保护气体的压力波动对锡槽工况的影响及调节措施
作者：贺建忠
保护气体的压力波动会直接影响浮法玻璃质量。通过 对保护气体的调节控制，使压力波动变小，稳定了锡槽工况，从而为生产提供一个良好的操 作环境，提高了玻璃的产质量。
引言
浮法玻璃生产中，锡槽是最关键的热工设备。而锡槽中保护气体的种类、数量、比例、压力的稳定，则是锡槽正常生产的关键。因此，提供保护气体的氮氢站的稳定运行及保护气体的数量、质量和压力的稳定，是保证锡槽工况稳定的前提。国内浮法玻璃厂供锡槽的保护气体压力一般都很小，锡槽只维持在10～25Pa的微正压，所以，保持保护气体压力的稳定尤为重要。
1 保护气体的作用
锡槽中锡液的污染，不但造成大量的锡消耗，而且导致玻璃产生光畸变点缺陷，严重影响玻璃毛板的质量。由此可见，防止锡液的污染，保护锡液的纯净，是浮法生产的重要保证。
锡液的污染，主要是因氧、硫成分侵入锡槽中，与锡液反应生成SnO、SnO2、SnS、SnS2的过程。当锡液中氧含量增加时，会显著加速锡的氧化，生成SnO和SnO2，它们会使玻璃的下表面产生“雾点”(因玻璃降温时溶解氧逸出所致)、沾锡(SnO扩散进入玻璃中使其对锡有亲和性)的现象。表面含有SnO的玻璃在钢化时会出现彩虹。硫与锡生成SnS，在865℃以下呈固态，浮在锡液上会划伤玻璃。而SnO及SnS易挥发，挥发物在冷凝时落在尚没有硬化的玻璃表面形成坑点，引起“光畸变点”。
氧、硫成分主要来源于玻璃液及锡槽缝隙漏入的气体。为了保证锡液不被污染，国内浮法企业通常采用氮、氢混合气体填充锡槽的上部空间，以阻隔氧、硫成分的侵入。氮是一种惰性气体，用以保持锡槽微正压；氢气是一种还原性气体，可以与混入锡槽内的氧反应生成水逐步被蒸发，还能使锡的氧化物还原，从而保证了锡液不被氧化、污染。
2 保护气体的主要技术参数
就国内浮法玻璃企业而言，目前大多采用N2+H2作保护气体，供气设备的压力一般维持在0.03MPa左右，流量维持在1400～1500Nm3/h，其中氮气为1300～1400Nm3/h；氢气为90～110Nm2/h(约占混合气的5%～10%)。在锡槽的分布多采用首部5%～6%；中部2%～4%；尾部4%～6%。保护气体的质量控制指标：氮气中氧的体积分数≤10×10-6，露点≤-60℃；氢气氧体积分数≤3×10-6，露点≤-60℃。
3 保护气体的压力波动对锡槽工况的影响
在浮法玻璃正常生产过程中，锡槽内气氛是比较稳定的。锡在锡槽的温度区域内，挥发性甚微，不会影响玻璃生产。但是，当保护气体压力出现波动时，往往使锡槽内混入氧、硫成分，致使锡槽内的气氛发生较大的变化。在锡槽内，SnS和SnO是极易挥发的物质，由于它们的存在，使锡液的挥发度大大提高，这时SnO又很快氧化为SnO2，从而造成纯锡和锡槽空间的污染。同时，SnS的沉落及锡液中SnS的过饱和析出，都粘结在熔融玻璃带的上下表面，使玻璃产生“斑点”，降温后形成凹坑，引起光畸变点。SnO则会使玻璃产生“霜花”。造成锡液污染的氧、硫成分的来源主要有以下几个方面：①玻璃液本身带入的污染，即从熔窑流来的玻璃液中，含有溶解的硫、氧成分；②由于锡槽受到密封条件的限制，O2和SO2、SO3可通过密封闸板等侵入锡槽；③N2、H2中都残留有微量的氧、硫成分，这些成分使锡槽内形成SnO、SnO2、SnS等气氛，影响玻璃的成板质量。但在上述各影响因素中，保护气体的波动造成的危害最大，更易反映出玻璃质量变差和沾锡、光畸变点缺陷。这时往往需较长时间的调整方能恢复生产。所以，在日常生产时，防止保护气体的压力波动，是一个非常重要的环节。
4 保护气体压力稳定的调节措施
国内浮法玻璃厂供气设备的压力一般都很小，大多在0.03MPa以下，且普遍没有良好的氮、氢比例调节设施，氮、氢气体用量基本上靠氮氢站人工“定量”供给。这种供气方式存在着许多缺陷。譬如槽内空间发现一丝丝的白烟，或玻璃沾锡严重，或打开锡槽边封门操作时，都要预先与氮氢站联系，并征得同意后方能调节气量，有时还要通过厂部调度予以解决。由于不能及时调节槽内气氛，造成锡液氧化普遍严重，玻璃出现沾锡、光畸变点、钢化彩虹等缺陷就在所难免。
为了改变上述供气局面，国内许多有条件的浮法玻璃企业，都在着手搞氮、氢比例自动调节装置。通过增设氮气缓冲罐、氢气贮存罐和自动补氢系统，使供气系统形成自动比例调节。当锡槽气氛发生变化时，自动提高氢气的比例到8%～10%，从而使锡槽内保持清洁。这是我国浮法工艺发展的基本方向。目前，多数浮法玻璃企业因经济和技术条件的制约，还不能实现氮、氢比例的自动调节。但是，通过深挖潜力、协调生产，完全可以减少因锡槽压力波动造成的损失。首先应加强氮、氢生产的稳定性，尽量减少因操作上的失误而造成的压力波动，减少跑、冒、滴、漏；在设备倒换时，力求平稳；排污时要短而勤；保证设备的完好率及有效利用率；原料进厂时，严把质量关，保证气体的纯度达到供气要求，这样就减少了锡槽气氛的波动变化。另外，在协调生产上，要做到统一调度，积极配合，保质保量地供给气体，这也是解决锡槽稳定生产的一种有效途径。
总之，保质保量和平衡地供给氮、氢保护气体，是浮法玻璃厂稳定锡槽工况的重要保证，是提高玻璃质量的重要因素；加强企业管理，提高技术操作水平，稳定供气压力，乃是我们保证锡槽稳定生产的关键。从长远发展看，实现氮、氢比例的自动调节，则是浮法玻璃企业的发展方向。 |
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