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鍵點和難點，隨著玻璃技術的不斷發(fā)展和提升，例如全氧燃燒和超白玻璃的產生等技術的應用，浮法玻璃下表面滲錫的影響因素變得更加復雜和多樣化。文章分析了浮法玻璃下表面滲錫的影響因素和解決方案。

關鍵詞：浮法玻璃；表面滲錫；影響因素；解決方案；玻璃技術 文獻標識碼：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，情況嚴重時會使玻璃表面變得不平和不透明，嚴重影響了玻璃的成品率和深加工，使玻璃的應用領域大大降低了，這也是我國的玻璃制品不能往精細方向發(fā)展的主要原因之一。目前關于浮法玻璃下表面滲錫的影響因素的研究已經有很多了，但是隨著現代生產技術的完善和提升，玻璃表面的滲錫也出現了新的發(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

根據實驗研究表明，在同等生產條件下，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，滲入到玻璃內的錫量增加，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的時間也會加長，并且滲入在玻璃內的錫離子的數量也會增加。根據實驗表明，隨著玻璃的加厚，錫離子的數量會增加，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，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。所以在實際生產生活中，為了生產出更高質量的玻璃，控制氫氣的含量是關鍵。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，滲錫的現象就會越嚴重。

2.4 槽壓的影響

為了保持錫槽內氣氛的純凈程度需要調節(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。當槽壓降低時，外部的空氣和其他雜質氣體很容易進入錫槽內，破壞了錫槽內部的條件，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。在實際生產中，人們常常用改變保護氣體的含量和調整出口的簾子高度來控制錫槽內部的

壓力。

2.5 玻璃基本化學成分的影響

浮法玻璃的基本化學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系，三者中呈現的關系是動態(tài)且平衡的，也就是說明，通過降低錫槽內微量氧的含量來降低錫槽內的露點是可行的。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，使玻璃中含有的水含量遠遠高于傳統(tǒng)浮法生產中的玻璃。玻璃的黏度受到水分子的作用，使全氧燃燒的熔窯生產出的成品玻璃和傳統(tǒng)浮法成品玻璃也不盡相同。有關實驗表明，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的槽壓是保持錫槽潔凈度的有效方案。在實際生產中要嚴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，就會在玻璃生產中產生很多的錫灰，尤其是在生產比較厚的玻璃時，錫會很容易在玻璃出口處出現聚集的現象，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，而且對熱彎時產生的彩虹作用較小。在實際生產中，人們經常通過降低低溫區(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，會對錫槽產生很大的影響，所以為了減輕對工況的影響，應當調節(jié)遮擋簾子的高度，并使之呈現梯形的形狀。

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。

（責任編輯：黃銀芳）