喬心寬 李連杰 智 明 李 凡

（河北南玻玻璃有限公司河北省超白功能玻璃材料技術(shù)創(chuàng)新中心，河北廊坊 065000）

超白浮法玻璃屬于超透明低鐵玻璃，使用功能多、透熱性較強(qiáng)。超白浮法玻璃在實(shí)際生產(chǎn)期間的難度較大，產(chǎn)品質(zhì)量極易受各類因素影響，導(dǎo)致玻璃霉變問題出現(xiàn)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)期間的綜合效益。為切實(shí)提升超白浮法玻璃生產(chǎn)質(zhì)量，需要重點(diǎn)關(guān)注該玻璃在實(shí)際生產(chǎn)期間遇到的各類問題，結(jié)合問題成因制定相應(yīng)解決對策，實(shí)現(xiàn)超白浮法玻璃生產(chǎn)全面控制目標(biāo)。

1 原料控制問題

相較其他浮法玻璃，超白浮法玻璃含鐵量極低，透光性強(qiáng)，是當(dāng)前重要的玻璃品種。超白浮法玻璃保持普通浮法玻璃的基本成分，其機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性保持不變，使浮法玻璃的各類優(yōu)勢能夠充分發(fā)揮出來。超白浮法玻璃在原料選擇與生產(chǎn)工藝控制期間的流程復(fù)雜，如在配料過程中鐵含量需要精密管控、熔化期間的氣泡難以消除等，需要重點(diǎn)關(guān)注超白浮法玻璃原料控制工作。

1.1 制定原料標(biāo)準(zhǔn)及控制要求

超白浮法玻璃中鐵含量僅0.015%，其他原料品種、顆粒組成、水分含量及稱量精度具有相關(guān)規(guī)定，需要生產(chǎn)人員對生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的原料進(jìn)行全面管控。生產(chǎn)超白浮法玻璃所需的石英材料主要有天然石英巖石、石英砂等。原料礦源的雜質(zhì)較多，為保障超白浮法玻璃生產(chǎn)質(zhì)量，需要選用更適宜的原材料，確保原材料內(nèi)硅砂的鐵含量較低，宜為0.02%。

對每批原材料進(jìn)行抽樣檢查，重點(diǎn)檢測原材料內(nèi)部的成分、顆粒與水分，保障原材料質(zhì)量合格后才可以正式使用。

在超白浮法玻璃原料配料系統(tǒng)中，需要經(jīng)過原料稱量、除鐵、混合攪拌、運(yùn)輸?shù)冗^程[1]。為使超白浮法玻璃的各項(xiàng)性能符合實(shí)際設(shè)計要求，需要時刻檢測原料內(nèi)鐵含量，要求將原料中的鐵含量控制在合理范圍內(nèi)。當(dāng)前國內(nèi)超白浮法玻璃原料主要采用一字形布置工藝，此種工藝形式質(zhì)量管理難度較小，占地面積較大。為切實(shí)提升超白浮法玻璃原料控制水平，料倉逐漸使用塔庫式布置方法，使原料空間能夠得到最大范圍利用，原料控制及后續(xù)運(yùn)輸期間的流程更少。

1.2 加強(qiáng)控制，減少二次污染

在實(shí)際生產(chǎn)超白浮法玻璃過程中，超白玻璃的原材料經(jīng)常受各類物質(zhì)污染，導(dǎo)致質(zhì)量下降，需要相關(guān)管理部門加強(qiáng)超白玻璃原料進(jìn)料、輸送系統(tǒng)的管控工作，謹(jǐn)防原料二次污染問題出現(xiàn)。

在超白浮法玻璃原料運(yùn)輸期間，應(yīng)盡量使用噸袋包裝的方式，確保后續(xù)原料運(yùn)輸與裝卸靈活，提升原料運(yùn)輸效率，節(jié)約燃料運(yùn)輸期間的各項(xiàng)成本[2]。為了避免超白玻璃原料受污染，在砂巖粉用量較大的情況下，應(yīng)配合使用散裝運(yùn)輸方式。要求運(yùn)輸車輛底部以及車幫四周鋪設(shè)PE板或不銹鋼襯，定期清理運(yùn)輸車輛內(nèi)雜物，降低污染問題發(fā)生可能性。運(yùn)輸砂粉巖的鏟車需要盡量專車專用，防止砂粉巖在運(yùn)輸途中與其他含鐵物質(zhì)接觸。

合理設(shè)置超白浮法玻璃原料運(yùn)輸線路，要求對粉料庫、料倉、提升機(jī)以及混合機(jī)設(shè)備的底板以及內(nèi)壁處進(jìn)行改造處理，采用高分子聚乙烯板隔離設(shè)備與運(yùn)輸原料，避免運(yùn)輸原料出現(xiàn)污染問題。

做好碎玻璃系統(tǒng)改造工作，在碎玻璃料倉以及喂料機(jī)內(nèi)部鋪設(shè)高分子聚乙烯板，要求混合料輸送皮帶上方以及碎玻璃加料系統(tǒng)等部位，增設(shè)高強(qiáng)除鐵裝置與懸掛式交流電磁盤，去除原材料內(nèi)部鐵屑等雜質(zhì)。

借助有效的除鐵措施，將配料內(nèi)的二次污染含量控制在0.001 5%～0.02%，要求配合料內(nèi)的鐵含量控制在0.013%，確保生產(chǎn)出的超白浮法玻璃質(zhì)量與實(shí)際要求相符。

為從根本上提升超白浮法玻璃生產(chǎn)原材料管控水平，需要優(yōu)先選用不銹鋼拆設(shè)備，優(yōu)化原料運(yùn)輸過程中的各類工藝布置。

2 澄清質(zhì)量控制

2.1 澄清控制困難

在超白浮法玻璃生產(chǎn)過程中，影響玻璃總體生產(chǎn)質(zhì)量的因素多集中在澄清環(huán)節(jié)[3]。超白浮法玻璃中的鐵含量控制要求較高，實(shí)際導(dǎo)入系數(shù)強(qiáng)，在融化過程中的澄清難度較大，氣泡難以被排出。由于超白浮法玻璃具有較為顯著的透熱性能，玻璃液溫度高、在水平方向的流動性更強(qiáng)，在澄清區(qū)出現(xiàn)環(huán)形流的時間較短。

超白浮法玻璃較小的鐵含量導(dǎo)致其自身向池深方向的垂直溫度梯度較小，池底溫度是普通浮法玻璃的6%，玻璃液溫度差不明顯，對流情況較弱，氣泡排出難度更大。

成環(huán)流下方回流玻璃液在前進(jìn)過程中的溫度不斷增高，被玻璃液吸收的微氣泡會在熱化學(xué)的作用下重新釋放在玻璃液內(nèi)。玻璃液的黏度較低，微細(xì)胞會上升到表面流，使玻璃內(nèi)的氣泡含量增加，實(shí)際生產(chǎn)效果與預(yù)期目標(biāo)存在差距。

在超白浮法玻璃天然氣燃燒期間，全氧熔窯的水蒸氣含量較大，占火焰空間氣體成分的30%～60%，玻璃液面的熱點(diǎn)位置含量較高，占50%。在水分含量增加的情況下，玻璃液的澄清難度較大，微氣泡數(shù)量增多。

2.2 解決方法

在超白浮法玻璃熔制過程中，需要將質(zhì)量合格的原料經(jīng)過高溫熔化，生成澄清、均勻的玻璃液。超白浮法玻璃熔制期間需要經(jīng)過復(fù)雜的物理及化學(xué)變化，配合料在熔窯內(nèi)需要經(jīng)歷形成硅酸鹽、玻璃、玻璃液澄清、玻璃液均化、玻璃液冷卻等階段。在超白玻璃熔化系統(tǒng)運(yùn)行過程中，其工藝難點(diǎn)主要體現(xiàn)在澄清階段氣泡難以消除、勻化難度較大等方面。

超白玻璃液的導(dǎo)熱系數(shù)較高，氣泡更多，不易排出。為從根本上提升玻璃液澄清效率，需要控制熔化回路的熱負(fù)荷值。以超白玻璃生產(chǎn)期間的小爐窯爐為例，通過控制不同小爐窯爐的熱負(fù)荷值，將其熱負(fù)荷保持在平衡范圍內(nèi)，可以使澄清時的氣泡含量減小。超白浮法玻璃自身透熱性能良好，配合料極易熔化相，應(yīng)的熔化回路熱負(fù)荷值會明顯降低。在調(diào)整小爐窯爐熱負(fù)荷值的過程中，需要避免熱負(fù)荷值過高，防止出現(xiàn)回流玻璃液微氣泡再次上升到表面生成二次起泡等問題出現(xiàn)。

注重在超白浮法玻璃澄清質(zhì)量控制過程中采用適宜的輔助對策，確保澄清期間的效果符合實(shí)際質(zhì)量生產(chǎn)要求。在原澄清生產(chǎn)基礎(chǔ)上采用池底鼓泡技術(shù)，在配合料內(nèi)加入復(fù)合澄清劑以及消泡劑，配合使用先進(jìn)的熔制澄清技術(shù)，控制玻璃液內(nèi)氣泡含量。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，通過在超白浮法玻璃熔化池底部采用鼓泡技術(shù)，將消泡液噴入窯內(nèi)，可以與泡沫層發(fā)生化學(xué)變化，由于消泡液具有抑制與破泡功能，能夠使板面氣泡數(shù)量得到大幅度減少，實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量與效率明顯提高。

3 玻璃變霉問題

超白浮法玻璃鐵含量低、透熱性能好，易出現(xiàn)霉變問題，導(dǎo)致玻璃產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量明顯下降。

3.1 超白浮法玻璃易霉變機(jī)制

在超白浮法玻璃實(shí)際生產(chǎn)過程中，玻璃生產(chǎn)質(zhì)量容易受到高堿量等因素影響。超白浮法玻璃發(fā)霉主要由于堿金屬離子擴(kuò)散與外界離子結(jié)合，在堿金屬離子含量增多的情況下，玻璃更易出現(xiàn)發(fā)霉問題。與普通超白玻璃相比，超白浮法玻璃的堿金屬氧化物含量為15%，更易出現(xiàn)發(fā)霉現(xiàn)象。

超白浮法玻璃的二價金屬氧化物，會在周圍環(huán)境以及內(nèi)部元素變化的情況下出現(xiàn)發(fā)霉現(xiàn)象。超白玻璃二價金屬氧化物減少，其自身對堿金屬離子的壓制作用會被削弱，導(dǎo)致玻璃出現(xiàn)發(fā)霉問題。依照玻璃壓制效應(yīng)原理，在二價金屬氧化物發(fā)生置換反應(yīng)后，堿金屬離子的擴(kuò)散系數(shù)將明顯下降。由于二價金屬離子填充在玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙處，嚴(yán)重阻礙了堿金屬離子擴(kuò)散運(yùn)動，對一價堿金屬離子產(chǎn)生壓制作用。

超白浮法玻璃發(fā)霉問題還與熱歷史效應(yīng)有關(guān)，由于超玻璃生產(chǎn)爐退火爐的設(shè)計多針對普通浮法玻璃，對于超白生產(chǎn)玻璃的退火效應(yīng)并不精準(zhǔn)，導(dǎo)致玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密度下降，易在實(shí)際使用期間受到外界不良因素侵蝕，出現(xiàn)發(fā)霉問題。

3.2 超白玻璃防霉對策

為降低超白浮法玻璃發(fā)霉問題發(fā)生概率，需要合理管控玻璃內(nèi)部氧化鈣及氧化鎂含量，增強(qiáng)二價金屬氧化物的壓制效應(yīng)。在超白浮法玻璃生產(chǎn)期間，應(yīng)制定適宜的退火制度，保證退火性能良好。

結(jié)合超白浮法玻璃實(shí)際生產(chǎn)要求，選擇適宜的玻璃防霉粉，由于超白浮法玻璃內(nèi)部結(jié)構(gòu)不可發(fā)生改變，應(yīng)選擇防霉效果更好的防霉粉。針對酸性材料與玻璃本身的適應(yīng)性、超白玻璃表面形貌特征，研制針對超白浮法玻璃的專用防霉隔離粉，確保玻璃防霉效果與實(shí)際預(yù)期目標(biāo)相符。

在超白浮法玻璃生產(chǎn)后，通過抽真空包裝方式降低發(fā)霉問題發(fā)生概率，用加厚塑料薄膜或鋁箔包裹玻璃表面，抽取玻璃內(nèi)部空氣密封邊口。在玻璃包裝內(nèi)部放干燥劑，吸收包裝袋內(nèi)多余水分，確保玻璃在長期存放過程中不會出現(xiàn)發(fā)霉問題，從根本上提升超白浮法玻璃生產(chǎn)水平及經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，為從根本上提升超白浮法玻璃施工質(zhì)量與效益，相關(guān)管理部門需要加強(qiáng)原材料質(zhì)量管控工作，防止原材料出現(xiàn)二次污染問題。嚴(yán)格管控超白浮法玻璃生產(chǎn)期間的鐵含量，確保鐵含量始終保持在規(guī)定范圍內(nèi)。做好玻璃生產(chǎn)期間的融化澄清控制工作，避免玻璃內(nèi)出現(xiàn)微量氣泡，使玻璃生產(chǎn)質(zhì)量能夠得到根本提升。充分了解超白浮法玻璃霉變原理，掌握玻璃霉變制定出專項(xiàng)可行的防霉技術(shù)方案，最大限度降低超白浮法玻璃質(zhì)量問題發(fā)生概率，促進(jìn)超白浮法玻璃生產(chǎn)安全高效開展。