面滲錫；影響因素；解決方案；玻璃技術(shù) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TQ171 文章編號：1009-2374（2015）11-0084-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.11.042

1 簡述

浮法玻璃生產(chǎn)過程主要是在錫槽中完成的，完成的必要條件是錫槽中必須要有保護氣體（N2和H2）的通過。浮法玻璃的生產(chǎn)過程是在池槽中放入熔融錫液，并且不斷加入玻璃液，由于玻璃液相對于熔融錫液的密度較小，玻璃液會漂浮在熔融錫液的表面，在重力和表面壓力的影響下，玻璃液會在熔融錫液表面張開和攤平，進而形成了具有一定的寬度和厚度的玻璃帶，并且玻璃帶的表面是平滑和整潔的，這種玻璃帶是可以和機械打磨的玻璃相媲美的，而且這種玻璃帶無論從機械性能還是從化學(xué)穩(wěn)定性等方面來說，都比機械打磨的玻璃

更好。

但是由于錫液的極易氧化性，造成了一系列的錫缺陷。錫氧化是浮法玻璃下表面滲錫發(fā)生的主要原因，對進行滲錫之后的玻璃進行加熱時，玻璃的表面會形成彩狀，情況嚴(yán)重時會使玻璃表面變得不平和不透明，嚴(yán)重影響了玻璃的成品率和深加工，使玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域大大降低了，這也是我國的玻璃制品不能往精細(xì)方向發(fā)展的主要原因之一。目前關(guān)于浮法玻璃下表面滲錫的影響因素的研究已經(jīng)有很多了，但是隨著現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的完善和提升，玻璃表面的滲錫也出現(xiàn)了新的發(fā)展，給專家很多新的研究方向。

2 浮法玻璃下表面滲錫的影響因素

2.1 溫度的影響

根據(jù)實驗研究表明，在同等生產(chǎn)條件下，滲錫量和錫槽的溫度成正比，隨著錫槽的溫度增加，滲錫量就會增加。這是因為錫槽的溫度增加使玻璃液的黏度減少，錫離子的活性增加，離子變化和交換速度也加快了，在一定時間內(nèi)，滲入到玻璃內(nèi)的錫量增加，并且滲入的深度也會加深。

2.2 厚度的影響

在滲入的過程中，玻璃帶和錫液滲入的時間是由玻璃的厚度決定，隨著玻璃的變厚，玻璃帶在錫槽中停留的時間就會變長，離子變化和交換反應(yīng)的時間也會加長，并且滲入在玻璃內(nèi)的錫離子的數(shù)量也會增加。根據(jù)實驗表明，隨著玻璃的加厚，錫離子的數(shù)量會增加，但是對深度的擴散是沒有影響的。

2.3 N2和H2的純度和配比的影響

錫液極易發(fā)生氧化，造成一定程度的錫缺陷，為了防止錫氧化的出現(xiàn)，采用的辦法是在錫槽中通入N2和H2保護氣體。在錫槽中通入氫氣是為了消耗掉錫槽中的氧，而微量氧的含量是和錫液的溶解度有關(guān)的，兩者成正比，隨著錫液的溶解度降低，錫槽中的微量氧也會減少。錫槽中高、低溫度區(qū)域的氧含量是不同的，高溫區(qū)域的氧含量低于低溫區(qū)域的氧含量，所以為了保證錫槽中、低溫度區(qū)域的還原條件，就要在錫槽中加入更多的氫含量。所以在實際生產(chǎn)生活中，為了生產(chǎn)出更高質(zhì)量的玻璃，控制氫氣的含量是關(guān)鍵。其中，浮法玻璃下表面滲錫含量受到保護氣體的純度、含水量等因素的影響，保護氣體的純度越低，錫槽受到污染的幾率就越大，滲錫的現(xiàn)象就會越嚴(yán)重。

2.4 槽壓的影響

為了保持錫槽內(nèi)氣氛的純凈程度需要調(diào)節(jié)好錫槽槽壓的大小。為了阻止外部空氣的進入和還原氣氛，通常要提升錫槽和外部的壓差。當(dāng)槽壓降低時，外部的空氣和其他雜質(zhì)氣體很容易進入錫槽內(nèi)，破壞了錫槽內(nèi)部的條件，使錫槽受到污染，造成了滲錫量的增加。所以，為了減少浮法玻璃表面的滲錫量，增高槽壓是其中最有效的手段之一。在實際生產(chǎn)中，人們常常用改變保護氣體的含量和調(diào)整出口的簾子高度來控制錫槽內(nèi)部的

壓力。

2.5 玻璃基本化學(xué)成分的影響

浮法玻璃的基本化學(xué)成分也會影響到玻璃表面的滲錫量。其中，浮法玻璃中鐵元素的含量是最主要的影響因素。依據(jù)大量實驗表明，鐵元素的含量和滲錫量成反比，滲錫量會隨著鐵元素的增加而減少，所以，增加玻璃中的鐵元素是減少滲錫量的有效方案。

2.6 微量氧和水汽等氧化性氣體濃度的影響

氧化性氣體的進入很容易使錫液發(fā)生氧化，但是，在玻璃的生產(chǎn)中阻止微量氧、水汽等氧化性氣體的進入是很困難的。滲錫現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是由于錫氧化，盡管金屬錫和玻璃并不會相融，但是，錫離子則會很容易地滲透到玻璃的表面中。通過錫槽中露點的情況，可以觀察出錫槽中微量氧、氫和微量水之間的關(guān)系，三者中呈現(xiàn)的關(guān)系是動態(tài)且平衡的，也就是說明，通過降低錫槽內(nèi)微量氧的含量來降低錫槽內(nèi)的露點是可行的。在其他條件不改變的情況下，降低露點可以有效降低滲

錫量。

2.7 全氧燃燒工藝的影響

全氧燃燒的熔窯中含有高達90%以上的氫氣和50%以上的水蒸汽，玻璃液在高溫的作用下會和水分子發(fā)生一系列的反應(yīng)，使玻璃中含有的水含量遠遠高于傳統(tǒng)浮法生產(chǎn)中的玻璃。玻璃的黏度受到水分子的作用，使全氧燃燒的熔窯生產(chǎn)出的成品玻璃和傳統(tǒng)浮法成品玻璃也不盡相同。有關(guān)實驗表明，全氧燃燒浮法玻璃的滲錫量要高于一般的浮法玻璃，這主要是因為全氧燃燒中的水分子含量較一般浮法玻璃要高。

3 減少浮法玻璃表面滲錫量的方案

為了提高玻璃制品的成品率和玻璃的質(zhì)量，減少浮法玻璃表面滲錫量，其中，減少錫離子的擴散和保持錫溶液的潔凈度是關(guān)鍵。

3.1 保持錫槽的潔凈度

為了減少浮法玻璃表面滲錫量，就要減少錫槽的污染。提高錫槽的封閉度、保持好保護氣體的含量以及適當(dāng)?shù)牟蹓菏潜３皱a槽潔凈度的有效方案。在實際生產(chǎn)中要嚴(yán)格要求工作人員按照操作流程進行，盡量不要打開錫槽的邊封和避免其他氣體的進入。

3.2 加鐵還原

在實際生產(chǎn)中為了保證錫液的純凈度，通常會加入一些比錫更活潑的金屬元素，例如鈉、鉀、鐵等，錫液首先和氧、硫發(fā)生作用，使被氧化的錫元素得到了還原。在錫液加入鐵的最佳含量為0.02%～0.03%，如果加入的鐵元素過高的話，就會在玻璃生產(chǎn)中產(chǎn)生很多的錫灰，尤其是在生產(chǎn)比較厚的玻璃時，錫會很容易在玻璃出口處出現(xiàn)聚集的現(xiàn)象，很多時候由于溫度、氣體、壓力等條件的變化會造成沾錫，對玻璃造成一定程度的磨損。所以，在錫槽中加入鐵的時候，一定要注意對錫灰的處理和清潔。

3.3 降低低溫區(qū)和錫液的溫度

玻璃表面的錫離子是造成熱彎彩虹的主要因素，盡管高溫區(qū)的錫離子有著很強的擴散能力，但是仍有很多進入到玻璃內(nèi)部很深的位置。由于受一些鐵離子等氧化性元素的影響，使玻璃表面發(fā)生了一系列的氧化反應(yīng)，而且對熱彎時產(chǎn)生的彩虹作用較小。在實際生產(chǎn)中，人們經(jīng)常通過降低低溫區(qū)和錫液的溫度來減少滲錫量。

3.4 二氧化硫氧化表層二價錫

人們往往會在出口處使用到二氧化硫來減少玻璃表面的滲錫量，這種方法有效地增強了玻璃表面的硬度和防霉能力，也有效減少了表面的沾錫和磨損的程度，但是二氧化硫流入錫槽之后，會對錫槽產(chǎn)生很大的影響，所以為了減輕對工況的影響，應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)遮擋簾子的高度，并使之呈現(xiàn)梯形的形狀。

參考文獻

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作者簡介：武延平（1972-），女，河北邢臺人，晶牛微晶集團股份有限公司工程師，研究方向：建材工程。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）