1 Análisis de causas de defectos del estaño
1.1 Propiedades del estaño y compuestos de estaño en el baño de estaño
El punto de fusión del estaño puro es 232°C y el punto de ebullición es 2271°C. En el rango de temperatura de 600 ~ 65,438+0,050 ℃, el estaño tiene un punto de fusión más bajo, un punto de ebullición más alto, una presión de vapor saturado más baja, una densidad más alta, una reducción fácil y un ángulo de humectación mayor entre el líquido de estaño y el líquido de vidrio (65,438+0. ,75°).
La densidad del óxido de estaño SnO2 es de 6,7 ~ 7,0 g/cm3, el punto de fusión es de 2000 °C, la presión de vapor es muy pequeña a altas temperaturas y es insoluble en estaño líquido. Durante la producción normal, es sólido a la temperatura del baño de estaño y, a menudo, aparece en forma de espuma en la superficie del líquido en el área de baja temperatura, generalmente acumulándose cerca del extremo de salida. Si la oxidación es grave, la espuma se extenderá durante mucho tiempo y es fácil que se formen rayones en la superficie inferior de la placa de vidrio.
El óxido estannoso SnO tiene un punto de fusión de 1040°C y un punto de ebullición de 1425°C. Es un polvo negro azulado y se puede disolver en solución de estaño. Las moléculas de SnO generalmente existen en forma de su polímero (SnO) X. En una atmósfera neutra, el SnO sólo es estable por encima de 1040 °C y se descompone por debajo de 1040 °C. El SnO puede existir en la atmósfera reductora del baño de estaño, a menudo se disuelve en el líquido de estaño y existe en la atmósfera en forma de vapor de agua.
Sulfuro de SnS, densidad 5,27 g/cm3, cristal azul, punto de fusión 865 ℃, punto de ebullición 1280 ℃. Su presión de vapor es muy alta, 81,3 Pa a 800 ℃. Durante la producción normal, es fácil volatilizarse a la atmósfera en áreas de alta temperatura y condensarse y gotear en áreas de baja temperatura.
1.2 Ciclo de contaminación por azufre y oxígeno en el baño de estaño
La contaminación por oxígeno proviene principalmente de trazas de oxígeno y vapor de agua en la atmósfera y del oxígeno que se escapa y difunde por los huecos del baño de estaño. Bajo las condiciones de trabajo del baño de estaño, oxidan el estaño en SnO y la espuma de SnO2 se disuelve en la solución de estaño y se volatiliza en la atmósfera, se condensa y se acumula en la cubierta superior y la bolsa de agua, y luego cae sobre la superficie del vidrio. Además, el propio vidrio es una fuente de contaminación. Cuando el oxígeno del vidrio ingresa al líquido de estaño, también oxidará el estaño. El vapor de agua ingresará a la atmósfera en la superficie superior del vidrio, aumentando la atmósfera oxidante en la atmósfera.
Cuando se utilizan gases protectores de nitrógeno e hidrógeno, la contaminación por azufre la aporta principalmente el vidrio. Uno proviene de la composición del vidrio y la atmósfera del horno, y el otro proviene de la tecnología de tratar la superficie inferior del vidrio con dióxido de azufre a la salida del baño de estaño. En condiciones de baño de estaño, la superficie superior del vidrio se libera a la atmósfera en forma de H2S, y el azufre de la superficie inferior del vidrio ingresa al líquido de estaño y se oxida a SnS. El H2S en la atmósfera reacciona con el estaño para formar SnS, que se disuelve en el líquido de estaño y se volatiliza parcialmente en la atmósfera. El vapor de SnS también puede crear defectos de estaño en el vidrio. Este es el ciclo de contaminación por azufre, como se muestra en la Figura 2. Las principales reacciones químicas son: (omitido)
Las reacciones químicas relacionadas con la contaminación por oxígeno y azufre mantienen un equilibrio dinámico en diferentes áreas de temperatura del baño de estaño.
El estado de equilibrio está estrechamente relacionado con la composición del gas protector y las condiciones de trabajo del baño de estaño. Cuando el componente oxidante es alto, el componente reductor es bajo y la reacción de oxidación es intensa cuanto mayor es el componente reductor, menor es el componente oxidante, lo que puede evitar o reducir la oxidación del estaño;
Identificación y tratamiento de dos tipos de defectos del estaño
2.1 Casiterita
La apariencia de la casiterita es blanca o blanquecina y generalmente se inclina hacia el superficie superior de la placa de vidrio. La composición es SnO2. A menudo se acumula en la pared lateral del corredor, antes y después de la puerta, en la superficie de los ladrillos del puente, etc. Cuando se acumula hasta cierto punto o cambia el caudal, la temperatura, el flujo de aire, etc. , caerá sobre la superficie del vidrio para formar casiterita.
La cantidad y el periodo de formación de la casiterita están estrechamente relacionados con las condiciones de trabajo del baño de estaño. El baño de estaño está gravemente contaminado, el sellado cerca del canal de flujo es deficiente y la probabilidad de producir casiterita es alta. Por lo tanto, para controlar los defectos de casiterita, primero debemos mantener un buen sellado del tanque de estaño y el canal, garantizar una presión estable del tanque y del horno, garantizar una cantidad de extracción estable, especialmente un caudal estable al cambiar las placas, en segundo lugar, purgar regularmente los canales y compuertas para que; El agua de condensación cerca de ellos puede caer inmediatamente. En circunstancias normales, el canal de flujo debe purgarse con nitrógeno a alta presión cada uno o dos meses y hasta tres meses.
2.2 Manchas de estaño (estaño superior) y manchas de distorsión de la luz (que se caen)
Las manchas de estaño (estaño superior) son manchas de color blanco plateado o negro pegadas a la superficie de la placa de vidrio. Según la forma de la mancha de estaño y la profundidad de incrustación en la placa de vidrio, se puede juzgar si proviene del extremo caliente o del extremo frío del baño de estaño. Si la mancha de estaño es redonda y el vidrio incrustado no es profundo, se desprenderá fácilmente. La mancha de estaño proviene de la parte superior de la ranura del extremo frío; si es ovalada, el vidrio incrustado es muy profundo y difícil de despegar. Incluso si se saca a la fuerza, permanecerá en la superficie del vidrio, un hoyo muy profundo, por lo que las manchas de estaño provienen de la parte superior de la zanja del extremo caliente.
El punto de distorsión óptica (caída) es que la superficie superior de la placa de vidrio tiene una deformación evidente, pero el núcleo es muy pequeño o no tiene defectos evidentes. Por el color y la composición del material caído, se puede juzgar si proviene del extremo caliente o del extremo frío del baño de estaño. Si se vuelve blanquecino o blanquecino, parece grasoso cuando se limpia y los ingredientes contienen elementos como Cl, Sn y Na. , de la bolsa de agua en la parte superior o frontal del tanque de agua del hot end si se cae de color negro o marrón, con un núcleo ligeramente evidente y menos deformación, proviene de la bolsa de agua en la parte superior o trasera; Área del tanque de agua del extremo frío.
La clave para prevenir tales defectos del estaño es evitar que entre oxígeno y azufre en el baño de estaño y reducir la contaminación líquida del estaño. El primero es fortalecer el sellado del baño de estaño y hacer del sellado una tarea diaria en la sección de moldeo, que debe realizarse todos los días, en cada turno y cada hora revisar periódicamente las bolsas de nitrógeno selladas en la entrada y salida del baño; baño de estaño para asegurar su efecto disuasorio, además del sellado de lodo, observar Los orificios y el sellado de los bordes móviles también deben sellarse con nitrógeno para garantizar que la cantidad de gas protector en los tanques en cada zona también debe ajustarse razonablemente; y la presión del tanque en las zonas delantera y trasera debe ser mayor que en la zona media, además del sellado de borde móvil que se debe usar, intente usar un sellado de borde fijo; Cortina de sellado multicapa entre la puerta de salida del baño de hojalata y rodillo de transición. En segundo lugar, es necesario estabilizar el flujo de aire en el baño de estaño, mantener el tubo guía sin obstrucciones y colocar un par o dos pares de pequeñas chimeneas en la entrada del baño de estaño para descargar los óxidos y sulfuros de estaño a lo largo del flujo de aire. en la medida de lo posible para reducir la posibilidad de aglomeración. En tercer lugar, el baño de estaño debe purgarse y limpiarse periódicamente. La purga del baño de estaño se refiere al uso de nitrógeno a alta presión para purgar la parte superior del baño de estaño, incluidos los elementos calefactores eléctricos, especialmente en las esquinas y directamente encima del baño de agua. Generalmente es necesario purgar una vez cada uno o dos meses y, como máximo, una vez cada tres meses. Generalmente, la bolsa de agua se bombea y limpia una vez cada una o dos semanas.
2.3 Estaño y colores del arcoíris
El estaño pegado es estaño de metal blanco plateado o ceniza de estaño gris adherida a la superficie inferior de la placa de vidrio. En casos severos, no se puede quitar. , o el vidrio se ha dañado después de retirarlo. Causar abolladuras. El pegado del estaño es un defecto del propio cristal, que también puede dañar la superficie del rodillo de transición y provocar arañazos en el cristal. El líquido de estaño puro apenas moja el líquido del vidrio y no se pega al vidrio. Cuando el líquido de estaño contiene elementos impuros como oxígeno, azufre, magnesio y aluminio, la tensión superficial del líquido de estaño cambia y se produce la adherencia del estaño. El arco iris se refiere al color de interferencia de la luz en la superficie de la lata cuando el vidrio flotado se templa o se dobla en caliente. La razón principal es que una pequeña cantidad de óxido de estaño y sulfuro de estaño en el baño de estaño penetra en el vidrio. Durante el proceso de templado o doblado en caliente, el estaño divalente y el estaño tetravalente se transforman entre sí. Dado que el radio de los iones de estaño tetravalentes es mayor que el radio de los iones de estaño divalentes, durante el proceso de conversión se producen pequeñas grietas en la superficie de estaño del vidrio, formando un arco iris de interferencia bajo la luz.
La medida principal para controlar la adherencia del estaño y los colores del arco iris sigue siendo fortalecer el sellado del baño de estaño y el canal de flujo para evitar y reducir la entrada de aire al baño de estaño. El método de sellado es el descrito anteriormente. El segundo es garantizar que la superficie de estaño en el área triangular de la salida del baño de estaño esté limpia y que el motor lineal aquí deba funcionar normalmente. Al mismo tiempo, el nivel de líquido en el área del triángulo y el polvo acumulado a lo largo del borde deben limpiarse regularmente, especialmente después del reemplazo de tablas, operaciones de adición de estaño y accidentes en baños de estaño. El tercero es asegurar la pureza del líquido de estaño. Cuando el baño de estaño está bien sellado, el estaño recién agregado debe cumplir con los estándares. El estaño reutilizado después del parcheo en frío debe purificarse para evitar la contaminación con magnesio, aluminio, plomo, bismuto, oxígeno y azufre. Durante la producción normal, el líquido de estaño se puede purificar y se añaden oligoelementos como sodio, potasio y hierro, que son más activos que el estaño, para que reaccionen con impurezas como el oxígeno y el azufre y formen espuma, que se puede eliminar. a mano. Cuarto, mejorar la pureza del gas protector para evitar que O2, NH3, H2O y otros gases entren al tanque y contaminen la atmósfera, de modo que el punto de rocío del gas en el tanque sea normalmente inferior a -50 °C y el extremo de salida está por debajo de -30°C.
2.4 Manchas de niebla
Las manchas de niebla hacen que la superficie inferior del vidrio se empañe. A simple vista parece una niebla, a veces mezclada con burbujas visibles cuando se observa bajo un microscopio. microscopio, Es una especie de burbujas densas y abiertas que congelan el vidrio por su densidad y finura. La causa de las manchas de niebla está relacionada con la disolución, adsorción y penetración de gases en el líquido de estaño en el tanque. El H2 y el O2 tienen las características de alta solubilidad a alta temperatura y baja solubilidad a baja temperatura. El contenido de oxígeno del baño de estaño es relativamente alto y la temperatura del estaño es superior a 232°C. El oxígeno existe en forma de Sn3O4 en el estaño líquido.
Debido a la gran convección del líquido de estaño y las grandes fluctuaciones de temperatura, el líquido de estaño con alto contenido de Sn3O4 en el área de baja temperatura puede ingresar al área de alta temperatura, reaccionar y descomponerse cuando se calienta para liberar oxígeno. El escape de oxígeno daña la superficie inferior del vidrio y crea pequeñas burbujas abiertas. Además, el hidrógeno del gas protector también se disolverá en el líquido de estaño. Cuando la temperatura desciende de 1000 °C a 800 °C, todo el hidrógeno disuelto en el líquido de estaño se escapará, provocando puntos de niebla. Por lo tanto, la tarea principal para evitar puntos de niebla sigue siendo fortalecer el sellado del baño de estaño y mejorar la pureza del gas protector; en segundo lugar, la proporción de hidrógeno en el gas protector en cada área del tanque debe ajustarse razonablemente; , especialmente la proporción de H2 en áreas de alta temperatura no debe exceder el 3%. El tercero es garantizar que el índice de difusión de hidrógeno del material refractario del fondo del tanque cumpla con los requisitos, porque la difusión y penetración del H2 por el material refractario del fondo del tanque; Se volatilizará y escapará cuando el equilibrio se destruya después de alcanzar un estado crítico, formando puntos de niebla.
3 Formación de burbujas
Las burbujas de moldeo generalmente tienen características obvias en la placa de vidrio, están relativamente fijas en la posición lateral de la placa original y son fáciles de identificar en la dirección del espesor. de la placa original.
3.1 Apertura de burbujas en el fondo del tanque
En condiciones normales del proceso de producción, aparecen burbujas abiertas continuamente en la superficie inferior de la placa de vidrio. La posición horizontal de las burbujas de la línea de producción. en la placa original en las primeras etapas de producción a veces no se fija, a veces hay una regularidad obvia después de que la línea de producción ha estado en funcionamiento durante mucho tiempo, constantemente hay burbujas en la parte inferior de la placa; Fijado en la posición lateral de la placa de vidrio. Después de ajustar el ancho del tablero y la posición del tablero original en el baño de estaño, la posición de la burbuja cambiará en consecuencia. Estas características pueden juzgarse como burbujas de fondo.
En el diseño y construcción de baños de hojalata, calcular de forma precisa y fiable las juntas de dilatación reservadas de los ladrillos del fondo de la bañera es una de las principales medidas para evitar burbujas en el fondo de la bañera. La calidad de los ladrillos del fondo del tanque debe someterse a una estricta inspección para garantizar el cumplimiento de las normas. Durante la construcción, las juntas de expansión deben calibrarse y ajustarse, y la construcción debe realizarse estrictamente de acuerdo con los requisitos. El material sellador de grafito utilizado para los pernos en el fondo de la piscina debe ser denso y los sellos y las juntas de los ladrillos deben limpiarse a fondo. 2. La curva de temperatura de horneado del baño de estaño debe ajustarse de acuerdo con las condiciones reales del material refractario en el fondo del baño y la instalación del baño de estaño, y se deben tomar las medidas correspondientes para que las sustancias volátiles en el fondo del baño. el baño se volatilice lo más completamente posible. El tercero es mantener estables las condiciones de trabajo del estaño, especialmente la temperatura en el fondo del tanque. La fluctuación de la temperatura del fondo del tanque en cada área debe ser inferior a 5 °C y la temperatura máxima del fondo del tanque debe ser inferior a 120 °C. Verifique el funcionamiento del ventilador del fondo del tanque estrictamente de acuerdo con los requisitos del sistema de proceso y preste atención a los cambios de temperatura en varios puntos del fondo del tanque. En cuarto lugar, agregar deflectores después de la sección de contracción y la máquina laminadora de bordes, y agregar vertederos de grafito en ubicaciones apropiadas puede reducir la convección de estaño líquido entre las áreas de alta y baja temperatura del baño de estaño.
3.2 Burbujas de Labios
Las Burbujas de Labios son otro tipo de burbujas formadas, también ubicadas en la superficie inferior de la placa de vidrio. Generalmente son bandas de burbujas a lo largo de la dirección del dibujo del vidrio. Hay muchos pequeños, algunos abiertos y otros cerrados, la posición lateral de los paneles de vidrio es relativamente fija. Después de ajustar el ancho del tablero y la posición del tablero original en el baño de estaño, la posición de la banda de burbujas generalmente no cambia. Estas características pueden juzgarse como burbujas en el ladrillo del labio. En casos severos, si se abre el sello del borde exterior del ladrillo de baño de estaño en forma de ocho, se puede ver la erosión de la posición correspondiente del ladrillo del labio. Las medidas para tratar las burbujas en los ladrillos de labio son reducir la cantidad de extracción y bajar la temperatura del canal de flujo, lo que puede reducir el daño de las burbujas pero no erradicarlas por completo. Para solucionar completamente el problema, es necesario reemplazar los azulejos de los labios, lo que requiere un proceso de preparación y puede afectar aún más la calidad durante varios días. Según la experiencia del autor, cuando el horno alcanza el 70% ~ 80% de su vida útil, incluso si no hay burbujas obvias en los labios, es mejor reemplazarlo de manera planificada para garantizar la estabilidad de la calidad del producto.
3.3 Burbujas de impureza
Las burbujas de impureza discutidas aquí se refieren a burbujas más grandes con un diámetro superior a 1 cm ubicadas en la superficie de la placa de vidrio, que están relativamente fijas en la posición lateral de la placa de vidrio. Los materiales refractarios acumulados en la superficie de vidrio de la compuerta y las paredes laterales del canal de flujo, las impurezas traídas por el vidrio roto, los minerales refractarios acumulados en las materias primas, así como los termopares y elementos calefactores eléctricos insertados en el líquido de vidrio en el canal de flujo. formar burbujas de impurezas. Para tratar este tipo de defecto, es necesario verificar en detalle la calidad del líquido de vidrio en el canal de flujo, verificar las impurezas aquí, verificar el estado del termopar y el elemento calefactor eléctrico aquí, garantizar la calidad de la reparación térmica. , y utilizar materias primas y vidrios rotos que cumplan con los requisitos de calidad.
4 Conclusión
Los defectos de estaño y las burbujas son defectos inevitables en el proceso de formación de vidrio flotado. El personal técnico de la industria del vidrio flotado solo puede lograr resultados satisfactorios mediante un diseño preciso, una construcción precisa y una operación cuidadosa, combinados con el mecanismo de formación y las características de los defectos de moldeo, y tomando las medidas correspondientes para reducir su impacto en la calidad.