一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，通过将石英砂、氧化铝、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锂混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，玻璃液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板，带状连续玻璃板经退火工序、切割工序制成成品玻璃。该方法通过采用碳酸锂取代部分石英砂，并且将碳酸镁的含量下降一半，克服和解决在抛光、拉边过程中的平整度差问题；再通过控制玻璃液的粘度变化速率来控制玻璃液在锡槽内部的反应进程，避免成品玻璃表面产生微褶皱。通过上述生产方法制成的浮法玻璃，其表面粗糙度能达到0.004μm以下，平整度高。
【专利说明】
一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，属于玻璃制造技术领域。
【背景技术】
[0002]当今世界上有三种类型的平板玻璃:平拉，浮法，压延。其中，浮法玻璃在目前玻璃生产总类中占百分之九十以上，是世界建筑玻璃中的基础建筑材料。浮法玻璃生产工艺创立于1952年，为高品质玻璃生产设立了世界标准。
[0003]在浮法玻璃生产过程中，玻璃在锡槽内抛光、拉边、成型。玻璃在锡槽内抛光、拉边过程中，由于粘度较大，在抛光、拉边过程中易出现平整度差的缺陷。并且，锡槽内的锡元素在玻璃组分中的氧化剂的作用下形成锡离子，锡离子在浮法玻璃下表面的近表层区(Uim)均以SnQ、Sn2+、Sn4+三种价态存在，Sn2+在渗锡中均有最大比例。由于玻璃表层的Sn2+锡离子与空气中的氧接触，被氧化成Sn4+，Sn4+会将周围的氧拉近，使其键长范围内的区域体积发生收缩，从而在玻璃表面产生微褶皱，使得浮法玻璃的表面变得粗糙，平整度下降。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，具体技术方案如下:
一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，包括以下步骤:
步骤一:混料
将石英砂、氧化铝、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锂按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料；
步骤二:熔制成型
将配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窑内熔化温度为1590?1595 0C，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，澄清均化温度为1600?1610°C，玻璃液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板;其中，锡槽分为抛光区、过渡区、徐冷区、拉薄区和硬化区，抛光区中的温度从1125°C降低至1108°C，抛光区中的玻璃液的粘度为861.2?1033.9 Pa.s;过渡区中的温度从1108°C降低至1035°C，过渡区中的玻璃液的粘度为1033.9?1495.6 Pa.s;徐冷区中的温度从1035°C降低至896°C，徐冷区中的玻璃液的粘度为1495.6?16775.6 Pa.s;拉薄区中的温度从896°C降低至775°C，拉薄区中的玻璃液的粘度为16775.6?561132.3 Pa.s;硬化区中的温度从775°(:降低至590°(:，硬化区中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s;带状连续玻璃板经退火工序、切割工序制成成品玻璃。
[0005]作为上述技术方案的改进，所述步骤一中的石英砂、氧化铝、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锂配比为，石英砂的质量:氧化招的质量:纯碱的质量:碳酸1丐的质量:碳酸镁的质量:碳酸锂的质量=(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]作为上述技术方案的改进，所述步骤二中浮法玻璃熔窑还充满还原气，还原气由氢气和氨气组成，还原气中氢气的质量占还原保护气总质量的0.7%?0.9%;当浮法玻璃熔窑内部的温度在25?790°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa;当浮法玻璃熔窑的温度在790?830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为136.5?137.1kPa;当浮法玻璃熔窑的温度大于830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述步骤二中锡槽内部还通入保护气，保护气由氢气和氨气组成，保护气中氢气的质量占还原保护气总质量的5.7%?6.3%，锡槽内部的气压与外界大气压之间的压力差为33?38Pa。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述抛光区中玻璃液的粘度变化速率为66.2?67.1Pa.s/min，所述过渡区中玻璃液的粘度变化速率为113.1?129.5 Pa.s/min，所述徐冷区中玻璃液的粘度变化速率为325.7?362.9 Pa.s/min，所述拉薄区中玻璃液的粘度变化速率为18636.2?19153.3 Pa.s/min，所述硬化区中玻璃液的粘度变化速率大于72658.5Pa.s/min。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述成品玻璃中S12的质量占成品玻璃总质量的58.6%?60.2%，成品玻璃中Li2O的质量占成品玻璃总质量的11.6%?12.9%。
[0010]由于浮法玻璃熔窑的温度在790?830°C时，浮法玻璃熔窑的窑壁上的耐火砖上的铬离子、铁离子、钴离子、镍离子等离子的活泼性达到最强。在本发明中还原气的还原气氛中，避免耐火砖上的铬离子、铁离子、钴离子、镍离子等离子大量的进入玻璃液中；在790?830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压大于外界气压，压制该温度段中玻璃液内部气泡的释放效率，使其在后续温度范围中，玻璃液内部气泡能够急剧释放，便于清除杂质。
[0011]本发明中，通过采用碳酸锂取代部分石英砂，并且将碳酸镁的含量下降一半，使得玻璃液在1125°C~1035°C时表现出黏度大、收缩大的特征，便于后续控制及抛光，克服和解决在抛光、拉边过程中的平整度差问题。
[0012]玻璃液的粘度是锡槽过程中需要控制的一个非常重要的工艺参数。玻璃液粘度受温度的影响很大，随温度的降低而增大，从液态玻璃到固态玻璃，粘度的变化是连续的。并且，这种玻璃粘度随温度的变化速率影响着玻璃自身的热应力以及结构应力的释放。
[0013]在抛光区中，玻璃液得到摊平、抛光，同时经过一段时间达到自然平衡厚度，玻璃液的粘度影响着玻璃液的表面张力，抛光区中的温度、抛光区中的玻璃液的粘度都影响着玻璃液的抛光效果以及液面的平整度。过渡区中的温度、过渡区中的玻璃液的粘度为玻璃液从抛光区向徐冷区的变化提供缓冲、过渡，避免玻璃液的温度梯度变化过大造成的热应力骤变使得玻璃液的表面产生微褶皱。
[0014]在徐冷区，玻璃液开始沿锡槽长度方向伸展形成玻璃带，同时在徐冷区开始设置拉边机。徐冷区的拉边机主要作用是保持玻璃宽度不变，同时对玻璃液节流，阻断纵向的拉应力对玻璃表面摊平的影响;徐冷区中的温度、徐冷区中玻璃液的粘度变化速率影响玻璃带表面摊平的速率和质量。
[0015]在拉薄区，根据生产需要设置若干对拉边机、给玻璃带以横向和纵向拉力，使玻璃带拉薄，达到最终产品厚度;拉薄区的温度、拉薄区中玻璃液的粘度变化速率影响着玻璃带拉薄的程度，且影响最终产品厚度的精度。
[0016]在硬化区，玻璃带不再展薄，而是逐步冷却，当玻璃带温度降至590°C时，玻璃带完全硬化，此时玻璃带通过过渡辊台进入退火窑进行退火。
[0017]玻璃液的粘度变化速率控制玻璃液在锡槽内部的反应进程，避免玻璃液的表层应力和内部应力释放速率不一致导致玻璃液因应力冲突而产生微褶皱。
[0018]锡槽在896 °01125 °C时，存在微量氧会将锡槽中的SrA锡原子)转变成Sn2+、Sn4+，Sn2+、Sn4+向玻璃内部扩散，还原气中的还原性气体出部分溶入锡液中，在与玻璃液接触中，与其中的Sn4+发生氧化还原反应，将Sn4+转变成Sn2+，所以在近表面区，锡主要以Sn2+价态存在。Sn4+含量降低，避免Sn4+将周围的氧拉近，从而改善玻璃表面粗糙度和平整度。并且，锡槽内部的气压与外界大气压之间的压力差为33?38Pa，能避免外界空气中的氧气进入到锡槽内部，将Sn2+氧化成Sn4+。过高浓度的H2会将Sn2+还原成Sn^Snt3与玻璃的其他组分兼容性差，影响玻璃的化学稳定性;还原气中出的含量是根据锡槽内的温度进行严格控制，避免H2过量产生的安全性，以及对Sn2+含量的影响。
[0019]本发明的有益效果:通过采用碳酸锂取代部分石英砂，并且将碳酸镁的含量下降一半，使得玻璃液在1125°C>1035°C时表现出黏度大、收缩大的特征，便于后续控制及抛光，克服和解决在抛光、拉边过程中的平整度差问题;再通过控制玻璃液的粘度变化速率来控制玻璃液在锡槽内部的反应进程，避免玻璃液的表层应力和内部应力释放速率不一致导致玻璃液因应力冲突而产生微褶皱。该浮法玻璃的表面粗糙度能达到0.004μπι以下，平整度尚O
【具体实施方式】
[0020]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021]实施例1
将65.1Kg石英砂、3.1Kg氧化铝、23.5Kg纯碱、16.6Kg碳酸钙、7.6Kg碳酸镁、28.6Kg碳酸锂按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料。将配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窑内熔化温度为15900C ;其中，浮法玻璃熔窑还充满还原气，还原气由氢气和氨气组成，还原气中氢气的质量占还原保护气总质量的0.7%;当浮法玻璃熔窑内部的温度在25?790°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa;当浮法玻璃熔窑的温度在790?830 °C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为136.5kPa;当浮法玻璃熔窑的温度大于830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa。
[0022]玻璃液经过澄清均化后流入工作池，澄清均化温度为1600°C，玻璃液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板;其中，锡槽分为抛光区、过渡区、徐冷区、拉薄区和硬化区，抛光区中的温度从1125°C降低至1108°C，抛光区中的玻璃液的粘度为861.2-1033.9 Pa.s，抛光区中玻璃液的粘度变化速率为66.2 Pa.s/min，所述玻璃液的粘度变化速率就是单位时间内玻璃液的粘度增大或减小的数值;过渡区中的温度从1108°C降低至1035°C，过渡区中的玻璃液的粘度为1033.9?1495.6 Pa.s，过渡区中玻璃液的粘度变化速率为113.1 Pa.s/min;徐冷区中的温度从1035°C降低至896°C，徐冷区中的玻璃液的粘度为1495.6?16775.6 Pa.s，徐冷区中玻璃液的粘度变化速率为325.7 Pa.s/min;拉薄区中的温度从896°C降低至775°C，拉薄区中的玻璃液的粘度为16775.6?561132.3 Pa.s，拉薄区中玻璃液的粘度变化速率为18636.2 Pa.s/min;硬化区中的温度从775°C降低至590°C，硬化区中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s，硬化区中玻璃液的粘度变化速率大于
72658.5Pa.s/min;并且，锡槽内部还通入保护气，保护气由氢气和氨气组成，保护气中氢气的质量占还原保护气总质量的5.7%，锡槽内部的气压与外界大气压之间的压力差为33Pa;带状连续玻璃板经退火工序、切割工序制成成品玻璃。
[0023]所述成品玻璃中S12的质量占成品玻璃总质量的58.6%，成品玻璃中Li2O的质量占成品玻璃总质量的12.9%;该成品玻璃的表面粗糙度小于0.005μπι，平整度高，两块成品玻璃之间的静摩擦系数(即同一批次两块大小、厚度均相同的成品玻璃叠加后相互之间的静摩擦系数)为0.93。
[0024]实施例2
将65.9Kg石英砂、3.2Kg氧化铝、23.8Kg纯碱、17.2Kg碳酸钙、8.9Kg碳酸镁、30.1Kg碳酸锂按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料。将配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窑内熔化温度在15930C ;其中，浮法玻璃熔窑还充满还原气，还原气由氢气和氨气组成，还原气中氢气的质量占还原保护气总质量的0.8%;当浮法玻璃熔窑内部的温度在25?790°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa;当浮法玻璃熔窑的温度在790?830 °C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为136.9kPa;当浮法玻璃熔窑的温度大于830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa。
[0025]玻璃液经过澄清均化后流入工作池，澄清均化温度为1605 °C，玻璃液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板;其中，锡槽分为抛光区、过渡区、徐冷区、拉薄区和硬化区，抛光区中的温度从1125°C降低至1108°C，抛光区中的玻璃液的粘度为861.2-1033.9 Pa.s，抛光区中玻璃液的粘度变化速率为66.8 Pa.s/min，所述玻璃液的粘度变化速率就是单位时间内玻璃液的粘度增大或减小的数值;过渡区中的温度从1108°C降低至1035°C，过渡区中的玻璃液的粘度为1033.9?1495.6 Pa.s，过渡区中玻璃液的粘度变化速率为120.2 Pa.s/min;徐冷区中的温度从1035°C降低至896°C，徐冷区中的玻璃液的粘度为1495.6?16775.6 Pa.s，徐冷区中玻璃液的粘度变化速率为347.2 Pa.s/min;拉薄区中的温度从896°C降低至775°C，拉薄区中的玻璃液的粘度为16775.6?561132.3 Pa.s，拉薄区中玻璃液的粘度变化速率为18911.7 Pa.s/min;硬化区中的温度从775°C降低至590°C，硬化区中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s，硬化区中玻璃液的粘度变化速率大于
72658.5Pa.s/min;并且，锡槽内部还通入保护气，保护气由氢气和氨气组成，保护气中氢气的质量占还原保护气总质量的5.9%，锡槽内部的气压与外界大气压之间的压力差为36Pa;带状连续玻璃板经退火工序、切割工序制成成品玻璃。
[0026]所述成品玻璃中S12的质量占成品玻璃总质量的59.3%，成品玻璃中Li2O的质量占成品玻璃总质量的12.2%;该成品玻璃的表面粗糙度小于0.004μπι，平整度高，两块成品玻璃之间的静摩擦系数(即同一批次两块大小、厚度均相同的成品玻璃叠加后相互之间的静摩擦系数)为0.91。
[0027]实施例3
将66.9Kg石英砂、3.3Kg氧化铝、24.2Kg纯碱、19.1Kg碳酸钙、9.5Kg碳酸镁、31.8Kg碳酸锂按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料。
[0028]将配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窑内熔化温度在1595°C;其中，浮法玻璃熔窑还充满还原气，还原气由氢气和氨气组成，还原气中氢气的质量占还原保护气总质量的0.9%;当浮法玻璃熔窑内部的温度在25?790°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa;当浮法玻璃熔窑的温度在790?830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为137.lkPa；当浮法玻璃熔窑的温度大于830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.38kPa。
[0029]玻璃液经过澄清均化后流入工作池，澄清均化温度为1610°C，玻璃液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板;其中，锡槽分为抛光区、过渡区、徐冷区、拉薄区和硬化区，抛光区中的温度从1125°C降至1108°C，抛光区中的玻璃液的粘度为861.2?
1033.9Pa.s，抛光区中玻璃液的粘度变化速率为67.1 Pa.s/min，所述玻璃液的粘度变化速率就是单位时间内玻璃液的粘度增大或减小的数值;过渡区中的温度从1108°C降低至1035°C，过渡区中的玻璃液的粘度为1033.9?1495.6 Pa.s，过渡区中玻璃液的粘度变化速率为129.5 Pa.s/min;徐冷区中的温度从1035°C降低至896°C，徐冷区中的玻璃液的粘度为1495.6?16775.6 Pa.s，徐冷区中玻璃液的粘度变化速率为362.9 Pa.s/min;拉薄区中的温度从896°C降低至775°C，拉薄区中的玻璃液的粘度为16775.6?561132.3 Pa.s，拉薄区中玻璃液的粘度变化速率为19153.3 Pa.s/min;硬化区中的温度从775°C降低至590°C，硬化区中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s，硬化区中玻璃液的粘度变化速率大于
72658.5Pa.s/min;并且，锡槽内部还通入保护气，保护气由氢气和氨气组成，保护气中氢气的质量占还原保护气总质量的6.3%，锡槽内部的气压与外界大气压之间的压力差为38Pa;带状连续玻璃板经退火工序、切割工序制成成品玻璃。
[0030]所述成品玻璃中S12的质量占成品玻璃总质量的60.2%，成品玻璃中Li2O的质量占成品玻璃总质量的11.6%;该成品玻璃的表面粗糙度小于0.004μπι，平整度高，两块成品玻璃之间的静摩擦系数(即同一批次两块大小、厚度均相同的成品玻璃叠加后相互之间的静摩擦系数)为0.92。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一:混料 将石英砂、氧化铝、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锂按照配方比例称取各组分，将各组分充分混合，得配合料； 步骤二:熔制成型 将配合料混合均匀后送入浮法玻璃熔窑，在浮法玻璃熔窑内进行高温熔化成玻璃液，浮法玻璃熔窑内熔化温度为1590?1595 0C，玻璃液经过澄清均化后流入工作池，澄清均化温度为1600?1610°C，玻璃液从工作池内的流槽进入成型锡槽内，形成带状连续玻璃板;其中，锡槽分为抛光区、过渡区、徐冷区、拉薄区和硬化区，抛光区中的温度从1125°C降低至1108°C，抛光区中的玻璃液的粘度为861.2?1033.9 Pa.s;过渡区中的温度从1108°C降低至1035°C，过渡区中的玻璃液的粘度为1033.9?1495.6 Pa.s;徐冷区中的温度从1035°C降低至896°C，徐冷区中的玻璃液的粘度为1495.6?16775.6 Pa.s;拉薄区中的温度从896°C降低至775°C，拉薄区中的玻璃液的粘度为16775.6?561132.3 Pa.s;硬化区中的温度从775°(:降低至590°(:，硬化区中的玻璃液的粘度大于561132.3 Pa.s;带状连续玻璃板经退火工序、切割工序制成成品玻璃。2.根据权利要求1所述的一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，其特征在于:所述步骤一中的石英砂、氧化铝、纯碱、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锂配比为，石英砂的质量:氧化招的质量:纯碱的质量:碳酸1丐的质量:碳酸镁的质量:碳酸锂的质量=(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.根据权利要求1所述的一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，其特征在于:所述步骤二中浮法玻璃熔窑还充满还原气，还原气由氢气和氨气组成，还原气中氢气的质量占还原保护气总质量的0.7%~0.9%;当浮法玻璃熔窑内部的温度在25?790°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa;当浮法玻璃熔窑的温度在790?830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为136.5-137.1kPa;当浮法玻璃熔窑的温度大于830°C时，浮法玻璃熔窑内部的气压为101.3kPa04.根据权利要求1所述的一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，其特征在于:所述步骤二中锡槽内部还通入保护气，保护气由氢气和氨气组成，保护气中氢气的质量占还原保护气总质量的5.7%?6.3%，锡槽内部的气压与外界大气压之间的压力差为33?38Pa。5.根据权利要求1所述的一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，其特征在于:所述抛光区中玻璃液的粘度变化速率为66.2?67.1 Pa.s/min，所述过渡区中玻璃液的粘度变化速率为113.1?129.5 Pa.s/min，所述徐冷区中玻璃液的粘度变化速率为325.7?362.9Pa.s/min，所述拉薄区中玻璃液的粘度变化速率为18636.2?19153.3 Pa.s/min,所述硬化区中玻璃液的粘度变化速率大于72658.5 Pa.s/min。6.根据权利要求1所述的一种能够改善浮法玻璃表面粗糙度的生产方法，其特征在于:所述成品玻璃中S12的质量占成品玻璃总质量的58.6%?60.2%，成品玻璃中Li2O的质量占成品玻璃总质量的11.6%?12.9%。
【文档编号】C03C3/087GK106007343SQ201610334674
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】林嘉宏
【申请人】台玻安徽玻璃有限公司