浮法玻璃成型技术

浮法玻璃成型技术

1、浮法玻璃成型的定义

浮法玻璃成型工艺过程为熔化、澄清、冷却的优质玻璃液在调节闸板的控制下经流道平稳连续地流入锡槽，在锡槽中漂浮在熔融锡液表面，在自身重力的作用下摊平、在表面张力作用下抛光、在主传动拉引力作用下向前漂浮，通过挡边轮控制玻璃带的中心偏移，在拉边机的作用下实现玻璃带的展薄或积厚并冷却、固型等过程，成为优于磨光玻璃的高质量的平板玻璃。

玻璃液在前进的过程中经历了在锡液面上的摊开、达到平衡厚度、自然抛光以及拉薄或积厚四个过程。

浮法玻璃的成型设备因为是盛满熔融锡液的槽形容器而被称作

锡槽，它是浮法玻璃成型工艺的核心，被看作为浮法玻璃生产过程的三大热工设备之一。

2、浮法玻璃成型工艺过程

池窑中熔化好的玻璃液，在1100℃左右的温度下，沿流道流入

锡槽，由于玻璃的密度只有锡液密度的1/ 3 左右，因而漂浮在锡液面上，完成玻璃的平整化过程，然后逐渐降温，在外力的作用下冷却成板。玻璃带冷却到600～620℃时，被过渡辊台抬起，在输送辊道牵引力作用下，离开锡槽，进入退火窑，消除应力，再经质量检测，纵横切割，装箱入库。为了防止锡液在高温下的氧化，通常通入弱还原性的保护气体，以提高玻璃质量。

玻璃带成型时的作用力有两种，即表面张力和自身重力，前者阻

止玻璃液无限摊开，对玻璃表面的光洁度影响极大；后者则促使玻璃液摊开。当表面张力与自身重力平衡时，漂浮在锡液面上的玻璃带就获得自然厚度。

3、浮法玻璃成型工艺因素

对浮法玻璃成型起决定作用的因素有玻璃的粘度、表面张力和自身的重力。在这3 个因素中，粘度主要起定型的作用，表面张力主要起抛光的作用，重力则主要起摊平作用。但是三者对摊平、抛光和展薄都有一定作用，这三者结合才能很好的进行浮法玻璃的生产。

玻璃液刚流入锡槽时，处于自身重力和液-液-气三相系统表面张力的作用下。随着玻璃液的不断流入，在自身重力影响下，玻璃液沿锡液表面摊开，并在锡液面上形成了玻璃液的流体静压，作为玻璃带成型的源流。在1025℃左右的温度范围内，在自身重力和表面张力的作用下，玻璃液以自然厚度（7mm 左右）向四周流动摊开，此过程称为玻璃的摊平过程。

在玻璃的摊平过程中，主要涉及玻璃液的平整化，亦即摊得平不平，这是生产优质浮法玻璃之关键。生产实践证明，欲得到平整的玻璃带，必须具备下述条件。

（1）适于平整化的均匀的温度场。玻璃液在锡液面上摊平必须有适于平整化的温度范围。适于浮法玻璃自身摊平的温度范围为1065～996℃。只有在此范围内，才能使玻璃带摊得厚度均匀、表面平整。

（2）足够的摊平时间。玻璃的平整化除必须有一定的温度范围，以达到一定的表面张力外，还必须具备足够的摊平时间，以保证表面

张力充分发挥作用。即1050℃时，玻璃液在锡液表面上约需用1min 稍多的时间，即可消除波纹而摊平，达到平整化的要求。

由于玻璃液在成型过程中被逐渐地冷却，也就是温度逐渐降低粘度不断增大，所以在锡槽设计和生产过程中，适当延长高温区长度或延长高温区作用时间，都对玻璃的平整化有利。但是，提高玻璃液和高温区温度，以降低玻璃粘度，虽然有利于加速玻璃带平整化过程，但若玻璃粘度降低过多，不足以克服玻璃本身的惯性，就可能拉不走，这样就会降低产量。

4、浮法玻璃成型原理

浮法玻璃的成型过程原理主要是描述玻璃液在锡液面上的摊开

过程、平衡厚度、抛光时间、玻璃液的拉薄或增厚。

（1）玻璃液在锡液面上的摊开过程

自然界的液体自由表面是最光滑平坦的，所以密度大的液体就可以起到理想的成型模具的作用。借鉴玻璃液和锡液不起化学反应以及互不浸润原理，同时后者的密度大于前者，因而玻璃液可浮在锡液面上。玻璃液只是有限度地摊开，当摊开到一定程度时，玻璃液的表面张力和重力充分起作用并达到平衡，玻璃液就形成一定厚度的表面光滑平整的液层。

（2）平衡厚度

浮在锡液表面的玻璃液，在没有外力的作用下，它的厚度取决于两个因素: 一是表面张力，它力图使玻璃液收缩增厚，从而使其表面积最小; 二是重力，它力图使玻璃液变薄摊开，从而使其位能最低。

当这两种相反的力达到平衡时的玻璃液的厚度就被称为平衡厚度。

（3）玻璃液在锡液面上的抛光时间

浮法玻璃的抛光过程主要依靠玻璃液的表面张力的作用来实现。浮法玻璃在锡槽中的抛光过程是通过控制较小的降温速度和均匀的

温度场等，使形成表面张力充分发挥其展平作用的理想条件。浮法玻璃抛光过程的温度范围与摊平过程的相同（1065～996℃），这样在该温度范围内，能够使玻璃液保持适宜的粘度，并保证有足够的时间，以备抛光作用。

实践证明，若流入锡槽的是均质玻璃液，则它在均匀的温度场（抛光区内）停留1min左右的时间，就可以获得光洁平整的抛光表面。

（4）玻璃液的拉薄

浮玻璃液在重力和表面张力平衡时，在锡液面上形成自然厚度约7mm 的玻璃带。拉引厚度小于自然厚度的玻璃时，必须对玻璃带施加一定的拉力。但是当增加拉引速度时，随着拉引力的增加，玻璃宽度和厚度就成比例地减小，因为在玻璃带被拉薄的同时，表面张力的作用使得玻璃带增厚或使带宽有所收缩，因此要使拉薄过程有效地、顺利地进行，必须选择适宜的温度范围、采用合理的工艺参数和拉薄措施。实践证明，温度范围883～769℃，有利于玻璃带的拉薄，同时，玻璃带在拉薄区内获得了展薄。为了得到并维持玻璃带在拉薄区内所获得的宽度，在拉薄区玻璃带的两边，可根据工艺要求安置若干个拉边机。

5、影响成型质量的因素

浮法玻璃成型需要多方面的配合，任何一方面出现问题均会造成玻璃质量的下降，严重者可导致停产，其中影响成型质量的因素主要包括锡槽温度制度、气氛制度、压力制度等项。

（1）温度制度

温度制度指的是沿锡槽长度方向的温度分布。锡槽的温度制度也可用锡槽内平面上各区的温度来表示。温度制度是锡槽成型作业基础，对玻璃带的拉引速度、锡液的对流状态、玻璃的品种、规格及产量、质量等都有一定的影响。温度制度的确定取决于所生产的玻璃成分、带厚及拉引速度。

①流道温度过高时，玻璃液粘度降低，进入锡槽后摊开面积变大，造成玻璃带过薄、过宽，这样容易引起沾边、满槽等事故。而且在拉边机处会感到成型困难。

②流道温度过低时，玻璃液粘度增大，摊平和抛光的条件不充分，玻璃表面质量会受到影响，并容易引起脱边、断板等事故，同时存在成型时不易拉薄或积厚的困难。

③流道温度波动时，玻璃带的板根会忽大忽小变化不稳定，玻璃

带薄厚也会随之变化，这样容易引起脱边、沾边等事故。

④流道温度不均匀时，摊开的玻璃带在横向上会由于温度的不均

匀而造成粘度的不均匀，这时生产出来的玻璃产品容易出现“条纹”等质量缺陷。