超白玻璃熔窑卡脖处异形水包的开发使用

0引言随着我国现代化建设的不断发展，对新能源材料的需求进一步提高，光伏玻璃的市场也快速增加。超白压延玻璃作为一种先进的封装盖板材料用于太阳能电池中，在太阳能电池中能起到保护组件、机械支撑和透光散射的作用，是太阳能晶硅组件中不可或缺的关键材料。但超白压延玻璃具有极高的生产难度和科技含量，在玻璃生产过程中出现很小的缺陷都会对生产出的玻璃质量和等级造成极大的影响。本文结合实际生产工况，通过多次试验并且结合超白压延玻璃温度与黏度的关系，研究探讨生产超白玻璃板存在的化学线道缺陷与玻璃熔窑卡脖处水包的关系，并提出一定的解决方法，为生产优质和稳定的超白压延玻璃提供一定的参考。1研究内容与分析（1）化学线道的出现及分析化学线道是指玻璃中存在着的尚未均化的、黏度高、表面张力大的玻璃态夹杂物在拉制成形时所形成的明亮、细长的线条缺陷，存在于玻璃表面或玻璃内部。产生原因有使用不同成分的碎玻璃、配合料混合不均匀、配合料成分出差错、大窑中死角处的玻璃液卷入工作流等。我司超白全氧玻璃熔窑经过一段时期的运行以后，发现原片生产线冷端处生产的玻璃原片出现长时间的化学线道。通过一段时间的观察，发现该化学线道的位置基本都处于窑炉两条原片生产线的边侧，故排除了化学线道是因为玻璃使用不同成分的碎玻璃、配合料混合不均匀、配合料成分出差错等原因引起的玻璃缺陷，经取样化验分析，发现边部样品一两取样点SiO2含量分别为73.692%、73.995%，较正常位置SiO2含量超出1.41%和1.71%；样品二两取样点SiO2含量分别为75.069%、75.130%，较正常位置SiO2含量超出2.79%和2.85%，可见化学线道处玻璃成分与正常位置有所不同，SiO2含量偏高，化学线道的成分为硅的聚集物，经过现场多天的排查，最终发现化学线道可能是窑炉中的卡脖水包与池壁间隙处的玻璃液流动带走了水包上凝固的玻璃液所造成的。根据武林雨等所研究的超白浮法玻璃熔化温度与黏度特性对液流影响的分析，可以得出铁含量0.0096%的超白玻璃与铁含量0.122%的普通玻璃，其在玻璃液表面黏度相同的情况下（假设为10），随着深度的提高，温度的下降，玻璃的黏度大不相同，见表1、图1。表1两种玻璃在不同玻璃液温度的黏度图1玻璃黏度趋势从表1以及图1中可以看出，随着玻璃液深度的加大、温度的下降，两种玻璃液的黏度均会上升，但超白玻璃液的黏度梯度远小于普通浮法玻璃，且随着其玻璃液温度的下降，玻璃液的黏度的上升趋势亦不明显。（2）卡脖处水包的尺寸与摆放位置经过多方面的研究考虑，决定在卡脖水包前方两侧放置两个内贴小水包，如图2所示，其优点是小水包和大水包配合，既容易清洗卡脖水包又可以阻挡大水包与池壁砖的间隙，维护窑炉安全。图2安装小水包后卡脖截面图（3）卡脖水包处的漏洞通过卡脖处小水包的应用，窑炉平稳生产了一段时间。但是，窑炉经过长时间的运行，化学线道重新出现，经过研究发现还是因为超白玻璃液的黏度较低，所以在小水包与卡脖池壁间隙处依旧会存在玻璃液的流动，从而造成卡脖池壁被玻璃液侵蚀的现象，这种现象尤其存在于玻璃液面处（图3）且因超白玻璃液的黏度低，流动的玻璃液依旧会带走水包上凝聚的不动层（其主要成分为硅），致使玻璃因为各部分成分不均匀，从而继续出现化学线道的现象。图3使用小水包一段时间后卡脖截面图（4）卡脖小水包的改进玻璃原片中化学线道产生的原因是由于窑炉常年使用，池壁（尤其为液面处）被严重侵蚀，导致卡脖水包与池壁处间隙变大，间隙处玻璃液流动从而带走了原附在卡脖水包上的玻璃液不动层，致使玻璃各部分成分不均匀，导致生产的玻璃板硬度存在差异，从而出现了化学线道且打边不良落板的现象。根据探讨研究考虑调整两侧小水包的形状，在其下部制作半圆型凸起以配合被腐蚀的池壁砖，如图4所示。图4使用异形水包后卡脖截面图在使用了异形水包后，生产出的玻璃原片的化学线道缺陷明显好转并消失。在使用异形水包一段时间后，实测了卡脖边部受侵蚀部位的池壁砖厚，发现受侵蚀部位池壁砖厚度几乎和使用前一样。由此进一步证明在卡脖水包边部加异形水包能够起到保护池壁砖减缓其受玻璃液侵蚀且阻断边部玻璃液流动的目的，达到了预期的效果。2结论通过实际的生产情况以及多次的窑炉试验，可以得出：（1）超白玻璃窑炉生产原片出现化学线道缺陷可能是因为超白玻璃液的黏度远小于普通玻璃液黏度，故其在卡脖水包处难以形成稳定的不动层，而且有可能随着玻璃液的流动带走卡脖水包周围一些凝固的冷玻璃，致使玻璃液局部成分不均匀，导致生产的玻璃板硬度存在差异，造成了化学线道的现象（2）随着窑炉长时间的使用以及玻璃液的流动侵蚀池壁砖，窑炉维护工作十分重要，要调整使