淺議超白玻璃的生產與質量要求

劉宇　何少亭

摘要：超白玻璃因其卓越的光學、物理與力學性能有著越來越廣闊的應用前景，但超高的透光率、抗彎強度等性能有賴于生產過程中的質量控制。本文基于對超白玻璃性能特點及工藝類型的簡要介紹，闡釋了壓延與浮法超白玻璃的性能特點和應用狀況，分析了在生產實踐中，如何在原材料選擇和儲運、混合料制備與輸送以及熔化和澄清等關鍵環節有效控制產品的含鐵率、透光率，使其滿足在太陽能發電、建筑裝飾、光伏建筑一體化工程等領域的應用要求。

關鍵詞：超白玻璃;工藝類型;應用情況;質量控制

引言：

近年來由于太陽能發電設施、建筑光電幕墻、仿水晶燈具和裝飾材料的需求量持續快速增長，使得超白玻璃的應用前景越來越好，國內企業的生產技術和產能得以迅速提高。但超白玻璃的透光率等參數受到原材料品質穩定性、工藝流程控制水平等多種因素的影響，在工藝路線設計和生產管理工作中，必須結合實際情況制定有效的質量控制措施。

一、超白玻璃的性能特點及生產工藝

（一）超白玻璃的性能特點

超白玻璃在光學、力學等性能方面與普通玻璃有顯著區別，經過鋼化處理產品的抗彎、極冷極熱耐受力和抗沖擊力等指標可以達到普通玻璃的2～5倍，而且由于含鐵率極低，因而透明度和透光率明顯好于普通玻璃。所以，在追求視覺美感和光電能、光熱能轉換率的領域具有極高的應用價值[1]。近十幾年來在光伏發電、電子設備生產與建筑工程領域中，超白玻璃的用量越來越大，因而帶動了其生產技術的進步和產能的不斷提升，產品的種類、規格越來越多而應用范圍還在不斷擴大。

（二）超白玻璃的生產工藝

超白玻璃之所以在光學、力學等性能方面明顯優于普通玻璃，關鍵在于其極低的含鐵率，所以，能否在工藝流程中有效控制鐵元素的含量，決定了超白玻璃的生產技術水平。目前，按照基本的加工工藝，可將超白玻璃區分為壓延和浮法兩大類，前者利用壓輥對產品進行定型和同步完成表面處理，可以根據用戶要求在正反兩面壓出紋面與特定花型，最大限度的提升透光率并降低反射率;后者采用與普通玻璃類似的浮法工藝制成，有著極高的透明度，可以達到91.5%的透光率，而且能夠適應鍍膜、中空裝配和鋼化等加工工藝，在建筑工程以及電子產品等工業生產領域有更為廣泛的應用。

二、超白玻璃的應用

（一）壓延超白玻璃的應用

超白玻璃超過91.6%的透光率使其成為了光伏發電領域中非常重要的原材料之一，尤其是經過鋼化處理的壓延超白玻璃，是太陽能電池板、光電轉換組件的關鍵外部防護材料。根據厚度的不同可以分為普通、超薄和極薄三種，其中普通型壓延超白玻璃主要用于制做光電幕墻，或者作為光熱能轉換組件的封裝材料、太陽能電池的基板，可以抵御200℃以上的溫差以及冰雹的襲擊，依靠其表面的紋飾可以保障極高的光電轉換率，而且能夠在紫外線的照射下長期保持穩定的透光率;超薄型產品的厚度在0.1～1.5mm之間，被用于生產顯示器基板，或者作為太陽能電池的蓋板;而極薄型產品的厚度≤0.1mm，是航空航天領域以及平面顯示器生產的重要原材料。

（二）浮法超白玻璃的應用

浮法超白玻璃可以作為燈飾、建筑內部裝飾材料，而且由于其厚度、幾何尺寸均可以根據用戶需求靈活控制，所以在節能建筑、光伏發電設施建設以及電子設備的制造中也不可或缺[2]。首先，優質浮法超白玻璃在視覺效果上與天然水晶十分接近，超過91.5%的透光率和良好的可加工性使其可以用于制作燈具、工藝品;其次，浮法工藝能夠靈活掌控產品的幾何尺寸與厚度，所以在光伏建筑一體化、幕墻等工程的施工中，用戶可以根據設計要求訂制所需超白玻璃。目前，部分企業所生產的浮法超白玻璃在最大長度接近20m的情況下可保持穩定的質量。在綠色建筑以及光伏發電產業快速發展的背景下，浮法超白玻璃的應用需求勢必保持強勢增長。

三、超白玻璃生產的質量控制要點

（一）混合料配方及原材料儲運方案設計

由于超白玻璃生產需要精確控制產品的含鐵率并保障透光率，所以需要在混合料配方設計環節便考慮礦石品質的穩定性、各類化學元素的含量以及原材料的儲運問題。首先，超白玻璃生產企業應對石英砂等主要礦石的產地進行調研分析，結合地質勘探資料了解礦石儲量、可開采年限以及運輸條件，確保超白玻璃生產有足量且品質穩定的材料來源;其次，在確認礦石滿足生產工藝要求之后，需要基于采樣分析對混合料配方進行優化，嚴格控制鐵元素的引入，以方解石和氫氧化鋁取代長石、石灰石并合理選擇添加劑[3]。此外，在礦石加工、儲運環節應防范鐵元素的引入，優化加工設備、包裝和儲運方式。

（二）混合料制備及傳輸過程中的含鐵率控制

在混合料的稱量、拌合以及傳輸過程中，必須一方面精確控制每一種原材料的用量，另一方面防范鐵元素的引入和原材料的損失，才能夠確保熔化的玻璃液的化學成分構成、含鐵率等指標處于合理范圍。首先，為了減少原材料輸送過程中的損失并提升稱量精度，料倉布置應采用塔式結構;其次，稱量和加料設備的度量精度必須達到工藝設計要求，并且優化粉料容器與傳輸裝置的結構和材料，簡化傳輸環節的同時，盡量避免原材料與含有鐵元素的設備直接接觸。此外，應根據工藝路線特點在恰當的位置安裝除鐵裝置，例如在溜槽上方設置除鐵器，可以利用原材料自高處滑落的有利狀態提高除鐵效率。

（三）熔化與澄清環節的優化

混合料熔化和澄清環節對超白玻璃的品質具有決定性影響，必須根據設計要求嚴格控制熔融溫度、加料速度等工藝參數，確保玻璃液均化效果。而在玻璃液進入窯池澄清的環節，由于超白玻璃液的導熱系數較大，相比普通玻璃液更難順利排出氣泡[4]。所以，要想保障產品的光學性能，必須對窯池結構和池底冷卻方式進行優化，將池底設計成臺階狀，從而加大縱深方向玻璃液的溫度梯度、延長上部玻璃液的在澄清段的停留時間，確保底層氣泡順利向上溢出。

四、結束語

超白玻璃在可預見的未來有著極好的應用前景，而要想滿足各個領域用戶的需求并保障產品質量的穩定性，必須根據超白玻璃的性能特點及工藝要求，精確控制生產過程并不斷優化工藝流程，改進各個環節的質量控制措施。

參考文獻：

[1]張保祥.淺談超白玻璃在光熱發電中的應用[C]//中國太陽能熱發電大會. 2015.

[2]賈鶴，李云龍.基于超白浮法玻璃的質量控制分析[J].建筑工程技術與設計，2017，000（023）：3030-3030.

[3]何珺潔，張飛龍.淺談超白浮法玻璃生產的工藝控制[J].當代化工研究， 2017（6）.

[4]李云龍，賈鶴.超白浮法玻璃的生產與質量要求分析[J].建筑工程技術與設計，2017，000（023）：3023-3023.