1、浮法玻璃成型的定義
浮法玻璃成型工藝過程為熔化、澄清、冷卻的優(yōu)質(zhì)玻璃液在調(diào)節(jié)閘板的控制下經(jīng)流道平穩(wěn)連續(xù)地流入錫槽，在錫槽中漂浮在熔融錫液表面，在自身重力的作用下攤平、在表面張力作用下拋光、在主傳動(dòng)拉引力作用下向前漂浮，通過擋邊輪控制玻璃帶的中心偏移，在拉邊機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)玻璃帶的展薄或積厚并冷卻、固型等過程，成為優(yōu)于磨光玻璃的高質(zhì)量的平板玻璃。
玻璃液在前進(jìn)的過程中經(jīng)歷了在錫液面上的攤開、達(dá)到平衡厚度、自然拋光以及拉薄或積厚四個(gè)過程。
浮法玻璃的成型設(shè)備因?yàn)槭鞘M熔融錫液的槽形容器而被稱作錫槽，它是浮法玻璃成型工藝的核心，被看作為浮法玻璃生產(chǎn)過程的三大熱工設(shè)備之一。
2、浮法玻璃成型工藝過程
池窯中熔化好的玻璃液，在1100℃ 左右的溫度下，沿流道流入錫槽，由于玻璃的密度只有錫液密度的1/ 3 左右，因而漂浮在錫液面上，完成玻璃的平整化過程，然后逐漸降溫，在外力的作用下冷卻成板。玻璃帶冷卻到600～620℃ 時(shí)，被過渡輥臺(tái)抬起，在輸送輥道牽引力作用下，離開錫槽，進(jìn)入退火窯，消除應(yīng)力，再經(jīng)質(zhì)量檢測(cè)，縱橫切割，裝箱入庫。為了防止錫液在高溫下的氧化，通常通入弱還原性的保護(hù)氣體，以提高玻璃質(zhì)量。
止玻璃液無限攤開，對(duì)玻璃表面的光潔度影響極大；后者則促使玻璃液攤開。當(dāng)表面張力與自身重力平衡時(shí)，漂浮在錫液面上的玻璃帶就獲得自然厚度。
3、浮法玻璃成型工藝因素
對(duì)浮法玻璃成型起決定作用的因素有玻璃的粘度、表面張力和自身的重力。在這3 個(gè)因素中，粘度主要起定型的作用，表面張力主要起拋光的作用，重力則主要起攤平作用。但是三者對(duì)攤平、拋光和展薄都有一定作用，這三者結(jié)合才能很好的進(jìn)行浮法玻璃的生產(chǎn)。
玻璃液剛流入錫槽時(shí)，處于自身重力和液-液-氣三相系統(tǒng)表面張力的作用下。隨著玻璃液的不斷流入，在自身重力影響下，玻璃液沿錫液表面攤開，并在錫液面上形成了玻璃液的流體靜壓，作為玻璃帶成型的源流。在1025℃左右的溫度范圍內(nèi)，在自身重力和表面張力的作用下，玻璃液以自然厚度（7mm 左右）向四周流動(dòng)攤開，此過程稱為玻璃的攤平過程。
在玻璃的攤平過程中，主要涉及玻璃液的平整化，亦即攤得平不平，這是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃之關(guān)鍵。生產(chǎn)實(shí)踐證明，欲得到平整的玻璃帶，必須具備下述條件。
（1）適于平整化的均勻的溫度場(chǎng)。玻璃液在錫液面上攤平必須有適于平整化的溫度范圍。適于浮法玻璃自身攤平的溫度范圍為1065～996℃ 。只有在此范圍內(nèi)，才能使玻璃帶攤得厚度均勻、表面平整。
（2）足夠的攤平時(shí)間。玻璃的平整化除必須有一定的溫度范圍，以達(dá)到一定的表面張力外，還必須具備足夠的攤平時(shí)間，以保證表面張力充分發(fā)揮作用。即1050℃ 時(shí)，玻璃液在錫液表面上約需用1min 稍多的時(shí)間，即可消除波紋而攤平，達(dá)到平整化的要求。
由于玻璃液在成型過程中被逐漸地冷卻，也就是溫度逐漸降低粘度不斷增大，所以在錫槽設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，適當(dāng)延長高溫區(qū)長度或延長高溫區(qū)作用時(shí)間，都對(duì)玻璃的平整化有利。但是，提高玻璃液和高溫區(qū)溫度，以降低玻璃粘度，雖然有利于加速玻璃帶平整化過程，但若玻璃粘度降低過多，不足以克服玻璃本身的慣性，就可能拉不走，這樣就會(huì)降低產(chǎn)量。
4、浮法玻璃成型原理
浮法玻璃的成型過程原理主要是描述玻璃液在錫液面上的攤開過程、平衡厚度、拋光時(shí)間、玻璃液的拉薄或增厚。
（1）玻璃液在錫液面上的攤開過程
自然界的液體自由表面是最光滑平坦的，所以密度大的液體就可以起到理想的成型模具的作用。借鑒玻璃液和錫液不起化學(xué)反應(yīng)以及互不浸潤原理，同時(shí)后者的密度大于前者，因而玻璃液可浮在錫液面上。玻璃液只是有限度地?cái)傞_，當(dāng)攤開到一定程度時(shí)，玻璃液的表面張力和重力充分起作用并達(dá)到平衡，玻璃液就形成一定厚度的表面光滑平整的液層。
（2）平衡厚度
浮在錫液表面的玻璃液，在沒有外力的作用下，它的厚度取決于兩個(gè)因素： 一是表面張力，它力圖使玻璃液收縮增厚，從而使其表面積最?。?二是重力，它力圖使玻璃液變薄攤開，從而使其位能最低。
當(dāng)這兩種相反的力達(dá)到平衡時(shí)的玻璃液的厚度就被稱為平衡厚度。
（3）玻璃液在錫液面上的拋光時(shí)間 浮法玻璃的拋光過程主要依靠玻璃液的表面張力的作用來實(shí)現(xiàn)。浮法玻璃在錫槽中的拋光過程是通過控制較小的降溫速度和均勻的溫度場(chǎng)等，使形成表面張力充分發(fā)揮其展平作用的理想條件。浮法玻璃拋光過程的溫度范圍與攤平過程的相同（1065～996℃），這樣在該溫度范圍內(nèi)，能夠使玻璃液保持適宜的粘度，并保證有足夠的時(shí)間，以備拋光作用。
實(shí)踐證明，若流入錫槽的是均質(zhì)玻璃液，則它在均勻的溫度場(chǎng)（拋光區(qū)內(nèi)）停留1min左右的時(shí)間，就可以獲得光潔平整的拋光表面。
（4）玻璃液的拉薄
浮玻璃液在重力和表面張力平衡時(shí)，在錫液面上形成自然厚度約7mm 的玻璃帶。拉引厚度小于自然厚度的玻璃時(shí)，必須對(duì)玻璃帶施加一定的拉力。但是當(dāng)增加拉引速度時(shí)，隨著拉引力的增加，玻璃寬度和厚度就成比例地減小，因?yàn)樵诓ＡП焕〉耐瑫r(shí)，表面張力的作用使得玻璃帶增厚或使帶寬有所收縮，因此要使拉薄過程有效地、順利地進(jìn)行，必須選擇適宜的溫度范圍、采用合理的工藝參數(shù)和拉薄措施。實(shí)踐證明，溫度范圍883～769℃，有利于玻璃帶的拉薄，同時(shí)，玻璃帶在拉薄區(qū)內(nèi)獲得了展薄。為了得到并維持玻璃帶在拉薄區(qū)內(nèi)所獲得的寬度，在拉薄區(qū)玻璃帶的兩邊，可根據(jù)工藝要求安置若干個(gè)拉邊機(jī)。
5、影響成型質(zhì)量的因素 浮法玻璃成型需要多方面的配合，任何一方面出現(xiàn)問題均會(huì)造成玻璃質(zhì)量的下降，嚴(yán)重者可導(dǎo)致停產(chǎn)，其中影響成型質(zhì)量的因素主要包括 錫槽溫度制度、氣氛制度、壓力制度等項(xiàng)。
（1）溫度制度
溫度制度指的是沿錫槽長度方向的溫度分布。錫槽的溫度制度也可用錫槽內(nèi)平面上各區(qū)的溫度來表示。溫度制度是錫槽成型作業(yè)基礎(chǔ)，對(duì)玻璃帶的拉引速度、錫液的對(duì)流狀態(tài)、玻璃的品種、規(guī)格及產(chǎn)量、質(zhì)量等都有一定的影響。溫度制度的確定取決于所生產(chǎn)的玻璃成分、帶厚及拉引速度。
①流道溫度過高時(shí)，玻璃液粘度降低，進(jìn)入錫槽后攤開面積變大，造成玻璃帶過薄、過寬，這樣容易引起沾邊、滿槽等事故。而且在拉邊機(jī)處會(huì)感到成型困難。
②流道溫度過低時(shí)，玻璃液粘度增大，攤平和拋光的條件不充分，玻璃表面質(zhì)量會(huì)受到影響，并容易引起脫邊、斷板等事故，同時(shí)存在成型時(shí)不易拉薄或積厚的困難。
③流道溫度波動(dòng)時(shí)，玻璃帶的板根會(huì)忽大忽小變化不穩(wěn)定，玻璃帶薄厚也會(huì)隨之變化，這樣容易引起脫邊、沾邊等事故。
④流道溫度不均勻時(shí)，攤開的玻璃帶在橫向上會(huì)由于溫度的不均勻而造成粘度的不均勻，這時(shí)生產(chǎn)出來的玻璃產(chǎn)品容易出現(xiàn)“條紋”等質(zhì)量缺陷。
（2）氣氛制度 錫的氧化物（SnO2、SnO）嚴(yán)重污染玻璃，使玻璃出現(xiàn)霧點(diǎn)、錫滴、沾錫等缺陷，嚴(yán)重時(shí)玻璃甚至不透明，熱處理（如鋼化）呈現(xiàn)虹彩，因此，浮法玻璃生產(chǎn)要求錫槽內(nèi)必須保持中性或弱還原氣氛，以防止錫液氧化。現(xiàn)在錫槽中都采用N2+H2混合氣體做保護(hù)氣體。
H2對(duì)SnO2的還原能力與溫度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明H2對(duì)SnO2的還原能力隨溫度升高而增強(qiáng)，隨溫度降低而減弱。在錫槽中為了彌補(bǔ)低溫區(qū)段H2對(duì)SnO2（或SnO）的還原能力，常采用增加H2含量的做法。
（3）壓力制度
錫槽內(nèi)的壓力制度比之玻璃熔窯要嚴(yán)格得多，因?yàn)殄a槽內(nèi)壓力過高，保護(hù)氣體散失就越多，增加了保護(hù)氣體的耗量，這就會(huì)破壞保護(hù)氣體的生產(chǎn)平衡，給生產(chǎn)帶來不利影響，同時(shí)也會(huì)增加電耗。若錫槽處于負(fù)壓狀態(tài)，就會(huì)吸入外界空氣，使錫槽內(nèi)氧氣含量超過允許值（10cm3/ m3），就會(huì)有錫的氧化物產(chǎn)生，這樣一則增加錫耗，增加玻璃成本; 二則嚴(yán)重污染玻璃，產(chǎn)生各種由錫氧化物造成的缺陷，如沾錫、霧點(diǎn)、鋼化虹彩等等。
正常生產(chǎn)情況下，錫槽內(nèi)應(yīng)維持微正壓，一般以錫液面處的壓力為基準(zhǔn)，要求其壓力為3～5Pa ，有時(shí)甚至維持在10Pa 左右。
影響錫槽壓力制度的因素：
① 錫槽的溫度制度錫槽。對(duì)保護(hù)氣體而言屬高溫容器，因此保護(hù)氣體在錫槽中對(duì)溫度非常敏感，溫度波動(dòng)對(duì)壓力制度有明顯的影響。
② 保護(hù)氣體量及壓力。錫槽空間應(yīng)充滿保護(hù)氣體，若保護(hù)氣體量不足，必然導(dǎo)致錫槽處于負(fù)壓狀態(tài)。保護(hù)氣體量與其本身的壓力成正比，壓力降低，同樣會(huì)導(dǎo)致保護(hù)氣體的量不足,錫槽就會(huì)處在負(fù)壓狀態(tài)。
③ 錫槽的密封情況。直接影響壓力制度，密封得好，保護(hù)氣體的泄漏量就少，壓力穩(wěn)定。
6、錫槽結(jié)構(gòu)
錫槽是浮法玻璃的關(guān)鍵成型設(shè)備，其結(jié)構(gòu)大致分為三部分: 進(jìn)口端、出口端、主體部分。
①進(jìn)口端是連接熔窯末端和錫槽的通道，它由流道、流槽、安全閘板、調(diào)節(jié)閘板、頂碹、側(cè)墻、擋焰磚、蓋板磚、擋氣磚等部分組成。
②錫槽和退火窯之間的一段熱工設(shè)施，叫出口端，也稱過渡輥臺(tái)，其結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了錫槽氣密性的好壞。
③錫槽的主體分為等寬型和前寬后窄型兩種，現(xiàn)在一般使用后者。主體部分即錫槽的主體結(jié)構(gòu)包括槽底、胸墻、頂蓋、鋼結(jié)構(gòu)、電加熱、保護(hù)氣體、冷卻裝置等部分。為了避免錫液氧化，從頂部或側(cè)壁導(dǎo)入保護(hù)氣體。錫槽頂部還設(shè)有電加熱裝置，以便滿足投產(chǎn)前的烘烤升溫，臨時(shí)停產(chǎn)的保溫以及正常生產(chǎn)時(shí)的溫度調(diào)節(jié)等需要。錫槽底部應(yīng)有一定的空間高度，以便布置風(fēng)管冷卻槽底，減少槽底鋼殼的熱變形。
7、錫槽的附屬設(shè)備 錫槽在操作過程中,還需要配備拉邊機(jī)、擋邊輪、冷卻器、電加熱、槽底風(fēng)機(jī)、攝像頭、監(jiān)視器等一些必要的附屬設(shè)備相輔助。
①拉邊機(jī)
拉邊機(jī)是浮法玻璃生產(chǎn)的主要裝備之一，它起著節(jié)流、拉薄、積厚和控制原板走向的重要作用。
依靠拉邊機(jī)最前端的拉邊輪牽引浮在錫槽液面上的玻璃帶前進(jìn)，并通過調(diào)節(jié)拉邊輪的線速度以及拉邊輪的水平擺角、平面傾角等，達(dá)到控制玻璃帶厚度及穩(wěn)定玻璃帶寬度的目的。
拉邊機(jī)按結(jié)構(gòu)可分為落地式拉邊機(jī)和懸掛式拉邊機(jī)兩種形式。 對(duì)拉邊機(jī)的基本要求是輥頭前后伸縮調(diào)節(jié)靈活，上下控制方便，能做水平回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，速度調(diào)節(jié)精度高，在高溫還原性氣氛下能長期連續(xù)使用。
拉邊機(jī)的“四度”是指：
（a）拉邊機(jī)的機(jī)頭壓入玻璃帶的深度；
（b）拉邊機(jī)與玻璃帶走向所形成的角度；
（c）拉邊機(jī)自身的速度；
（d）拉邊機(jī)機(jī)桿伸入玻璃帶的長度。
②擋邊輪
擋邊輪設(shè)置在錫槽內(nèi)兩側(cè)適當(dāng)位置上，防止玻璃帶擺動(dòng)跑偏。擋邊輪的材質(zhì)選用石墨,因而和玻璃帶不黏結(jié)，與錫液也不浸潤，且旋轉(zhuǎn)靈活，避免使玻璃帶邊部產(chǎn)生剪應(yīng)力。
③冷卻器
冷卻器就是在錫槽內(nèi)隨時(shí)橫向穿插的冷卻水管，又稱冷卻水包，主要作用是降低玻璃帶的溫度。冷卻器結(jié)構(gòu)簡單，多采用方型套管，根據(jù)使用的部位不同，工藝要求不同。
④電加熱
電加熱的主要作用是合理控制錫槽內(nèi)各區(qū)溫度，使溫度達(dá)到成型要求。電加熱有鐵鉻鋁電熱絲和硅碳棒兩種。
⑤槽底風(fēng)機(jī)
錫槽槽底風(fēng)機(jī)的作用主要是為了防止因錫槽槽底過熱，而引起漏錫事故。其調(diào)節(jié)方法是通過風(fēng)機(jī)閘板開度來控制進(jìn)風(fēng)量，以便控制槽底溫度。
