浮法玻璃几种结石缺陷的处理方法
时间：2023-01-16 18:45:07 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王福强 张明朝 董志斌 贾淑刚
（山东巨润建材有限公司 巨野 274900）
浮法玻璃熔制缺陷按其状态的不同分为三类，结石（结晶夹杂物，固体夹杂物）、条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）及气泡（气体夹杂物）。
不同类型的结石，其化学组成和矿物组成也各不相同。根据结石产生原因，结石可分为配合料结石、窑碹结石、耐火材料结石、析晶结石和外来污染物引起的结石。
本文对三种比较典型的结石缺陷进行分析、化验，提出处理措施。
采用上海蔡康光学仪器有限公司的XP-330C偏光显微镜，观察缺陷的晶体结构，采用金相切割机切取缺陷玻璃，采用帕纳科X射线荧光光谱仪分析玻璃缺陷的组成。
针对三类缺陷各取样品5个，如图1所示。样品A和样品B类缺陷全位于玻璃板上表面，C类缺陷4个位于玻璃板上表面，1个位于玻璃板中偏上位置，C类缺陷尺寸多为1.0 mm以上缺陷，形状大部分是长条状、少量圆形、规则三角形，尺寸多为1～5 mm；
B类缺陷位于玻璃带一侧边部位置，A类、C类缺陷位置不固定。
2.1 偏光显微镜分析
在偏光显微镜下观察缺陷样品的晶体结构，如图2所示。A类样品为熔融鳞石英（低温区），B类样品为鳞石英、方石英，C类样品为刚玉结石，部分形成单晶结石、伴有霞石。
2.2 荧光成分分析
对于晶型不明显的较小的结石缺陷，在不具备电子探针、扫描电镜和X射线微区准确分析样品成分的方法时，可借助偏光显微镜观察，通过对比测量的方法，利用荧光分析仪确定样品的缺陷种类。以A类样品为例，分析其缺陷类型。
利用金相切割机将缺陷样品切割成尽量小，尽可能去掉没有缺陷的玻璃，利用玛瑙研钵研磨，按照荧光制样标准制取样品1；
取同量的正常玻璃用同样的方法制取对比样品2，利用荧光仪测量的数据见表1。
表1 荧光仪分析数据 %
通过对比，可判定缺陷为铝质缺陷。
当然也可以采用制取结石薄片的方法观察缺陷岩相，方法是将有结石部分切成大小适宜的小片，将有结石的一面研磨至结石点暴露在表面，再采取抛光的方式抛磨后，在偏光镜下直接观察。
3.1 样品A熔融鳞石英缺陷
熔融石英结石缺陷的主要来源为石英质流量闸板，其次为高温熔蚀的碹顶硅砖。流量闸板形成结石的原因有两个，一是持续处于高温环境下的流量闸板发生自身析晶，在受到温度反复波动后剥落进入玻璃液形成结石；
二是闸板受到高温熔蚀的剥落物进入玻璃液形成结石。
硅砖侵蚀受到材料本身显微结构和玻璃生产工艺的双重影响，硅砖属于酸性耐火材料，对碱性氧化物的侵蚀抵抗能力较差，对钠钙硅浮法玻璃而言，碱蒸汽的主要成分是NaO2和 Na2S O4，钠化合物在1400 ℃冷凝，硅砖工作面长期受到高温、烟气以及粉尘中碱性成分的作用，在砖体表面、气孔以及砖缝中积聚，使砖表面的熔点急剧下降，与砖内组分发生反应，形成新的玻璃相，同时也促进了砖体内鳞石英的重结晶、残余石英的转变、鳞石英方石英之间的转变，这些都在一定程度上体现着砖体的侵蚀深度。
通过窑炉检查结合窑内拍照发现卡脖靠近冷却部后半部分碹顶有部分区域存在剥落现象，抽出空间冷却水包清理，发现水包上表面凝结物里有一定数量的白色颗粒，与样品A内缺陷相同，偏光镜观察晶相为熔融鳞石英，分析为该区域穿有空间冷却水包，距离碹顶较近、且清理频繁，造成受侵蚀的硅砖表层剥落形成缺陷。
3.2 样品B鳞石英、方石英缺陷
硅质结石形成的鳞石英、方石英主要来自硅质原料、硅质耐火材料、SiO2局部过量引起的析晶。
来源于粉料结石的硅质结石主要是未熔融石英颗粒，可能出现石英晶体的原始晶相，但大部分都有一定程度的熔蚀现象，随着熔蚀的加剧，在玻璃液中形成残余石英，其中心是熔蚀严重的未熔融石英颗粒，有粗大的裂纹，周围有高黏度的玻璃液形成的鳞石英。熔蚀程度加快，残余石英完全熔融造成局部SiO2组分较高，出现聚集的长针状、棒状或松针状的鳞石英，进而会出现骨架状方石英。
来源于硅质耐火材料的硅质结石有原始耐火材料的晶相、重结晶的鳞石英晶体（呈矛头状双晶）和管柱状鳞石英。由于硅质耐火材料含有Fe-O胶结物，在侵蚀变化过程中伴有铁的染色，且侵蚀后期出现针状、树枝状鳞石英及粗大的骨架状方石英，同时玻璃相增多，与来源于粉料及析晶中的硅质结石相似，但一般有周围玻璃相稍带黄褐色、结石不聚团的特点。
来源于析晶的硅质结石的结石矿物有鳞石英和方石英，鳞石英多为雪花状和树枝状，方石英则为骨架状。析晶的硅质结石与粉料的硅质结石及硅质耐火材料侵蚀后期的硅质结石不好区分，但析晶的硅质结石颜色比较白，结石分布比较分散，析晶清晰，不像硅质耐火材料形成的结石那样粗大。
流道流量闸板为进口石英材质闸板，长时间在1100 ℃左右的环境下使用，一侧受到锡槽逸出的保护气对闸板的冲刷和锡污染，另一侧受到由窑炉流窜来的碱蒸汽气流对闸板的冲刷和侵蚀，石英闸板在该环境下析晶，石英玻璃相会向鳞石英、方石英转化，促使砖材产生裂纹和剥落，微观析晶成网状、大长针状、大长板状鳞石英，有时边部也可看到粒状、骨架状、树枝状的方石英。
通过观察缺陷所在生产线流量闸板液面线上方，发现闸板侧面与流槽壁间缝隙较大，有较多的凝结物且向内延伸附着，如图3所示。考虑该缺陷为吹扫周期较长引起，伴随调节流量闸板随玻璃液进入锡槽形成固定位置缺陷。
3.3 样品C刚玉缺陷
常见刚玉缺陷在玻璃板呈白色致密颗粒状，颗粒较小，结石和玻璃界限较清晰。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莫来石、霞石伴生。产生原因主要为电熔锆刚玉砖蚀变产物，莫来石砖、黏土砖受侵蚀的结石伴生物，a-b刚玉砖的剥落物等。
另外使用外购碎玻璃也可能带入刚玉颗粒，如单晶刚玉磨料、煤矸石烧结砖块、中空玻璃填充分子筛等，也可能会在玻璃板中形成刚玉结石。通过检查生产线正在使用的外购碎玻璃，发现了较多的煤矸石烧结砖块、中空玻璃分子筛颗粒，如带入窑内则可能形成刚玉缺陷。
根据三类缺陷产生机理，结合岩相分析、荧光成分分析的结果找出三类缺陷产生的原因，有针对性地采取了以下处理措施。
（1）针对A类鳞石英缺陷，根据硅砖表面侵蚀机理，碱性成分从表面向砖体进行熔蚀，并通过气孔逐步向砖体内部渗入，在表面形成一层很薄的低熔点变质过渡层，砖体表面被熔蚀生成富含SiO2的新玻璃相，减少硅砖受到进一步侵蚀的可能性。为尽量恢复卡脖碹顶受破坏区域硅砖的工作面，主要从以下两个方面着手进行改善。一是卡脖碹顶覆盖保温层，保持卡脖碹顶硅砖温度的稳定；
二是抽出该区域的空间冷却水包，之后熔融鳞石英缺陷快速消失，收效显著。
（2）针对B类缺陷，考虑采取以下两个方面措施：一是稳定流道温度和锡槽产能，尽量减少调节流量闸板的频次、减小调节幅度；
二是在确保产质量不受较大影响的情况下，采取初步适当清理的措施，清理液面线接触部位的凝结物，后续吹扫期间彻底清理干净，同时尽量缩短该生产线的吹扫周期。
（3）针对C类缺陷，考虑产生原因为外购碎玻璃引起，一方面及时暂停使用该厂家该批次的碎玻璃，改用自身返还碎玻璃，之后缺陷快速消失，产质量恢复正常，问题碎玻璃退回厂家处理；
另一方面从外购碎玻璃源头严格控制，加大对外购碎玻璃的质量控制力度，确保成分与基体玻璃成分接近，防止耐火材料和其他杂物的混入。
浮法玻璃生产过程中结石缺陷来源很少是单一的，结石中的析晶根源也很少是单一的，要多方面观察分析，采取多种分析方法进行验证，才能比较准确地确定缺陷产生原因。通过对三种典型结石缺陷问题结合岩相分析和荧光成分分析，阐述了产生原因和具体的处理措施，及时解决了生产问题。
猜你喜欢 硅质碎玻璃熔融 黔北地区合山组硅质沉积物地球化学特征及其地质意义科学技术与工程(2022年26期)2022-11-01U-Al合金燃料元件反应堆严重事故下熔融物迁移行为研究科技视界(2022年9期)2022-04-09配合料碎玻璃中掺杂金属铝和玻璃质量相关性建材发展导向(2021年13期)2021-07-28旺苍地区灯影组层状硅质岩类孔洞充填特征西南石油大学学报(自然科学版)(2021年3期)2021-07-16保偏光纤熔融焊接导致的交叉偏振耦合的简单评估科技研究·理论版(2021年22期)2021-04-18危险废物等离子熔融熔渣二次灰污染特征及资源化应用潜力建材发展导向(2020年16期)2020-09-25湖北峡东地区奥陶系南津关组灰岩中硅质岩 地球化学特征及其沉积环境意义地球科学与环境学报(2020年4期)2020-08-01Silent love 沉默的父爱疯狂英语·新阅版(2019年6期)2019-09-10巴西艺人用碎玻璃“洗脸”中老年健康(2016年7期)2016-07-29巴西艺人用碎玻璃“洗脸”中老年健康(2016年7期)2016-07-29
