常见的锡缺陷现象

(一)钢化彩虹

所谓彩虹现象,是指浮法玻璃在700左右的温度下进行钢化时,由于玻璃表面层中半径较大的阳离子数量增加,使得局部体积膨胀而出现了微观物理现象即光干涉,所以产生了彩虹现象。从内部离子反应来看,在锡槽内一直存在着离子扩散和交换反应。在700℃左右的温度情况下,且锡液被污染,使得锡槽内存在微量的氧,尤其是同时存在氧和微量硫的时候,Sn会被氧化为SnO、SnO2等物质,钢化时SnO中二价Sn会被继续氧化成四价Sn。因为Sn4+比Sn2+半径大,所以半径大的阳离子增多,玻璃的表面会出现细小的裂纹,在阳光下出现光干涉的物理现象就产生彩虹现象了。

(二)光畸变点

光畸变点是指在玻璃的表面上出现了呈圆形的微小凹坑。该缺陷产生的场所主要是在锡槽中,因为浮法玻璃在锡槽中成型。其产生的过程如下:锡槽里SnS、Sn、SnO2等物质会在温度略低的地方冷凝并聚集,因为自重或者出现气流的波动、槽压变化等外力的原因而坠落,一旦落到玻璃板上,就会产生光畸变点缺陷。

浮法玻璃锡缺陷产生的原因

在浮法玻璃制造过程中,金属锡液是锡槽的浮托介质,保护气体利用了氮气和氢气的混合气体。在锡槽这个相对密封的生产环境中,存在着很多复杂的化学现象。由于不能保证介质和保护气体纯净,所以在化学反应中会产生一些杂质导致许多玻璃缺陷,严重影响到产品质量和产量。

(一)氧循环污染

氧循环是氧在锡槽中参与循环化学反应的过程。首先,氧来源有两处,一处是来自与锡槽相通的锡槽外壳上的缝隙漏入的,另一处来源于保护气体中微量的氧气和水蒸汽中的氧。然后,氧主要参与的化学方应是氧化反应。氧与金属锡反应会产生氧化亚锡和氧化锡的混合物,氧在锡液中的溶解度与温度呈正相关关系,温度越高氧的溶解度越大,温度越低氧溶解度越小,在锡槽出口处氧化锡含量较高,且是固体会悬浮在液体表面,导致玻璃沾锡。氧化亚锡既可以挥发到锡槽的空气中也可能溶解存在锡液里,高温区的过量氧会致使氧化亚锡挥发到空气中,空气中的氧化亚锡遇到锡槽内部结构上较冷的地方会冷凝形成小液滴或者锡石凝结物,因为自重或者出现气流的波动、槽压变化等外力的原因而坠落,一旦落到玻璃板上,就会产生光畸变点缺陷。

(二)硫循环污染

硫循环是硫在锡槽中参与循环化学反应的过程。硫存在于锡槽的来源是:1、作为澄清剂的硫酸钠占浮法配合料的很大比例,随着使用澄清剂的同时被带入到锡槽中;2、火焰空间中存在的硫化物也是一个来源,硫化物一部分与锡液产生萃取反应留在锡液中,一部分经过高温挥发到锡槽的空气中;3、通过二氧化硫带来的,二氧化硫作为处理技术的一种化学工具,被使用后残留在锡槽中。首先,存在于锡槽空气中的硫会与锡反应产生硫化亚锡,存在于锡液中的硫也会转化为硫化亚锡。SnS的挥发随温度的变化而变化,温度越高,挥发程度越强,所以在高温区SnS会在锡槽顶盖等内部结构表面冷凝,产生大量凝结物,积聚而滴落到玻璃的表面形成斑点缺陷。

治理浮法玻璃锡缺陷措施

众所周知,锡槽累积污染达到一定程度,锡缺陷会严重影响到实物的质量,导致质量下降,产量降低。所以,及时有效地采取治理措施至关重要。主要治理浮法玻璃锡缺陷的方法有以下几个方面:

(一)控制锡的氧化和硫化

导致锡缺陷的主要污染源是锡的化合物,而锡的化合物是在锡液受到污染时发生化学反应产生的,所以只有有效地控制锡的氧化和硫化才能提高玻璃的质量。

保护气体的纯度可以有效地防止氧和硫的含量,一定程度上控制了锡的氧化和硫化,保证了玻璃的质量,所以提高保护气体中的还原气体含量比例并降低氧化气体的含量比例可以有效控制锡液的氧化反应,达到治理锡缺陷的目的。另外,为了保持稳定的保护气体纯度，必须使得锡槽处于严格的密封状态，所以要严格监测锡槽的压力等指标来判断锡槽内部的保护气体纯度并时刻调整。

(二)提高槽压

提高槽压的目的是防止外界气体进入到锡槽中，控制保护气体的纯度，是一种有效的解决锡缺陷的措施。然而，技术有限目前较好槽压值还未知，生产厂家对于锡槽的槽压并没有给予重视，空压机设备的老化、技术设备的缺少等等使得作业时故障不断出现，极大的影响着保护气体的纯度，所以，合适地提高锡槽才能从根本上解决锡缺陷的问题。

(三)定期排气和清扫

热梯度和气体量组成了锡槽内的气流结构，任何工作程序都会导致热梯度和气体量的变化，从而影响气流结构，常规的保护气体都是从冷端流向热流，安装排气孔并定期排气的目的是加快气体流动的速度，以短时间除去保护气体中的气体杂质来降低锡槽中保护气体的污染程度。定期对玻璃成形的各区域进行清扫和净化锡液，一方面有助于减少凝结物，另一方面可以保持锡液纯度。

结束语

浮法玻璃锡缺陷是在玻璃生产过程中不可避免的，但是只要浮法玻璃行业的技术人员设计，精密施工、精心操作，这些缺陷是可以控制在较低程度的。同时，只有充分了解了锡槽内各种化学反应，才能实施合理的措施，达到好的效果。另外，广大生产厂家也要多重视浮法玻璃锡缺陷的问题，多关注锡槽的内部环境，改善生产设备，从长远角度治理浮法玻璃缺陷的难题，达到增加浮法玻璃产量和提高浮法玻璃质量的双赢目的。