浅谈浮法玻璃成行中的锡液对流控制技术

张宝民 李远阳

摘 要：浮法玻璃成形受锡槽槽内锡液对流的影响，而锡液对流也有产生的原因、以及其对流形式。如何控制玻璃成形时锡液的对流并且充分利用有益的锡液自然对流，减少和控制有害的对流，这对改善浮法玻璃质量及工艺方法有着重要的意义。

关键词：浮法玻璃;锡液对流;控制技术

浮法玻璃的成形必须经过各种步骤，包括熔化、澄清、冷却，之后在调节闸板的控制下经由流道、流槽（唇砖）连续不断地流入锡槽，在熔融锡液面和高温且均匀的温度制度下，在自身重力和表面张力的作用下完成摊平、抛光，通过挡边轮控制玻璃带，在拉边机的作用下实现玻璃带的展薄或积厚，冷却，固型，在主传动拉引力作用下向前漂移，已成形的玻璃经由过渡辊台托起，离开锡槽进入退火窑，最后经过纵切、横切、检验、装箱，形成高质量浮法平板玻璃。而锡液作为浮法玻璃成形的主要承载物质，其热工状态对玻璃的成形质量起着举足轻重的作用。当玻璃、锡液和保护气体的化学组成一定时，槽内综合力学、热学、化学过程的全部物化参数（表面张力、黏度、弹性模量、密度、扩散系数等）都是温度的单值函数。因此，锡槽内锡液对流的有效控制，对改善浮法玻璃成形质量有着很大的帮助。

1.锡液对流对浮法玻璃成形的影响

浮法玻璃的成形必须依靠锡液的流动，但是玻璃液的温度与锡液的温度会相互影响。由于锡槽进出口温度差、玻璃带的带动作用、锡液深度的局限性以及玻璃带形状的变化等形成锡液对流，必然会造成锡槽槽内横向、纵向锡液温度差，甚至锡液深度上的温度差，进而影响玻璃的成形质量和生产稳定。随着汽车工业和电子信息工业的迅猛发展，对浮法玻璃质量提出了更高的要求，尤其是表面波纹度要求≤0.15mm/20 mm。而锡槽内复杂的锡液对流使得冷热锡液混掺，在970～880℃范围内会造成难以去除的玻璃带下表面微波纹并固化，从而影响玻璃板的品质。根据工艺需要，锡槽内的锡液由温度调控机构沿玻璃带前进方向控制形成具有温度梯度的玻璃带成形区及冷却区，由于成形区与冷却区的锡液存在较大温差，玻璃带温度比锡液温度高，多种因素最终会导致在玻璃带两侧裸露的锡液面上产生冷热对流，从而导致玻璃基板产生横向温差。一旦玻璃基板产生横向温差，轻则使槽内玻璃带产生板摆，厚度不均匀，影响退火质量，引起冷端切裁困难，降低成品率;重则导致脱边，玻璃带碰擦锡槽侧壁，一旦玻璃带行进受阻，将产生“断板”、“满槽”等恶性事件。当然，稳定适当的横向对流可以减少均衡横向温差，适当的纵向对流对玻璃的徐冷也有好处。

2.锡液对流控制器使用的重要性

众所周知，浮法玻璃的成型是在锡液面上漂浮的过程中完成的，玻璃液进人锡槽的温度在1 1 0`C左右，而离开锡槽时的温度为6 0℃左右，锡液因受玻璃带热传导的影响和因玻璃成型的需要，其温度也从进口的约1 1 0 C降低到出口的约6 0℃左右，如此大的温度差必然会造成锡液沿锡槽纵向的热对流，由于锡液深度的有限性和锡液流动轨迹的多变性以及因玻璃带形状的变化等多种因素的影响，必然会造成冷锡液回流的不均匀，从而会影响整个锡液纵向温度制度，并会造成锡液横向温度的不均匀性，甚至还可能会造成锡液深度上的温度不均匀现象，这种结果会反过来影响玻璃的摊平抛光并会带动玻璃带跑偏，影响玻璃的成型质量和生产的稳定。有很多生产事故就是因锡液对流而产生的。由于锡液面是玻璃带的直接承载表面，不可能使用机械办法进行隔断，因此对锡液的流动和温度的控制就变得十分困难。

锡液对流控制器的使用从根本上解决了锡液对流的不可控性，它把整个锡液沿锡槽纵向划分成几个区域，在每个区域的分界面处使用锡液对流控制器和辅助设施进行软分隔，从而保证了玻璃带的顺利通行，又将锡液的巨大温度差化小，减小了锡液的对流速度和范围。同时，锡液对流控制器还在每个小区域内对锡液进行搅拌均化，从而减小了锡液的横向温度差和深度上的温度差。由于锡液对流控制器的使用使锡液的流动和温度由不可控变为可控，从而，稳定了生产工况，并为浮法玻璃成型的自动控制打下了基础。

3.锡液对流的控制手段

锡槽是浮法玻璃生产的一个重要的热工设备，其结构和设置是否合理对玻璃质量有着重要的影响。由于锡液对流带来众多问题，在浮法玻璃生产中一般都会人为的采取一些控制手段，弥补锡槽本身的缺憾，充分利用有益的锡液自然对流，减少和控制有害的对流。

3.1锡槽出口使用“T”字型锡液对流控制器

锡槽出口锡液对流控制器的使用是从1 9 9 5年的9月份开始的，当时，这种设备刚刚投产，许多配套设施跟不上，再加上有些设计安装等问题，致使锡槽内的锡灰特别容易产生堆积，而且很难随着锡液的流动被带走，将锡液排放孔扩大，也不能将锡灰排除。由此看来，使用锡液对流控制器排除如此大量的锡灰是困难的。为解决锡槽内锡液的氧化问题，锡槽出口特使用“T”字型锡液对流控制器，对此，锡灰已逐渐减少，锡液对流控制器启动后已可以明显地看出锡灰随锡液一起流动的现象，锡液向两侧分流十分明顯，从而保证了三角区的纯净和光洁，正常情况下已没有沾锡现象发生，为浮法玻璃的成形奠定了坚实的基础。

3.2收缩段锡液对流控制器使用

收缩段锡液对流控制器的作用是将锡液由此处一分为二，使由窄段回流的冷锡液从此隔断，从而避免冷锡液回流对前部锡液温度的影响，并使前部锡液温度有所升高，同时，此处的锡液对流控制器还对锡液进行搅拌，使锡液均化，以减小横向温差。在此处的锡液对流控制器使用之前，锡槽宽段的锡液横向温差可达30℃以上，有时甚至更高，在收缩段使用锡液对流控制器以后，锡槽宽段的横向温差，特别是成型区及其后部的横向温差由原来的30℃以上，下降到3 C以下;锡液平均温度较之前的平均温度上升约3一5℃，而收缩段之后的锡液平均温度略有下降。

3.3前端锡液对流控制器使用

如前所述，玻璃液进人锡槽的温度在1 1 0℃左右，而锡液的热量主要来源于玻璃液。同时，该处的锡液还要承受后部回流来的冷锡液的影响和因玻璃带复杂形状而带来的传热不均等多种因素的影响，可以说，此处的锡液对流是最复杂的部位之一。而此处又要求锡液温度不得对玻璃液的摊平抛光产生不良影响，因此，对此处的锡液进行均化处理，就显得非常重要。在前端使用锡液对流控制器，前端锡液横向温差降到了3℃以下，达到了预期的使用效果。

4.结语

锡液对流控制器对锡液的控制作用是十分有效的，对于稳定生产工况，提高玻璃质量效果明显，特别是它的使用使锡液由不可控变为可控，为规范化生产和生产操作自动化奠定了坚实的基础。因此，对浮法玻璃成形中的锡液对流控制技术分析总结，对锡液流动进行合理控制，对提高浮法玻璃的成形质量具有重要意义。

参考文献

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