淺析浮法玻璃錫缺陷產(chǎn)生的原因及治理措施

張磊　付少飛

摘 要：浮法玻璃產(chǎn)生錫缺陷的原因主要與氧、硫等物質(zhì)的侵入以及錫恢復(fù)冷凝后滴落有關(guān)。硫、氧侵入錫槽后會(huì)與錫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成易揮發(fā)的錫化學(xué)物，在高溫影響下在錫槽頂部匯聚，最終經(jīng)過(guò)冷凝滴落至玻璃表面而形成錫缺陷。這就要求玻璃制備人員加強(qiáng)過(guò)程管控，避免外界物質(zhì)侵入錫槽環(huán)境，通過(guò)技術(shù)手段將侵入的物質(zhì)排除，提升所制備玻璃的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：浮法玻璃 錫缺陷 成因及治理措施

浮法玻璃制備過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題有表面顆粒污染，如錫類缺陷等。在玻璃成型階段，錫槽中的單質(zhì)錫容易受內(nèi)部氧氣或二氧化硫氣體的影響，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成氧化亞錫、硫化亞錫等物質(zhì)。這些反應(yīng)形成的硫化學(xué)物往往會(huì)因?yàn)殄a槽高溫而揮發(fā)至錫槽頂部、過(guò)渡輥道以及玻璃表面等眾多區(qū)域，最終因?yàn)槔淠温涠奂诓Ａ?，形成難以去除、影響玻璃正常使用的錫缺陷。

一、錫缺陷的形成

（一）錫缺陷成分分析

浮法玻璃產(chǎn)品的錫缺陷主要包括表面滴落聚集物、錫石以及錫灰等，其物質(zhì)成分主要是錫和錫的化學(xué)物，如氧化亞錫或者硫化亞錫。這些物質(zhì)是在高溫的錫槽中因?yàn)檠鯕饣蛘吡虻任镔|(zhì)進(jìn)入其中與錫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的，這些化學(xué)反應(yīng)形成的物質(zhì)或在高溫中蒸發(fā)至錫槽上部，后續(xù)經(jīng)過(guò)冷凝逐漸滴落在玻璃表面，最終形成錫缺陷影響玻璃質(zhì)量。玻璃下表面中往往會(huì)出現(xiàn)鋼化虹彩以及粘錫等問(wèn)題，其中沾錫問(wèn)題是由于錫液中溶入了各類化學(xué)物導(dǎo)致其表面張力和濕潤(rùn)性能發(fā)生改變，最終產(chǎn)生沾錫現(xiàn)象;而鋼化虹彩問(wèn)題則是由于玻璃下表面滲入了二價(jià)以及四價(jià)的錫離子，導(dǎo)致玻璃結(jié)構(gòu)性能發(fā)生變化，在進(jìn)行熱彎和鋼化時(shí)會(huì)產(chǎn)生部分裂紋，這些裂紋會(huì)使得玻璃在陽(yáng)光下發(fā)生干涉這種物理現(xiàn)象，形成鋼化虹彩。由此可以確認(rèn)，錫缺陷的主要成因是氧和硫的侵入。（二）錫缺陷中的氧、硫來(lái)源

氧氣會(huì)與錫槽中的錫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致浮法玻璃中產(chǎn)生錫缺陷。氧氣進(jìn)入錫槽與其密封的程度有關(guān)，在進(jìn)行浮法玻璃制備時(shí)，施工人員往往無(wú)法將錫槽完全密封，導(dǎo)致空氣進(jìn)入到錫槽內(nèi)部，或者玻璃液中、保護(hù)氣體中附帶了部分氧氣進(jìn)入錫槽中。氧氣與錫會(huì)在錫槽的高溫環(huán)境中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氧化亞錫和二氧化錫。其中，氧化亞錫極易揮發(fā)，導(dǎo)致其侵入到保護(hù)其他中，最終再發(fā)生氧化或還原反應(yīng)導(dǎo)致錫類物質(zhì)在玻璃表面聚集，形成錫缺陷?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，氧化亞錫是形成鋼化虹彩的關(guān)鍵物質(zhì)，滲錫量中的二價(jià)錫離子含量決定了鋼化虹彩產(chǎn)生的程度。

玻璃生產(chǎn)制備時(shí)影響其質(zhì)量的硫主要源自澄清玻璃使用的芒硝，施工人員應(yīng)有的芒硝不純會(huì)導(dǎo)致其用于澄清環(huán)節(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生三氧化硫以及二氧化硫等氣體;也與熔窯廢氣中摻雜的二氧化硫以及電解氨制備氫氣引入等制備環(huán)節(jié)有關(guān)。硫氧化物在錫槽中會(huì)與錫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)最終形成極易揮發(fā)且容易溶入錫液中的硫化錫物質(zhì)。當(dāng)溫度小于870攝氏度時(shí)，硫化錫就會(huì)在錫槽中發(fā)生冷凝反應(yīng)，最終掉落至玻璃表面形成錫缺陷。其中，硫化錫溶解在錫液內(nèi)部也是產(chǎn)生鋼化虹彩問(wèn)題的重要因素。

二、錫缺陷治理措施

錫缺陷會(huì)導(dǎo)致玻璃表面結(jié)構(gòu)不均勻，尤其在用于制備電子級(jí)玻璃時(shí)，錫缺陷會(huì)使鍍膜的膜層表面粗糙，在導(dǎo)電膜制作時(shí)無(wú)法保證線路連接正常，極易發(fā)生蝕刻電路短路等影響使用的問(wèn)題。當(dāng)前治理和預(yù)防錫缺陷的主要措施有錫槽密封、氣體控制以及排氣等方法。

（一）錫槽密封

為了降低氧氣和硫氧化其他進(jìn)入到錫槽中與錫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響玻璃質(zhì)量，施工人員需要對(duì)錫槽密封工作進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。具體操作時(shí)應(yīng)該針對(duì)錫槽側(cè)縫、觀察窗以及拉邊機(jī)桿等容易滲透的區(qū)域使用專用封堵材料將其密封。對(duì)于錫槽的出口可以通過(guò)應(yīng)用軟擋簾隔檔的方式提升錫槽內(nèi)部氣壓，降低氧氣和硫的侵入。同時(shí)，也需要加強(qiáng)對(duì)錫槽內(nèi)部氣壓和密封情況的檢測(cè)，將密封不足的區(qū)域及時(shí)處理。

（二）錫槽氣氛控制

浮法玻璃的生產(chǎn)制備環(huán)節(jié)會(huì)應(yīng)用到氮?dú)庖约皻錃獾冗€原保護(hù)氣體，為了保證玻璃制備質(zhì)量，生產(chǎn)人員需要合理控制各類氣體的含量，保證其穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)氣體純度異常的情況，避免在氣體中摻雜過(guò)量的氧氣。氫氣含量如果過(guò)量將會(huì)與錫槽中的二氧化錫產(chǎn)生化學(xué)還原反應(yīng)，最終導(dǎo)致錫缺陷問(wèn)題產(chǎn)生，這就要技術(shù)人員合理控制氫氣含量，必要時(shí)通過(guò)檢測(cè)分析提升控制精度。相關(guān)研究表明二氧化硫其他多分布于錫槽前端以及尾端，這就要求現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)人員合理控制錫槽前端和尾端的氫氣含量，避免因化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致二氧化硫氣體重復(fù)產(chǎn)生，影響玻璃質(zhì)量。

（三）定期吹掃及設(shè)置排氣裝置

為了避免氧氣和硫與錫反應(yīng)形成的各類錫化學(xué)物在錫槽中冷凝滴落至玻璃表面，技術(shù)人員可以通過(guò)一定的措施利用這些物質(zhì)在高溫中易蒸發(fā)的性質(zhì)將其清除至錫槽外部。具體操作時(shí)可以在錫槽的不同區(qū)域設(shè)置排氣裝置，確保可以將揮發(fā)或蒸發(fā)至保護(hù)氣體中的錫化學(xué)物排至錫槽外部，假設(shè)錫槽頂部錫化合物冷凝滴落的概率。對(duì)于玻璃可能形成大面積錫缺陷的情況，生產(chǎn)人員可以通過(guò)對(duì)錫槽不同分區(qū)使用保護(hù)氣、純氮?dú)?、氯氣或者超聲波吹掃的方式，將各類污染物清除干凈?/p>

（四）降低錫液及錫化學(xué)物冷凝滴落的概率

浮法玻璃制備時(shí)常常會(huì)因?yàn)殄a類物質(zhì)在錫槽中汽化冷凝后滴落在玻璃表面，形成影響其美觀甚至正常使用的錫缺陷，為此，生產(chǎn)人員需要通過(guò)技術(shù)手段合理控制錫類物質(zhì)的蒸發(fā)數(shù)量，降低滴落概率。首先，在制備環(huán)節(jié)可以降低錫液的暴露面積，通過(guò)表面覆蓋的方式最大程度降低錫液在高溫蒸發(fā)并冷凝滴落的數(shù)量。其次，技術(shù)人員應(yīng)該在錫槽中設(shè)置對(duì)流裝置，加強(qiáng)錫槽不同分區(qū)內(nèi)的其他流動(dòng)速度，加快保護(hù)氣體與異常其他的交換速度，減少錫缺陷產(chǎn)生概率。最后，在浮法生產(chǎn)玻璃時(shí)需要盡可能減低冷卻器的使用頻率，并定期對(duì)錫槽內(nèi)部聚集的污染物清潔，提升所制備玻璃的質(zhì)量。三、結(jié)語(yǔ)

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)并針對(duì)錫缺陷的形成機(jī)理采取密封、控制氣氛、定期吹掃及設(shè)置排氣裝置以及控制物質(zhì)冷凝滴落概率等措施可以不斷提升玻璃質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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