【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)線產(chǎn)生的玻璃硅珠結(jié)石缺點進行分析，鑒別出硅珠類結(jié)石為單質(zhì)硅結(jié)石，來源于玻璃液中二氧化硅與雜質(zhì)鋁反應(yīng)生成，硅質(zhì)珠類結(jié)石是一種不常見的玻璃缺點，多數(shù)持續(xù)時間不長，不足以引起重視，但危害非常大。通過長時間跟進宜興光伏玻璃生產(chǎn)線硅珠結(jié)石的情況，對玻璃硅珠結(jié)石缺點的化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)及巖相進行分析，查找和分析硅珠結(jié)石來源及形成機理，從根本上解決了該類缺點的產(chǎn)生，提高玻璃質(zhì)量，同時為國內(nèi)全氧燃燒窯爐壓延玻璃生產(chǎn)提供了技術(shù)參考。

　　結(jié)石產(chǎn)生情況：窯爐投產(chǎn)初期，玻璃硅珠結(jié)石缺點時間短、數(shù)量少，未引起足夠重視。近期，窯爐經(jīng)修整后硅珠結(jié)石缺點持續(xù)性出現(xiàn)，板面位置無規(guī)律，多偏向玻璃上表面，兩條生產(chǎn)線在數(shù)量上有明顯差異，一線多于二線。圖1為2018年12月份兩條生產(chǎn)線硅珠結(jié)石數(shù)量統(tǒng)計圖（2018年12月10日～2019年01月4日）。

圖1一、二線硅珠結(jié)石缺點統(tǒng)計

　　缺點特征：長時間跟進觀察，該缺點為黑色球形，如圖2所示，有金屬光澤，直徑為：0.5～2.0 mm，與玻璃液結(jié)合較好，周圍伴隨小氣泡，沿拉伸方向部分氣泡附近呈現(xiàn)黃綠和黃褐色。通過對原材料進行排查，發(fā)現(xiàn)各原料質(zhì)量均無非常大波動，因此，可初步排除原材料的影響。

圖2硅珠結(jié)石形貌圖（×10）

　　巖相分析：圖3為硅珠結(jié)石巖相圖，圖中黑色球為該缺點，無明顯晶型，在正交鏡下全消光，周圍呈現(xiàn)藍綠干涉色，類似于浮法玻璃錫珠缺點。

圖3硅珠結(jié)石巖相圖（×40）

　　圖4為硅珠結(jié)石微觀形貌圖，從圖4中可以看出，該缺點為高致密球形缺點，嵌入玻璃內(nèi)部，成分均勻，周圍黑色為氣泡。

圖4硅珠結(jié)石微觀形貌圖

　　表1為硅珠結(jié)石成分分析結(jié)果，其中，a、b取點分別來自電子圖像1、2。結(jié)果顯示結(jié)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(jié)石均呈圓形這一特點，判斷結(jié)石不屬于單質(zhì)硅的污染，而是反應(yīng)產(chǎn)物，且反應(yīng)過程中有氣泡產(chǎn)生，氣泡在拉伸方向上呈線性分布，該缺點產(chǎn)生部位為成型區(qū)及后期。

　　玻璃組成見表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(jié)石Si成分來源于SiO2。

　　形成機理：一般而言，原材料引入鋁雜質(zhì)，一般持續(xù)時間較短，經(jīng)排查，缺點出現(xiàn)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)，隨碎玻璃進入料倉；另一處為投料機料倉內(nèi)側(cè)使用的含鋁金屬板作為內(nèi)襯，長期生產(chǎn)使用，經(jīng)混合料的不斷磨蝕，金屬板已出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，隨配合料進入窯爐，鋁的熔點為660℃，沸點為2 327℃，進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(nèi)各工藝制度穩(wěn)定時隨玻璃液的流動不斷沉積于池底，在不動層形成液態(tài)鋁雜質(zhì)，玻璃液有非常大波動時，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(yīng)生成單質(zhì)硅，由于表面張力的原因，呈圓形，如式（1）反應(yīng)中有O2氣體放出，所以結(jié)石周圍伴生氣泡。因此，可以判定單質(zhì)硅結(jié)石由二氧化硅被還原性金屬鋁還原產(chǎn)生，同時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(jié)合相關(guān)分析手段，分析硅珠結(jié)石缺點產(chǎn)生的主要原因為：還原性物質(zhì)鋁與二氧化硅反應(yīng)生成，并非常見的錫珠、鐵珠，從機理上分析了該類缺點的產(chǎn)生原因，糾正了技術(shù)上的誤區(qū)。

　　為有效減少該類缺點的產(chǎn)生，應(yīng)嚴(yán)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(diào)整，穩(wěn)定液面；及時采取隔離措施，防止該缺點隨碎玻璃再次進入窯爐，產(chǎn)生二次危害。