錫槽耗錫量問題研究與分析

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引言

浮法玻璃成形工藝是玻璃液在錫槽中的熔融錫液表面上，在自身重力及表面張力的作用下攤開成玻璃帶，經(jīng)拋光、拉薄、冷卻后進(jìn)入退火窯退火。在浮法玻璃生產(chǎn)過程中，錫槽中的液態(tài)單質(zhì)錫會因?yàn)殄a槽的污染或者與玻璃本體中帶有的一些元素發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)從而對玻璃的生產(chǎn)質(zhì)量造成一定的影響，通過對國內(nèi)某生產(chǎn)線生產(chǎn)6mm玻璃一段時期生產(chǎn)運(yùn)行的觀察，在相同拉引量及相同厚度規(guī)格的前提條件下，玻璃的成品率隨著錫耗的逐步減少穩(wěn)步提高，為生產(chǎn)出高檔的浮法玻璃，有必要對錫槽內(nèi)的錫耗問題進(jìn)行更深入的研究。1錫耗及相關(guān)影響因素分析（1）滲錫量與錫耗的關(guān)系表1為國內(nèi)某生產(chǎn)線生產(chǎn)6mm玻璃時滲錫量與錫耗之間的關(guān)系。表1滲錫量與錫耗之間的關(guān)系從表1中可以看出，錫耗隨著滲錫量的降低3月開始逐漸下降。雖然玻璃滲錫帶走的錫只占錫耗中的一部分，但是滲錫量的多少直接反映了錫槽內(nèi)工況的整體狀態(tài)，錫槽密封越好，流道溫度和成形溫度越低，保護(hù)氣體越純凈，配置越合理，玻璃滲錫量越低，錫氧化和揮發(fā)的量就越少，錫耗就越少。（2）流道溫度與錫耗的關(guān)系表2為國內(nèi)某生產(chǎn)線生產(chǎn)6mm玻璃時流道溫度與錫耗之間的關(guān)系。從3月開始降低流道溫度，到8月共降低了25℃，錫槽成形溫度也同步下降，成形溫度的下降大大減少了錫及其氧化物、硫化物的揮發(fā)，由于錫槽內(nèi)的空間氣氛通過錫槽放散管大量的排出錫槽，所以當(dāng)揮發(fā)物中錫的氧化物及硫化物含量減少時，整體錫槽的錫耗也會顯著降低。表2流道溫度與錫耗之間的關(guān)系（3）錫槽保護(hù)氣體氫氣使用量與錫耗的關(guān)系表3為國內(nèi)某生產(chǎn)線生產(chǎn)6mm玻璃時保護(hù)氣體氫氣使用量與錫耗之間的關(guān)系。在N2和H2純度比較穩(wěn)定的情況下，N2用量恒定維持在1500Nm3/h左右，對保護(hù)氣體氫氣使用量由3月的155Nm3/h逐步上調(diào)到8月的180Nm3/h，隨著H2用量的增加，保護(hù)氣體中氫氣的濃度會逐漸上升，使得保護(hù)氣體的還原性加強(qiáng)，對錫液起到更好的保護(hù)作用，可以減少錫與氧、硫等元素的反應(yīng)，達(dá)到降低錫耗的目的。表3H2使用量與錫耗之間的關(guān)系（4）錫槽出口渣箱SO2使用量與錫耗的關(guān)系表4為國內(nèi)某生產(chǎn)線生產(chǎn)6mm玻璃時錫槽出口渣箱SO2使用量與錫耗之間的關(guān)系。錫槽出口的SO2使用量在4月由400L/h減少到了150L/h，大幅度減少了從出口進(jìn)入錫槽的SO2量，從而減少了SnS的產(chǎn)生，大大地降低了錫及其化合物的揮發(fā)，從而有利于降低錫耗。表4SO2使用量與錫耗之間的關(guān)系2錫耗的理論計(jì)算（1）表面滲錫量的計(jì)算假設(shè)條件：月拉引量17000t，玻璃規(guī)格6mm厚。滲錫量一般按照20～50

μg/cm2來計(jì)算。通常根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為滲錫量低于30

μg/cm2時，可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的浮法玻璃，玻璃下表面在后加工處理時不會產(chǎn)生鋼化彩虹缺陷。按照以上條件計(jì)算一個月玻璃表面滲錫總量，求得：S＝1.13×106

m2，計(jì)算可得每個月玻璃下表面的滲錫量為340kg。（2）通過保護(hù)氣體排出錫槽的錫量計(jì)算目前拉引量約600t/d的錫槽內(nèi)保護(hù)氣體用量約1500Nm3/h，而錫槽空間中蒸汽的雜質(zhì)主要成分為SnO、SnS和Sn（三種物質(zhì)均為氣態(tài)），這些錫及錫的氧化物隨著保護(hù)氣體一起排出到錫槽外。通過理論分析計(jì)算出隨保護(hù)氣排出的錫氧化物量如表5所示。根據(jù)文獻(xiàn)[1]研究，在1027℃時蒸汽中錫和氧化亞錫的含量極少，其中的主要成分是SnS，其他成分忽略不計(jì)不會影響整體的計(jì)算結(jié)果，所以假定蒸汽中所有成分為SnS。表5錫中雜質(zhì)含量與揮發(fā)率的關(guān)系由于在1027℃時飽和蒸汽中SnS含量為100mg/m3，取保護(hù)氣的溫度約為800℃，目前通過現(xiàn)有的資料只能查到1027℃時飽和蒸汽中硫化亞錫含量資料，按照此值直觀地計(jì)算量級。隨著溫度的降低飽和蒸汽壓是逐漸降低的，并且在正常的錫槽生產(chǎn)狀態(tài)下，錫槽內(nèi)的各種揮發(fā)物也并未達(dá)到飽和狀態(tài)，實(shí)際上SnS的含量應(yīng)該要遠(yuǎn)＜100mg/m3，所以通過保護(hù)氣排出的錫量也不會有335kg/月，要遠(yuǎn)少于這個量。4結(jié)語錫耗主要由滲錫量＋錫槽排放量＋錫灰量組成。根據(jù)目前國內(nèi)優(yōu)質(zhì)浮法線的生產(chǎn)情況來看，在穩(wěn)定生產(chǎn)工況下，由于錫槽內(nèi)有大量的氮?dú)浔Ｗo(hù)氣體存在，錫槽內(nèi)產(chǎn)生的錫灰量極少，幾乎可以忽略不計(jì)。而根據(jù)目前的實(shí)際統(tǒng)計(jì)情況來看，錫槽平均每個月的耗錫量為400～500kg，滲錫量約為300kg/月，所以通過揮發(fā)排放出錫槽的錫為100～200kg/月。當(dāng)錫槽內(nèi)污染較少時，玻璃滲錫帶走的錫占錫耗中的比例遠(yuǎn)比揮發(fā)物帶走的要多，從滲錫量上可以看出錫槽工況是否處于良好狀態(tài)。通過以上分析可以看出，錫槽密封得越好，錫槽壓力越高的情況下，空氣進(jìn)入錫槽的量就越少，錫液污染就越少；保護(hù)氣體越純凈，氫氣含量越高，錫槽出口SO2用量越低的情況下，錫