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(huán)節(jié)有效控制產品的含鐵率、透光率，使其滿足在太陽能發(fā)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(fā)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(xù)快速增長，使得超白玻璃的應用前景越來越好，國內企業(yè)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(wěn)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(qū)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(fā)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(guī)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(yōu)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(qū)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(yè)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(fā)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(wěn)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(jié)能建筑、光伏發(fā)電設施建設以及電子設備的制造中也不可或缺[2]。首先，優(yōu)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(yè)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(wěn)定的質量。在綠色建筑以及光伏發(fā)電產業(yè)快速發(fā)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(huán)節(jié)便考慮礦石品質的穩(wěn)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(yè)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(wěn)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(yōu)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(huán)節(jié)應防范鐵元素的引入，優(yōu)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(yōu)化粉料容器與傳輸裝置的結構和材料，簡化傳輸環(huán)節(jié)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(tài)提高除鐵效率。

（三）熔化與澄清環(huán)節(jié)的優(yōu)化

混合料熔化和澄清環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)，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(yōu)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(wěn)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(yōu)化工藝流程，改進各個環(huán)節(jié)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(fā)電中的應用[C]//中國太陽能熱發(fā)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.