氣泡是玻璃生產中常見的一種缺陷,超白玻璃相比普通玻璃,更容易在澄清區域出現氣泡。
生產超白浮法玻璃時,存在的主要問題就是玻璃液澄清困難。
因為超白玻璃中鐵含量低,導熱系數較高,是普通玻璃的3~4倍,導致超白浮法玻璃的透熱性好,玻璃液溫度高,黏度低,在水平方向對流強度大,成形環流在澄清區停留時間短,使得玻璃液中殘留的氣泡來不及排出。
由于鐵含量低,整個池深方向垂直溫度梯度明顯要比普通浮法玻璃小,池底溫度比普通浮法玻璃高6%左右。
玻璃液的上下溫差相對較小,使得對流減小,因此氣泡排出比普通浮法玻璃更為困難。
另一方面,成形環流下方的回流玻璃液在前進過程中溫度不斷上升,使本已被玻璃液吸收的微氣泡在熱化學的作用下又被重新釋放到玻璃液中。
同時低鐵玻璃液黏度較低,微氣泡極易升到表面流中,導致成形流玻璃液中氣泡明顯上升。
因為超白玻璃透熱性好,池底溫度高,水平方向對流強度大,對池底、池壁耐火材料侵蝕嚴重,因此耐火材料也容易在過程中形成氣泡。

在保證熔化質量的前提下,適當降低澄清區玻璃液溫度。通過降低末對小爐燃料用量來降低熔窯下游玻璃液的溫度,實現降低熔窯澄清區池底玻璃液溫度和減小玻璃液流動性的目的,減緩玻璃液對澄清區池底耐火材料的侵蝕作用。
將澄清區底部外層原來使用的硅鈣板保溫層拆除,并輔助通風措施降溫,內層耐火材料的表面溫度從200℃降低到50℃,達到降低玻璃液接觸位置耐火材料溫度的目的,從而達到降低界面溫度、降低玻璃液的流動性、減緩玻璃液對澄清區池底耐火材料的侵蝕作用。
原來使用的卡脖水包壓入深度為340mm,改為使用壓入深度280mm卡脖水包,可減小熔窯玻璃液回流,降低玻璃液與耐火材料界面處的溫度和流速,減緩玻璃液對澄清區池底耐火材料的侵蝕。
經過一系列調整后,實現了降低熔窯澄清區池底溫度、降低玻璃液流動性的目的。玻璃液中氣泡缺陷逐步減少,玻璃板帶的質量逐步恢復到正常水平,并能長期保持穩定。
由于超白玻璃鐵含量的降低,相對于普通白玻,在熔化過程中導熱系數、黏度會有很大的不同,在生產過程中對應會產生池底溫度升高、玻璃流動性明顯增強等情況,對耐火材料侵蝕加劇,容易出現耐火材料侵蝕氣泡。
在超白玻璃窯爐設計上,需要考慮玻璃液流動比較強、侵蝕比較嚴重的部位,對設計尺寸進行優化,使用更加耐受沖刷、抗侵蝕的耐火材料,并考慮降低這些部位的保溫效果,減少耐火材料在運行過程中的侵蝕,避免產生氣泡。
在熔化過程中,為了實現窯爐節能,通常會增加卡脖水包的壓入深度,加強窯爐的保溫,但是這些措施會影響玻璃液回流、對流,造成熔窯局部溫度升高,增加熔窯耐火材料的局部侵蝕。
在超白玻璃生產過程中,需要綜合考慮熔窯節能、窯爐保護和長期熔化質量穩定的平衡,才能實現長期高質量生產的目標。
原文始發于微信公眾號(光伏產業通):超白浮法玻璃易現氣泡缺陷的預防措施