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浮法玻璃生产过程中锡缺陷产生的原因及控制措施
 发布时间:2012年06月05日 浏览:10668
 1、简述:在生产玻璃过程中,玻璃整个板面不固定地出现较多的锡缺陷(光畸变点,锡石等),板下偶尔出现划伤、沾锡,该情况时好时坏,对玻璃质量带来一定影响。

对上述缺陷化验分析,主要是氧化锡,硫化锡等锡缺陷,初步判断为锡槽气氛不好,较多的外界氧气渗入锡槽,以及二氧化硫处理不好,造成硫化物进入,污染了锡槽。

2 锡缺陷产生的原因

浮法玻璃锡槽的作用就是把熔窑熔化好的玻璃液在一定的温度制度下,通过主传动和拉边机的外力作用,形成一定宽度厚度的玻璃,经过成形冷却,通过过渡辊台送入退火窑。

浮法工艺中的锡槽使用金属锡液作为浮托介质,氮气和氢气混合气体作为保护气体。在锡槽这个相对密闭的环境中,发生着许多复杂的化学反应,这些化学反应中的一些产物将带来很多玻璃缺陷,影响产品质量。

浮法玻璃锡槽环境和结构特点决定了锡缺陷产生是不可避免的,在实际生产中只能有效控制,而不能消除。在锡槽所有复杂的化学反应中,我们必须了解“氧循环”、“硫循环”及氮氢保护气体系统,才能较好解决该缺陷。

1)氧循环

该循环直接影响锡槽良好气氛的保持和锡液纯度的保护。锡槽中氧的来源主要是因为锡槽外壳结构上的孔隙直接与锡槽相通而渗入的,还有保护气体中微量的氧气,相对来说后者的量是微不足道的。图1是锡槽氧循环的示意图。

1 锡槽氧循环示意图

锡槽气氛中含锡物主要为气态SnOSnO挥发物散发到整个气氛中,并在锡槽内部结构(耐火材料、锡槽顶盖、电加热元件、冷却器等)上较冷部位形成锡液滴和锡石凝结物,当其凝结到一定程度或在气氛波动时就会掉落到玻璃带上,形成光畸变点或锡石缺陷以及麻点等。

因此,锡槽中氧含量的高低直接决定锡槽气氛的好坏。锡液中也存在氧,1050℃时,氧的溶解度为900×10-6900ppm),600℃时,溶解度约为10×10-610ppm)。表1给出了不同温度时氧在锡液中的溶解度。

从表1可知,在热段可以溶解较多的氧,随着锡液在锡槽中从热段到冷段的流动,氧不断地被释放,因此在锡槽尾端极易产生氧化锡沉淀物及悬浮物。当沉淀物附着到玻璃带下时,就会形成沾锡、划伤、雾点等缺陷。而空间的悬浮物因冷凝或气氛波动滴落就会造成板上光畸变点及锡石等缺陷。

温度/

溶解度/×10-6

550

8

650

15

750

70

850

280

950

650

1050

900

1氧在锡液中的溶解度

2)硫循环锡槽中硫的主要来源是:①玻璃液中硫酸钠成分或火焰空间中带来的硫化物熔融玻璃液中的硫一部分通过挥发到锡槽气氛中,一部分通过接触锡液萃取到锡液中;②使用二氧化硫后处理技术所带来的,进入锡槽后发生一系列反应污染锡槽。硫循环示意图见图2

硫化物一般以SnSSn2S存在,和氧化锡一起形成污染物,挥发凝结在锡槽内部表面。SnS的挥发随温度的升高而增加,所以在锡槽高温段内部结构表面能形成大量的凝结物,掉落玻璃带上,造成玻璃缺陷。SnS随温度挥发压力见表2

温度/

SnS蒸汽压力/Pa

594

1.33

705

13.3

760

133.32

960

1333.22

1010

13332.20

2SnS的挥发性

3)氢气在锡槽中的作用

氢气的主要作用就是与氧气反应形成水(以蒸汽形式存在),从而避免锡槽气氛中游离态的氧存在,以及避免更多的氧溶解到锡液中去,目前国内锡槽可以通过测量露点来检测氧的含量,露点越低表明水蒸气含量越低。一般要求露点≤-60 ℃。

氢气还能与氧化锡、硫化锡发生反应,还原成单质锡,从而达到保护锡液的作用:

SnO+H2=Sn+H2O

SnS+H2=Sn+H2S

H2S具有较强还原性,继续和SnOSnS单质氧反应还原出单质锡和消除单质氧。

因此,控制保护气体的氢气含量可以有效地保护锡槽气氛,实际生产中我们加入的氢气量是平衡氧和硫反应所需要量的若干倍。如果锡槽容易产生锡渣,很可能就是保护气体量不足、密封不好或氢含量偏低。

1)解决措施

虽然氧和硫对锡槽的污染不可避免,但我们可以有效控制,尽可能地减少玻璃缺陷的产生。

根据实际情况,玻璃上表面不固定地出现光畸变点、麻点、锡石,板下时有沾锡、划伤、雾点出现的情况,就能准确地判断锡槽内部气氛中氧和硫含量偏高。因此可从以下几个方面解决:

增加保护气体的流量(从2 000 m3/h增加到2150 m3/h),增加锡槽内部压力,减少外界空气的渗入。

②加大保护气体中氢气含量(H2N23.5增加到4.5)来加强氢氧反应和氢气的还原作用。

③为了减少高温区锡化物及硫化物形成、挥发、凝结,根据氧在不同温度下的溶解度和硫在不同温度下的挥发性,重新合理调整保护气体在各区的量。

提高高温区和低温区的保护气体分配比例,调整后槽内保护气体压力为:高温区 25 Pa;中温区 21Pa;低温区 28 Pa。可有效地改善锡槽内部气氛。

④更换密封料,使用更好的低透气性密封料,并从密封操作细节下工夫,做到密封后整洁,光滑,无微裂纹,并制定了相关的密封操作手册指导作业。

⑤对流道结构做少量辅助改造,减少空气进入的可能性。

⑥在锡槽高温端两边安装气体导流装置,以改善锡槽内气氛循环,引导气氛中饱和锡蒸汽和氧化锡,硫化锡蒸汽从该处排出,减少玻璃缺陷产生。

⑦对SO2后处理设备进行改造,让SO2充分燃烧,达到使用更少的流量也能实现同样的后处理效果,减少对锡槽的污染。

⑧购买安装扒渣机,避免锡渣长时间停留在出口段锡液面上影响板下质量。(2)处理后的效果通过逐步实施上述方案,锡槽内部气氛得到了有效改善,玻璃锡缺陷明显减少,并随着时间的推移(约2周),锡槽内部气氛逐步达到了良好的生产状况,锡缺陷基本消除。


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