一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法
【專利摘要】本發明涉及一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，通過將石英砂、氧化鋁、純堿、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋰混合均勻后送入浮法玻璃熔窯，在浮法玻璃熔窯內進行高溫熔化成玻璃液，玻璃液經過澄清均化后流入工作池，玻璃液從工作池內的流槽進入成型錫槽內，形成帶狀連續玻璃板，帶狀連續玻璃板經退火工序、切割工序制成成品玻璃。該方法通過采用碳酸鋰取代部分石英砂，并且將碳酸鎂的含量下降一半，克服和解決在拋光、拉邊過程中的平整度差問題；再通過控制玻璃液的粘度變化速率來控制玻璃液在錫槽內部的反應進程，避免成品玻璃表面產生微褶皺。通過上述生產方法制成的浮法玻璃，其表面粗糙度能達到0.004μm以下，平整度高。
【專利說明】
一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，屬于玻璃制造技術領域。
【背景技術】
[0002]當今世界上有三種類型的平板玻璃:平拉，浮法，壓延。其中，浮法玻璃在目前玻璃生產總類中占百分之九十以上，是世界建筑玻璃中的基礎建筑材料。浮法玻璃生產工藝創立于1952年，為高品質玻璃生產設立了世界標準。
[0003]在浮法玻璃生產過程中，玻璃在錫槽內拋光、拉邊、成型。玻璃在錫槽內拋光、拉邊過程中，由于粘度較大，在拋光、拉邊過程中易出現平整度差的缺陷。并且，錫槽內的錫元素在玻璃組分中的氧化劑的作用下形成錫離子，錫離子在浮法玻璃下表面的近表層區(Uim)均以SnQ、Sn2+、Sn4+三種價態存在，Sn2+在滲錫中均有最大比例。由于玻璃表層的Sn2+錫離子與空氣中的氧接觸，被氧化成Sn4+，Sn4+會將周圍的氧拉近，使其鍵長范圍內的區域體積發生收縮，從而在玻璃表面產生微褶皺，使得浮法玻璃的表面變得粗糙，平整度下降。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術存在的不足，提供了一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，具體技術方案如下:
一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，包括以下步驟:
步驟一:混料
將石英砂、氧化鋁、純堿、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋰按照配方比例稱取各組分，將各組分充分混合，得配合料；
步驟二:熔制成型
將配合料混合均勻后送入浮法玻璃熔窯，在浮法玻璃熔窯內進行高溫熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窯內熔化溫度為1590?1595 0C，玻璃液經過澄清均化后流入工作池，澄清均化溫度為1600?1610°C，玻璃液從工作池內的流槽進入成型錫槽內，形成帶狀連續玻璃板;其中，錫槽分為拋光區、過渡區、徐冷區、拉薄區和硬化區，拋光區中的溫度從1125°C降低至1108°C，拋光區中的玻璃液的粘度為861.2?1033.9 Pa.s;過渡區中的溫度從1108°C降低至1035°C，過渡區中的玻璃液的粘度為1033.9?1495.6 Pa.s;徐冷區中的溫度從1035°C降低至896°C，徐冷區中的玻璃液的粘度為1495.6?16775.6 Pa.s;拉薄區中的溫度從896°C降低至775°C，拉薄區中的玻璃液的粘度為16775.6?561132.3 Pa.s;硬化區中的溫度從775°(:降低至590°(:，硬化區中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s;帶狀連續玻璃板經退火工序、切割工序制成成品玻璃。
[0005]作為上述技術方案的改進，所述步驟一中的石英砂、氧化鋁、純堿、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋰配比為，石英砂的質量:氧化招的質量:純堿的質量:碳酸1丐的質量:碳酸鎂的質量:碳酸鋰的質量=(65.1?66.9): (3.1-3.3): (23.5-24.2): (16.6?19.I): (7.6-9.5):(28.6?31.8)0
[0006]作為上述技術方案的改進，所述步驟二中浮法玻璃熔窯還充滿還原氣，還原氣由氫氣和氨氣組成，還原氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的0.7%?0.9%;當浮法玻璃熔窯內部的溫度在25?790°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度在790?830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為136.5?137.1kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度大于830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa。
[0007]作為上述技術方案的改進，所述步驟二中錫槽內部還通入保護氣，保護氣由氫氣和氨氣組成，保護氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的5.7%?6.3%，錫槽內部的氣壓與外界大氣壓之間的壓力差為33?38Pa。
[0008]作為上述技術方案的改進，所述拋光區中玻璃液的粘度變化速率為66.2?67.1Pa.s/min，所述過渡區中玻璃液的粘度變化速率為113.1?129.5 Pa.s/min，所述徐冷區中玻璃液的粘度變化速率為325.7?362.9 Pa.s/min，所述拉薄區中玻璃液的粘度變化速率為18636.2?19153.3 Pa.s/min，所述硬化區中玻璃液的粘度變化速率大于72658.5Pa.s/min。
[0009]作為上述技術方案的改進，所述成品玻璃中S12的質量占成品玻璃總質量的58.6%?60.2%，成品玻璃中Li2O的質量占成品玻璃總質量的11.6%?12.9%。
[0010]由于浮法玻璃熔窯的溫度在790?830°C時，浮法玻璃熔窯的窯壁上的耐火磚上的鉻離子、鐵離子、鈷離子、鎳離子等離子的活潑性達到最強。在本發明中還原氣的還原氣氛中，避免耐火磚上的鉻離子、鐵離子、鈷離子、鎳離子等離子大量的進入玻璃液中；在790?830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓大于外界氣壓，壓制該溫度段中玻璃液內部氣泡的釋放效率，使其在后續溫度范圍中，玻璃液內部氣泡能夠急劇釋放，便于清除雜質。
[0011]本發明中，通過采用碳酸鋰取代部分石英砂，并且將碳酸鎂的含量下降一半，使得玻璃液在1125°C~1035°C時表現出黏度大、收縮大的特征，便于后續控制及拋光，克服和解決在拋光、拉邊過程中的平整度差問題。
[0012]玻璃液的粘度是錫槽過程中需要控制的一個非常重要的工藝參數。玻璃液粘度受溫度的影響很大，隨溫度的降低而增大，從液態玻璃到固態玻璃，粘度的變化是連續的。并且，這種玻璃粘度隨溫度的變化速率影響著玻璃自身的熱應力以及結構應力的釋放。
[0013]在拋光區中，玻璃液得到攤平、拋光，同時經過一段時間達到自然平衡厚度，玻璃液的粘度影響著玻璃液的表面張力，拋光區中的溫度、拋光區中的玻璃液的粘度都影響著玻璃液的拋光效果以及液面的平整度。過渡區中的溫度、過渡區中的玻璃液的粘度為玻璃液從拋光區向徐冷區的變化提供緩沖、過渡，避免玻璃液的溫度梯度變化過大造成的熱應力驟變使得玻璃液的表面產生微褶皺。
[0014]在徐冷區，玻璃液開始沿錫槽長度方向伸展形成玻璃帶，同時在徐冷區開始設置拉邊機。徐冷區的拉邊機主要作用是保持玻璃寬度不變，同時對玻璃液節流，阻斷縱向的拉應力對玻璃表面攤平的影響;徐冷區中的溫度、徐冷區中玻璃液的粘度變化速率影響玻璃帶表面攤平的速率和質量。
[0015]在拉薄區，根據生產需要設置若干對拉邊機、給玻璃帶以橫向和縱向拉力，使玻璃帶拉薄，達到最終產品厚度;拉薄區的溫度、拉薄區中玻璃液的粘度變化速率影響著玻璃帶拉薄的程度，且影響最終產品厚度的精度。
[0016]在硬化區，玻璃帶不再展薄，而是逐步冷卻，當玻璃帶溫度降至590°C時，玻璃帶完全硬化，此時玻璃帶通過過渡輥臺進入退火窯進行退火。
[0017]玻璃液的粘度變化速率控制玻璃液在錫槽內部的反應進程，避免玻璃液的表層應力和內部應力釋放速率不一致導致玻璃液因應力沖突而產生微褶皺。
[0018]錫槽在896 °01125 °C時，存在微量氧會將錫槽中的SrA錫原子)轉變成Sn2+、Sn4+，Sn2+、Sn4+向玻璃內部擴散，還原氣中的還原性氣體出部分溶入錫液中，在與玻璃液接觸中，與其中的Sn4+發生氧化還原反應，將Sn4+轉變成Sn2+，所以在近表面區，錫主要以Sn2+價態存在。Sn4+含量降低，避免Sn4+將周圍的氧拉近，從而改善玻璃表面粗糙度和平整度。并且，錫槽內部的氣壓與外界大氣壓之間的壓力差為33?38Pa，能避免外界空氣中的氧氣進入到錫槽內部，將Sn2+氧化成Sn4+。過高濃度的H2會將Sn2+還原成Sn^Snt3與玻璃的其他組分兼容性差，影響玻璃的化學穩定性;還原氣中出的含量是根據錫槽內的溫度進行嚴格控制，避免H2過量產生的安全性，以及對Sn2+含量的影響。
[0019]本發明的有益效果:通過采用碳酸鋰取代部分石英砂，并且將碳酸鎂的含量下降一半，使得玻璃液在1125°C>1035°C時表現出黏度大、收縮大的特征，便于后續控制及拋光，克服和解決在拋光、拉邊過程中的平整度差問題;再通過控制玻璃液的粘度變化速率來控制玻璃液在錫槽內部的反應進程，避免玻璃液的表層應力和內部應力釋放速率不一致導致玻璃液因應力沖突而產生微褶皺。該浮法玻璃的表面粗糙度能達到0.004μπι以下，平整度尚O
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0021]實施例1
將65.1Kg石英砂、3.1Kg氧化鋁、23.5Kg純堿、16.6Kg碳酸鈣、7.6Kg碳酸鎂、28.6Kg碳酸鋰按照配方比例稱取各組分，將各組分充分混合，得配合料。將配合料混合均勻后送入浮法玻璃熔窯，在浮法玻璃熔窯內進行高溫熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窯內熔化溫度為15900C ;其中，浮法玻璃熔窯還充滿還原氣，還原氣由氫氣和氨氣組成，還原氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的0.7%;當浮法玻璃熔窯內部的溫度在25?790°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度在790?830 °C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為136.5kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度大于830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa。
[0022]玻璃液經過澄清均化后流入工作池，澄清均化溫度為1600°C，玻璃液從工作池內的流槽進入成型錫槽內，形成帶狀連續玻璃板;其中，錫槽分為拋光區、過渡區、徐冷區、拉薄區和硬化區，拋光區中的溫度從1125°C降低至1108°C，拋光區中的玻璃液的粘度為861.2-1033.9 Pa.s，拋光區中玻璃液的粘度變化速率為66.2 Pa.s/min，所述玻璃液的粘度變化速率就是單位時間內玻璃液的粘度增大或減小的數值;過渡區中的溫度從1108°C降低至1035°C，過渡區中的玻璃液的粘度為1033.9?1495.6 Pa.s，過渡區中玻璃液的粘度變化速率為113.1 Pa.s/min;徐冷區中的溫度從1035°C降低至896°C，徐冷區中的玻璃液的粘度為1495.6?16775.6 Pa.s，徐冷區中玻璃液的粘度變化速率為325.7 Pa.s/min;拉薄區中的溫度從896°C降低至775°C，拉薄區中的玻璃液的粘度為16775.6?561132.3 Pa.s，拉薄區中玻璃液的粘度變化速率為18636.2 Pa.s/min;硬化區中的溫度從775°C降低至590°C，硬化區中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s，硬化區中玻璃液的粘度變化速率大于
72658.5Pa.s/min;并且，錫槽內部還通入保護氣，保護氣由氫氣和氨氣組成，保護氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的5.7%，錫槽內部的氣壓與外界大氣壓之間的壓力差為33Pa;帶狀連續玻璃板經退火工序、切割工序制成成品玻璃。
[0023]所述成品玻璃中S12的質量占成品玻璃總質量的58.6%，成品玻璃中Li2O的質量占成品玻璃總質量的12.9%;該成品玻璃的表面粗糙度小于0.005μπι，平整度高，兩塊成品玻璃之間的靜摩擦系數(即同一批次兩塊大小、厚度均相同的成品玻璃疊加后相互之間的靜摩擦系數)為0.93。
[0024]實施例2
將65.9Kg石英砂、3.2Kg氧化鋁、23.8Kg純堿、17.2Kg碳酸鈣、8.9Kg碳酸鎂、30.1Kg碳酸鋰按照配方比例稱取各組分，將各組分充分混合，得配合料。將配合料混合均勻后送入浮法玻璃熔窯，在浮法玻璃熔窯內進行高溫熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窯內熔化溫度在15930C ;其中，浮法玻璃熔窯還充滿還原氣，還原氣由氫氣和氨氣組成，還原氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的0.8%;當浮法玻璃熔窯內部的溫度在25?790°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度在790?830 °C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為136.9kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度大于830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa。
[0025]玻璃液經過澄清均化后流入工作池，澄清均化溫度為1605 °C，玻璃液從工作池內的流槽進入成型錫槽內，形成帶狀連續玻璃板;其中，錫槽分為拋光區、過渡區、徐冷區、拉薄區和硬化區，拋光區中的溫度從1125°C降低至1108°C，拋光區中的玻璃液的粘度為861.2-1033.9 Pa.s，拋光區中玻璃液的粘度變化速率為66.8 Pa.s/min，所述玻璃液的粘度變化速率就是單位時間內玻璃液的粘度增大或減小的數值;過渡區中的溫度從1108°C降低至1035°C，過渡區中的玻璃液的粘度為1033.9?1495.6 Pa.s，過渡區中玻璃液的粘度變化速率為120.2 Pa.s/min;徐冷區中的溫度從1035°C降低至896°C，徐冷區中的玻璃液的粘度為1495.6?16775.6 Pa.s，徐冷區中玻璃液的粘度變化速率為347.2 Pa.s/min;拉薄區中的溫度從896°C降低至775°C，拉薄區中的玻璃液的粘度為16775.6?561132.3 Pa.s，拉薄區中玻璃液的粘度變化速率為18911.7 Pa.s/min;硬化區中的溫度從775°C降低至590°C，硬化區中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s，硬化區中玻璃液的粘度變化速率大于
72658.5Pa.s/min;并且，錫槽內部還通入保護氣，保護氣由氫氣和氨氣組成，保護氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的5.9%，錫槽內部的氣壓與外界大氣壓之間的壓力差為36Pa;帶狀連續玻璃板經退火工序、切割工序制成成品玻璃。
[0026]所述成品玻璃中S12的質量占成品玻璃總質量的59.3%，成品玻璃中Li2O的質量占成品玻璃總質量的12.2%;該成品玻璃的表面粗糙度小于0.004μπι，平整度高，兩塊成品玻璃之間的靜摩擦系數(即同一批次兩塊大小、厚度均相同的成品玻璃疊加后相互之間的靜摩擦系數)為0.91。
[0027]實施例3
將66.9Kg石英砂、3.3Kg氧化鋁、24.2Kg純堿、19.1Kg碳酸鈣、9.5Kg碳酸鎂、31.8Kg碳酸鋰按照配方比例稱取各組分，將各組分充分混合，得配合料。
[0028]將配合料混合均勻后送入浮法玻璃熔窯，在浮法玻璃熔窯內進行高溫熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窯內熔化溫度在1595°C;其中，浮法玻璃熔窯還充滿還原氣，還原氣由氫氣和氨氣組成，還原氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的0.9%;當浮法玻璃熔窯內部的溫度在25?790°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度在790?830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為137.lkPa；當浮法玻璃熔窯的溫度大于830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.38kPa。
[0029]玻璃液經過澄清均化后流入工作池，澄清均化溫度為1610°C，玻璃液從工作池內的流槽進入成型錫槽內，形成帶狀連續玻璃板;其中，錫槽分為拋光區、過渡區、徐冷區、拉薄區和硬化區，拋光區中的溫度從1125°C降至1108°C，拋光區中的玻璃液的粘度為861.2?
1033.9Pa.s，拋光區中玻璃液的粘度變化速率為67.1 Pa.s/min，所述玻璃液的粘度變化速率就是單位時間內玻璃液的粘度增大或減小的數值;過渡區中的溫度從1108°C降低至1035°C，過渡區中的玻璃液的粘度為1033.9?1495.6 Pa.s，過渡區中玻璃液的粘度變化速率為129.5 Pa.s/min;徐冷區中的溫度從1035°C降低至896°C，徐冷區中的玻璃液的粘度為1495.6?16775.6 Pa.s，徐冷區中玻璃液的粘度變化速率為362.9 Pa.s/min;拉薄區中的溫度從896°C降低至775°C，拉薄區中的玻璃液的粘度為16775.6?561132.3 Pa.s，拉薄區中玻璃液的粘度變化速率為19153.3 Pa.s/min;硬化區中的溫度從775°C降低至590°C，硬化區中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s，硬化區中玻璃液的粘度變化速率大于
72658.5Pa.s/min;并且，錫槽內部還通入保護氣，保護氣由氫氣和氨氣組成，保護氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的6.3%，錫槽內部的氣壓與外界大氣壓之間的壓力差為38Pa;帶狀連續玻璃板經退火工序、切割工序制成成品玻璃。
[0030]所述成品玻璃中S12的質量占成品玻璃總質量的60.2%，成品玻璃中Li2O的質量占成品玻璃總質量的11.6%;該成品玻璃的表面粗糙度小于0.004μπι，平整度高，兩塊成品玻璃之間的靜摩擦系數(即同一批次兩塊大小、厚度均相同的成品玻璃疊加后相互之間的靜摩擦系數)為0.92。
[0031]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一:混料 將石英砂、氧化鋁、純堿、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋰按照配方比例稱取各組分，將各組分充分混合，得配合料； 步驟二:熔制成型 將配合料混合均勻后送入浮法玻璃熔窯，在浮法玻璃熔窯內進行高溫熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窯內熔化溫度為1590?1595 0C，玻璃液經過澄清均化后流入工作池，澄清均化溫度為1600?1610°C，玻璃液從工作池內的流槽進入成型錫槽內，形成帶狀連續玻璃板;其中，錫槽分為拋光區、過渡區、徐冷區、拉薄區和硬化區，拋光區中的溫度從1125°C降低至1108°C，拋光區中的玻璃液的粘度為861.2?1033.9 Pa.s;過渡區中的溫度從1108°C降低至1035°C，過渡區中的玻璃液的粘度為1033.9?1495.6 Pa.s;徐冷區中的溫度從1035°C降低至896°C，徐冷區中的玻璃液的粘度為1495.6?16775.6 Pa.s;拉薄區中的溫度從896°C降低至775°C，拉薄區中的玻璃液的粘度為16775.6?561132.3 Pa.s;硬化區中的溫度從775°(:降低至590°(:，硬化區中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s;帶狀連續玻璃板經退火工序、切割工序制成成品玻璃。2.根據權利要求1所述的一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，其特征在于:所述步驟一中的石英砂、氧化鋁、純堿、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋰配比為，石英砂的質量:氧化招的質量:純堿的質量:碳酸1丐的質量:碳酸鎂的質量:碳酸鋰的質量=(65.1?66.9):(3.1-3.3):(23.5-24.2):(16.6?19.I):(7.6?9.5):(28.6?31.8)。3.根據權利要求1所述的一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，其特征在于:所述步驟二中浮法玻璃熔窯還充滿還原氣，還原氣由氫氣和氨氣組成，還原氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的0.7%~0.9%;當浮法玻璃熔窯內部的溫度在25?790°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度在790?830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為136.5-137.1kPa;當浮法玻璃熔窯的溫度大于830°C時，浮法玻璃熔窯內部的氣壓為101.3kPa04.根據權利要求1所述的一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，其特征在于:所述步驟二中錫槽內部還通入保護氣，保護氣由氫氣和氨氣組成，保護氣中氫氣的質量占還原保護氣總質量的5.7%?6.3%，錫槽內部的氣壓與外界大氣壓之間的壓力差為33?38Pa。5.根據權利要求1所述的一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，其特征在于:所述拋光區中玻璃液的粘度變化速率為66.2?67.1 Pa.s/min，所述過渡區中玻璃液的粘度變化速率為113.1?129.5 Pa.s/min，所述徐冷區中玻璃液的粘度變化速率為325.7?362.9Pa.s/min，所述拉薄區中玻璃液的粘度變化速率為18636.2?19153.3 Pa.s/min,所述硬化區中玻璃液的粘度變化速率大于72658.5 Pa.s/min。6.根據權利要求1所述的一種能夠改善浮法玻璃表面粗糙度的生產方法，其特征在于:所述成品玻璃中S12的質量占成品玻璃總質量的58.6%?60.2%，成品玻璃中Li2O的質量占成品玻璃總質量的11.6%?12.9%。
【文檔編號】C03C3/087GK106007343SQ201610334674
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月19日
【發明人】林嘉宏
【申請人】臺玻安徽玻璃有限公司