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关于玻璃板带偶发现黑色杂化物的原因分析 1 化学成分对产品质量的影响 几年前，我的公司偶尔在生产线的玻璃上看到黑色的东西。经过电镜扫描，其主要化学成分为硅和少量铁。杂物的出现位置一般位于玻璃板的上部,呈黑色,这里且称为高硅黑色疵点。这个缺陷严重影响了平板玻璃的质量和产量,困扰了许多我公司的生产人员。本文只是从个人浅俗的观点进行分析和探讨,谈谈自己个人的观点。 2 小的浚石及其他类矿物 该结石呈灰黑色,有金属或半金属光泽,一般位于板面的上部,结石的粒径一般为0.2~0.3 mm,个别有3.0 mm以上。大的结石周围的玻璃板面有裂纹,有时周围会有大量气泡伴生,还有的在拉引方向由结石拉出黄色线道。小的结石成黑点状,与玻璃体有明显分界,肉眼有时观察不到周围有气泡。镜下观察为:结石周围有气泡,没有固定的晶形,正交光下,周围的玻璃板面上有鲜艳的干涉色。其形状如图1所示。 该结石在玻璃正常生产时时有出现,对玻璃生产破坏性极大,不仅疵点影响玻璃质量,而且极易导致炸板,生产损失大。而且小的结石难于发现,但在后继深加工尤其钢化过程中,由于微粒周边玻璃的切向应力过大从而引起局部拉伸破坏并导致整体破裂,降温过程可以使这种应力增加并加大破裂危险,极易出现炸炉,或在钢化玻璃使用过程中出现自爆,已经成为和硫化镍一样造成钢化玻璃破损的重要源头之一。在浮法玻璃生产和深加工中越来越引起玻璃工作者的关注。 2.1 铝渣细氢玻璃应纳入钢铁工业的范畴中,在所有的工况下,均有极低水分进行包装,并注意使用的对象以铁为基 最初出现黑色疵点时,使用外购碎玻璃,首先怀疑是外购碎玻璃中的杂质引入的,在玻璃磨边和中空玻璃中可能含有金属状态的铝合金,钢铁工业中就有铝使包渣中MgO还原,进而与铝一起还原SiO2呈单质硅的缺陷出现,同时伴随着大量微气泡的报道。所以,在当前大量引用外来碎玻璃使用的情况下,必须高度关注碎玻璃的质量。 但在比对中我们发现,在没有掺外购碎玻璃的情况下也有这种结石出现,甚至出现的数量比掺有外购碎玻璃的还多,这种情况排除了单纯由外购碎玻璃引入的可能性。 2.2 产品品质的对比 收集各原料中的可疑颗粒,在实验室中进行小料实验,同时在生料和孰料中融熔,都未有出现杂物。 在黑色疵点出现时,更换不同产地的原料,有时黑色疵点缺陷数量大小出现明显的变化。表1~3是这两种白云石的粒度、成分、酸不溶物的对比,在两种原料的更迭过程中黑色疵点有明显的变化。从成分上看,产地2的白云石、二氧化硅的含量较高,其它的成分都还正常。粒度各个指标都比较接近,且粒径在2.5 mm以上都没有。由于产地2的二氧化硅含量大,酸不溶物的含量也相应大一些。笔者认为,换料更主要影响了配合料的氧化还原势。 2.3 还原剂还原玻璃中的安全 纵观黑色疵点出现的历史,是伴随使用新型燃料后开始才出现的。新型燃料是一种粉状固体燃料,难点燃,着火温度高,燃烧不稳定,且难以燃尽。相对于重油来说,新型燃料燃烧时火焰长,窑内易出现“浑浊”,未燃尽的碳粒相对于重油来说比较多,熔制过程的氧化还原的还原势较强。当换料时,料的化学需氧量的变化引起配合料的氧化还原变化,从而加剧了熔制过程中氧化还原的还原势。 通常玻璃配合料中引入少量的芒硝,其作用是作为澄清剂,分解温度在1 120~1 220℃,但在还原剂的作用下,分解温度可降低500~700℃。还原剂和芒硝的用量要匹配,否则有可能出现“硝水”或硫铁化钠棕色玻璃(还原剂还原玻璃中的Fe2O3为FeS和Fe2S3)。通过控制各个位置的氧化还原性气氛达到芒硝所起的澄清作用。当窑内还原势强,料的还原势也较强时,在500~700℃,Na2SO4已经完全分解,澄清作用提前发生。高温时由于没有Na2SO4的参与,使得玻璃熔制过程中最重要的反应即熔化速度最慢的石英砂颗粒的溶解过程不能完全进行,此阶段的玻璃液已经变成了由硅酸盐和大量游离的二氧化硅组成的不透明的烧结物以及残留的未熔二氧化硅颗粒等。此状态下,游离的二氧化硅组成的不透明烧结物和未熔的石英颗粒不能向其它组分的液相中有效的扩散和均化。同时,如果玻璃中存在单质铁,铁会产生氧化,使局部形成强的还原气氛,游离的二氧化硅有可能受到还原作用而在板面上形成黑色疵点,杂物的周围还有未来得及扩散的气泡团,以及周围的玻璃板面上硅积聚形成鲜艳的干涉色。铁又会在有些黑色疵点的周围形成棕色的“拉丝”。 2.4 玻璃中黑色瑕疵点的选择 我们针对出现的黑色疵点分别在不同温度气氛条件下做熔化实验,实验证明:在正常的玻璃熔制温度,尤其在氧化气氛下,黑色疵点皆能充分熔化于玻璃当中。如以上所述,在玻璃的生产中,要密切关注熔窑的状况,火焰的长短、明亮、刚度、角度,关注火焰的雾化状态,注意调整各小炉的风火配比,合理控制熔窑的火焰气氛。同时注意熔化四小稳。在不产生其它夹杂物和气泡的情况下,