浮法玻璃缺陷种类分析及处理办法

浮法玻璃中退火产生的缺陷及控制理工大学战营一、玻璃的退火玻璃退火的目的是减弱和防止玻璃制品中出现过大的剩余应力和光学不均匀性，稳定玻璃部的构造。

玻璃的退火可分成两个主要过程：一是玻璃中应力的减弱或消失，二是防止应力的重新产生。

玻璃中应力的减弱和消除是以松弛理论为根底的，所谓应力松弛是指材料在分子热运动的作用下使应力消散的过程，应力的松弛速度在很大程度上决定于玻璃所处的温度。

玻璃在加热或冷却过程中，由于其导热性较差，在其外表层和层之间必然产生温度梯度，因而在外层之间产生应力。

这种由于温度梯度存在而产生的应力称为温度应力或热应力，此种应力的大小，既取决于玻璃中的温度梯度，又与玻璃的热膨胀系数有关〔玻璃的化学成分决定玻璃的热膨胀系数〕。

热应力按其存在的特点可分为暂时应力和永久应力。

暂时应力，当玻璃受不均匀的温度变化时产生的热应力，随着温度差的存在而存在，随温度差的消失而消失，被称为暂时应力。

应力的建立和消失过程。

当制品冷却开场时，因为玻璃的外层冷却速度快，所以外部温度比部温度低，外层收缩大，而这时层温度较高，且力求阻碍外层收缩，这样造成玻璃外层产生应力，部产生压应力。

在应力过渡到压应力之间存在着中间层，其应力值为零。

当冷却接近完毕时，外层体积几乎不再收缩，但此时玻璃部仍有一定的温度，其体积力求收缩，此时造成外部受压应力，层受应力。

由此可见，在冷却完毕时，产生的应力恰好和冷却开场时产生的应力性质相反，两者可以得到局部抵消。

冷却全部完毕时，即当玻璃的外层温度和层温度趋向完全一致时，上述两种应力恰好抵消。

我们称这种应力为暂时应力。

永久应力，当温度消失时〔制品的外表和部温度均等于常温时〕，残留在玻璃中的热应力称为永久应力，又称为应力。

玻璃中永久应力的成因，是由于在高温的弹塑性阶段热应力松弛而形成的温度变形被“冻结〞下来的缘故。

当玻璃板逐渐冷却到室温均衡时，玻璃中残存的应力实际等于玻璃在高温阶段松弛掉的热弹应力，但方向相反。

7 浮法玻璃缺陷种类、成因及处理措施7.1 浮法玻璃缺陷的分类浮法玻璃的缺陷按显微结构可以分为两大类：非晶态缺陷和晶态缺陷。

7.1.1非晶态缺陷可分为：(1) 气相缺陷（气泡）。

(2) 玻璃相夹杂物（条纹和疖瘤）。

(3) 由不均匀应力产生的缺陷。

(4) 硌伤和压裂。

7.1. 2 晶态缺陷（夹杂物）可分为：(1) 未熔化的残留物。

(2) 受侵蚀的耐火材料。

(3) 玻璃熔体的析晶。

(4) 锡槽产生的上表面缺陷。

7.2原料及熔化部位产生的缺陷本节根据其缺陷分类进行叙述。

7.2.1 气泡气泡是玻璃中能看见的气体形态。

与玻璃熔体对比，气泡属于另一种物态，在浮法玻璃中是一种较难判断和解决的缺陷。

它的存在，严重影响玻璃质量的提高。

浮法玻璃中的气泡基本上可分为三类：（1）初熔和澄清之后残存在玻璃中的澄清气泡。

（2）因条件发生变化，又从玻璃中析出来的再生气泡，也叫重沸泡。

（3）外界加入到玻璃中的污染气泡，它的初态可能是气体、液体或固体，但最终以气泡形成玻璃缺陷。

浮法玻璃形成的气泡根据其直径的不同又可分：气泡和微气泡；一般来说，将直径在毫米范围的称为气泡，直径十分之一毫米范围之内的称为微气泡。

7.2.1.1澄清泡澄清过程就是在熔化结束后，使玻璃内的大气泡大量释放，这种气体的释放有很快的上升速度，这样在上升尾流中又带动小气泡上升。

而这种小气泡只有在经过好长一段时间后才能达到表面。

澄清过程就是消除玻璃液中所有的气泡。

而没有被消除的便形成澄清泡残留在玻璃中。

这种气泡的释放可以通过化学途径在澄清剂的作用下实现，或通过物理途径在鼓泡器的作用下完成。

需要指出的是：1个半径为R的气泡，在粘度为δ和密度为d的介质中的上升速度由下式给定：V=2/9r2dg/δ，如果r=0.5mm, δ=100泊和d=2，那么该类气泡的上升速度为： V=36cm/h。

如果r=0.05mm, 那么该类气泡的上升速度为： V=0.36cm/h。

因此，来不及排出的澄清泡直径一般较小。

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文摘：锡槽是浮法玻璃生产线的成型设备。

在成型过程中，由于漂浮介质锡液和保护气体氮和氢的污染，玻璃存在与锡相关的缺陷。

我们通常称之为锡缺陷。

主要有光线畸变点、锡石、彩虹和锡渍。

锡槽玻璃板的缺陷不仅影响产品的合格率，而且限制了浮法玻璃在汽车、涂料等深加工玻璃中的应用。

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。

根据生产实践经验，论述了锡浴、锡石、锡渍、回火彩虹、锡滴、雾点、光畸变点等玻璃缺陷的特点、来源、形成机理及预防措施。

关键词：锡缺陷的预防和解决常用方法1、锡缺陷的形成机理我们认为锡槽是一种动态平衡系统，它由锡槽结构（入口端、出口端和主体）、锡液、保护气体、玻璃带等元素组成。

在设计方面，我们对每个组成元素都有明确的要求，如锡槽的气密性好、锡液的纯度高、保护气体的纯度为PPM、玻璃成分的合理设计等，我们会按照您的要求去做。

但事实上，锡缺陷仍然存在，甚至非常严重。

为什么？原因是我们认为锡浴是一个静态的理想系统。

首先，即使我们满足上述要求，污染仍然存在，而且一直在进行，但污染程度较轻，速度较慢。

随着时间的推移，累积污染也会造成缺陷：更重要的是，作为一个动态平衡系统，锡浴的组成元素也在发生变化，如引入水、氢和硫的引入，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。

纯锡的熔点为232℃，沸点为2271℃，1093℃时的蒸汽压力为0.002lhg。

这表明锡在玻璃形成温度下非常稳定。

然而，当氧和硫存在时，锡很容易与它们发生反应。

以氧气循环为例。

氧气进入锡槽后，虽然与氢发生反应，但仍有一部分溶解在锡液中形成SnO。

蒸发后，在低温下以Sn和SnO2的形式沉积在镀液顶部，如水袋。

当沉积物遇到氢时，发生还原反应形成锡。

7 浮法玻璃缺陷种类、成因及处理措施7.1 浮法玻璃缺陷的分类浮法玻璃的缺陷按显微结构可以分为两大类：非晶态缺陷和晶态缺陷。

7.1.1非晶态缺陷可分为：(1) 气相缺陷（气泡）。

(2) 玻璃相夹杂物（条纹和疖瘤）。

(3) 由不均匀应力产生的缺陷。

(4) 硌伤和压裂。

7.1. 2 晶态缺陷（夹杂物）可分为：(1) 未熔化的残留物。

(2) 受侵蚀的耐火材料。

(3) 玻璃熔体的析晶。

(4) 锡槽产生的上表面缺陷。

7.2原料及熔化部位产生的缺陷本节根据其缺陷分类进行叙述。

7.2.1 气泡气泡是玻璃中能看见的气体形态。

与玻璃熔体对比，气泡属于另一种物态，在浮法玻璃中是一种较难判断和解决的缺陷。

它的存在，严重影响玻璃质量的提高。

浮法玻璃中的气泡基本上可分为三类：（1）初熔和澄清之后残存在玻璃中的澄清气泡。

（2）因条件发生变化，又从玻璃中析出来的再生气泡，也叫重沸泡。

（3）外界加入到玻璃中的污染气泡，它的初态可能是气体、液体或固体，但最终以气泡形成玻璃缺陷。

浮法玻璃形成的气泡根据其直径的不同又可分：气泡和微气泡；一般来说，将直径在毫米范围的称为气泡，直径十分之一毫米范围之内的称为微气泡。

7.2.1.1澄清泡澄清过程就是在熔化结束后，使玻璃内的大气泡大量释放，这种气体的释放有很快的上升速度，这样在上升尾流中又带动小气泡上升。

而这种小气泡只有在经过好长一段时间后才能达到表面。

澄清过程就是消除玻璃液中所有的气泡。

而没有被消除的便形成澄清泡残留在玻璃中。

这种气泡的释放可以通过化学途径在澄清剂的作用下实现，或通过物理途径在鼓泡器的作用下完成。

需要指出的是：1个半径为R的气泡，在粘度为δ和密度为d的介质中的上升速度由下式给定：V=2/9r2dg/δ，如果r=0.5mm, δ=100泊和d=2，那么该类气泡的上升速度为： V=36cm/h。

如果r=0.05mm, 那么该类气泡的上升速度为： V=0.36cm/h。

因此，来不及排出的澄清泡直径一般较小。

0引言浮法玻璃熔制缺陷按其状态的不同分为三类，结石（结晶夹杂物，固体夹杂物）、条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）及气泡（气体夹杂物）。

不同类型的结石，其化学组成和矿物组成也各不相同。

根据结石产生原因，结石可分为配合料结石、窑碹结石、耐火材料结石、析晶结石和外来污染物引起的结石。

本文对三种比较典型的结石缺陷进行分析、化验，提出处理措施。

1玻璃缺陷样品取样分析针对三类缺陷各取样品5个，样品A和样品B类缺陷全位于玻璃板上表面，C类缺陷4个位于玻璃板上表面，1个位于玻璃板中偏上位置，C类缺陷尺寸多为1.0 mm以上缺陷，形状大部分是长条状、少量圆形、规则三角形，尺寸多为1～5 mm；B类缺陷位于玻璃带一侧边部位置，A类、C类缺陷位置不固定。

（1）偏光显微镜分析在偏光显微镜下观察缺陷样品的晶体结构，如图1所示。

A类样品为熔融鳞石英（低温区），B类样品为鳞石英、方石英，C类样品为刚玉结石，部分形成单晶结石、伴有霞石。

图1偏光显微镜下的玻璃缺陷晶体结构（2）荧光成分分析利用金相切割机将缺陷样品切割成尽量小，尽可能去掉没有缺陷的玻璃，利用玛瑙研钵研磨，按照荧光制样标准制取样品1；取同量的正常玻璃用同样的方法制取对比样品2，利用荧光仪测量的数据见表1。

通过对比，可判定缺陷为铝质缺陷。

2缺陷产生原因分析（1）样品A熔融鳞石英缺陷熔融石英结石缺陷的主要来源为石英质流量闸板，其次为高温熔蚀的碹顶硅砖。

流量闸板形成结石的原因有两个，一是持续处于高温环境下的流量闸板发生自身析晶，在受到温度反复波动后剥落进入玻璃液形成结石；二是闸板受到高温熔蚀的剥落物进入玻璃液形成结石。

通过窑炉检查结合窑内拍照发现卡脖靠近冷却部后半部分碹顶有部分区域存在剥落现象，抽出空间冷却水包清理，发现水包上表面凝结物里有一定数量的白色颗粒，与样品A内缺陷相同，偏光镜观察晶相为熔融鳞石英，分析为该区域穿有空间冷却水包，距离碹顶较近、且清理频繁，造成受侵蚀的硅砖表层剥落形成缺陷。

引言浮法玻璃生产过程中会出现各种各样的缺陷，有时会发现大量的黑色夹杂物，在国内外的一些玻璃厂都曾发生过。

这些黑色夹杂物一般直接或间接地来自于配合料或者配料过程中的不当操作。

如果这些夹杂物没有充分在玻璃液中溶解或溶解较少，没有形成特殊的溶液圈，且颜色呈墨绿色或黑色，那么这种夹杂物可能是含Cr的原料或操作不慎带来的杂质，这种情况生产中要严格控制生产操作和原料中硅砂含铬氧化物；还有一些黑色夹杂物是由锡槽电加热丝引起的，电加热丝表面被氧化脱落，掉落至玻璃板上即形成点状黑色夹杂物，要定期对锡槽进行吹扫。

通过对某大型生产线产品质量的追踪发现，该生产线在某段时期内玻璃板面出现大量黑色点状或絮状缺陷，持续一段时间后慢慢减少然后再重复出现，严重影响了该生产线的一等品率和产量。

已知该生产线并未开启锡槽电加热，且进行配合料分析发现原料中并没有引入杂质成分。

根据其外观不同对其产生来源和改善措施进行分类讨论。

黑色点状缺陷该生产线在某段时期内断断续续出现图1（a）所示的黑色点状夹杂物，对其进行能谱分析，见图2（a）。

从成分分析表中可以看到，它的杂质成分中含量最多的为Cr。

2020年该生产线开始热修蓄热室格子体。

热修开始后玻璃产品连续出现大量黑色点状缺陷，如图1（b）所示，对其进行能谱分析（图2（b））发现，它的外观形貌及成分都与热修蓄热室前出现的黑色点状缺陷成分一致。

该生产线原料分析结果中不含Cr，那么夹杂物中出现的Cr只能来自于耐火材料。

结合出现此缺陷前后工况变化推测，这些黑色点状缺陷可能来自于热修时蓄热室镁铬砖的粉末飞溅。

总的来说，如果玻璃样品中出现上述外观的黑色点状缺陷，结合能谱分析可初步推断其为蓄热室镁铬砖引起的缺陷。

图1 黑色点状缺陷外观图图2 黑色点状缺陷能谱分析黑色絮状缺陷除了上述黑色点状夹杂物，该生产线每隔一段时间总是连续出现黑色块状缺陷。

从外观来看，黑色夹杂物发生熔化，形成玻璃体，同时伴随有大尺寸裂纹。

将玻璃样品切开，露出里面黑色玻璃体，缺陷呈黑色絮状，没有明显的结晶现象。

浮法玻璃几种结石缺陷的处理方法摘要：随着社会的进步，浮法玻璃生产中常出现结石、气泡和条纹等缺陷。

其中结石缺陷常导致光散射，使玻璃透光能力降低，还因结石与玻璃体膨胀系数的差异，导致玻璃较大内应力而降低玻璃强度和热稳定性。

玻璃产品均需要分析研究结石成因和来源，以保证较高的成品率和市场竞争力。

关键词：浮法玻璃；几种结石；缺陷；处理方法引言浮法玻璃熔制缺陷按其状态的不同分为三类，结石（结晶夹杂物，固体夹杂物）、条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）及气泡（气体夹杂物）。

不同类型的结石，其化学组成和矿物组成也各不相同。

根据结石产生原因，结石可分为配合料结石、窑碹结石、耐火材料结石、析晶结石和外来污染物引起的结石。

1平板玻璃工业发展趋势1.1环保、智能的建筑玻璃有极大的发展空间用于建筑物的特种玻璃将在建筑物实现节能减碳以及零碳建筑、负碳建筑中发挥强大作用。

如低辐射膜、自洁净膜等各种功能的镀膜玻璃、涂膜玻璃等的广泛应用；用于光敏、可切换或电致变色玻璃的智能镜子和高度绝缘的玻璃窗，用于保密区域空间的电屏蔽镀膜玻璃等。

1.2新能源玻璃将大行其道玻璃在新能源方面的作用越来越明显，如光伏压延玻璃、光伏超白浮法玻璃以及发电玻璃，已成为新能源的基础材料，是光伏产业、光热产业不可或缺的材料之一，并在BIPV中大行其道。

2电熔刚玉砖在浮法玻璃熔窑中的应用池底和池壁都是与玻璃液直接接触的部位。

对所有直接接触玻璃液的部位来说,耐火材料最重要的性能就是抗侵蚀性能,即要求耐火材料与玻璃液之间不发生化学反应。

从三元相图上分析在作业温度范围内没有共熔点,并且要求耐火材料与玻璃液间的界面层相对稳定,即耐火材料虽处于被侵蚀状态中,但其表面仍是完整的,不会脱落到玻璃液中产生结石等缺陷。

近年来考核与玻璃液直接接触的电熔耐火材料的质量指标时,除化学成分、理化指标、矿物组成外,还必须考核以下三个指标:抗玻璃侵蚀指数、析出气泡指数与析出结晶指数。

随着对玻璃质量要求越高、熔窑的生产能力越大,电熔砖的使用范围就越广。

浮法玻璃成形缺陷及解决办法熔融的玻璃经流道、流槽进入锡槽，在锡槽中成形后由过渡辊台进入退火窑，在这一过程中玻璃液（板）要与闸板、唇砖、锡液、拉边机、保护气体过渡辊台等直接接触，同时与锡槽水包、顶盖砖、底砖等密切相关，很容易形成与成形相关的各种缺陷，包括锡石、锡点（顶锡）、光畸变点（脱落物）、粘锡、虹彩、雾点、气泡等，除气泡之外的可统称为锡缺陷，这些成形缺陷严重制约着玻璃的质量等级与加工性能。

本文对其成因及防止措施作些探讨，以期有助于改善浮法玻璃质量。

1锡缺陷的成因分析1.1锡与锡槽中锡化合物的性质纯净的锡的熔点是232℃，沸点为2271℃，在600～1050℃的温度范围内锡具有较低的熔点和较高的沸点，较低的饱和蒸汽压，同时还具有较大的密度和容易还原的性质，以及锡液与玻璃液之间具有较大的浸润角（175°）几乎完全不浸润等性质，锡用来作为玻璃成形的良好载体。

氧化锡SnO2，密度6.7～7.0g/cm3，熔点2000℃，高温时的蒸汽压非常小，不溶于锡液，正常生产时在锡槽的温度条件下为固体，往往以浮渣形式出现在低温区的液面上，通常浮渣都聚集在靠近出口端。

如果氧化严重，浮渣会延伸很长，容易形成玻璃板下表面划伤。

氧化亚锡SnO，熔点为1040℃，沸点为1425℃，固体为蓝黑色粉末，能溶解于锡液中，SnO的分子一般为其聚合物（SnO）x形式。

在中性气氛中SnO只有在1040℃以上才是稳定的，1040℃以下会发生分解反应。

在锡槽的还原性气氛中SnO可以存在，它往往溶解于锡液中和以蒸汽形式存在于气氛中。

硫化亚锡SnS，密度5.27g/cm3，固体为蓝色晶体，熔点为865℃，沸点为1280℃，具有较大的蒸汽压，800℃时为81.3Pa，正常生产时，在高温区易挥发进入气氛，低温区易凝聚滴落。

1.2锡槽中的硫、氧污染循环氧的污染主要来源于气氛中的微量氧和水蒸汽以及从锡槽缝隙漏入和扩散的氧。

在锡槽工况下，它们使锡氧化成SnO和SnO2浮渣，SnO溶解于锡液和挥发进入气氛，并在顶盖、水包处冷凝、聚集而落到玻璃表面。

浮法玻璃的特征缺陷产生原因与消除方法概述一.1952年至1959年间英国皮尔金顿兄弟有限公司创造了浮法玻璃生产工艺，可以看作是平板玻璃制造中的一次革命。

开始时还只打算用它来代替当时流行的成本很高的镜面玻璃制造方法。

不久就发现，它完全可以代替全部或绝大部分各种常用的平板玻璃制造方法。

浮法是一种新型的工业制造方法，它本身已具有全自动化生产的可能条件。

我国也于1970年独自研制成功了“洛阳浮法玻璃工艺技术”。

伴随着我国经济腾飞，浮法玻璃也得到迅猛发展，截止到2005年底，我国已建成140多条浮法玻璃生产线。

浮法的原理是：冷却到1100℃的玻璃液，从玻璃熔窑冷却部经流液道进入锡槽。

锡槽用电加热保持所要求的温度。

为了防止锡的表面层氧化，在锡槽空间充满氮气加一定比例氢气的保护气体。

液态玻璃在自身重量的作用下在锡液的表面铺开。

在表面张力的作用下玻璃层的平衡厚度保持在6～7㎜左右。

当要求玻璃带的厚度小于6㎜时，可在玻璃带的两边用拉边机机头将玻璃拉伸。

要求厚度大于7㎜时拉边机头则设置成负角度，将玻璃向中部推，从而堆厚。

玻璃带离开锡槽后则由过渡辊台提升辊引入退火窑。

当生产厚度小于平衡厚度的玻璃时，玻璃带要受拉伸的作用。

与传统的引上法类似，玻璃中存在的化学不均匀或热学不均匀都会显示出特别明显的光学畸变。

玻璃板上的厚度差别，表面不平整或玻璃中存在的不均匀物，都会在透视光或反射光中出现光学的不正常现象。

浮法玻璃的像畸变可分为平行于拉制方向、横向或斜向等类。

属于第一类的有不连续线上的变形。

它是在拉制方向的线上断断续续出现的形变。

有时也在连续的线上出现或只有一段变形（脊形歪痕，英文ridge distortion），但出现在玻璃带行进的方向上。

横向形变是在横跨玻璃带的线上出现变形区。

斜向畸变（鲱鱼骨型扭曲变形，英文herringbone distortion）一般出现在玻璃带的两侧而向倾斜的方向发展。

在玻璃带的上面或下面还可能出现线道（拉引线道，英文ream）。

浮法玻璃成形缺陷及解决办法熔融的玻璃经流道、流槽进入锡槽，在锡槽中成形后由过渡辊台进入退火窑，在这一过程中玻璃液（板）要与闸板、唇砖、锡液、拉边机、保护气体过渡辊台等直接接触，同时与锡槽水包、顶盖砖、底砖等密切相关，很容易形成与成形相关的各种缺陷，包括锡石、锡点（顶锡）、光畸变点（脱落物）、粘锡、虹彩、雾点、气泡等，除气泡之外的可统称为锡缺陷，这些成形缺陷严重制约着玻璃的质量等级与加工性能。

本文对其成因及防止措施作些探讨，以期有助于改善浮法玻璃质量。

1锡缺陷的成因分析1.1锡与锡槽中锡化合物的性质纯净的锡的熔点是232C，沸点为2271T，在600〜1050C的温度范围内锡具有较低的熔点和较高的沸点，较低的饱和蒸汽压，同时还具有较大的密度和容易还原的性质，以及锡液与玻璃液之间具有较大的浸润角（175°）几乎完全不浸润等性质，锡用来作为玻璃成形的良好载体。

氧化锡Sn02密度6.7〜7.0g/cm3，熔点2000C，高温时的蒸汽压非常小，不溶于锡液，正常生产时在锡槽的温度条件下为固体，往往以浮渣形式出现在低温区的液面上，通常浮渣都聚集在靠近出口端。

如果氧化严重，浮渣会延伸很长，容易形成玻璃板下表面划伤。

氧化亚锡SnO熔点为1040C，沸点为1425C，固体为蓝黑色粉末，能溶解于锡液中，SnO的分子一般为其聚合物（SnO x形式。

在中性气氛中SnO只有在1040C以上才是稳定的，1040C以下会发生分解反应。

在锡槽的还原性气氛中SnO可以存在，它往往溶解于锡液中和以蒸汽形式存在于气氛中。

硫化亚锡SnS,密度5.27g/cm3，固体为蓝色晶体，熔点为865C，沸点为1280C，具有较大的蒸汽压，800C时为81.3Pa，正常生产时，在高温区易挥发进入气氛，低温区易凝聚滴落。

1.2锡槽中的硫、氧污染循环氧的污染主要来源于气氛中的微量氧和水蒸汽以及从锡槽缝隙漏入和扩散的氧。

在锡槽工况下，它们使锡氧化成SnO和SnO2浮渣，SnO溶解于锡液和挥发进入气氛，并在顶盖、水包处冷凝、聚集而落到玻璃表面。