熔融的玻璃經流道、流槽進入錫槽，在錫槽中成形后由過渡輥臺進入退火窯，在這一過程中玻璃液（板）要與閘板、唇磚、錫液、拉邊機、保護氣體過渡輥臺等直接接觸，同時與錫槽水包、頂蓋磚、底磚等密切相關，很容易形成與成形相關的各種缺陷，包括錫石、錫點（頂錫）、光畸變點（脫落物）、粘錫、虹彩、霧點、氣泡等，除氣泡之外的可統稱為錫缺陷，這些成形缺陷嚴重制約著玻璃的質量等級與加工性能。本文對其成因及防止措施作些探討，以期有助于改善浮法玻璃質量。
　　1錫缺陷的成因分析
　　1.1錫與錫槽中錫化合物的性質
　　純凈的錫的熔點是232℃，沸點為2271℃，在600～1050℃的溫度范圍內錫具有較低的熔點和較高的沸點，較低的飽和蒸汽壓，同時還具有較大的密度和容易還原的性質，以及錫液與玻璃液之間具有較大的浸潤角（175°）幾乎完全不浸潤等性質，錫用來作為玻璃成形的良好載體。
　　氧化錫SnO2，密度6.7～7.0g/cm3，熔點2000℃，高溫時的蒸汽壓非常小，不溶于錫液，正常生產時在錫槽的溫度條件下為固體，往往以浮渣形式出現在低溫區的液面上，通常浮渣都聚集在靠近出口端。如果氧化嚴重，浮渣會延伸很長，容易形成玻璃板下表面劃傷。
　　氧化亞錫SnO，熔點為1040℃，沸點為1425℃，固體為藍黑色粉末，能溶解于錫液中，SnO的分子一般為其聚合物（SnO）x形式。在中性氣氛中SnO只有在1040℃以上才是穩定的，1040℃以下會發生分解反應。在錫槽的還原性氣氛中SnO可以存在，它往往溶解于錫液中和以蒸汽形式存在于氣氛中。
　　硫化亞錫SnS，密度5.27g/cm3，固體為藍色晶體，熔點為865℃，沸點為1280℃，具有較大的蒸汽壓，800℃時為81.3Pa，正常生產時，在高溫區易揮發進入氣氛，低溫區易凝聚滴落。
　　1.2錫槽中的硫、氧污染循環
　　氧的污染主要來源于氣氛中的微量氧和水蒸汽以及從錫槽縫隙漏入和擴散的氧。在錫槽工況下，它們使錫氧化成SnO和SnO2浮渣，SnO溶解于錫液和揮發進入氣氛，并在頂蓋、水包處冷凝、聚集而落到玻璃表面。另外，玻璃本身也是一個污染源，玻璃中的氧部分進入錫液，同樣會使錫氧化，玻璃的上表面會有水蒸汽進入氣氛，增加了氣氛中的氧化氣氛。
　　硫的污染在使用氮、氫保護氣體時主要由玻璃帶入，一是來源于玻璃組分及熔窯氣氛，再者來源于錫槽出口處的二氧化硫處理玻璃下表面技術。在錫槽工況下，玻璃的上表面以H2S形式釋放進入氣氛，在玻璃下表面硫進入錫液被氧化成SnS，氣氛中的H2S與錫反應生成SnS，這些SnS溶于錫液并部分揮發進入氣氛中，SnS蒸汽同樣使玻璃產生錫缺陷。這是硫的污染循環，如圖2所示。其中主要化學反應為：（略）
　　與氧、硫污染相關的化學反應在錫槽的不同溫度區域保持著動態平衡，平衡狀態與保護氣體的組成和錫槽工況密切相關。氧化組分高，則還原組分就低，氧化反應激烈；還原組分高，則氧化組分就低，可避免或降低錫的氧化。
　　2錫缺陷的判別與治理
　　2.1錫石
　　錫石的外觀呈白色或灰白色，在玻璃板中一般偏于上表面，主要成分為SnO2。它往往聚集在流道側壁、閘板前后、橋磚表面等部位，聚集到一定程度或流量、溫度、氣流等變化就會落在玻璃液面上形成錫石。
　　錫石的形成數量和周期與錫槽工況密切相關，錫槽污染嚴重、流道附近密封差，錫石產生的概率大。因此治理錫石缺陷首先要保持錫槽、流道的密封良好，保證穩定的槽壓與熔窯壓力，保證拉引量的穩定，尤其是改板時流量的穩定；其次定期吹掃流道及閘板周圍，使其附近冷凝物一次性脫落，一般要求一到兩個月最多不超過三個月用高壓氮氣吹掃流道一次。
　　2.2錫點（頂錫）、光畸變點（脫落物）
　　錫點（頂錫）即粘在玻璃板上表面的銀白色或黑色圓點。根據錫點形狀和嵌入玻璃板的深度可以判斷其來源于錫槽的熱端還是冷端。如果錫點呈圓形，嵌入玻璃不深且易剝落，則錫點來源于冷端槽頂；如果呈橢圓形，嵌入玻璃較深且不易剝落，即使用力除去也在玻璃表面留下較深的凹坑，則錫點來源于熱端槽頂。
　　光畸變點（脫落物）是玻璃板上表面有明顯的變形，但核心很小或沒有明顯核心的缺陷，從脫落物的顏色和成分能夠判定其來源于錫槽的熱端還是冷端。如果脫落物呈白色或灰白色，擦拭時似乎有油膩感，且成分中含Cl、Sn、Na等元素，則來源于熱端槽頂或前區水包；如果脫落物呈黑色或棕色，核心略明顯，變形較小，則來源冷端槽頂或后區水包。
　　防止此類錫缺陷，關鍵是杜絕氧、硫進入錫槽，降低錫液污染。首先，是加強錫槽密封，將密封作為成形工段的日常工作，每天、每班、每時都要做；定期檢查錫槽進出口端密封氮包情況，確保其阻陋效果；在觀察孔及活動邊封處除用泥料密封外，還要用氮氣氣封，保證氣體用量；還要合理調整槽保護氣體在各區的用量，前后區槽壓必須高于中區；除了必須用的活動邊封外，盡可能使用固定邊封；錫槽出口閘板與過渡輥臺多層密封擋簾。其次，要穩定錫槽氣流，保持導流管通暢，同時在錫槽的入口端設置一到兩對小煙囪，將錫的氧化物、硫化物盡可能地沿氣流排出，減少其凝聚機會。第三，要定期進行錫槽吹掃和水包清理，錫槽吹掃就是用高壓氮氣吹掃槽頂，包括電加熱元件，尤其是拐角處與水包正上方要仔細吹掃，一般要求一到兩個月最多不超過三個月吹掃一次；水包一般為一到兩周抽出清理一次。
　　2.3粘錫、虹彩
　　粘錫是玻璃板下表面粘附的銀白色金屬錫或灰白色的錫灰，嚴重時除不掉，或除掉后已給玻璃造成凹坑。粘錫是玻璃本身的一種缺陷，還會損壞過渡輥表面，造成玻璃劃傷。純凈的錫液與玻璃液幾乎不浸潤，不會粘在玻璃上的，當錫液中有氧、硫、鎂、鋁等雜質元素時，錫液的表面張力發生變化，就會發生粘錫現象。彩虹是指浮法玻璃進行鋼化或熱彎時其錫面呈現光的干涉色即彩虹。究其原因主要是錫槽中的微量錫氧化物和錫硫化物滲入玻璃，在鋼化或熱彎時，其中二價錫和四價錫相互轉換，因四價錫離子的半徑大于二價錫離子，在轉換過程中在玻璃的錫面產生微小裂紋，在光照下形成干涉彩虹。
　　治理粘錫和虹彩的首要措施仍然是加強錫槽和流道的密封，防止和減少空氣進入錫槽，密封方法如前所述。二是保證錫槽出口處三角區的錫液面干凈，要求此處直線電機正常運轉，同時要定期清理三角區液面及沿口積灰，尤其在改板操作、加錫及錫槽事故后必須及時進行清理。三是保證錫液的純度，在錫槽密封良好的情況下，新加進的錫必須符合標準，冷修后重復使用的錫要經過提純，避免其中的鎂、鋁、鉛、鉍、氧、硫等污染；正常生產時可對錫液進行凈化處理，加入比錫更活潑的鈉、鉀、鐵等微量金屬元素，使之優先與氧、硫等雜質反應生成浮渣并人工清除。四是提高保護氣體純度，減少O2、NH3、H2O等氣體進入槽內，污染氣氛，使槽內氣體露點正常在-50℃以下，出口端低于-30℃。
　　2.4霧點
　　霧點使玻璃下表面發霧，用肉眼觀察似乎是一種霧狀的東西，有時夾雜有可見氣泡；在顯微鏡下觀察，則是一種密集的開口小泡，因其密集而微小使玻璃呈磨砂狀。霧點的成因與槽內錫液中氣體的溶解、吸附、滲透有關，而且H2和O2具有高溫溶解度大、低溫溶解度小的特性。錫槽內含氧量偏高，錫在232℃以上，氧在錫液中以Sn3O4形式存在，由于錫液的對流和溫度波動較大，低溫區的含Sn3O4高的錫液可能進入高溫區，發生反應，受熱分解放出氧氣，氧氣的逸出破壞了玻璃下表面，可形成小開口泡。另外保護氣體中的氫氣也會溶解于錫液中，當溫度由1000℃降到800℃時溶解于錫液中的氫氣會全部逸出，造成霧點。因此避免霧點產生的第一要務是仍是加強錫槽密封和提高保護氣體純度；二是合理調節槽內各區保護氣體中氫氣的比例，尤其是高溫區H2的比例應不超過3%；三是要保證槽底耐火材料的氫擴散指標要符合要求，因為槽底耐火材料對H2的擴散與滲透會在其達到臨界狀態后的平衡遭到破壞時揮發逸出而形成霧點。
　　3成形氣泡
　　成型氣泡在玻璃板上一般有明顯的特征，在原板的橫向位置相對固定，在原板厚度方向上也容易識別。
　　3.1槽底開口泡
　　在正常生產工藝條件下，玻璃板下表面不間斷出現開口氣泡，投產初期的生產線氣泡在原板的橫向位置有時不太固定，有時帶有較為明顯規律；投產較長時間后的生產線不間斷出現板底開口氣泡，在玻璃板橫向位置相對固定，通過調整板寬和原板在錫槽中的位置后氣泡的位置會出現相對變化。這些特征可判定為槽底泡。
　　防止槽底泡的主要措施一是在錫槽的設計和施工方面對槽底底磚預留脹縫的計算力求準確可靠，對槽底磚的的質量要經過嚴格檢驗，保證符合標準，施工時對脹縫進行校對和調整，嚴格按要求施工，對槽底螺栓的石墨封口料要嚴密搗實，同時徹底清理封口和磚縫。二是在錫槽烘烤過程中應根據槽底耐火材料和錫槽安裝的實際情況，調整錫槽烘烤升溫曲線，并采取相應措施，盡量使槽底易揮發物揮發完全。三是保持錫工況的穩定，尤其要保持槽底溫度的穩定，各區槽底溫度的波動要小于5℃，同時槽底最高溫度要低于120℃，嚴格按照工藝制度要求檢查槽底風機的運行情況，注意槽底各點溫度變化。四是減弱錫槽高溫區與低溫區間的錫液對流，可通過在收縮段和拉邊機后增設擋坎以及在適當位置增加石墨擋堰來實現。
　　3.2唇磚氣泡
　　唇磚氣泡是另一類成型氣泡，它也位于玻璃板下表面，一般為沿玻璃拉引方向的氣泡帶，有大有小，有的開口，有的閉口，在玻璃板橫向位置相對固定，通過調整板寬和原板在錫槽中的位置后氣泡帶的位置一般不會變化。這些特征可判定為唇磚氣泡，嚴重時通過扒開錫槽八字磚外側邊封可以看見唇磚相應位置的侵蝕。唇磚氣泡的處理措施為降低拉引量，降低流道溫度，可減輕氣泡的危害但不能徹底根除，要全面解決必須更換唇磚，這需要一個準備的過程，可能要進一步影響質量幾天。根據筆者的經驗，當熔窯運行到其壽命的70%～80%，即使沒有明顯的唇磚氣泡，最好也要有計劃地更換，以保證產品質量的穩定。
　　3.3雜質氣泡
　　這里討論的雜質氣泡是指位于玻璃板上表面、直徑大于1cm的較大氣泡，在玻璃板的橫位置相對固定。熔窯熱修掉入窯內的耐火材料、碎玻璃帶入的雜質、原料中聚集的難熔礦物匯聚在閘板和流道側壁處玻璃液面，流道處熱電偶、電加熱元件插入玻璃液，都會形成雜質氣泡。處理該類缺陷是詳細檢查流道處玻璃液質量，用鉤子鉤出此處雜物，檢查此處熱電偶及電加熱元件狀況，同時要保證熱修質量，保證使用符合質量要求的原料及碎玻璃。  
　　4結束語
　　錫缺陷和成形氣泡是浮法玻璃成形過程中不可避免的一類缺陷，浮法玻璃行業的技術人員只有通過精確設計、精密施工、精心操作，結合成形缺陷的形成機理與缺陷性狀特征，采取相應的措施，減少其對質量的影響，才能取得較為滿意的效果。
　　
　　參考文獻：
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