摘要:讲述了锡槽氧、硫污染的机理,控制的基本方法,当槽内保护气被污染后的补救措施。关键词:锡槽 氧 硫 污染 密封 控制 浮法玻璃生产过程中锡槽的纯锡对玻璃是不污染的,而造成污染物是金属锡的氧化物。控制锡的氧化、减少玻璃锡缺陷的关键从目前看,氧、硫的污染是造成锡氧化产生缺陷的主要原因。一:锡污染所造成的缺陷种类 锡缺陷的种类:有渗锡、光畸变、雾点、板下开口小气泡等缺陷。二:氧、硫的来源及污染机理 目前从保护气的生产控制水平看,能达到较高的水平,一般都控制在3PPM液压阀体
,露点在-50以下。对玻璃质量的影响很小,不在考虑范围以内,但氧到底来自于什么地方:据分析来自于锡槽的密封和玻璃液的本身。 氧的来源:一是锡槽的密封性,在密封不良的情况下,外界空气就会渗入锡槽,造成锡液氧化。二是成型玻璃液也会带入部分氧气。 硫的来源:一是采用芒硝澄清的熔窑产出的玻璃液还有部分未分解的芒硝,在锡槽内进一步分解产生SO2气。二是部分厂家在使用SO2气体时,共气系统设计不合理,从过渡辊台带入。1:氧污染造成的后果 氧的带入是因锡槽密封不严,由于外界空气氧分压远远大于锡槽内的氧分压,虽锡槽压力远远大于外界压力,氧还会渗入锡槽,造成锡液氧化。 Sn+1/2O2 → SnO锡槽进入氧气后,锡液被氧化成氧化亚锡,部分进入锡液,在成型时氧化亚锡会渗入到玻璃下表面微裂纹中,如玻璃长期暴露在空气中或在加工时,氧化亚锡会进一步氧化成氧化锡,分子直径增大,微裂纹被扩张,在阳光下玻璃会出现光的干涉条纹,此条纹为刚化彩虹。 SnO+1/2O2→SnO2 部分产生的氧化亚锡漂浮在锡槽空间,一部分会沉积在温度较低的槽顶上,被保护气中的氢气还原成锡,当达到一定的数量时,在重力的作用下低落在未硬化的玻璃板上,产生板面变形,此变形称为光畸变点。 SnO+H2→Sn+H2O
漂浮在槽内空间的氧化亚锡当遇到保护气中的氢气时,会被还原成金属锡,飘落在玻璃板上,此时在玻璃板面上用肉眼观察是看不到的小的变形,但在做高级制镜时会出现一片一片的暗区,在显微镜下观察,有细小的金属微粒,此现象称为雾点。
玻璃中的三氧化二铁,被金属锡争夺出一个氧,形成氧化亚铁,锡被氧化成氧化亚锡,渗透到玻璃中,也会出现氧污染。
离子风机aryang Fa2O3+Sn→FaO+SnO
2:硫污染
硫的带入是由硫澄清玻璃生产中的玻璃液带入,硫澄清的玻璃液都会带入部分的芒硝水进入锡槽,当芒硝水进入锡槽在还原状态下会发生以下反应:
Na2SO4+H2→Na2O+H降压散2O+SO2
Na2eps复合保温板SO4+SnO→SnO2+SO2+Na2O
S02+Sn+H2→SnS+H2O
芒硝分解产生的Na2O溶解在玻璃液中,产生的二氧化硫又与锡发生反应,产生硫化锡,硫化锡蒸汽压较高,漂浮在锡槽空间,并沉积在锡槽较低温度的部位,槽顶、水包等处,
成黑粉末状,当锡槽工况发生变化时,脱落掉在未硬化的玻璃带上,造成光畸变点。对于硫污染,保护气中的氢起到了反面作用。
过渡辊台不合理使用二氧化硫也会发生硫化反应。如使用在唇砖与第一道棍之间或使用在很容易进入锡槽,出现SO2污染。
对于玻璃板下开口小气泡的产生也是氧、氢和硫的污染造成,其产生的原因是锡液内渗入此气体后,由于锡液对流不合理或锡槽工况发生变化,低温锡液回流到热端,含有气体的锡液出现过饱和析出,把未完全硬化的玻璃带顶成小的开口泡,此泡直径较小,成雾状。
三:污染物的控制
污染物的控制是根据缺陷产生的原因来解决,氧的控制,主要从锡槽的密封入手,密封好了,一是可提高锡槽压力。二是可有效的阻隔氧气的进入,从而减少锡液污染。
1:流道:采用耐高温的密封泥料密封所有砖缝,燕尾砖间首先用硅线石砖盖严,在用耐高温的密封泥料封严(不能用普通边封泥料和保温棉密封)。闸板砖缝隙用L型硅线石砖盖严。个别厂家有采用纯氮气密封闸板砖缝,效果较好。
2:边封的密封,首先用硅酸铝保温棉塞严,然后用边封泥料抹严,不得有裂纹。也有用钢板焊死的,效果较好,但出现事故时操作不方便。
3:拉边机的密封,目前较多先进厂家普遍采用与拉边机一体的专用密封边封。密封效果较好,但采用老式拉边机的密封,边部要用硅酸铝保温棉折叠成块,塞严,后用保温棉按所须形状剪成块封严,在用密封泥料抹严。
4:出口密封:现在都采用石英或碳纤维布作为上布空间密封,下部用石墨擦锡装置,内部充有氮气形成较大的正压阻止外来空气进入,过渡辊台与退火窑完全分开,减少退火窑对锡槽的干扰。
硫污染的主要来源是玻璃液本身带来,在控制硫污染的方法是采用COD控制技术,控制原料和熔化的氧化还原态,在玻璃得到澄清的情况下,尽可能减少玻璃澄清剂芒硝的用量,减少玻璃液带入锡槽的芒硝量。
对于过渡辊台二氧化硫的用法,应控制在二号辊以后使用,出口唇砖与第一道过渡辊间要充有纯氮气,保证其压力大于二、三道棍间的压力,防止二氧化硫起进入锡槽。
四:被污染后的补救措施
公交车线路牌氧、硫的污染不可能完全控制到理想状态,总要被氧、硫污染,只是轻重的问题,被污染后如何补救,在个别玻璃厂分别采用了不同的方法。
1:直线电机,直线电机在锡槽以得到了广泛的采用,安装在不同的位置,控制锡液的
对流,典型的安装方法如下图:
⑴控制了锡液对流,有效的防止了低温锡液向高温区对流,区域内锡液温差小,不会因锡液温度变化而出现锡液内含有的氧、硫和氢饱合蒸汽压的变化而形成小的下开口泡。同时也减少了氧化锡向槽内空间的挥发污染。
⑵有利于玻璃的成型和冷却。
⑶出口直线电机同时具有清理锡灰的作用,被污染的锡灰,被积攒在灰池内,及时清理出去,减少锡槽污染。
2:锡槽排气装置的设置,可通过不同位置的气体排放,及时排除锡槽空间以被污染的保护气,提高空间的气体纯度。
3:在锡液内加入比锡更易氧化的金属,使之先被氧化,浮于锡液表面(此金属或金属氧化物不得对玻璃有害),及时清理出去,从而减少锡液污染。
在锡液补救措施中,还有许多的方法,各玻璃厂采用的方法也个不相同,但都得到了一定的效果。
总的来说,锡槽的氧、硫污染的控制是一个较为复杂的控制过程,在实际操作中,要根据生产实际情况而定,不能盲目,以减少副作用的产生。