超白浮法玻璃生产过程中气泡与液流的特征及其相互关系

赵鹏　李克林

摘要：现阶段，随着我国各行各业对玻璃的需求量不断增大的同时，一些行业对玻璃质量的要求也越来越高。而超白浮法玻璃融合超白玻璃与浮法玻璃的特点，被广泛应用于建筑装饰、建筑幕墙、光线制造等领域。在超白浮法玻璃生产过程中，主要影响玻璃质量的及透光率的便是气泡，因此如何解决玻璃液中的气泡也是目前超白浮法玻璃生产制造过程中所重点研究的问题。下面，本文将对超白浮法玻璃生产过程中，气泡与液流的特征及其相互关系进行探讨。

关键词：超白浮法玻璃;生产制造;气泡;液流;特征及相互关系

引言：超白浮法玻璃以其特点得到了广泛应用，然而在超白浮法玻璃生产制造的过程中，也存在着两个较为困难的环节，首先是对玻璃液中铁含量的控制;其次是消除能够影响玻璃透光率的气泡。由于超白浮法玻璃生产的方式与普通玻璃存在一定的区别，因此这也导致超白浮法玻璃在生产过程中极易产生气泡，因此可以说，探究气泡与液流的相互关系，解决生产过程中所产生的气泡是提高超白浮法玻璃质量及透光率的关键。

超白浮法玻璃生产过程中的液流特点

超白浮法玻璃的主要特点便是透光率强，通常情况下，超薄浮法玻璃的透光率会达到91%以上，因此也正是其具备优秀的透光率，使其被广泛应用于玻璃幕墙、太阳能板的制造中。而超薄浮法玻璃的透光率高的主要原因是在生产制造过程中，玻璃液内部的含铁量极低，通过数据表明在普通浮法玻璃中铁离子含量为0.1，而超白浮法玻璃的铁离子含量仅为普通浮法玻璃的十分之一，即0.01。而在生产制造超白浮法玻璃过程中，铁离子的含量不仅会决定玻璃的透光率，同时还与玻璃液的液流有着密切的关联。在生产制造普通浮法玻璃时，当玻璃液中铁含量升高时，玻璃液的导热率随之降低，且透热性也会受到影响从而变差。而超白浮法玻璃在生产过程中，如果铁离子含量增加，则玻璃液向表面传递热量的速度加快，因而玻璃叶表面和内部温差减小。如图1所示为超白浮法玻璃和普通浮法玻璃液流速度分布差异对比。图2为超白浮法玻璃和普通浮法玻璃第1个环流深度对比[1]。

在结合了图1和图2的对比后可以总结出超白浮法玻璃在生产制造过程中，玻璃液的液流具有三个特点，分别是：①超白浮法玻璃的玻璃液垂直温度低于普通浮法玻璃，因此玻璃液表层和内部的流速差值较小;②超白浮法玻璃水平流速要大于普通浮法玻璃，因而使得成型环流澄清时间较短;③玻璃液表层的深度变大，不动层减小。

超白浮法玻璃气泡的特点及形成原因

在超白浮法玻璃生产制造过程中，极易生产气泡从而影响玻璃的透光率，而导致超白浮法玻璃产生气泡的原因也有很多。首先，可以将气泡分为两类，分别是熔化澄清气泡、非熔化澄清气泡，根据分类也能够看出气泡的成因大不相同。产生熔化澄清气泡的原因是在玻璃液中加入的原料在经过加热、燃烧后会与其他原料发生反应，而反应放出气体，即形成超白浮法玻璃液中的气泡;非熔化澄清气泡通常是在玻璃液经过高温加热后，内部原理已经充分反应完成时，对玻璃液进行冷却所产生的气泡。

除了上述两种气泡种类外，还可以分为澄清气泡与熔化气泡。澄清气泡的产生是由于在生产制造超白浮法玻璃过程中，需要在玻璃液中适当加入澄清剂，通常来说，当澄清剂融入到处于高温状态下的玻璃液时，会发生反应，从而放出气体，进而导致澄清气泡的产生;而熔化气泡的产生原因是当生产制造超白浮法玻璃时，玻璃液内部会不断吸收热量，此时玻璃液内原有的气泡将会由于温度升高而不断减小，但是当温度达到一定峰值时，就需要将将池壁进行冷却，此时玻璃液内外的温差将会迅速增大，从而导致玻璃液内部又产生大量的气泡。解决熔化气泡的可行方法是首先确保池壁的密闭性，避免池壁存在缝隙;其次，稳定熔窑压力，从而使玻璃液内部的液流趋于稳定状态;最后是控制池炉的火焰，尤其是在加热制造环节即将结束时，要稳定池炉的火焰[2]。

超白浮法玻璃熔窑的温度特征

在生产制造超白浮法玻璃时，会使用到熔窑，而通常情况下会分成6个小炉，并且每一个小炉所进行的反应气氛不同，在生产制造过程中需要控制好各个炉子的反應气氛。与普通的浮法玻璃相比，超白浮法玻璃熔窑的温度较高，因而使得超白浮法玻璃的玻璃液更具备黏度。而在生产制造时，为了使超白浮法玻璃的玻璃液更加均化，需要对各个池炉进行加温，通常情况下，1、2这两个池炉主要进行还原气氛，因此对这两个池炉升温40℃，而其他负责中性气氛以及氧化气氛的池炉，只需要提升20℃。

生产超白浮法玻璃熔窑泡沫区的特征

普通浮法玻璃在生产时，熔窑内部的温度偏高，进而会导致玻璃液内部的液流速度增加，而玻璃液表层和内部的纵向对流减弱。而相比于普通浮法玻璃，超白浮法玻璃在生产制造时，为了增加玻璃的透光率会适当的加入澄清剂，并且为了解决澄清剂产生大量气泡的问题，在加入澄清剂的同时也会相应的加入煤粉，此时熔窑内的玻璃液气泡将会发生合并，进而形成泡沫区，通常来看，超白浮法玻璃在熔窑内所呈现的泡沫区集中在3和4的池炉中，并延伸至5池炉，而普通浮法玻璃所产生的合并气泡主要集中于3、4池炉[3]。

结束语：综上所述，文章分析了超白浮法玻璃生产制造过程中气泡与液流的特征，并针对特征探讨了二者相互关系。气泡是影响超白浮法玻璃质量的主要原因，因此在生产过程中，需要通过控制温度、原料投放量等操作，避免玻璃液中产生大量气泡，确保完成生产的超白浮法玻璃符合要求。

参考文献

[1]刘晓红.超白浮法玻璃生产需要解决的问题[J].玻璃，2017，4402：36-39.

[2]郭卫，郭晓丽，王艳霞.浮法玻璃表面锡类颗粒污染物起源及治理措施分析[J].玻璃，2019，4601：38-42.

[3]韩正伟，蔡礼貌，李彦涛，李聚锋，巩瑞龙，田英良.预热对超薄浮法玻璃化学强化翘曲变形影响研究[J].玻璃与搪瓷，2019，4706：12-14+30.