浮法玻璃三種不同透過率的工藝特性

　　眾所周知，普通白玻主要用于建筑領域，也是國內眾多浮法線的主打產品，其產品特性為玻璃透過率位于67～89%之間(其值隨玻璃厚度變化而變化)，鐵含量在1000ppm左右;而超白玻璃是一種超透明低鐵玻璃，也稱低鐵玻璃、高透明玻璃;它是一種高品質、多功能的高檔新型玻璃（詞條“新型玻璃”由行業大百科提供），透過率一般在91.5%以上，鐵含量一般控制在150ppm 以下;本文所提及高白玻璃是一種介于普白和超白玻璃之間的品種，透過率一般控制在89.5～91.5%之間，鐵含量控制在200～400ppm 之間，其用途是用來加工成工藝品玻璃，滿足市場裝飾方面的要求。

　　一、三種不同透過率玻璃的工藝特性

　　不同透過率玻璃品種的工藝控制是由其工藝特性來決定，以下為普白玻璃、高白玻璃、超白玻璃玻璃成份的對比(%)：

　　表1 三種不同玻璃成份對比

　　由上表可以看出，三種透過率不同的玻璃之間最大的差別為Fe2O3含量不同，且差別較大，普白玻璃的Fe2O3含量是超白玻璃的8 倍左右，高白玻璃為超白玻璃的2～3倍。因此在三種不同透過率玻璃品種相互切換時，主要考慮到Fe2O3含量的變化影響到玻璃的透熱性，玻璃透熱性不同會影響到玻璃熔化過程中熱量傳遞，會使整個熔窯內玻璃液溫度橫向梯度及縱向梯度發生變化，進而會影響到整個池爐內玻璃液的回流，從而對玻璃品質造成一定的影響。因此在從普白玻璃切換至高白玻璃，從高白玻璃切換至超白玻璃，要根據玻璃透熱性的不同制定合適的工藝制度和工藝控制過程，并在實施過程中加以修正，才能得到熔解質量比較的玻璃，滿足用戶的需求。

　　二、三種不同透過率玻璃的工藝過程控制

　　在實際生產過程中，由透過率較低的玻璃品種向玻璃透過率較高的品種切換時，玻璃的透熱性會逐漸增強;根據前面所述，高白玻璃、超白玻璃的導熱率會較高，玻璃液在窯爐內垂直方向上的熱傳遞較快，因而池底溫度會升高。但是由于高白玻璃、超白玻璃的透過率較高，熔窯內玻璃液的輻射系數會降低，這就決定了燃料燃燒后釋放的熱量被玻璃液吸收的熱量會有一定程度的減少，輻射給熔窯本體的熱量和隨煙氣帶走的熱量會增加，這就造成了玻璃的透熱性愈高，熔化會愈困難，單位玻璃能耗會愈高的現象;另外，透過率愈高的玻璃透熱性會愈好，生產時會出現池底處玻璃液溫度較高的情況，導致玻璃液的平均溫度較高，但表層玻璃液溫度較低，玻璃液在水平方向上對流強度增大，成型環流在澄清區停留時間較短，極可能會出現玻璃液的澄清不良。同時對于三種透過率不同的玻璃而言，在整個池深方向垂直溫度梯度與粘度的大小順序為普白玻璃、高白玻璃、超白玻璃，玻璃液的上下溫差減小，對流也會相應的減弱，氣泡排出難易程度也會有較大不同。普白玻璃由于上下溫度梯度較大，相對而言，氣泡的排出是最容易的，超白玻璃由于透熱性的緣故，上下溫度梯度較小，氣泡排出較為困難，高白玻璃的氣泡排出介于普白和高白玻璃之間，因而高白玻璃、超白玻璃生產時首先要解決的是澄清問題。以上我們分析了三種不同透過率玻璃之間的本質區別，因此在實際生產過程中，上述三種不同透過率玻璃品種之間切換時，需根據其工藝特性制定合適的工藝控制制度，以下為從生產普白產品切換到高白產品或超白產品的工藝控制過程：(1)碎玻璃率：目前的浮法線在生產普白玻璃時成品率普遍比較高，因此產生的回頭碎玻璃較少，一般普白玻璃生產線的碎玻璃率維持在10%左右，但在向高白玻璃、超白玻璃切換時，由于吸熱和澄清方面的差別，為了生產出高品質的玻璃，因此要將碎玻璃率提升到一定程度，碎玻璃一般提升至20～30%之間，有利于增強玻璃液的熔化和澄清過程。(2)熔化工藝熱負荷的調整：生產高白、超白玻璃時主要是解決玻璃液的澄清問題，因此要降低1#、2#、3# 小爐的熱負荷，增加澄清回路4#、5#、6# 小爐的熱負荷，但末對小爐的熱負荷不要增加過多，否則成形流下方的回流玻璃液已被玻璃液吸收的微氣泡易升到表面流中去造成二次氣泡，同時也很可能加劇對池底耐火材料的侵蝕，產生耐火材料析出泡。(3)熔窯相關輔助設備的調整：一是從普白產品向高白、超白產品切換時，需適當加大卡脖深層水包壓入玻璃液的深度，增強澄清部玻璃液向熱點玻璃液的回流量，提升澄清部溫度，對微氣泡的排出有利;二是盡量不要使用卡脖攪拌器，可以有效防止二次氣泡的產生幾率;三是鼓泡器適當進行調整，增強熔窯玻璃液在池爐垂直方向上的對流作用，加速氣泡的排出。(4)熔窯工藝的優化：一是對各小爐火焰進行優化，包括火焰的剛性、角度等;二是芒硝含率、碳粉含率比例的調整;三是對各小爐氧化（詞條“氧化”由行業大百科提供）還原氣氛進行調整;四是對玻璃的熱膨脹系數進行適應性調整;五是料層厚度的調整。

　　三、三種透過率不同品種玻璃切換生產案例

　　某條超白浮法線根據市場形勢的需要，在一定周期內需生產普白、高白、超白三種不同透過率品種玻璃，以下為從普白玻璃換料至高白玻璃，最后切換超白玻璃池爐工藝的變化情況：

　　表2 池底溫度變化趨勢(℃)

　　表3 各小爐熱負荷變化趨勢

　　從上兩表可以看出，從普白料逐漸切換為高白料，最后切換成超白料，池底溫度升高了30～50℃，這是由于此三種玻璃透過率存在差別而形成的;隨著玻璃的透熱性的不同，有針對性的對各小爐熱負荷進行了調整，目的是為了提高玻璃液的澄清能力，減少氣泡的發生幾率。從圖1可以看出，生產透過率較高的玻璃品種時，單位面積內的微氣泡數量呈現增加趨勢，這是因為玻璃液的上下溫差相對較小，氣泡的排出比普通浮法玻璃更為困難。因成形流下方的回流玻璃液在前進過程中溫度不斷上升，使得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，同時低鐵玻璃液的粘度較低，微氣泡極易上升到表面流中，從而形成氣泡。因此要提高高白、超白玻璃的生產品質，就必須依據其工藝特性，制定合理的工藝控制參數。

　　圖1

　　普白、高白、超白三種透過率不同的玻璃生產時，透過率愈高的玻璃液在熔窯內水平方向上對流強度愈大，垂直方向上溫度梯度、粘度愈小，與普通浮法玻璃生產相比，熔化回路的熱負荷要適當降低，，而澄清回路的熱負荷要適當升高，但末對小爐不能過高，同時要保證其較強的氧化氣氛，這樣才能有效的控制氣泡發生幾率，生產出高品質的滿足高檔建筑的玻璃產品。【完】