淺談浮法玻璃成行中的錫液對流控制技術(shù)

張寶民 李遠(yuǎn)陽

摘 要：浮法玻璃成形受錫槽槽內(nèi)錫液對流的影響，而錫液對流也有產(chǎn)生的原因、以及其對流形式。如何控制玻璃成形時錫液的對流并且充分利用有益的錫液自然對流，減少和控制有害的對流，這對改善浮法玻璃質(zhì)量及工藝方法有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：浮法玻璃;錫液對流;控制技術(shù)

浮法玻璃的成形必須經(jīng)過各種步驟，包括熔化、澄清、冷卻，之后在調(diào)節(jié)閘板的控制下經(jīng)由流道、流槽（唇磚）連續(xù)不斷地流入錫槽，在熔融錫液面和高溫且均勻的溫度制度下，在自身重力和表面張力的作用下完成攤平、拋光，通過擋邊輪控制玻璃帶，在拉邊機(jī)的作用下實現(xiàn)玻璃帶的展薄或積厚，冷卻，固型，在主傳動拉引力作用下向前漂移，已成形的玻璃經(jīng)由過渡輥臺托起，離開錫槽進(jìn)入退火窯，最后經(jīng)過縱切、橫切、檢驗、裝箱，形成高質(zhì)量浮法平板玻璃。而錫液作為浮法玻璃成形的主要承載物質(zhì)，其熱工狀態(tài)對玻璃的成形質(zhì)量起著舉足輕重的作用。當(dāng)玻璃、錫液和保護(hù)氣體的化學(xué)組成一定時，槽內(nèi)綜合力學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)過程的全部物化參數(shù)（表面張力、黏度、彈性模量、密度、擴(kuò)散系數(shù)等）都是溫度的單值函數(shù)。因此，錫槽內(nèi)錫液對流的有效控制，對改善浮法玻璃成形質(zhì)量有著很大的幫助。

1.錫液對流對浮法玻璃成形的影響

浮法玻璃的成形必須依靠錫液的流動，但是玻璃液的溫度與錫液的溫度會相互影響。由于錫槽進(jìn)出口溫度差、玻璃帶的帶動作用、錫液深度的局限性以及玻璃帶形狀的變化等形成錫液對流，必然會造成錫槽槽內(nèi)橫向、縱向錫液溫度差，甚至錫液深度上的溫度差，進(jìn)而影響玻璃的成形質(zhì)量和生產(chǎn)穩(wěn)定。隨著汽車工業(yè)和電子信息工業(yè)的迅猛發(fā)展，對浮法玻璃質(zhì)量提出了更高的要求，尤其是表面波紋度要求≤0.15mm/20 mm。而錫槽內(nèi)復(fù)雜的錫液對流使得冷熱錫液混摻，在970～880℃范圍內(nèi)會造成難以去除的玻璃帶下表面微波紋并固化，從而影響玻璃板的品質(zhì)。根據(jù)工藝需要，錫槽內(nèi)的錫液由溫度調(diào)控機(jī)構(gòu)沿玻璃帶前進(jìn)方向控制形成具有溫度梯度的玻璃帶成形區(qū)及冷卻區(qū)，由于成形區(qū)與冷卻區(qū)的錫液存在較大溫差，玻璃帶溫度比錫液溫度高，多種因素最終會導(dǎo)致在玻璃帶兩側(cè)裸露的錫液面上產(chǎn)生冷熱對流，從而導(dǎo)致玻璃基板產(chǎn)生橫向溫差。一旦玻璃基板產(chǎn)生橫向溫差，輕則使槽內(nèi)玻璃帶產(chǎn)生板擺，厚度不均勻，影響退火質(zhì)量，引起冷端切裁困難，降低成品率;重則導(dǎo)致脫邊，玻璃帶碰擦錫槽側(cè)壁，一旦玻璃帶行進(jìn)受阻，將產(chǎn)生“斷板”、“滿槽”等惡性事件。當(dāng)然，穩(wěn)定適當(dāng)?shù)臋M向?qū)α骺梢詼p少均衡橫向溫差，適當(dāng)?shù)目v向?qū)α鲗ΣＡУ男炖湟灿泻锰帯?/p>

2.錫液對流控制器使用的重要性

眾所周知，浮法玻璃的成型是在錫液面上漂浮的過程中完成的，玻璃液進(jìn)人錫槽的溫度在1 1 0`C左右，而離開錫槽時的溫度為6 0℃左右，錫液因受玻璃帶熱傳導(dǎo)的影響和因玻璃成型的需要，其溫度也從進(jìn)口的約1 1 0 C降低到出口的約6 0℃左右，如此大的溫度差必然會造成錫液沿錫槽縱向的熱對流，由于錫液深度的有限性和錫液流動軌跡的多變性以及因玻璃帶形狀的變化等多種因素的影響，必然會造成冷錫液回流的不均勻，從而會影響整個錫液縱向溫度制度，并會造成錫液橫向溫度的不均勻性，甚至還可能會造成錫液深度上的溫度不均勻現(xiàn)象，這種結(jié)果會反過來影響玻璃的攤平拋光并會帶動玻璃帶跑偏，影響玻璃的成型質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定。有很多生產(chǎn)事故就是因錫液對流而產(chǎn)生的。由于錫液面是玻璃帶的直接承載表面，不可能使用機(jī)械辦法進(jìn)行隔斷，因此對錫液的流動和溫度的控制就變得十分困難。

錫液對流控制器的使用從根本上解決了錫液對流的不可控性，它把整個錫液沿錫槽縱向劃分成幾個區(qū)域，在每個區(qū)域的分界面處使用錫液對流控制器和輔助設(shè)施進(jìn)行軟分隔，從而保證了玻璃帶的順利通行，又將錫液的巨大溫度差化小，減小了錫液的對流速度和范圍。同時，錫液對流控制器還在每個小區(qū)域內(nèi)對錫液進(jìn)行攪拌均化，從而減小了錫液的橫向溫度差和深度上的溫度差。由于錫液對流控制器的使用使錫液的流動和溫度由不可控變?yōu)榭煽?，從而，穩(wěn)定了生產(chǎn)工況，并為浮法玻璃成型的自動控制打下了基礎(chǔ)。

3.錫液對流的控制手段

錫槽是浮法玻璃生產(chǎn)的一個重要的熱工設(shè)備，其結(jié)構(gòu)和設(shè)置是否合理對玻璃質(zhì)量有著重要的影響。由于錫液對流帶來眾多問題，在浮法玻璃生產(chǎn)中一般都會人為的采取一些控制手段，彌補(bǔ)錫槽本身的缺憾，充分利用有益的錫液自然對流，減少和控制有害的對流。

3.1錫槽出口使用“T”字型錫液對流控制器

錫槽出口錫液對流控制器的使用是從1 9 9 5年的9月份開始的，當(dāng)時，這種設(shè)備剛剛投產(chǎn)，許多配套設(shè)施跟不上，再加上有些設(shè)計安裝等問題，致使錫槽內(nèi)的錫灰特別容易產(chǎn)生堆積，而且很難隨著錫液的流動被帶走，將錫液排放孔擴(kuò)大，也不能將錫灰排除。由此看來，使用錫液對流控制器排除如此大量的錫灰是困難的。為解決錫槽內(nèi)錫液的氧化問題，錫槽出口特使用“T”字型錫液對流控制器，對此，錫灰已逐漸減少，錫液對流控制器啟動后已可以明顯地看出錫灰隨錫液一起流動的現(xiàn)象，錫液向兩側(cè)分流十分明顯，從而保證了三角區(qū)的純凈和光潔，正常情況下已沒有沾錫現(xiàn)象發(fā)生，為浮法玻璃的成形奠定了堅實的基礎(chǔ)。

3.2收縮段錫液對流控制器使用

收縮段錫液對流控制器的作用是將錫液由此處一分為二，使由窄段回流的冷錫液從此隔斷，從而避免冷錫液回流對前部錫液溫度的影響，并使前部錫液溫度有所升高，同時，此處的錫液對流控制器還對錫液進(jìn)行攪拌，使錫液均化，以減小橫向溫差。在此處的錫液對流控制器使用之前，錫槽寬段的錫液橫向溫差可達(dá)30℃以上，有時甚至更高，在收縮段使用錫液對流控制器以后，錫槽寬段的橫向溫差，特別是成型區(qū)及其后部的橫向溫差由原來的30℃以上，下降到3 C以下;錫液平均溫度較之前的平均溫度上升約3一5℃，而收縮段之后的錫液平均溫度略有下降。

3.3前端錫液對流控制器使用

如前所述，玻璃液進(jìn)人錫槽的溫度在1 1 0℃左右，而錫液的熱量主要來源于玻璃液。同時，該處的錫液還要承受后部回流來的冷錫液的影響和因玻璃帶復(fù)雜形狀而帶來的傳熱不均等多種因素的影響，可以說，此處的錫液對流是最復(fù)雜的部位之一。而此處又要求錫液溫度不得對玻璃液的攤平拋光產(chǎn)生不良影響，因此，對此處的錫液進(jìn)行均化處理，就顯得非常重要。在前端使用錫液對流控制器，前端錫液橫向溫差降到了3℃以下，達(dá)到了預(yù)期的使用效果。

4.結(jié)語

錫液對流控制器對錫液的控制作用是十分有效的，對于穩(wěn)定生產(chǎn)工況，提高玻璃質(zhì)量效果明顯，特別是它的使用使錫液由不可控變?yōu)榭煽兀瑸橐?guī)范化生產(chǎn)和生產(chǎn)操作自動化奠定了堅實的基礎(chǔ)。因此，對浮法玻璃成形中的錫液對流控制技術(shù)分析總結(jié)，對錫液流動進(jìn)行合理控制，對提高浮法玻璃的成形質(zhì)量具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]肖秋玉.浮法玻璃成形中的錫液對流控制技術(shù)[J].玻璃，2018，45（01）：35-37.

[2]王丹丹.浮法玻璃成形工藝中錫液流場的數(shù)值模擬[D].武漢理工大學(xué)，2013.

[3]趙慶東.錫液對流控制器工作原理及其使用[J].國外建材科技，1999（04）：55-58.