浮法玻璃制作过程中的原料质量控制研究

■冯冬冬 ■河北南玻玻璃有限公司，河北 廊坊 065600

1引言

随着我国经济建设与科学技术的不断发展，平板玻璃的应用范围正逐渐扩大，且使用数量也日益增加，与此同时，对平板玻璃的质量也提出了更高的要求。浮法玻璃是借助两种液体即溶化的玻璃液与金属液的表面重力和张力的共同作用而制作出来的，也因其漂浮方式成形而得名。这种玻璃具有高透光性、高平滑性以及高产量性，因此被广泛地应用到人们生活当中。浮法玻璃的制作过程可分为几道工序，包括:原料配比、配合料混合、熔窑烧制、均匀澄清、玻璃成形、热处理以及最后的包装等，每一道工序都会影响到玻璃的最终质量。本文主要探讨浮法玻璃制作过程中的原料控制，从原料化学成分质量控制、粒度及水分等方面探究优质浮法玻璃原料质量的控制问题。

2 原料化学成分质量控制

制作浮法玻璃的主要原料包括白云石、硅砂、石灰石、长石、纯碱以及芒硝等，其中前四种均是矿石产品，而后两种为化工产品。在浮法玻璃制作过程中，芒硝主要是用于玻璃的均匀澄清作用，只计算加入占芒硝用量一定百分比的碳粉，并不需要考虑玻璃原料的化学需求量，如果在一定条件下，原料的碳粉量较大时，且不加以控制，则会影响到玻璃熔制与其均匀澄清的质量。由大量研究结果证明，浮法玻璃中很多微气泡、斑马角以及透光率差等不利现象主要由硅质原料控制不均导致的，硅质原料主要包括硅砂、石英砂等，硅砂和白云石用量占用整个原料比例较多，其中硅砂占用比例约为60%，因此，硅质原料的质量控制直接影响到浮法玻璃的成形效果。

硅质原料的化学成分为二氧化硅，其次是氧化铝和微量的氧化铁。其中二氧化硅主要起组织玻璃网格作用，增加玻璃黏度，提高玻璃的整体稳定性，其占用量为70%以上，但如果二氧化硅的引入量过高，会使玻璃液的粘度增加，导致玻璃在制作过程中溶化工艺难度增加，并产生节瘤等缺陷，如果引入量较少，则会使晶体提高析晶现象，从而导致玻璃的整个化学稳定性下降。氧化铝的作用是增加浮法玻璃的粘度、降低其析晶程度，同时也提高玻璃的整体化学性能，氧化铝的引用量较低，通常在1－2%左右，当引入量过多则会大幅度增加玻璃的粘度，从而导致玻璃不易熔化，且难以进行均匀澄清作业，同时也会加强玻璃成形效果及其厚薄差等缺陷的产生，如果引入量过少，则会导致玻璃整体化学稳定性下降，且玻璃表面易产生霉变。而另外一种微量的氧化铁物质在浮法玻璃的实际制造过程中具有一定危害作用，一般控制在0.1%以下。除此之外，铁的离子形式分为三价铁与二价铁，其中三价铁的作用可使玻璃变色，能吸收紫外线，因此当其引入量较高时，玻璃的颜色变为黄色且透光率会降低;然而二价铁的着色能力远高于三价铁，使玻璃变为蓝绿色且增加对热辐射的吸收能力，直接影响熔窑内玻璃液的温度分布，以及玻璃的熔化和澄清效果。二价铁与三价铁的比值是预测熔窑运行状态稳定性的重要参数，控制它们的比值既能很好地控制玻璃熔化的氧化还原状态。在浮法玻璃熔制过程中，可通过控制氧化还原作用控制三价铁，从而生产较优的玻璃［1］。

3 原料粒度与水分质量控制

原料粒度对玻璃的成形效果也有直接的影响，由于硅质原料占用比例较多，因此将对硅质原料的粒度进行探讨。通过实验验证得知，原料的粒径减少一半可以缩短玻璃液熔化时间3/4以上，如果原料的粒径大于0.6mm，则难以熔化，且玻璃成形效果较差，如果原料的粒径过小，小于0.1mm，因其体积小，增加静电吸附效应，导致配合料的熔化率降低，同时加快玻璃制作过程中的化学反应，产生较多的微小气泡，且成形快而不易排出，导致了工艺流程中的玻璃液不易澄清。除此之外，超细粉在熔窑内受热气流冲击容易飞散，会改变配合料的组成，它们随废气排出时，还会堵塞蓄热室，降低熔窑寿命［2］。如果提高原料粒度的均匀性，则浮法玻璃制作过程中的熔化率将显著提高。

与此同时，各个原料中的水分含量波动较大，例如一般硅砂水分可能达到7%左右，而硅砂的含量也导致整个原料中水分含量上升，从而影响玻璃的成形。目前，多数浮法玻璃制作企业仍采用传统的实验定时取样测定水分方法，进而通过水分波动修改单料的湿基量，但这种方法由于测量滞后而造成较大的误差。实际制造过程中，可以通过从供方加工企业和玻璃生产企业原料管理上采取措施，例如通过从供方加工企业在足够时间内让水分向下沉积滤水，同时可以设足够大仓库以便于通过延长原料储存周期来实现滤水，而实力雄厚的玻璃生产企业拥有稳定的供应链，原料供应充足，可以应用在线检测硅质原料水分，硅砂水分可以控制在5%之内使水分降低到5%以下，从而减少因水分变化引起的称量误差。

综上所述，本文主要探讨了浮法玻璃制作过程中的原料控制，从原料化学成分控制、难熔矿物控制、颗粒度控制等方面，探究了优质浮法玻璃原料质量的控制问题，并提出了质量控制措施。

［1］吴雪良.优质浮法玻璃生产过程的原料质量控制［J］.建材世界，2009，2∶31 －32.

［2］房广华.浅谈浮法玻璃硅质原料质量控制标准［J］.玻璃，2000，1∶6 －7.