光伏玻璃原板生產(chǎn)過程中線條缺陷產(chǎn)生原因及解決方案

引言光伏玻璃現(xiàn)多為壓延法制造，即通過一對(duì)上、下輥在一定的壓力下連續(xù)輥壓成型，因而其產(chǎn)生缺陷類型有別于浮法玻璃。本文就其中一種板面線條缺陷作相關(guān)的分析，提出改善建議。玻璃板面出現(xiàn)線條缺陷及表征2020年9月，某公司在原有熔化量560t/d窯爐上冷修技改為650t/d一窯四線光伏窯爐，為降低成本，技改僅就卡脖結(jié)構(gòu)及全窯保溫做了局部調(diào)整。在正常投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)2個(gè)月后，適逢市場(chǎng)價(jià)格大好，超標(biāo)提升到680t/d熔化量。但11月15日凌晨在1#線、4#線靠外側(cè)玻璃板上表面首先出現(xiàn)線條缺陷，線條方向與玻璃流向一致，寬度1～2mm，深度為0.05～0.1mm，有數(shù)十條之多，肉眼觀察明顯，初期為邊部出現(xiàn)，后續(xù)擴(kuò)散到整個(gè)板面，在出現(xiàn)2h后，中間2#、3#線亦同時(shí)出現(xiàn)，4條線整個(gè)玻璃板面線條情況在緊急措施后持續(xù)約7h，出現(xiàn)了大量的廢玻璃，嚴(yán)重影響當(dāng)日玻璃成品率。原因分析排除法是較為常用的查找并解決玻璃出現(xiàn)缺陷問題的方法。對(duì)線條缺陷處取樣進(jìn)行相關(guān)成分化學(xué)分析，結(jié)果見表1。表1線條缺陷樣品化學(xué)分析結(jié)果線條位置含鐵量、氧化鋁、二氧化硅含量增高，玻璃密度小于正常玻璃密度，密度變化約26×10-4g/cm3，大幅超過密度極差±10×10-4g/cm3的要求，意味著可能出現(xiàn)熔化、均化不良，料方污染或錯(cuò)誤，甚至跑料等情況，且該缺陷持續(xù)時(shí)長(zhǎng)過長(zhǎng)，玻璃在退火窯處應(yīng)力紊亂，自動(dòng)破板?；谏鲜霈F(xiàn)象，初步判定可能由以下幾種原因引發(fā)：（1）玻璃熔爐內(nèi)均化不良因?qū)嶋H拉引量高于設(shè)計(jì)拉引量約13%，玻璃表層流速高于原流速，且在短時(shí)間即達(dá)到最高拉引速度，窯爐內(nèi)出現(xiàn)泡線后移，泡沫覆蓋面積過大導(dǎo)致熱點(diǎn)不突出，玻璃在熱點(diǎn)位置沒形成回流，投料流直接進(jìn)入了澄清區(qū)并隨之流向工作部。現(xiàn)象表征：①投料口池底溫度持續(xù)下降，在增加燃料的情況下，反而出現(xiàn)碹頂升高，各爐池底至澄清部底部溫度下降；②泡線末端從原5#小爐位置拉到6#小爐位置，泡呈致密且薄狀，泡層遠(yuǎn)移，意味著料堆下層熔化減慢，泡沫區(qū)含有未熔化完全石英砂粒，易發(fā)生“跑料”事故。（2）原料中Al2O3含量異常在發(fā)生線條缺陷前，每周例行檢驗(yàn)玻璃成分，檢測(cè)到玻璃中Al2O3含量從0.9%到1.15%波動(dòng)，甚至最高波動(dòng)到1.30%，設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值則為1.05%。究其原因：硅砂存在細(xì)粉含量13%～15%情況（細(xì)粉含鐵高，含泥多），造成混料不均情況出現(xiàn)（與純堿粒度配合度差）；另外，因使用的硅砂為高嶺土洗砂工藝制砂，砂中常有泥團(tuán)出現(xiàn)，不可避免地會(huì)混入鋁土等物質(zhì)，對(duì)部分泥團(tuán)進(jìn)行檢驗(yàn)，相關(guān)成分見表2。表2部分泥團(tuán)砂樣品化學(xué)成分（3）玻璃池窯耐火磚材影響此前，玻璃窯爐冷修時(shí)，在窯爐池壁工作部拐角位置，有池壁縫存在綠色玻璃液的情況，且外部高鋁保溫磚已被玻璃液侵蝕，池壁縫無法得到有效冷卻，致使玻璃液流出，侵蝕高鋁保溫磚，并出現(xiàn)與玻璃液對(duì)流交換的情況，此情況亦可能在玻璃上產(chǎn)生線條缺陷。在排查此項(xiàng)影響時(shí)，拆除高鋁保溫磚的過程中，確實(shí)發(fā)現(xiàn)玻璃液已滲出。拐角保溫結(jié)構(gòu)及玻璃液與高鋁保溫磚反應(yīng)池壁情況如圖1～圖3所示。圖1池壁俯視實(shí)景圖2池壁內(nèi)側(cè)圖3池壁外側(cè)圖1中，玻璃液滲出與保溫磚反應(yīng)，超白玻璃已完全呈綠色，變成高鐵料。圖2中，高鋁保溫磚與玻璃液反應(yīng)熔化滲出，因高鋁磚鐵含量高，池壁縫有綠色玻璃液。圖3中外部拐角高鋁保溫磚與池壁縫處未留冷卻縫，已進(jìn)行局部拆除。采取的措施（1）及時(shí)降低拉引量至630t/d，正對(duì)卡脖出口的中間線優(yōu)先降低。冷修時(shí)未對(duì)窯爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行大幅調(diào)整前，窯爐熔化率原1.84t/（m2·d）直接提升到2.24t/（m2·d），熔爐熔化能力不足，過于勉強(qiáng)，后續(xù)為配合大熔化量，適時(shí)改變配方，如增加碎玻璃、增加純堿等以利于熔化。（2）當(dāng)即停用含有泥團(tuán)的硅砂，嚴(yán)格規(guī)范硅砂細(xì)粉，小于125目嚴(yán)格要求低于10%的比例，并嚴(yán)格要求硅砂綜合樣的含鋁量低于0.3%。該批硅砂后續(xù)計(jì)劃按3∶7的比例與正常合格硅砂進(jìn)行混用。（3）及時(shí)拆除拐角處壓縫的高鋁保溫磚，并增加拐角處冷卻池壁方法，如進(jìn)行吹風(fēng)或者用銅管滴水冷卻。（4）增大窯爐內(nèi)1#、2#小爐熱負(fù)荷，單小爐用油量從780kg/h，提升至＞830kg/h。（5）在溢流口邊部觀察孔增設(shè)伸入窯內(nèi)擋玻璃液水包，水包以40mm×40mm無縫方管制成，浸沒玻璃液深約20mm，呈外八字形，將表面玻璃液引流到邊部。后由切除壓延無效板改善。實(shí)施效果在及時(shí)實(shí)施上述措施（1）（4）后4h，窯爐底部溫度逐步回升，泡界線回縮1個(gè)小爐，7h后玻璃線條消失，玻璃切割恢復(fù)正常。由此判定線條的出現(xiàn)很大概率來源于玻璃的均化不良。為排除后續(xù)可能再出現(xiàn)玻璃線條的情況，后續(xù)亦實(shí)施了措施（2）（3）。措施（5）中水包制作完成后備用。結(jié)語光伏玻璃制造概念自歐美引入我國(guó)已有十幾年，我國(guó)在原有一窯一線、一窯兩線的基礎(chǔ)上，不斷推陳出新，技改升級(jí)，單位耗能及良率均已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但偶爾仍有些玻璃板面出現(xiàn)質(zhì)量問題