锡槽化学和气氛

1、 浮法锡槽的横剖面浮法锡槽的横剖面 在槽内各种物质之间界面上，存在一系列复杂的反应：在槽内各种物质之间界面上，存在一系列复杂的反应： - 动态的物理和化学反应动态的物理和化学反应 ss na o2 na 槽底砖槽底砖耐火材料耐火材料氧化铝氧化铝/氧化硅氧化硅 底壳底壳低碳钢低碳钢 边封边封 保护气体气氛保护气体气氛氮气氮气 / 氢气氢气 边封边封 槽顶槽顶耐火材料耐火材料 玻璃玻璃 锡液锡液 氧氧 在在 锡锡 液液 中中 的的 溶溶 解解 度度 温度温度oc 氧的浓度氧的浓度(ppm) 锡液中氧的浓度锡液中氧的浓度 氧在锡液中的溶解度氧在锡液中的溶解度 下下 表表 面面 缺缺 陷陷 所有的缺陷

2、都是由氧化锡污染造成所有的缺陷都是由氧化锡污染造成. 热端灰渣热端灰渣斑点泡斑点泡冷端斑点或灰渣冷端斑点或灰渣粘锡粘锡 污染的锡粘附污染的锡粘附 在板带上在板带上 吸附在表面上的氧化锡微吸附在表面上的氧化锡微 粒粒. 在边光下可见到非常细小在边光下可见到非常细小 的亮点的亮点. 一般都与投产引头子或较一般都与投产引头子或较 大规模的划送玻璃有关大规模的划送玻璃有关 很小的开口泡或颗粒很小的开口泡或颗粒. 常可在墙灯下看见常可在墙灯下看见 由锡的污染物造成由锡的污染物造成, 一般都是一般都是 氧氧, 有时候也可能是铁等气体有时候也可能是铁等气体 物质物质. 一般都是由于向锡槽一般都是由于向锡槽

3、加锡锭加锡锭. 看起来像是非常细小的氧看起来像是非常细小的氧 化锡颗粒污点或斑点化锡颗粒污点或斑点. 在边光下可以看见在边光下可以看见, 严重严重 时在墙灯下可见时在墙灯下可见. 是由于污染物颗粒的附着是由于污染物颗粒的附着 ，通常都是氧化锡，通常都是氧化锡. tin profile through bottom surface of glass 0 25 50 75 100 125 150 175 200 05101520 glass depth/um tin mg/cm3 锡通过玻璃下表面的渗入曲线锡通过玻璃下表面的渗入曲线 玻璃深度玻璃深度 (纳米纳米) 锡锡 (毫克毫克/cm3) 化学

4、活性化学活性 otin 锡液中氧的浓度锡液中氧的浓度 锡液中氧的溶解度锡液中氧的溶解度 锡渗入玻璃下表面的分布曲线锡渗入玻璃下表面的分布曲线 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45 1.5 1.55 1.6 锡中氧浓度 (ppm) 0 5 10 15 20 25 30 35 时间 (小时) h2 5% 10% 槽顶吹扫 h2 10% 5% 保护气体中氢气含量对锡中氧浓度的影响保护气体中氢气含量对锡中氧浓度的影响 3.5 3 2.5 2 1.5 1 o2 ppm (锡液中锡液中) 0 10 20 30 40 50 60 时间时间 (分钟分钟) 1000 1200 1400 1600

5、 1800 2000 h2oppm (气氛中气氛中) bay 17bay 10bay 10 锡液中的探测头锡液中的探测头 气氛中的探测头气氛中的探测头 某一厂的污染事故某一厂的污染事故 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 11.21.41.61.822.22.42.6 h2 10% 8%7%6%5% 锡记数 锡液中氧浓度 ppm 锡记数和锡记数和 锡液中氧锡液中氧 浓度之间浓度之间 的精确关的精确关 系，随不系，随不 同的锡槽同的锡槽 而变化，而变化， 而且取决而且取决 于退火窑于退火窑 的拉引速的拉引速 度度. 浮法锡

6、槽系统中的氧浮法锡槽系统中的氧 来自板带的硫酸根、水分等来自板带的硫酸根、水分等 保护气体中的水保护气体中的水 分分 漏入锡槽的氧漏入锡槽的氧 锡槽气氛中的水分锡槽气氛中的水分 一氧化碳气泡一氧化碳气泡 耐火材料上的釉膜耐火材料上的釉膜 玻璃中的锡玻璃中的锡 氧化亚锡蒸汽氧化亚锡蒸汽 氧化锡氧化锡 (灰渣灰渣) 表面霜雾表面霜雾 上表面斑点上表面斑点 下表面缺陷下表面缺陷 锡液中的氧锡液中的氧 上表面 + h2 +h2 下表面 + sn + sn + 石墨(碳) +na +耐火材料 饱和 + h2 锡锡 石石 + o2 下表面雾浊下表面雾浊 + fe(锡液中的铁) 上上 表表 面面 污污 物物

7、 所有的缺陷都是由硫和氧对锡的污染所致所有的缺陷都是由硫和氧对锡的污染所致. 硫化锡和氧化锡都能挥发而进入锡槽硫化锡和氧化锡都能挥发而进入锡槽 的气氛中，而且最终会冷凝在温度较低的部位，例如水包、摄像头、拉边机、的气氛中，而且最终会冷凝在温度较低的部位，例如水包、摄像头、拉边机、 挡边器上和槽顶上挡边器上和槽顶上. 当这些冷凝物掉落到玻璃板带上时就成了缺陷当这些冷凝物掉落到玻璃板带上时就成了缺陷. 上表面斑点上表面斑点 凹坑形滴落物凹坑形滴落物 上表面锡上表面锡 渗透入玻璃很深渗透入玻璃很深 很深的兰很深的兰/绿色绿色 反应晕环反应晕环 渗透入玻璃较深渗透入玻璃较深 很深的红很深的红/橙色橙色

8、 反应晕环反应晕环 中等或偏亮的黄中等或偏亮的黄 白色反应晕环白色反应晕环 中等程度的渗入中等程度的渗入表浅的渗入表浅的渗入 无反应晕环无反应晕环 无反应晕环无反应晕环 没有渗入玻璃没有渗入玻璃 1.还原反应还原反应. 如果硫化锡和如果硫化锡和/或氧化锡被氢还原或氧化锡被氢还原 (加热，也就是再热区的加热、拆除水加热，也就是再热区的加热、拆除水 包等都有助于还原包等都有助于还原) 则元素锡的颗粒就会掉落到玻璃带上则元素锡的颗粒就会掉落到玻璃带上. 2.物理因素物理因素. 也就是如果水包被冲撞，则其上的硫化锡和也就是如果水包被冲撞，则其上的硫化锡和/或氧化锡就会掉落到板带上或氧化锡就会掉落到板带

9、上. 玻璃中的硫化合物玻璃中的硫化合物 燃料里的燃料里的“硫硫”配合料里的配合料里的na2so4 锡液中的锡液中的sns 沉积在槽顶、水沉积在槽顶、水 包等上面包等上面 气氛中的硫化亚锡气氛中的硫化亚锡(sns)锡槽气氛中的锡槽气氛中的h2s 板带上的锡板带上的锡 (上表面斑点上表面斑点) + sn 下表面 + h2 上表面 + h2 + sn 冷凝 + h2 物理机械作用 锡石锡石 o2 玻璃中的含钠化合物玻璃中的含钠化合物 锡液中的钠锡液中的钠(金属金属) 耐火材料上含耐火材料上含na2o的釉的釉 锡槽气氛中的锡槽气氛中的 钠化合物钠化合物 板带上表面含板带上表面含na2o量量 减少的层减

10、少的层 变变 形形 沉积在水包上沉积在水包上 板带上的盐类滴落物板带上的盐类滴落物 置换置换 2na/sn? 锡液中的氧锡液中的氧 挥发挥发 冷凝冷凝 浮浮 法法 锡锡 槽槽 系系 统统 里里 的的 氢氢 锡槽气氛中的锡槽气氛中的h2 锡槽气氛中的锡槽气氛中的h2o 板带中的板带中的h2o 锡液中的氢锡液中的氢 上表面的斑点上表面的斑点 槽底砖里的槽底砖里的h2 气泡气泡 变变 形形 板带下表面的气泡板带下表面的气泡 +snsns 沉积物沉积物 含钠化合物的挥发含钠化合物的挥发 污染物污染物来来 源源产产 物物产生缺陷产生缺陷处理和控制处理和控制 氧氧 (1)漏入漏入 (2)随玻璃带入随玻璃带

11、入 (3)随保护气体进入随保护气体进入 锡液中的氧锡液中的氧(sno) sno的挥发物的挥发物 下表面缺陷下表面缺陷： 热端锡灰热端锡灰 斑点斑点气泡气泡 冷端斑点冷端斑点 粘锡粘锡 表面霜雾表面霜雾 下表面雾浊下表面雾浊 一氧化碳一氧化碳(co)气泡气泡 上表面缺陷上表面缺陷： 上表面斑点上表面斑点 锡石锡石 改善并达到锡槽的改善并达到锡槽的 良好密封，并按照良好密封，并按照 锡槽的最低压力要锡槽的最低压力要 求向锡槽供给保护求向锡槽供给保护 气体气体 2h2 + o2 2h2o 表面霜雾试验和锡记数可以衡量锡液中的氧的水表面霜雾试验和锡记数可以衡量锡液中的氧的水 平，但锡液中的氧探测头提供

12、了最可靠的监测手段平，但锡液中的氧探测头提供了最可靠的监测手段 污污 染染 物物来来 源源产产 物物产生的缺陷产生的缺陷处理和控制处理和控制 硫硫 随玻璃带入随玻璃带入 (so4-2 硫硫 酸根酸根) 锡液中的硫锡液中的硫 sns sns的挥发物的挥发物 上表面缺陷上表面缺陷： 上表面斑点上表面斑点 凹坑状滴落物凹坑状滴落物 上表面锡上表面锡 薄片状赃物薄片状赃物 锡石锡石 (1)定期清理全部可定期清理全部可 移动的设备和水移动的设备和水 包包 (2)槽顶吹扫槽顶吹扫 (3)用氯气处理用氯气处理 (4)热端排气热端排气 闸板、平碹和该区闸板、平碹和该区 域的密封条砖等相域的密封条砖等相 互间必

13、须良好贴合互间必须良好贴合 污染物污染物来来 源源产产 物物产生的缺陷产生的缺陷处理和控制处理和控制 钠钠 随玻璃带入随玻璃带入 (na2o) 锡液中的钠锡液中的钠 钠从玻璃带的上钠从玻璃带的上 表面挥发进入气表面挥发进入气 氛中氛中 由于锡液中氧由于锡液中氧 的存在的存在 把钠把钠 传送到底砖耐传送到底砖耐 火材料中火材料中(形成形成 玻璃相玻璃相), 从而从而 引起底砖起皮引起底砖起皮 和底砖边部翘和底砖边部翘 起起 下表面变形？下表面变形？ 控制锡液中的氧控制锡液中的氧 确保底砖的技术特性确保底砖的技术特性 合乎要求合乎要求 污染物污染物来来 源源产产 物物产生的缺陷产生的缺陷处理和控制

14、处理和控制 氢氢 (1)随玻璃带入随玻璃带入 (h2o) (2)由锡槽保护由锡槽保护 气体带入气体带入 锡槽气氛中的氢锡槽气氛中的氢 锡液中的氢锡液中的氢 (1)上表面斑点上表面斑点 (氧化锡和硫氧化锡和硫 化锡被还原化锡被还原) (2)会增加钠从板会增加钠从板 带上表面的挥带上表面的挥 发发, 从而产生从而产生 变形变形 (3)氢的再次气化氢的再次气化 下表面的氢气泡下表面的氢气泡 按照最低槽压要求进行按照最低槽压要求进行 良好的密封作业和控制良好的密封作业和控制 保护气体流量保护气体流量 闸板的良好密封闸板的良好密封 用公式用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压根据锡槽面积和氮气

15、流量计算锡槽的目标槽压 关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较 达到锡槽密封的要求 锡槽密封未达要求 根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气检查锡槽密封 不把排气作为选择方案把排作为一种选择气方案 选定相应的锡槽压力（0.12毫巴)调整排气装置的抽气速率 按照公式1调整氮气流量选定相应的锡槽压力（0.3毫巴) 按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量 锡槽压力下限锡槽压力下限(mm水柱水柱) = 体积流量体积流量(m3/小时小时) x 0.8 锡槽面积锡槽面积(m2) 0.2+ 用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压 关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较关掉排气测量锡槽压力，与目标值

16、比较 达到锡槽密封的要求 锡槽密封未达要求 根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气检查锡槽密封 不把排气作为选择方案把排作为一种选择气方案 选定相应的锡槽压力（0.3毫巴)调整排气装置的抽气速率 按照公式1调整氮气流量选定相应的锡槽压力（0.3毫巴) 按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量 1.52.02.53.03.5 锡槽压力(mm水柱) 每单位面积的体积流量(m3/小时/m2) 1.04.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 锡槽最低压力目标值区域 用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压 关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较 达到锡槽密封的要求

17、锡槽密封未达要求锡槽密封未达要求 根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气检查锡槽密封检查锡槽密封 不把排气作为选择方案把排作为一种选择气方案 选定相应的锡槽压力（0.12毫巴)调整排气装置的抽气速率 按照公式1调整氮气流量选定相应的锡槽压力（0.3毫巴) 按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量 用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压 关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较 达到锡槽密封的要求达到锡槽密封的要求 锡槽密封未达要求 根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气检查锡槽密封 不把排气作为选择方案不把排气作为选择方案把排作为

18、一种选择气方案 选定相应的锡槽压力（选定相应的锡槽压力（0.12毫巴毫巴)调整排气装置的抽气速率 按照公式按照公式1调整氮气流量调整氮气流量选定相应的锡槽压力（0.3毫巴) 按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量 用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压 关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较 达到锡槽密封的要求达到锡槽密封的要求 锡槽密封未达要求 根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气检查锡槽密封 不把排气作为选择方案把排作为一种选择气方案把排作为一种选择气方案 选定相应的锡槽压力（0.3毫巴)调整排气装置的抽气速率调整排气装置的抽气

19、速率 按照公式1调整氮气流量选定相应的锡槽压力（选定相应的锡槽压力（0.3毫巴毫巴) 按照公式按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量计算氮气流量，再把加上排气量 用公式用公式2计算氢气的需要量计算氢气的需要量 用图2核查锡液中含氧量水平是否合乎要求 锡液中含氧量水平比要求高 检查是否有其它的来源，即是否有漏水等 锡液中含氧量符合要求 不考虑锡记数和表面霜雾 用公式2调整氢气量使锡液 中含氧量水平1.8ppm 若使用排气，则氢气的用量 应当少于期望值 继续通常的那样监控锡液中的 含氧量水平和检查锡槽 考虑锡记数和表面霜雾 在实际范围内，把锡液中含氧 量水平和锡记数连系起来 选择相应的锡液中含氧量

20、水平 用图2来决定氢气的需要量 吨位 (吨/日) x 7 x “a” 氢气流量 (m3/hr) = 锡槽面积 (m2) 公式 (2) 是用来计算：把锡液中的氧保持在可以接受的水 平的前提下所必需的氢气流量:- 常数“a” 取决于锡槽的参数. 通常为 7 , 但需根据下列表格 变化: “a” 毛 宽 bay 2光学高温读数 玻璃的类型 6 窄板 2540mm 温度低 透明白玻璃 7 3210mm 透明白玻璃 8 宽板 3680mm 温度高 着色玻璃 用公式2计算氢气的需要量 用图用图2核查锡液中含氧量水平是否合乎要求核查锡液中含氧量水平是否合乎要求 锡液中含氧量水平比要求高 检查是否有其它的来源

21、，即是否有漏水等 锡液中含氧量符合要求 不考虑锡记数和表面霜雾 用公式2调整氢气量使锡液 中含氧量水平1.8ppm 若使用排气，则氢气的用量 应当少于期望值 继续通常的那样监控锡液中的 含氧量水平和检查锡槽 考虑锡记数和表面霜雾 在实际范围内，把锡液中含氧 量水平和锡记数连系起来 选择相应的锡液中含氧量水平 用图2来决定氢气的需要量 锡液中的氧锡液中的氧(ppm) 2.3 2.8 1.8 1.3 0.8 3.3 实际实际 / 预期的氢气用量预期的氢气用量 00.20.40.60.81.01.21.41.6 安全操作水平安全操作水平 用公式2计算氢气的需要量 用图2核查锡液中含氧量水平是否合乎要求 锡液中含氧量水平比要求高锡液中含氧量水平比要求高 检查是否有其它的来源，即是否有漏水等检查是否有其它的来源，即是否有漏水等 锡液中含氧量符合要求锡液中含氧量符合要求 不考虑锡记数和表面霜雾 用公式2调整氢气量使锡液 中含