浮法玻璃锡缺陷产生的原因及治理措施（论文）

浮法玻璃锡缺陷产生的原因及治理措施

摘 要：锡槽是浮法玻璃生产线的成型设备，在成型过程中由于浮托介质锡液和保护气氮、氢气受到污染而使玻璃产生了与锡有关的缺陷，我们俗称锡缺陷。主要有光畸变点、锡石、虹彩和沾锡等几大类。玻璃板在锡槽中形成的缺陷，不仅影响了产品合格率，而且限制了浮法玻璃在汽车、镀膜等深加工玻璃上的使用。为了生产高档浮法玻璃，除了控制熔化缺陷外，还应采取措施减少与锡槽有关的缺陷。根据生产的实际经验，对与锡槽有关的玻璃缺陷锡石、沾锡、钢化彩虹、锡滴、雾点、光畸变点的特征、来源、形成机理和防治措施进行论述。 关键词：锡缺陷 预防与解决 常用方法

1、锡缺陷的形成机理

我们把锡槽作为一个动态平衡系统来考虑，该系统是由锡槽结构(入口端、出口端和本体)锡液、保护气体、玻璃带等几个要素来构成的。我们在设计上对每一个构成要素都有明确的要求，比如锡槽的气密性要好，锡液纯度要高，保护气纯度要达到PPM级，玻璃成分设计要合理，等等。按理说，如果我们按上述要求做到了，就可高枕无忧了。但实际上是锡缺陷依然存在，甚至还很严重。这又是为什么呢?原因是我们把锡槽作为一个静态的理想系统来考虑了。首先，即使我们达到了上述要求，污染依然存在，每时每刻都在进行，只是污染程度轻一些，速度慢一些，而随着时间的推移，累计污染也会造成缺陷的产生：更为主要的是，锡槽作为一个动态平衡系统，构成要素也在发生变化，例如水的引入、氢气的引入、硫

的引入，等等。这些后来引入的系统元素，恰恰是造成锡缺陷的主要原因。 一般由锡引起的浮法玻璃外观缺陷统称为锡缺陷，包括顶锡、滴落物、沾锡、锡结石、钢化彩虹、光畸变点等。

纯净的锡熔点为232℃，沸点为2271℃，在1093℃的条件下，蒸汽压力0.002㎜Hg。这说明锡在玻璃成型温度下是非常稳定的。但当有氧和硫存在时，锡极易与它们反应，以氧循环为例，当氧气进入锡槽后，虽有与氢气反应，但仍有部分溶解到锡液里，形成SnO，其蒸发后，在锡槽温度低的地方，如水包，槽顶以Sn和SnO2形式沉积。当沉积物遇到氢气时，发生还原反应，形成锡。一旦锡槽环境发生变化，如机械震动，温度变化等等，就会产生锡缺陷。 2锡缺陷的种类以及产生原因：

2.1顶锡和滴落物

顶锡，即沾在玻璃上表面的锡点。根据锡点的形状和在玻璃表面形成的深度，可以判定锡是来自锡槽的热端还是冷端。如果锡点呈圆形，并很容易从玻璃表面剥离，那么锡点来自冷端锡槽顶。生产薄玻璃时，如果锡点呈椭圆形而且嵌入玻璃较深，则锡点来自热端锡槽顶。

滴落物，即沾在玻璃表面象灰一样的物质。与顶锡一样，滴落物来自锡槽的热端或冷端。如果滴落物看起来象白灰（如锡槽末端水包上的浮灰）,白灰擦掉后，玻璃表面上似乎有擦不掉的油污，则可判定滴落物来自锡槽冷端。如果滴落物形状看起来象棕色橄榄球，围绕着中间缺陷有变形，则来自热端。 2.2钢化彩虹

彩虹是指浮法玻璃进行钢化或热弯时，玻璃下表面（成形时与锡液接触的表面）呈现光干涉色----彩虹。彩虹产生的原因主要是在锡槽内存在微量氧（特别是同时存在微

量硫等），高温下Sn被氧化生成SnO2、SnO2等，其Sn4+和Sn2+渗入玻璃下表面，当热弯、钢化时，其板表面的Sn2+被氧化成Sn4+，由于Sn4+比Sn2半径大，使其玻璃表面产生微小裂纹，在光照射下产生光干涉现象，出现彩虹。 2.3沾锡

沾锡即沾在玻璃下表面的锡灰或锡。沾锡除了本身造成玻璃缺陷外，同时沾在玻璃上的锡损坏了提升辊或退火窑辊子的表面，又对玻璃产生表面缺陷。纯净锡液对玻璃液的浸润角为175°，接近于完全不浸润，玻璃不沾锡。当锡中有铝、镁、氧、硫等杂质时，锡的表面张力或润湿性发生改变，便产生了沾锡现象。另外当锡槽出口端存在锡灰时，玻璃的下表面将沾有锡灰。

2.4雾点

雾点是浮法玻璃下表面的开口微气泡，直径只有几微米，数量多时每平方厘米可达几十万个。肉眼观察隐约可见在玻璃表面上有一层薄雾。程度轻者仅在强光黑背景中可看出，严重时可使玻璃表面粗糙，玻璃本身好像磨砂毛玻璃而不透明。

形成雾点的原因是由于浮法生产条件急剧变化，锡槽中原来溶解的气体（如氢气等），氧气、氢气高温溶解度大低温溶解度小的特点，当锡液由高温区到低温区流动时，有可能从饱和状态到不饱和状态而释放出来，被夹持到玻璃液和锡液面之间，如果此处玻璃带温度仍较高，即软化状态，气体在玻璃下表现留下痕迹，就形成较小的开口气泡，即“雾点”。雾点的特征，同时也是与板下小气泡的区别是直径更小，只有几微米，肉眼看不出来，此外数量巨大，每平方厘米可达几十万个。保护气体量过小，纯度不达标，补充加锡，高温区锡液温度急剧下降，例如往锡液中插水管等生产工业参数不正常也可能产生雾。 2.5锡石

锡石外观呈白色或浅灰色，紧贴在玻璃板的上表面。主要成分为SnO2。它往往是聚集在流液道、闸板附近的氧化锡掉到玻璃上形成的。根据其物理形态可以判定来源：如果结石的上面有玻璃覆盖，在显微镜下观察成针状，则来自闸板的上游，流液道区域。如锡结石上面没有玻璃液覆盖，显微镜下观察呈珊瑚状，则锡结石来自闸板的下游。锡结石形成的机理和顶锡、滴落物形成的机理一样。主要是锡槽的热端闸板附近

密封不好。锡的氧化物在该区域沉积，当保护气体、锡槽温度等发生变化时，就产生了锡结石缺陷。防制措施仍是加强密封，严重时，应用氮气吹扫流道盖板和闸板。保持适当的槽压，不要使之过高。 2.5.1锡石产生的机理

纯净的锡，熔点231.96℃，沸点2270℃.蒸汽压极低,1027℃时,为1．9×10-4mmHg。但当气氛中含有10ppm氧或硫，蒸气就会大大提高，这通过含微量氧气或硫时锡液的挥量可以看出： 氧和硫是锡槽存在的两个最大的污染源。氧和硫的来源主要是由玻璃体带入，其次是锡槽密封差渗入的氧气，锡槽出口端渗入的SO2，保护气体质量差。

锡槽在有氧气的存在下，Sn与O2生成氧化亚锡SnO，SnO是极易挥发，挥发温度为1425℃，因此锡槽高温区便成了SnO极易挥发的部位。挥发的SnO随保护气体流动，遇冷而凝洁。锡槽进口闸板处，水包、拉边机杆、观察窗等部位。

硫流染与氧污染相似。以硫酸钠为澄清剂的玻璃含有0.3%~0.5%的SO3置换出来,转化生成SO2、S和H2S(再转化成S),与Sn反应生成极易挥发、升华、凝洁的SnS。 在凝聚处的特定环境下，聚结物中的SnO、SnS不断发生如下反应： SnO＋O2 SnO2 7SnO 5SnO+ SnO2+ Sn 2SnO SnO2+Sn

形成氧化亚锡、硫化锡的集合物。氧化锡一般呈白色，硫化锡呈黑色。 2.6光畸变点

光畸变点时玻璃表面上的微小凹坑，其形状呈平滑的圆形，直径一般为：0.06~0.1mm，深度为0.05mm。

由于浮法玻璃的成型是在锡槽内完成的，所以该缺陷的形成主要在锡槽玻璃成型

过程当中。锡槽内SnS、SnO2、Sn等物质，在唯独较低的位置冷凝，当聚集到一定程度，由于自重或受到外力（气流波动、槽压变化等）而落下，如果落到玻璃板上，则产生光畸变点缺陷。

3、各种锡缺陷的处理措施：

3.1预防顶锡和滴落物产生的措施

3.1.1首先防止氧气进入锡槽。外界空气中的氧气浓度远远高于锡槽内的氧气，氧气很容易扩散到锡槽内。一般氧气会从锡槽侧封、拉边机杆周围、锡槽观察窗等进入到锡槽内，应加强这些区域的密封。应选择良好的密封泥，抹密封泥前，应用耐火棉塞紧缝隙。定期检查密封是否出现裂缝（特别是冬季，由于白昼温差大密封泥更容易开裂）。锡槽出口端和过渡辊台提升辊应设计和使用密封效果好的挡帘。可以通过测定和监视锡槽的压力来评估锡槽密封是否良好。

3.1.2控制氢气的使用。浮法玻璃生产中，为使锡槽内熔融锡液不被氧化，同时避免因锡液被氧化而使玻璃表面造成上述缺陷，需要连续不断地向锡槽内通入高纯度的氮气和氢气组成的保护气体。氢气太多，与锡槽里的沉积物（SnO2）发生反应，生成顶锡。氢气用量减少，顶锡减少，但滴落物（SnO2+Sn）增多。氢气的量应控制在恰好消耗尽锡槽中的氧气。一般氢气的量为保护气体总量的1﹪到2﹪.通过测定锡槽中气体的露点，可以确定锡槽中氧气量。

3.1.3在锡氧化生成沉积前，把其排除掉。方法是在锡槽的1区或2区安装排气装置。在低温区保护气体内的的锡氧化物将沉积在水包上。安装排气装置使处在锡槽温度高的区域内的保护气体（含锡氧化物）排除掉，以减少顶锡和滴落物的形成。

3.1.4吹顶。所谓吹顶，就是用氮气吹扫锡槽的槽顶。不仅外界空气中的氧气有可能扩散到锡槽内，玻璃中的氧气和硫也会扩散到锡槽内。特别是穿有冷却水包位置处的槽顶要认真吹扫。

3.2钢化彩虹的预防及解决措施

3.2.1提高锡槽内的保护气体纯度和供应量，减少渗氧量； 3.2.2加强锡槽密封，维持锡槽内正压操作；

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s7gf.html