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玻璃条纹和节瘤的产生及预防

发布时间:2016/6/3

在玻璃生产中,除气泡和结石外,条纹和节瘤也是影响玻璃产品质量的重要缺陷之一,条纹 的存在影响玻璃的内在均匀性。随着浮法玻璃工艺技术的发展、玻璃产品应用领域的拓宽以及玻 璃大量被用于深加工,对玻璃质量的要求越来越严格。玻璃条纹及节瘤的控制要求也越来越

严格。

(1)条纹缺陷的类型及产生原因条纹是玻璃液化学成分不均匀或温度不均匀在玻璃产品中 的体现,也可理解为熔体或溶液通过化学物理以及结构方面的互相渗透,以达到完全均匀之前的 过渡阶段。条纹在玻璃板内部或表面都可能存在,与玻璃体无明显分界,呈条状或线状,大都形 状不规则。在平板玻璃生产中,站在冷端玻璃带运行方向的侧面以不同的入射角可观察到,俗称 “筋”。特别细的条纹也称“线道”。多数情况下是由于玻璃液中存在着尚未均化的、黏度高、表 面张力大的玻璃熔体,在拉制成形过程中形成的。

条纹缺陷产生的途径有多种:①由于配合料混合不均或称量错误、配合料的不规则熔化而形 成的条纹。如富含二氧化硅及欠缺二氧化硅的条纹,或富氧化铝及欠缺氧化铝的条纹等。混合料 不均匀、配合料产生分层、各种原料成分的波动和配合料的颗粒度超标等,均会引起条纹。②玻 璃熔制过程中某些组分从玻璃液的表面挥发,特别是易挥发物(包括碱)的挥发及分解,引起玻 璃熔体表面组成与内部纟鱼成不一致,导致玻璃液不均勻。比如熔体表面二氧化硅的含量增大,从 而产生条纹。玻璃熔窑中的气体分压在此起了决定性的作用。③玻璃的氧化还原性产生变化,比 如氧化性变强,芒硝没有得到分解,在熔体表面出现硝水时,会形成富含碱或富含氧化钙的条 纹。或还原性变强,芒硝在玻璃熔化的前期已经分解,在玻璃进入澄清阶段,没有气泡逸出,也 就是缺少了气体的搅拌作用,使均化欠佳,产生富硅条纹或铝硅质条纹。④从熔化池及其他耐火 材料的砌筑构件壁形成的条纹,几乎都是由于耐火材料壁与玻璃熔体之间的交界地带形成反应层 而产生的溶解物或混合物造成的。⑤窑的上部造成的条纹,主要来自硅砖,也有来自氧化锆砖的 (锆英石等)。硅砖吸收碱金属氧化物而滴落下富含二氧化硅的硅酸盐熔体;含锆的砖则渗出含有 较小氧化锆颗粒的硅酸盐。⑥析晶及“结石”与周围的熔体互相作用而形成条纹。两种情况都与溶解度平衡的偏移有关。析晶是从熔体中分离出形成晶核及晶体成长所需的物质(例如:析出硅灰石CaSi〇3后,余下富含碱的熔体)。“结石”则在熔体中增加一些物质(例如:霞石或氧化铝结石溶解时,A12C)3进入熔体,形成富含Al23的条纹)。⑦碎玻璃成分与配合料引人的玻璃成分有较大差别。若使用的碎玻璃与玻璃料的组成不同,碎玻璃的均匀性较差,或由于原配合料中的碱分在熔化时挥发导致碎玻璃中R2〇相对较少,熔化后,由于与周围的玻璃组成不完全一致而产生条纹。⑧玻璃液深度上存在较大温度梯度和密度梯度,这在乳白玻璃熔制中较常见。乳白玻璃一般都含有乳浊剂萤石,氟对池壁耐火材料的侵蚀特别严重,被侵蚀的耐火材料进人玻璃液,使局部的玻璃液内增加了氧化铝等难熔成分,结果形成富含氧化铝的条纹。此外乳白玻璃比透明玻璃液的透热性差,热量不易传到玻璃底部,易造成流动困难,长时间的停留不动层玻璃成分会大量挥发,致使一部分玻璃液的组分与流动的玻璃液组分不一致。尤为明显的是,不动层玻璃液会严重失透。当出料量加大时,这部分玻璃液又开始有规律地流动,并形成了条纹。⑨杂质着色污染。如铁的着色污染,来源于各种矿物原料中含有的少量铁矿杂质。若白色平板玻璃呈现颜色,主要是因为玻璃基体中存在一定量的着色金属离子。由铁着色的玻璃的颜色主要决定于Fe2+和Fe3+二者之间的平衡状态,着色强度则决定于铁的含量。Fe离子的价态和相关着色与熔窑气氛(即氧化还原条件)有着密切的联系。图12-15是Fe引起的褐色条纹(色道)。此外,对生产含PbO量高的、黏度大的玻璃管,容易带入较多的条纹。(2)节瘤缺陷的类型及产生原因节瘤也是一种成分与本体玻璃不同的玻璃态夹杂物,一般被理解为一个接近球形的玻璃状独立部分。在玻璃板上呈透明团状物,并拖有长长的尾巴。大多数节瘤是在高温时形成的液滴或球团,由于其黏度、表面张力与基质玻璃不同而变形。节瘤的形状多种多样,大小也有差别,主要有以下两种形态:球粒状和丝线状。球粒状节瘤有椭圆形的、带尾巴的等多种形状。有时中间还含有不透明的物质,如氧化锆、霞石等;有的节瘤附近含有气泡;节瘤的形态及成分,可以判断节瘤形成的原因。 它可能是由于大颗粒原料熔化而没来得及扩散产生的;或脱落下来而未完全玻璃化的耐火材料形 成的,因而有时或多或少包含被侵蚀下来的固体物。流液洞及桥墙附近的侧壁砖被侵蚀也 可能会造成线状节瘤。节瘤夹杂在正常的玻璃中,一般情况下外观颜色与玻璃无明显差别,但光 性与基体玻璃不同,会造成严重光学变形,并会产生应力,使玻璃强度降低。

总之,未均匀混合的玻璃熔体;玻璃熔体中的结石熔化;窑炉碹顶产生的液滴滴落在玻璃液 上;配合料混合不均匀,熔化不完全;耐火材料被配合料粉尘或玻璃液侵蚀等均可导致节瘤 缺陷。

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