探析影響浮法玻璃質量好壞的幾點關鍵因素

■鄭 旭，胡玉建

■1.中國南玻集團河北視窗玻璃有限公司，河北 廊坊 065600;2.中國南玻集團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屬液表面，通過重力和表面張力的相互作用，玻璃液在金屬液表面鋪展開來，然后冷卻、硬化，退火、剪裁等工序，最終得到浮法玻璃產品。浮法玻璃是國家重要的建材工業產品，具有表面平整、視物變形小，光潔明亮等特點，被廣泛應用于建筑門窗、幕墻、屋頂等各個方面［1］。產品質量相當于企業的一張名片，許多玻璃企業都在努力提高自身產品的質量，產品質量不好的企業難以在競爭日益激烈的玻璃市場立足，因此探究影響浮法玻璃質量好壞的因素對于提升產品質量，減少殘次品有著至關重要的作用。

1 原材料對浮法玻璃質量的影響

制作浮法玻璃的主要原料包括白云石、硅砂、石灰石、長石、純堿以及芒硝等，各種原材料的化學配比、粒度以及難熔重礦物雜質都對浮法玻璃質量有較大影響。

1.1 原材料化學配比的影響

浮法玻璃的主要成分是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O 等氧化物構成，各種氧化物的配比決定著玻璃的物理化學性質。例如SiO2是玻璃中的主要成分，通常起組織玻璃網格，增加粘度，提高玻璃穩定性的作用，其占用量在70%以上，不能過高也不能過低，過高則會增加玻璃液的粘度，增加工藝難度，且有可能產生節瘤等制作缺陷，過低則降低了玻璃網格的穩定性，常有析晶現象發生，不利于玻璃穩定成形。因此在浮法玻璃的生產制作過程中，各種原材料化學成分所占的比例都必須在嚴格的范圍之內，一般來說SiO2在70%左右。CaO 通常是利用石灰石引入的，從而達到加速玻璃液熔化的速率，同時對玻璃液起到澄清的作用，但是CaO 的含量也必須控制在8%-10%左右，過高的CaO 會大大增加玻璃液的黏度，容易導致析晶、產生氣泡或結石缺陷，過少的CaO 又無法起到澄清玻璃液的效果，從而使得玻璃液仍殘留大量氣泡。MgO 的主要作用是提高玻璃的化學穩定性和機械強度，并降低玻璃液的結晶傾向，但過量的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。由此可見，原材料的化學配比不當就對浮法玻璃的質量產生巨大的影響，有時候甚至是災難性的，所以在浮法玻璃生產過程中要對原材料配方嚴加控制，避免出現嚴重的質量問題。

1.2 原材料粒度的影響

浮法玻璃生產中硅質原材料使用較多，其粒度大小對于后續生產有著巨大的影響。硅質材料的粒度大小對配料均勻、融化速度和澄清速度都有著直接的影響，一般來說，硅質原料的粒度控制在0.2--0.6mm 之間，粒度過大，則原料難以融化，不易成型，甚至還有可能形成節點瘤等制作缺陷，粒度過小會導致在融化工序中產生較多氣泡且不易排出，從而導致玻璃液的澄清時間大大增加，與此同時過細的硅質材料在熔窯內受熱融化時還會被氣流沖出，從而改變原材料化學配比，進一步影響浮法玻璃的質量。

1.3 原材料中難熔重礦物雜質的影響

在浮法玻璃中通常使用砂巖、白云石、石灰石、長石作為提供氧化物的原材料，但是這些天然礦物無可避免地將會帶進一些難熔的重礦物雜質，嚴重危害玻璃的質量。這些難熔重礦物雜質在玻璃融化的過程中，往往難以融化而殘留在玻璃原板上，形成相互夾雜的固體物質，這些固體夾雜物會嚴重影響玻璃成形、表面光滑和透明程度。例如河北某玻璃公司就是因為白云石中難熔重礦物超標導致連續三個月的廢品率高達40%［2］。因此玻璃公司在生產之前需要對原材料中的難熔重礦物進行檢查測定，確保達標之后才能進入生產系統，否則將會對生產系統帶來不可估量的損失。

2 熔制作業對浮法玻璃質量的影響

熔制作業是將混合好的玻璃原料投入到窯池內，通過加熱升溫熔化玻璃液，然后降溫澄清，排除玻璃液中的氣體，最終形成無雜質、無條紋的玻璃液。熔制作業是浮法玻璃生產中至關重要的一環，大部分的質量缺陷都來自于這一過程，產品質量的好壞、成品率、生產成本都與此過程有密切關系。

2.1 玻璃形成階段

隨著溫度地不斷升高，不透明燒結物被熔融，硅酸鹽和二氧化硅相互熔化形成透明體，此時配合料的反應過程已經結束，但液體中還殘余高溫分解的大量氣泡、條紋，化學性質和組成尚未均勻，如若控制不好，一旦溫度波動過大，這些氣泡和條紋邊難以消除，從而產生缺陷，最終影響產品質量。

2.2 澄清階段

隨著體系溫度的不斷升高，玻璃液的粘度不斷降低，表現為流動性越來越好，而玻璃液中的氣泡也被逐漸釋放出來，部分不能排出的氣體也被玻璃液吸收溶解，這便是浮法玻璃的澄清階段。這個過程需要一個適宜的溫度，過高的溫度和降低玻璃液對內部氣體的吸收，過低的溫度又會導致玻璃液粘度過大從而導致氣體難以排出，造成大量的氣泡停留在玻璃之中，最終形成不合格品。

2.3 均化冷卻階段

均化是將玻璃也組成和性質相同化的過程，消除玻璃中存在的化學不均一性和條紋，提高玻璃的光學性能，此過程控制不當就會造成玻璃看到的景物變形扭曲，從而影響視覺效果。冷卻過程是利用冷風將玻璃液冷卻，緩慢地將玻璃液降至適宜成型的溫度，若溫度降的太慢，則玻璃成型時間過程，若降的過快，則容易發生晶型轉變，產生大量的結石，最終影響玻璃的成色和質量。

總而言之，浮法玻璃作為建筑材料的一部分，現在也大量地運用到電子電器、飛機制造、汽車工業等領域，玻璃質量的好壞不僅影響到這些產品設備的使用壽命，而且還會危及到人們的生命安全，因此探析浮法玻璃質量好壞的幾點關鍵因素對于提高玻璃質量和安全性能有著十分重要的意義。

［1］李海杰.SGG 浮法玻璃質量改進研究［D］.山東大學，2009(09).

［2］曾志海.淺議浮法玻璃生產中影響產品質量的幾個問題［J］.門窗，2010(04).