CN112390527A - 一种蓝钻浮法玻璃及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种蓝砖浮法玻璃及其生产方法，属于浮法玻璃技术领域。蓝钻浮法玻璃，包括基础玻璃部分和着色剂部分，其中基础玻璃组分包括：SiO2:65‑75wt％，Na2O：10‑20wt％，CaO：5‑15wt％，MgO：0‑5wt％，Al2O3：0‑5wt％，K2O：0‑0.1％，SO3：0‑0.2％；着色剂部分包括按基础玻璃重量计算的：Fe2O3：0‑0.015wt％，TiO2：0‑0.01wt％；Co0:0‑2ppm、MnO2：0‑2ppm，制备过程包括除铁、去硫等工序。本发明具有能够大大提高浮法玻璃的稳定性和颜色统一性等优点,并且生产出的超白蓝钻浮法玻璃具有令人愉悦的淡蓝色。

Description

一种蓝钻浮法玻璃及其生产方法
技术领域
本发明属于浮法玻璃技术领域，涉及一种蓝砖浮法玻璃及其生产方法。
背景技术
超白浮法玻璃，是玻璃产品中的高档品种，具有高透光率、高透明性，主要应用于高档建筑的内外装修、电子产品、高档轿车玻璃、太阳能电池、高档园艺建筑、高档玻璃家具、各种仿水晶制品等行业。太阳能的开发和应用为超白玻璃的发展提供更广阔的发展空间，因为超白玻璃的透光率在91％以上。
根据《中华人民共和国建材行业标准》中超白浮法玻璃的定义，采用浮法玻璃生产工艺生产，成分中Fe2O3含量不大于0.015％，具有高可见光透射比的平板玻璃即可称为超白浮法玻璃。但是由于浮法玻璃生产工艺中不可避免的带入硫、铁成分，以及浮法玻璃锡槽中的铁杂质，玻璃中硫铁结合形成铁硫化物使玻璃从边缘观察到明显的黄绿色，从而降低了超白浮法玻璃的感观效果。
在US专利No.4792536中公开的多步熔融和真空辅助提纯的方法制造出有蓝色边缘色的超白浮法玻璃。经过真空下的多步提纯步骤，降低可溶气体和易挥发气体的浓度，尤其是含硫组分，通过减少多硫化铁的生成来减轻或消除玻璃的黄绿色感观缺陷。但是目前大多数浮法玻璃制造商都是采用的传统的非真空浮法玻璃制造工艺，若对工艺流程进行改造以实现真空步骤，则增加的成本将超过产品本身产生的收益，从企业经营角度并无可行性。
福特汽车公司公开了一种蓝色玻璃的制作方法，但是由于Fe2O3、CoO与MnO2的加入量大，使玻璃的可见光透过率大大降低，顾此失彼。
CN 101462825B公开了一种在窑炉重油燃烧系统中，生产出具有蓝色边缘色的超白浮法玻璃。其主要采用混合脱色系统，即CoO、La2O3产生的蓝色与Nd2O3与MnO2产生的红色与燃重油窑炉生产的玻璃的多硫化铁产生的黄绿色互为补色，从而生产出带有蓝色边缘色的超白浮法玻璃。此种办法因加入的着色剂种类较多，加大了日常生产的控制难度，增加了玻璃成品颜色的不稳定性，尤其不利于工期较长的大型幕墙工程项目的外观统一性。另外在玻璃成型工段中生产的多硫化铁，并无具体控制办法，因此对玻璃的黄绿色感官缺陷并未最大化消除。
在US专利5030594中公开一种带有蓝色边缘色的超白浮法玻璃。在减轻或消除玻璃黄绿色感观缺陷方面，其要求在原料中既要加入芒硝作为助熔剂，又要求玻璃中剩余的硫量应少于或等于0.2％，这对于传统的玻璃生产工艺来说是很难实现的；又说明硫含量过低时可在原料中加入CeO2、硝酸钠等成分以保证氧化还原率，但是CeO2的存在会导致玻璃暴露在紫外光下时会出现荧光，硝酸钠的使用也会造成NOx的生成而不得不采取处理措施，以满足政府对NOx排放物的限制；为保证有良好的熔化质量，在加入少量或者不加入含硫助溶剂时，其通过在窑炉中通入纯氧提高燃料燃烧质量来实现，这些措施无疑都会造成生产成本的升高。另外一个措施中，为保证玻璃钢化热弯不出现“起雾”现象，其需要在熔融锡中定期加入少量的纯铁以置换出熔融锡中的氧和硫，而此措施又会造成多硫化铁的生成而使玻璃出现黄绿色感观缺陷，此时其通过定期的对熔融锡进行清洗以消除熔融锡中的铁，同样的也会造成生产成本的提高，也不利于玻璃颜色的持续稳定。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种蓝钻浮法玻璃及其生产方法，本发明所要解决的技术问题是如何简化着色剂成分，提高玻璃外观的统一性。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种蓝钻浮法玻璃，其特征在于，本蓝钻浮法玻璃的配方由基础玻璃和着色剂组成，基础玻璃中各成分及其重量占比为：
Figure BDA0002165825770000031
着色剂中各成分及其重量占比为：
Figure BDA0002165825770000032
本蓝钻浮法玻璃的生产方法如下：将质量占比为65-75％的SiO2、10-20％的Na2O、5-15％的CaO、0-5％的MgO、0-5％的Al2O3、0-0.1％的K2O、0-0.2％的SO3、0-0.015％的Fe2O3、0-2ppm的CoO、0-0.01％的TiO2、0-2ppm的MnO2进行混料输送，通过对金属进行探测，并回收铁，使原材料总铁含量低于0.015％，以控制玻璃在熔化澄清阶段由于多硫化铁的生成而使玻璃出现的黄绿色感观缺陷，同时保证产出的玻璃成品可见光透过率大于91％。
将去铁后的原材料进入浮法玻璃熔炉进行熔化和澄清，由于控制玻璃在熔化澄清阶段多硫化铁生成量的需要，通过添加纯碱和碎玻璃做为助溶剂，使蓝钻浮法玻璃成分中SO3含量低于0.2％；通过在鼓泡、窑坎的方式，使进入窑炉内的原料有足够的熔化质量。
所述熔化澄清后的玻璃液进入浮法玻璃锡槽进行成型。成型阶段通常所用浮法玻璃锡槽并非真空设备，不可避免的锡槽内会渗入氧气，同时玻璃本体中含量少量的硫，导致锡槽内金属锡被外界渗入的氧气和玻璃本体中的硫氧化形成氧化锡渗入玻璃下表面，会导致玻璃成品的可见光透过率降低。有浮法玻璃生产企业在锡槽内加入少量的铁来还原氧化锡，但是此方法会使玻璃内又重新生产多硫化铁，同样会使玻璃成品出现黄绿色感观缺陷。本发明通过使用耐高温密封胶对锡槽进行密封，代替传统的锡槽的砖封密封方法，以减少氧化锡的生成提高成品玻璃的可见光透过率。
所述的经过特殊成型过程的玻璃，进入浮法玻璃退火窑进行退火，最后切割出所述超白蓝钻浮法玻璃。
含有上述组成成分及生产过程的超白蓝钻浮法玻璃成品，在等价5mm成品厚度下，其主波长范围为480-510nm；380-780nm波长范围可见光透过率大于91.3％；玻璃色度L*：96～97、a*:-0.1～-0.3、b*:0.05～-0.1。
1、众所周知，在浮法玻璃生产过程中，原材料中着色剂的品类越多，其生产工艺控制难度也会随之增加，这是由于多种着色剂的复杂化学反应对窑炉内各工艺条件的控制精度要求更高，而普通浮法生产窑炉很难达到这种控制要求，这就增加了玻璃颜色发生波动的机率，尤其不利于工期较长的大型幕墙工程项目的外观统一性；同时着色剂品类越多的成品玻璃，无论是外观还是强度都会越差，这是由于玻璃使用环境相对恶劣，如作为幕墙，其受长时间腐蚀、高温、暴晒等影响，各成分稳定性发生变化，导致其发生变色、破损等情况。本发明使用Fe2O3、CoO、TiO2、MnO2作为着色剂，种类较少便于生产控制，也有利于在恶劣环境下保持外观和强度稳定。
2、传统方法中，在玻璃成型工段中生产的多硫化铁并没有具体的控制办法，因此，对玻璃的黄绿色感官缺陷并不能很好的消除。
3、在减轻或消除玻璃黄绿色感观缺陷方面，现有的做法，在原料中既要加入芒硝作为助熔剂，又要求玻璃中剩余的硫量应少于或等于0.2％，这对于传统的玻璃生产工艺来说是很难实现的；又说明硫含量过低时可在原料中加入CeO2、硝酸钠等成分以保证氧化还原率，但是CeO2的存在会导致玻璃暴露在紫外光下时会出现荧光，硝酸钠的使用也会造成NOx的生成而不得不采取处理措施，以满足政府对NOx排放物的限制；为保证有良好的熔化质量，在加入少量或者不加入含硫助溶剂时，其通过在窑炉中通入纯氧提高燃料燃烧质量来实现，这些措施无疑都会造成生产成本的升高。为保证玻璃钢化热弯不出现“起雾”现象，现有技术需要在熔融锡中定期加入少量的纯铁以置换出熔融锡中的氧和硫，而此又会造成多硫化铁的生成而使玻璃出现黄绿色感观缺陷，此时其通过定期的对熔融锡进行清洗以消除熔融锡中的铁，同样的也会造成生产成本的提高，也不利于玻璃颜色的持续稳定。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
下面通过具体实施例来对本发明做进一步阐述。
如下表所示是具体代表性的具体玻璃成分实例
基础玻璃成分
SiO<sub>2</sub> Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> CaO MgO Na<sub>2</sub>O
成分(wt％) 72.40 0.47 9.51 3.47 14.21
在上述基础玻璃成分加入本发明所给出的着色剂(占基础玻璃重量的百分比含量)的实施例见下表：
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>(wt％) CoO(ppm) TiO<sub>2</sub>(wt％) MnO<sub>2</sub>(ppm)
成分1 0.0139 0.2 0.004 0.1
成分2 0.0137 0.1 0.005 0.15
成分3 0.0134 0.15 0.006 0.2
上述实例1-3中的玻璃产品进行性能测试，其5mm等价厚度光学性能参数如下表所示:
Figure BDA0002165825770000061
方法包括铁的控制：原料在配料输送阶段，通过增加金属探测、回收装置，使原材料总铁含量低于0.015％，以控制玻璃在熔化澄清阶段由于多硫化铁的生成而使玻璃出现的黄绿色感观缺陷，同时保证产出的玻璃成品可见光透过率大于91％。
硫的控制：由于控制玻璃在熔化澄清阶段多硫化铁生成量的需要，本发明在原料中加入不含硫的助溶剂(纯碱、碎玻璃)，以使所述超白蓝钻浮法玻璃成分中SO3含量应低于0.2％。同时通过在熔窑池底使用鼓泡、窑坎等技术，使进入窑炉内的原料有足够的熔化质量。
密封要求：熔化澄清后的玻璃液进入浮法玻璃锡槽进行成型。成型阶段通常所用浮法玻璃锡槽并非真空设备，不可避免的锡槽内会渗入氧气，同时玻璃本体中含量少量的硫，导致锡槽内金属锡被外界渗入的氧气和玻璃本体中的硫氧化形成氧化锡渗入玻璃下表面，会导致玻璃成品的可见光透过率降低。有浮法玻璃生产企业在锡槽内加入少量的铁来还原氧化锡，但是此方法会使玻璃内又重新生产多硫化铁，同样会使玻璃成品出现黄绿色感观缺陷。本发明通过使用耐高温密封胶对锡槽进行密封，代替传统的锡槽的密封方法，以减少氧化锡的生成提高成品玻璃的可见光透过率。
密封胶结合金属片，代替传统的泥水搅拌密封的方式。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种蓝钻浮法玻璃，其特征在于，本蓝钻浮法玻璃的配方由基础玻璃和着色剂组成，基础玻璃中各成分及其重量占比为：
Figure FDA0002165825760000011
着色剂中各成分及其重量占比为：
Figure FDA0002165825760000012
2.根据权利要求1所述的一种蓝钻浮法玻璃中，其特征在于，在等价5mm成品厚度下，其主波长范围为480-510nm；380-780nm波长范围可见光透过率大于91.3％；玻璃色度L*：96～97、a*:-0.1～-0.3、b*:0.05～-0.1。
3.一种蓝钻浮法玻璃的生产方法，其特征在于，本蓝钻浮法玻璃的生产方法如下：将质量占比为65-75％的SiO2、10-20％的Na2O、5-15％的CaO、0-5％的MgO、0-5％的Al2O3、0-0.1％的K2O、0-0.2％的SO3、0-0.015％的Fe2O3、0-2ppm的CoO、0-0.01％的TiO2、0-2ppm的MnO2进行混料输送，通过对金属进行探测，并回收铁，使原材料总铁含量低于0.015％，以控制玻璃在熔化澄清阶段由于多硫化铁的生成而使玻璃出现的黄绿色感观缺陷，同时保证产出的玻璃成品可见光透过率大于91％；
将去铁后的原材料进入浮法玻璃熔炉进行熔化和澄清，由于控制玻璃在熔化澄清阶段多硫化铁生成量的需要，通过添加纯碱和碎玻璃做为助溶剂，使蓝钻浮法玻璃成分中SO3含量低于0.2％；通过在鼓泡、窑坎的方式，使进入窑炉内的原料有足够的熔化质量；
所述熔化澄清后的玻璃液进入浮法玻璃锡槽进行成型；
经过成型过程的玻璃，进入浮法玻璃退火窑进行退火，最后切割出所述超白蓝钻浮法玻璃。
4.根据权利要求3所述的一种蓝钻浮法玻璃的生产方法中，其特征在于，成型阶段通常所用浮法玻璃锡槽并非真空设备，不可避免的锡槽内会渗入氧气，同时玻璃本体中含量少量的硫，导致锡槽内金属锡被外界渗入的氧气和玻璃本体中的硫氧化形成氧化锡渗入玻璃下表面，会导致玻璃成品的可见光透过率降降低，本方法通过使用耐高温密封胶对锡槽进行密封，代替传统的锡槽的砖封密封方法，以减少氧化锡的生成提高成品玻璃的可见光透过率。
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