浮托托介质的选择必须具有以下几个条件:
1、在锡槽适用温度范围(1100-600℃)内密度大于玻璃液密度(一般取浮法玻璃的密度为2.5×103kg/m3) 。
2、熔点低于锡槽最低温度 一般要求小于600℃。
3、沸点越高,蒸汽压越小,金属溶液就不容易蒸发,产生消耗。同时在低温部位冷凝的可能性也减少。
4、与玻璃液完全不浸润。
5、与玻璃液不发生化学反应。
6、使用时没有毒副作用。
7、容易得到,价格不能太高。
在众多的金属和合金里,只有锡最适合作为浮法玻璃成型的承托介质。所以浮法生产线上就有了锡槽这座热工设备。
锡的性质
1、锡的物理性质
锡属多晶形,锡在1100℃的密度为6.368×103kg/m3,在550℃的密度为6.746×103kg/m3,熔点为232℃,沸点达到2623℃。1027℃时的蒸汽压仅为1.9×10-4mmHg,在几乎不蒸发。液态锡与玻璃体完全不浸润,也不发生化学反应。锡及其化合物均无毒,且容易得到。
2、锡的化学性质
锡在常温下氧化形成致密的SnO2薄膜,能阻止锡进一步氧化。在锡槽中常见锡的化合物有氧化锡、氧化亚锡、硫化锡、硫化亚锡。锡的氧化物和硫化物可以被C、CO和H2还原。但是锡在高温下极易与空气中的氧气反应,生成氧化锡或氧化亚锡,所以锡槽内必须保持还原性气氛,通常采用N2+H2作为锡槽的保护气体。
保护气体
光亮洁净的锡液面是制造性能优良的浮法玻璃必要条件。锡在高温下极易被氧化,会污染玻璃表面,造成质量缺陷,所以考虑采用惰性或还原性气体。国内外都采用N2+H2(N2 92%~96%,H2 4%~8%) 作为锡槽用保护气体, 以防止锡的氧化。
1、保护气体的主要技术参数
就国内浮法玻璃企业而言, 目前大多采用N2+H2作保护气体, 供气设备的压力一般维持在0.03MPa左右, 流量 (标准状态) 维持在1400~1500m/h, 其中氮气(标准状态) 为1300~1400m/h; 氢气(标准状态) 为90~110m/h(约占混合气的5%~8%)。在锡槽内的分布多采用首部为5%~6%;中部为2%~4%; 尾部为4%~6%。保护气体的质量控制指标: 氮气≤10ppm,露点≤-60℃。
2、保护气体的压力波动对锡槽工况的影响
在浮法玻璃正常生产过程中, 锡槽内气氛是比较稳定的。锡在锡槽的温度区域内, 挥发性甚微, 不会影响玻璃生产。但是当保护气体压力出现波动时, 往往使锡槽内混入氧、硫成分, 致使锡槽内的气氛发生较大的变化。在锡槽内,SnS和SnO是极易挥发的物质, 由于它们的存在, 使锡液的挥发度大大提高, 这时SnO又很快氧化为SnO2, 从而造成纯锡和锡槽空间的污染。同时,SnS的沉落及锡液中SnS的过饱和析出, 都黏结在熔融玻璃带的上下表面, 使玻璃产生“斑点”, 降温后形成凹坑, 引起光畸变点。SnO则会使玻璃产生“霜花”。
3、造成锡液污染途径
(1) 玻璃液本身带入的污染, 即从熔窑流来的玻璃液中, 含有溶解的硫、氧成分。
(2) 由于锡槽受到密封条件的限制,O2和SO2、SO3可通过密封闸板等侵入锡槽。
(3) N2、H2中都残留有微量的氧、硫成分, 这些成分使锡槽内形成SnO、SnO2、SnS等气氛, 影响玻璃的成板质量。
而在上述各影响因素中, 保护气体的波动造成的危害最大, 更易反映出玻璃质量变差和沾锡、光畸变点缺陷。这时往往需较长时间的调整方能恢复生产, 所以在日常生产时, 防止保护气体的压力波动, 是一个非常重要的环节。
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