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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。
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。
收稿日期:2007-12-11作者简介:禚明(1983-),男,山东省禹城市人,山东轻工业学院材料科学与工程学院硕士研究生,主要从事新型无机功能材料的研究.文章编号:1004-4280(2008)01-0062-03浮法玻璃特有缺陷及其预防措施禚 明,梁忠友,宋秀霞(山东轻工业学院材料科学与工程学院,山东济南250353)摘要:主要介绍了浮法玻璃生产过程中的缺陷,例如虹彩、雾点及压裂等,以及减少、防止出现这些缺陷的措施。
并简要介绍了浮法玻璃的发展史。
关键词:浮法玻璃;缺陷;锡;压裂中图分类号:T Q171 文献标识码:AThe unique defection of float glass and its preventive measureZHUO Ming ,LI ANG Zhong 2y ou ,S ONG X iu 2xia(School of Material Science and Engineering ,Shandong Institute of Light Industry ,Jinan 250353,China )Abstract :This article mainly introduced the defection of float glass from production process ,such as rainbows ,cloud points and com pressive break and s o on.Measures were proposed to reduce and prerent these flaws.This paper als o introduced the history of float glass in brief.K ey w ords :float glass ;defection ;tin ;com pressive break0 引言60年代英国皮尔金顿工业集团在英伦三岛建成世界上首条浮法玻璃生产线,从此先进的浮法玻璃生产工艺很快的取代了传统的垂直引上和平拉法玻璃生产工艺,西方发达国家争相购买其专利技术。
引言目前浮法玻璃生产线，外观缺陷检测大多采用在线自动检测设备，利用光学原理辨别缺陷的位置、大小及种类。
可以检测出0.1 mm 以上的缺陷，缺陷尺寸越大，准确度越高，对于0.1 mm以下的缺陷，其检出缺陷的准确率相对要低，特别是对于0.01～0.05 mm的微缺陷，在线自动检测设备无法有效检测出来，因而此类微缺陷可能漏检。
本文介绍对此类缺陷的一些表征结果，以引起同行关注。
1实验超薄浮法玻璃原片从生产线取片，裁剪成适合玻璃清洗机尺寸的小块。
由于玻璃原片下表面喷涂了保护膜，原片需清洗去除下表面的保护膜层。
经过玻璃清洗干燥机的清洗、风干后的玻璃样品，放置于暗室内LED灯光照射下，随着玻璃样品转动到一定的角度观测玻璃下表面的缺陷位置，采用记号笔把缺陷亮点标记，缺陷亮点标记如图1所示。
玻璃样品进行缺陷标记要满足以下要求：①标记要明显；②标记不易擦洗；③标记位置在玻璃锡面；④标记范围要尽量小（为了在仪器设备下更方便查找）；⑤样品的锡面和非锡面（空气面）应区分开。
图1 测试标记缺陷样品将超薄浮法玻璃样品从生产线切裁后，经过去离子水清洗、风干、人工检测，发现缺陷位置并标记。
采用场发射扫描电子显微镜和X射线能谱仪对样品标记位置区域内微小缺陷进行微观形貌的表征及成分测试，测试电压分别为5 kV、15 kV，放大倍数1000～20000。
采用原子力显微镜（AFM）对样品的微缺陷进行三维形貌表征，扫描范围：20 μm×20 μm。
缺陷样品测试步骤流程为：原片裁切→ 去离子水清洗→ 风干→ 暗室检测→ 标记→ 仪器测试（SEM +AFM测试）2缺陷特征表征（1）宏观特征将清洗风干后的玻璃样片放置于暗室内，在色温3000 K的LED灯光照射下，随着缓慢转动玻璃样品，可以清楚观测到玻璃表面上的微小缺陷呈现出星星点点的微小亮点。
微细缺陷显示有淡淡的蓝色光点或白色亮点。
微细缺陷轻微时，亮点稀疏地随机分布在玻璃表面；微细缺陷严重时，亮点密密麻麻地铺满样品块的某一区域，甚至成片区域串联或者呈现线状、带状、更甚者铺满一整板（大板）。
玻璃缺陷的分类及形成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:2V=2/9rdg/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。
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。
浮法玻璃缺陷种类浮法玻璃缺陷种类、成因及处理措施7.1浮法玻璃缺陷的分类7.1.1玻璃中的缺陷按行成部位分成六大类⑴原料缺陷由于各种原因，造成原料自身质量问题或外来杂物引起的缺陷.⑵熔化缺陷在熔化部，有益熔化不良引起的缺陷。
⑶耐火材料缺陷由于耐火材料的熔蚀和其它方式对耐火材料的侵蚀引起的缺陷。
⑷形成缺陷在成型部位形成的缺陷。
⑸退火缺陷在退火过程中，由于退火制度不合格或事故造成的缺陷。
⑹冷玻璃加工和储存缺陷玻璃裁切、包装和储存过程中形成的缺陷。
7.1.2浮法玻璃的缺陷按在玻璃中的位置分成三大类7.1.2.1玻璃板中的缺陷。
这是一种由熔化或配合料引起的缺陷，通常以固体夹杂物（结石）和气体夹杂物（气泡）的形成出现。
7.1.2.2玻璃板上表面的缺陷⑴结石这是一种碹顶滴落物（液滴、粉尘）所造成的缺陷。
如缺陷位于玻璃很浅的表部，这种缺陷往往由熔窑碹顶或锡槽顶滴落物产生的固体夹杂物造成。
⑵上表面气泡这种缺陷往往是闸板泡。
一般泡径较大。
7.1.2.3玻璃板下表面的缺陷⑴一种类似于玻璃上表面的如气泡（闭口泡）、结石这样的缺陷。
⑵由锡或裂纹产生的一种下表面缺陷。
⑶一种产生于流道流槽、唇砖或锡槽下表面开口泡。
⑷光学性质缺陷a.玻璃缺少化学均匀性而产生光学变形（光学变形角低）.b.麻点如压裂、硌伤等缺陷。
C.由锡槽滴落物产生的光畸变。
7．1．3浮法玻璃的缺陷按显微结构可以分为两大类：7．1．3．1非晶态缺陷（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。
7．1．3．2晶态缺陷（1）熔化残留物。
（2）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原料及熔化过程产生的玻璃缺陷及处理7．2．1概述根据浮法玻璃原料构成，熔窑材质、结构、燃烧方式、温度制度等特点，由原料和熔化过程可能产生的缺陷大致分为三大类：①夹杂物（固体来夹杂物缺陷），②气泡（气体夹杂物缺陷），③光学变形（非晶体缺陷）。
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。
