玻璃结石缺陷与控制.ppt

浮法玻璃的缺陷与控制 本讲重点 1 缺陷定义 2 缺陷的分类 3 了解配合料 耐火材料结石的形成原因及解决措施 需要掌握的知识 1 玻璃中的缺陷按形成部位分那几类 2 配合料结石的形成原因及解决措施是 3 斜锆石形成原因及解决措施是 4 碹滴形成原因及解决措施是 5 霞石形成原因及解决措施是 6 刚玉结石形成原因及解决措施是 7 莫来石 黑点形成原因及解决措施是 第一节 概述 玻璃体内由于存在着各种夹杂物 引起玻璃体均匀性的破坏 从而影响玻璃产品的质量 称为玻璃体的缺陷 玻璃体的缺陷是在熔化过程中玻璃液的物理化学均一性受到破坏而发生的 在浮法玻璃生产过程中 从原料加工到配合料在高温熔化炉中熔化 再到锡槽中的成型 最后经退火到冷端获得玻璃产品 每一环节中的失控都有可能使玻璃产品产生缺陷 实际上 理想均一的玻璃是不存在的 即是说 玻璃的缺陷如同数学误差一样 是不可能彻底消除和避免的 我们能做到的只是尽量减少操作失误出现的缺陷 以及尽最大的努力将各种缺陷降到最底 第二节 缺陷的分类 按形成部位分成6大类 1 原料缺陷由于各种原因 造成原料自身质量问题或外来夹杂物引起的缺陷 2 熔化缺陷在熔化部 由于熔化不良引起的缺陷 3 耐火材料缺陷由于耐火材料的熔蚀和其他方式对耐火材料的侵蚀引起的缺陷 4 成型缺陷在成型部位形成的缺陷 5 退火缺陷退火过程中 由于退火制度不合适或事故造成的缺陷 6 冷玻璃加工和储存缺陷玻璃切裁 包装和储存过程中形成的缺陷 按在玻璃中的位置分成3大类 1 玻璃板中的缺陷这是一种由熔化或配合料引起的缺陷 通常以固体夹杂物 结石 和气体夹杂物 气泡 的形式出现 2 玻璃板上表面的缺陷 结石这是一种碹顶滴落物 液滴 粉尘 所造成的缺陷 如缺陷位于玻璃浅表层 这种缺陷往往由熔窑碹顶或锡槽顶滴落物产生的固体夹杂物造成 上表面气泡这种缺陷往往是闸板部位形成的闸板泡 一般泡径较大 3 玻璃板下表面的缺陷 类似于玻璃上表面的缺陷 如气泡 闭口泡 结石等 下表面特征缺陷 如沾锡 开口泡等 产生于流道流槽 唇砖或锡槽的下表面开口泡 光学性质缺陷 玻璃因化学和热均匀性而产生的光学变形 麻点如压裂 硌伤等缺陷 由锡槽产生的光畸变等 按显微结构可以分为2大类 1 非晶态缺陷 气相缺陷 气泡 玻璃相夹杂物 条纹和疖瘤 硌伤和压裂 由不均匀应力产生的缺陷 2 晶态缺陷 熔化残留物 侵蚀的耐火材料 玻璃熔体的析晶 锡槽产生的上表面缺陷 第三节 原料及熔化部位产生的缺陷 结石玻璃中各种固体夹杂物无论其来源如何统称为 结石 其中 有未熔化的配合料以及随着配合料进入熔体中的难熔物质形成的配合料结石 耐火材料未熔化残余物形成的耐火材料结石 有从玻璃自身析出的结晶结石 有因冷却部碹顶或锡槽顶滴液物造成的 轻微暴露在玻璃表面上的碹滴结石等 该类缺陷通常位于玻璃体内 结石的尺寸可从肉眼能看到极小颗粒到大块夹杂物 可有不同的形状和颜色 可以是不透明的或半透明的 由于其组成与周围玻璃的组成不同 因此他们的膨胀系数不同 在结石周围就会产生应力 当结石较大时 产生的应力就越大 甚至导致玻璃带的破裂 1 配合料结石 该类缺陷大多在玻璃板的上表面 呈白色小粒状或多个颗粒的聚合体 结石周围有较宽的扩散层 在窑内停留时间长的结石 表面瓷化 周边与玻璃界限不清晰 1 形成的原因该类结石属于未熔化的残留物 一般产生的原因为硅砂颗粒过大 形成的未熔石英 配合料调和不均匀 局部形成的硅砂富集 配合料输送及窑头料仓贮存过程中的分层 助熔剂过少 熔化时跑料或边部切料 熔化温度过底等过程造成 未熔石英结石 2 解决措施 严格控制各种原料的进厂标准 特别要严格控制硅砂 长石质原料的粒度上 下限以及各种原料的有害杂质含量 定期校验称量系统 杜绝称量事故 对水分波动较大的硅质原料 采用在线测水的方式扣除水分 在混合机正常运转的情况下 制定合理的混合工艺参数 配合料干 湿混时间 料温 含水率等 定期对配合料均匀方差进行测定 保证每副配合料都具备良好的均匀度 加强熔化管理 保证在换火期间 不切料 稳定料山及泡界线位置 制定合理的热负荷分布 建立合理的温度曲线 加强前区熔化能力 2 耐火材料结石 耐火材料结石通常都不是暂时出现的缺陷 而是一种严重的生产事故 缺陷一旦出现 消除它往往十分困难 有时 要完全消除耐火材料产生的结石 通常要采取一些根本性的改变措施 1 斜锆石 外观和形貌特征斜锆石可分为一次斜锆石 二次斜锆石及一二次斜锆石 三者外观无大区别 在玻璃中呈白色及灰白色致密小颗粒状 与玻璃基体界限分明 有坚硬的瓷质感 在显微镜下 一次斜锆石呈细小颗粒状或纺锤状 卵状分布 二次斜锆石呈松枝状 初生斜锆石 锆英石 二次斜锆石 可能产生的原因主要有3个方面 来自于池壁的电熔AZS砖 由于高温玻璃液对池壁的化学侵蚀和对流冲刷作用造成AZS砖的剥落 锆英石捣打料落入玻璃液 由该原因形成的结石的结构较疏松 窑底不动层的翻出物 这种晶体往往发育良好 完整 多为二次斜锆石 解决措施 加强池壁保护 避免配合料接触池壁 控制火焰的角度及长度 避免火焰空间的AZS砖及锆石英捣打料落入玻璃液 加强熔化操作 减少玻璃液流的波动 防止对池壁的严重冲刷及池底凉玻璃液上翻 剔除原板中这种结石颗粒 因为这种结石随碎玻璃重新入窑后 大结石较难熔掉 小结石继续析晶或形成条纹或疖瘤 2 碹滴 外观和形貌特征该类结石呈尺寸大小不等的不透明或半透明状 颜色为白色 灰色 深色 浅黑色等 结石中央呈原砖状 边部有溶解蚀变和析晶 结石旁波及较大 常常还伴随有裂纹 在显微镜下呈方石英 鳞石英晶体 晶体粗大的鳞石英多呈矛头状双晶 单偏光下 呈浅黄色 突起较底 正交光下 有灰白 浅黄的干涉色 产生原因和部位熔化部碹顶硅砖的剥落物 产生部位从前区L型吊墙至熔化部后山墙都有 产生部位不同 其化学组成及物相组成都有所不同 产生于前区L型吊墙的晶型排列不整齐 产生于前区碹顶的中部者晶体排列整齐 呈玉黍状或团粒状 产生于前区碹顶边部的晶型排列同产生于前区L吊墙 产生于热点后部碹顶者晶型排列整齐 这个部位温度相对较底 碱性组分 芒硝分解产物易在此处凝聚 侵蚀较严重 产生于熔化部后山墙者晶体中含有硫元素 呈钟乳石状的熔融凝聚物 还可能有残砖存在 解决措施 设计合理的窑炉结构 在砌筑大碹时 一定要执行砌筑标准 严把质量关 尽量减少砖缝 投产初期严格制定烤窑工艺制度 经常对熔窑进行热工标定 建立定期的查窑制度 用红外测温仪定期监测大碹表面温度并做记录 当发现大碹表面某点温度超过300 时 就要每天对该点进行跟踪温度测量 当温度超过600 时 就要打开保温层进行维修 针对出现的侵蚀空洞 及时修补 防止大碹硅砖及保温层进一步受侵蚀 调整火焰角度 减少火焰对碹顶的上扬烧损 在不影响熔化的前提下 适当降低熔窑温度 在满足澄清的前提下 尽量减少澄清剂芒硝的用量 定期处理后山墙的挂帘子 3 霞石 外观和形貌特征为白色颗粒结石 有时在疖瘤内呈半透明析晶状 显微镜单偏光下呈羽毛状或阶梯状 正交光下 有鲜明的干涉色 产生的原因和部位铝硅质原料中有大颗粒 钾长石水分偏大 细粉过多造成结团 原料加工 运输 贮存的过程中引入了铝硅质 高铝质夹杂 如黏土质 莫来石 刚玉及耐火砖砖屑等 池壁锆刚玉砖的冲刷 熔蚀形成的大黏度玻璃液进入主体玻璃液后的析晶 刚玉砖的熔蚀所形成 斜坡碹上保温所用的高铝质黏土泥 一般在刚投产时也会发生 解决措施 严格控制钾长石上 下限颗粒组成 保证配合料调和均匀 保证玻璃液的对流 液面 料堆 温度稳定 严禁液面的大起大落 减轻对池壁的严重冲刷 若玻璃中有大的夹杂物 应切除后再进入碎玻璃循环系统 4 刚玉 外观和形貌特征在玻璃板面呈白色致密颗粒状 颗粒较小 结石与玻璃界限较清晰 显微镜下观察 结石中心呈致密原砖结构 结石旁边有粒状 柱状 板状刚玉颗粒析出或刚玉周围有二次莫来石 霞石伴生 产生原因和部位AZS砖侵蚀剥落的蚀变产物 莫来石砖的侵蚀后产生结石的伴生物 黏土砖侵蚀后所形成结石的伴生物 刚玉砖的剥落物 原料中有锆铝质 铝硅质 铝质 高铝质等夹杂物 解决措施 严格控制原料质量 杜绝含锆铝质 铝硅质 铝质 高铝质等夹杂物的引入 严禁温度大幅度的变化 严禁液面的频繁起落 防止对池壁造成严重冲刷 选用高质量的铝硅质耐火材料及刚玉砖 5 莫来石 外观和形貌特征在玻璃板面呈白色或浅黄色颗粒状 与玻璃液界限较分明 在显微镜下观察 中心为莫来石原砖结构 边部有刚玉 针状莫来石及霞石析出 若是锆莫来砖还伴随有斜锆石析晶 产生原因和部位莫来石砖的剥落物 原料中夹杂有莫来石砖颗粒 解决措施 严格控制原料的质量 杜绝莫来石砖颗粒夹杂物的引入 减少投料时配合料细粉的飞扬 减少对L型吊墙的侵蚀 窑炉到后期时 若L型吊墙出现严重的损坏 可采取热修的方式进行热补 6 黑点 外观和形貌特征一般分布在玻璃板中 颗粒直径约在1 左右 也有直径在5 左右的大颗粒 颜色多为黑色 墨绿 也有棕黑色 灰黑色等 在显微镜下观察 中心为黑色 边部呈绿色 为俗称的铬点 结石呈棕黑色片状的一般为掉入玻璃液中的氧化铁 铁皮 钢渣等物 产生原因由原料本身所含的或加工 运输 存放过程混入的铬铁矿引起的铬点 经电镜能谱分析 此类结石的主要成分为氧化铬 由混入玻璃液中的镁铬砖经熔化产生的铬点 这种结石周围无明显的墨绿色铬着色扩散反应圈 电镜分析 结石成分中除氧化铬外还含有氧化镁 解决措施 保证原料运输工具的洁净 严把原料质量关 防止杂物引入 加强碎玻璃管理 防止耐火材料混入 操作器铁件外表面要求无氧化疏松脱落层