超白浮法玻璃生產(chǎn)過程中氣泡與液流的特征及其相互關(guān)系

趙鵬　李克林

摘要：現(xiàn)階段，隨著我國各行各業(yè)對玻璃的需求量不斷增大的同時(shí)，一些行業(yè)對玻璃質(zhì)量的要求也越來越高。而超白浮法玻璃融合超白玻璃與浮法玻璃的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、建筑幕墻、光線制造等領(lǐng)域。在超白浮法玻璃生產(chǎn)過程中，主要影響玻璃質(zhì)量的及透光率的便是氣泡，因此如何解決玻璃液中的氣泡也是目前超白浮法玻璃生產(chǎn)制造過程中所重點(diǎn)研究的問題。下面，本文將對超白浮法玻璃生產(chǎn)過程中，氣泡與液流的特征及其相互關(guān)系進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：超白浮法玻璃;生產(chǎn)制造;氣泡;液流;特征及相互關(guān)系

引言：超白浮法玻璃以其特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，然而在超白浮法玻璃生產(chǎn)制造的過程中，也存在著兩個(gè)較為困難的環(huán)節(jié)，首先是對玻璃液中鐵含量的控制;其次是消除能夠影響玻璃透光率的氣泡。由于超白浮法玻璃生產(chǎn)的方式與普通玻璃存在一定的區(qū)別，因此這也導(dǎo)致超白浮法玻璃在生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生氣泡，因此可以說，探究氣泡與液流的相互關(guān)系，解決生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的氣泡是提高超白浮法玻璃質(zhì)量及透光率的關(guān)鍵。

超白浮法玻璃生產(chǎn)過程中的液流特點(diǎn)

超白浮法玻璃的主要特點(diǎn)便是透光率強(qiáng)，通常情況下，超薄浮法玻璃的透光率會(huì)達(dá)到91%以上，因此也正是其具備優(yōu)秀的透光率，使其被廣泛應(yīng)用于玻璃幕墻、太陽能板的制造中。而超薄浮法玻璃的透光率高的主要原因是在生產(chǎn)制造過程中，玻璃液內(nèi)部的含鐵量極低，通過數(shù)據(jù)表明在普通浮法玻璃中鐵離子含量為0.1，而超白浮法玻璃的鐵離子含量僅為普通浮法玻璃的十分之一，即0.01。而在生產(chǎn)制造超白浮法玻璃過程中，鐵離子的含量不僅會(huì)決定玻璃的透光率，同時(shí)還與玻璃液的液流有著密切的關(guān)聯(lián)。在生產(chǎn)制造普通浮法玻璃時(shí)，當(dāng)玻璃液中鐵含量升高時(shí)，玻璃液的導(dǎo)熱率隨之降低，且透熱性也會(huì)受到影響從而變差。而超白浮法玻璃在生產(chǎn)過程中，如果鐵離子含量增加，則玻璃液向表面?zhèn)鬟f熱量的速度加快，因而玻璃葉表面和內(nèi)部溫差減小。如圖1所示為超白浮法玻璃和普通浮法玻璃液流速度分布差異對比。圖2為超白浮法玻璃和普通浮法玻璃第1個(gè)環(huán)流深度對比[1]。

在結(jié)合了圖1和圖2的對比后可以總結(jié)出超白浮法玻璃在生產(chǎn)制造過程中，玻璃液的液流具有三個(gè)特點(diǎn)，分別是：①超白浮法玻璃的玻璃液垂直溫度低于普通浮法玻璃，因此玻璃液表層和內(nèi)部的流速差值較小;②超白浮法玻璃水平流速要大于普通浮法玻璃，因而使得成型環(huán)流澄清時(shí)間較短;③玻璃液表層的深度變大，不動(dòng)層減小。

超白浮法玻璃氣泡的特點(diǎn)及形成原因

在超白浮法玻璃生產(chǎn)制造過程中，極易生產(chǎn)氣泡從而影響玻璃的透光率，而導(dǎo)致超白浮法玻璃產(chǎn)生氣泡的原因也有很多。首先，可以將氣泡分為兩類，分別是熔化澄清氣泡、非熔化澄清氣泡，根據(jù)分類也能夠看出氣泡的成因大不相同。產(chǎn)生熔化澄清氣泡的原因是在玻璃液中加入的原料在經(jīng)過加熱、燃燒后會(huì)與其他原料發(fā)生反應(yīng)，而反應(yīng)放出氣體，即形成超白浮法玻璃液中的氣泡;非熔化澄清氣泡通常是在玻璃液經(jīng)過高溫加熱后，內(nèi)部原理已經(jīng)充分反應(yīng)完成時(shí)，對玻璃液進(jìn)行冷卻所產(chǎn)生的氣泡。

除了上述兩種氣泡種類外，還可以分為澄清氣泡與熔化氣泡。澄清氣泡的產(chǎn)生是由于在生產(chǎn)制造超白浮法玻璃過程中，需要在玻璃液中適當(dāng)加入澄清劑，通常來說，當(dāng)澄清劑融入到處于高溫狀態(tài)下的玻璃液時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)，從而放出氣體，進(jìn)而導(dǎo)致澄清氣泡的產(chǎn)生;而熔化氣泡的產(chǎn)生原因是當(dāng)生產(chǎn)制造超白浮法玻璃時(shí)，玻璃液內(nèi)部會(huì)不斷吸收熱量，此時(shí)玻璃液內(nèi)原有的氣泡將會(huì)由于溫度升高而不斷減小，但是當(dāng)溫度達(dá)到一定峰值時(shí)，就需要將將池壁進(jìn)行冷卻，此時(shí)玻璃液內(nèi)外的溫差將會(huì)迅速增大，從而導(dǎo)致玻璃液內(nèi)部又產(chǎn)生大量的氣泡。解決熔化氣泡的可行方法是首先確保池壁的密閉性，避免池壁存在縫隙;其次，穩(wěn)定熔窯壓力，從而使玻璃液內(nèi)部的液流趨于穩(wěn)定狀態(tài);最后是控制池爐的火焰，尤其是在加熱制造環(huán)節(jié)即將結(jié)束時(shí)，要穩(wěn)定池爐的火焰[2]。

超白浮法玻璃熔窯的溫度特征

在生產(chǎn)制造超白浮法玻璃時(shí)，會(huì)使用到熔窯，而通常情況下會(huì)分成6個(gè)小爐，并且每一個(gè)小爐所進(jìn)行的反應(yīng)氣氛不同，在生產(chǎn)制造過程中需要控制好各個(gè)爐子的反應(yīng)氣氛。與普通的浮法玻璃相比，超白浮法玻璃熔窯的溫度較高，因而使得超白浮法玻璃的玻璃液更具備黏度。而在生產(chǎn)制造時(shí)，為了使超白浮法玻璃的玻璃液更加均化，需要對各個(gè)池爐進(jìn)行加溫，通常情況下，1、2這兩個(gè)池爐主要進(jìn)行還原氣氛，因此對這兩個(gè)池爐升溫40℃，而其他負(fù)責(zé)中性氣氛以及氧化氣氛的池爐，只需要提升20℃。

生產(chǎn)超白浮法玻璃熔窯泡沫區(qū)的特征

普通浮法玻璃在生產(chǎn)時(shí)，熔窯內(nèi)部的溫度偏高，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致玻璃液內(nèi)部的液流速度增加，而玻璃液表層和內(nèi)部的縱向?qū)α鳒p弱。而相比于普通浮法玻璃，超白浮法玻璃在生產(chǎn)制造時(shí)，為了增加玻璃的透光率會(huì)適當(dāng)?shù)募尤氤吻鍎⑶覟榱私鉀Q澄清劑產(chǎn)生大量氣泡的問題，在加入澄清劑的同時(shí)也會(huì)相應(yīng)的加入煤粉，此時(shí)熔窯內(nèi)的玻璃液氣泡將會(huì)發(fā)生合并，進(jìn)而形成泡沫區(qū)，通常來看，超白浮法玻璃在熔窯內(nèi)所呈現(xiàn)的泡沫區(qū)集中在3和4的池爐中，并延伸至5池爐，而普通浮法玻璃所產(chǎn)生的合并氣泡主要集中于3、4池爐[3]。

結(jié)束語：綜上所述，文章分析了超白浮法玻璃生產(chǎn)制造過程中氣泡與液流的特征，并針對特征探討了二者相互關(guān)系。氣泡是影響超白浮法玻璃質(zhì)量的主要原因，因此在生產(chǎn)過程中，需要通過控制溫度、原料投放量等操作，避免玻璃液中產(chǎn)生大量氣泡，確保完成生產(chǎn)的超白浮法玻璃符合要求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉曉紅.超白浮法玻璃生產(chǎn)需要解決的問題[J].玻璃，2017，4402：36-39.

[2]郭衛(wèi)，郭曉麗，王艷霞.浮法玻璃表面錫類顆粒污染物起源及治理措施分析[J].玻璃，2019，4601：38-42.

[3]韓正偉，蔡禮貌，李彥濤，李聚鋒，鞏瑞龍，田英良.預(yù)熱對超薄浮法玻璃化學(xué)強(qiáng)化翹曲變形影響研究[J].玻璃與搪瓷，2019，4706：12-14+30.