高铝硅超薄浮法玻璃下表面粘附物原因分析与处理措施的探究

引言

由于生产工艺方法不同，高铝硅超薄浮法玻璃所产生的缺陷类型也不一样，如美国康宁采用的是溢流法生产，玻璃从拉薄成形、退火、切割、包装都是立在辊道上，玻璃的表面不与辊道接触，根本不会有玻璃表面的质量缺陷。日本旭硝子、德国肖特、重庆特种玻璃都是采用浮法玻璃成形，玻璃在漂浮的锡液上拉薄成形，通过沿口到传送辊道上，再由辊道传送到退火窑，在冷端切割、包装。这就影响了玻璃板下表面质量。在日常生产中比较常见的下表面缺陷为粘附物，粘附物一般分为：硫化物粘附物、氧化锡粘附物、玻璃成分中挥发的粘附物等。本文就生产实践中所遇到的几种类型的粘附物进行分析与探究，提出处理和预防措施。

几种常见粘附物

（1）硫化物粘附物

硫化物粘附物（图1）在显微镜下观察：为白色透明颗粒状晶型，为硫化物形成的初始状态，其附着在过渡辊上经过二氧化硫的熏蚀，逐渐变成黄色透明的颗粒。用刀片或者硬物可以刮拭掉，玻璃表面留有一个“凹坑”印记。粘附物在玻璃板位置不固定，集中出现在玻璃板一个区间范围，呈大面积出现。扫描电镜-能谱仪观察下表面硫化物粘附物内部微观形貌如图2所示，检测数据见表1。 图1

显微镜下观察硫化物粘附物形状

图2 下表面硫化物粘附物内部微观形貌

表1 下表面硫化物粘附物的成分

（2）氧化锡粘附物

此类缺陷在浮法玻璃生产工艺的方式中比较常见，特别是在高铝硅超薄浮法玻璃生产线中为解决难点，常见的氧化锡粘附物如图3所示。“珊瑚状”的氧化锡，主要是由锡槽中的二氧化锡（俗称锡灰）漂浮在锡槽沿口处存积，随着玻璃板带到过渡辊表面，粘附到玻璃板下表面，形成氧化锡锡灰，显微镜下观察为灰褐色、珊瑚状，一般为0.1～0.3 mm。另一种是沾锡（金属）。锡槽锡液波动，锡液中含有其他杂质导致锡粘附在玻璃下表面，在显微镜下观察为金属类光亮色，尺寸为0.05～0.1

mm。扫描电镜-能谱仪观察下表面氧化锡粘附物内部微观形貌如图4所示，检测数据见表2。

图3 显微镜下观察“珊瑚状”氧化锡粘附物形状 图4

下表面氧化锡粘附物内部微观形貌

表2 下表面氧化锡粘附物的成分

（3）玻璃成分中挥发的粘附物

现在浮法玻璃产品样式较多，所需的成分要求差别比较大。在浮法玻璃生产中，玻璃成分中挥发的粘附物在显微镜下观察为褐色的附着物，如图5所示，很难用硬物刮拭下来，用手触摸表面凸凹不平，在玻璃板的位置不固定，一般为0.1～0.3 mm。扫描电镜-能谱仪观察下表面玻璃成分中挥发的粘附物内部微观形貌如图6所示，检测数据见表3。 图5

显微镜下观察含有SO3、Cl、Al2O3等玻璃成分的粘附物形状

图6 下表面玻璃成分中挥发的粘附物内部微观形貌图

s表3 下表面玻璃成分中挥发的粘附物的成分 粘附物的处理和预防措施

（1）硫化物

处理措施：根据生产产品厚度降低锡槽出口玻璃板温度；用木块或石墨打磨过渡辊表面，制作一个擦辊装置，生产高质量玻璃前把过渡辊表面清理干净；定期检查沿口三角区状况，及时清理三角区的锡灰。

预防措施：根据产品的规格设计制定过渡辊、爬坡辊道的爬坡曲线，1#过渡辊外径与锡槽出口唇板的距离控制在≤60 mm；1#过渡辊标高控制根据玻璃板与沿口高度、玻璃板温度来设定，超薄浮法玻璃一般参考玻璃板和沿口高度2～3 mm而定；二氧化硫使用增加水浴系统和气化储气罐，定期更换水和排水，减少二氧化硫带来的杂质粘附在辊道表面；过渡辊区域严格控制氧含量，增加一定量的氮气或者氮气和二氧化硫的混合气；过渡辊和退火窑中间过渡区板下要密封，板上增加可调控的放散口，减少二氧化硫等废气进入退火窑影响辊道表面质量。

（2）沾锡

处理措施：用钢带清理沿口三角区，确保三角区锡液表面干净没有锡灰积存；降低玻璃板与沿口的高度，减少三角区长度；增加挡旗使用量，在拉边机后区每间隔2～3 m安装一组，到收缩段位置，减少高温区锡液回流；增加锡槽出口扒渣机电流，加快玻璃板中间的锡液向两侧流动，把锡灰带到扒渣口；过渡辊产生的沾锡需要用石墨或木块打磨辊道表面。 预防措施：日常加强锡槽的密封，减少锡液污染，控制锡槽的露点在-46 ℃以下，锡液深度不低于设计高度；锡槽工艺设备定期清理，避免冷凝物等杂质进入锡槽；合理分配锡槽保护气体，一般分布是按照中间多，前后略低的分布方式；氢气的使用方式建议从锡液裸露面区域通入进去，如边封、观察窗等，进而提高氢气与锡液表面的氧气反应；锡液定期成分检测，控制锡液中的Fe含量，一般高铝超薄浮法玻璃控制在300×10-6～400×10-6，偏低可以增加高纯度的电解铁，电解铁同时与锡的氧化物、硫化物也有强还原反应。

（3）玻璃成分中的挥发物

处理措施：用高压纯氮气吹扫锡槽顶部，把硅碳棒、吊顶砖砖缝、边封、导流周围等挥发物冷凝存积的区域吹扫干净，吹扫期间玻璃板放宽板，把掉落的挥发物带走，翻挡旗、清理水包、清理拉边机等附属设备，根据生产计划安排、挥发物的聚集程度制定定期吹扫锡槽方案。

预防措施：加强锡槽密封，高温区增加4～6组导流，分别安装在0～1贝，拉边机中间和末端区域导流排放的废气是锡槽保护气总量的25%～30%，槽压控制在30 Pa以上，尽可能多开，锡槽前端一般全开，拉边机区域和末端根据槽压状况定期循环打开；制定锡槽附属设备清理周期，一般水包20～30天、拉边机60～90天、挡旗和挡边器180天。

结语

通过对高铝硅超薄浮法玻璃下表面粘附物电子显微镜下岩相分析，借助扫描电镜-能谱仪的检测数据，找出了玻璃下表面粘附物产生的原因，结合生产实践提出了有效预防措施和处理措施，解决了此类缺陷，实现了稳定生产。