【中玻網(wǎng)】利用巖相分析、電子探針和光學(xué)顯微鏡，對光伏壓延玻璃生產(chǎn)線(xiàn)產(chǎn)生的玻璃硅珠結石缺點(diǎn)進(jìn)行分析，鑒別出硅珠類(lèi)結石為單質(zhì)硅結石，來(lái)源于玻璃液中二氧化硅與雜質(zhì)鋁反應生成，硅質(zhì)珠類(lèi)結石是一種不常見(jiàn)的玻璃缺點(diǎn)，多數持續時(shí)間不長(cháng)，不足以引起重視，但危害非常大。通過(guò)長(cháng)時(shí)間跟進(jìn)宜興光伏玻璃生產(chǎn)線(xiàn)硅珠結石的情況，對玻璃硅珠結石缺點(diǎn)的化學(xué)組成、顯微結構及巖相進(jìn)行分析，查找和分析硅珠結石來(lái)源及形成機理，從根本上解決了該類(lèi)缺點(diǎn)的產(chǎn)生，提高玻璃質(zhì)量，同時(shí)為國內全氧燃燒窯爐壓延玻璃生產(chǎn)提供了技術(shù)參考。

　　結石產(chǎn)生情況：窯爐投產(chǎn)初期，玻璃硅珠結石缺點(diǎn)時(shí)間短、數量少，未引起足夠重視。近期，窯爐經(jīng)修整后硅珠結石缺點(diǎn)持續性出現，板面位置無(wú)規律，多偏向玻璃上表面，兩條生產(chǎn)線(xiàn)在數量上有明顯差異，一線(xiàn)多于二線(xiàn)。圖1為2018年12月份兩條生產(chǎn)線(xiàn)硅珠結石數量統計圖（2018年12月10日～2019年01月4日）。

圖1一、二線(xiàn)硅珠結石缺點(diǎn)統計

　　缺點(diǎn)特征：長(cháng)時(shí)間跟進(jìn)觀(guān)察，該缺點(diǎn)為黑色球形，如圖2所示，有金屬光澤，直徑為：0.5～2.0 mm，與玻璃液結合較好，周?chē)殡S小氣泡，沿拉伸方向部分氣泡附近呈現黃綠和黃褐色。通過(guò)對原材料進(jìn)行排查，發(fā)現各原料質(zhì)量均無(wú)非常大波動(dòng)，因此，可初步排除原材料的影響。

圖2硅珠結石形貌圖（×10）

　　巖相分析：圖3為硅珠結石巖相圖，圖中黑色球為該缺點(diǎn)，無(wú)明顯晶型，在正交鏡下全消光，周?chē)尸F藍綠干涉色，類(lèi)似于浮法玻璃錫珠缺點(diǎn)。

圖3硅珠結石巖相圖（×40）

　　圖4為硅珠結石微觀(guān)形貌圖，從圖4中可以看出，該缺點(diǎn)為高致密球形缺點(diǎn)，嵌入玻璃內部，成分均勻，周?chē)谏珵闅馀荨?/p>

圖4硅珠結石微觀(guān)形貌圖

　　表1為硅珠結石成分分析結果，其中，a、b取點(diǎn)分別來(lái)自電子圖像1、2。結果顯示結石主要化學(xué)組成為單質(zhì)硅，成分較為單一，含量為97.25%～99.53%，部分球周邊含有少量鐵等雜質(zhì)，鐵含量為31.2%～34.18%。從硅珠結石均呈圓形這一特點(diǎn)，判斷結石不屬于單質(zhì)硅的污染，而是反應產(chǎn)物，且反應過(guò)程中有氣泡產(chǎn)生，氣泡在拉伸方向上呈線(xiàn)性分布，該缺點(diǎn)產(chǎn)生部位為成型區及后期。

　　玻璃組成見(jiàn)表2。由表2可知，SiO2在玻璃組成中占比例非常大，它不僅是玻璃組成的高組分，而且也是玻璃中的比較難熔化組分，SiO2通常由硅砂或砂巖引入，推測硅珠結石Si成分來(lái)源于SiO2。

　　形成機理：一般而言，原材料引入鋁雜質(zhì)，一般持續時(shí)間較短，經(jīng)排查，缺點(diǎn)出現前后原材料使用正常，未摻入其他雜質(zhì)，而工藝生產(chǎn)中存在鋁金屬使用的隱患，一處為冷端切割使用的鋁板，易產(chǎn)生鋁雜質(zhì)，隨碎玻璃進(jìn)入料倉；另一處為投料機料倉內側使用的含鋁金屬板作為內襯，長(cháng)期生產(chǎn)使用，經(jīng)混合料的不斷磨蝕，金屬板已出現嚴重的磨損，隨配合料進(jìn)入窯爐，鋁的熔點(diǎn)為660℃，沸點(diǎn)為2 327℃，進(jìn)入窯爐易熔化成液態(tài)，其相對密度為2.70 g/cm3，大于壓延玻璃的密度，窯內各工藝制度穩定時(shí)隨玻璃液的流動(dòng)不斷沉積于池底，在不動(dòng)層形成液態(tài)鋁雜質(zhì)，玻璃液有非常大波動(dòng)時(shí)，熔融的液態(tài)鋁包圍未熔化的石英砂顆粒，形成局部強還原性的環(huán)境，發(fā)生氧化-還原反應生成單質(zhì)硅，由于表面張力的原因，呈圓形，如式（1）反應中有O2氣體放出，所以結石周?chē)樯鷼馀?。因此，可以判定單質(zhì)硅結石由二氧化硅被還原性金屬鋁還原產(chǎn)生，同時(shí)由于鋁的強還原作用，形成亞鐵硫化物，玻璃顯示黃綠和黃褐色。

　　4SiO2+4Al→2Al2O3+4Si+O2↑（1）

　　結合相關(guān)分析手段，分析硅珠結石缺點(diǎn)產(chǎn)生的主要原因為：還原性物質(zhì)鋁與二氧化硅反應生成，并非常見(jiàn)的錫珠、鐵珠，從機理上分析了該類(lèi)缺點(diǎn)的產(chǎn)生原因，糾正了技術(shù)上的誤區。

　　為有效減少該類(lèi)缺點(diǎn)的產(chǎn)生，應嚴格控制原材料中鋁質(zhì)雜質(zhì)的摻入；減少工藝操作中鋁金屬材料的使用；減少工藝調整，穩定液面；及時(shí)采取隔離措施，防止該缺點(diǎn)隨碎玻璃再次進(jìn)入窯爐，產(chǎn)生二次危害。