浮法玻璃缺陷分析鉴定.ppt

CDCSG 内部资料,欢 迎,CDCSG 内部资料,浮法玻璃缺陷分析鉴定,蒋路平 工程师成都南玻璃玻有限公司 槽窑部,CDCSG 内部资料,内容提要,一、鉴定结石的方法二、原料结石三、外来污染物四、析晶结石五、耐火材料结石六、条纹节瘤七、锡槽缺陷,CDCSG 内部资料,一、结石鉴定的方法,1、肉眼和放大镜直接观察法2、偏光显微镜检验法3、电子显微镜分析法,CDCSG 内部资料,1 肉眼和放大镜直接观察法,这是最基本和最简单的方法，可以在现场随时取样检验，但检验人员需掌握关于结石的丰富知识和经验。目测检验能对结石及其周围玻璃的关系有一个整体的了解，这对判明结石的成因是很有帮助的。有经验的玻璃工艺人员往往能通过目测便能大致判断结石的成因。但依靠直观作出最后结论是危险的，所以目测检验一般只作为初步鉴别，还需要进一步采用仪器分析才能最后鉴定。,一、结石鉴定的方法,CDCSG 内部资料,观察内容（一般先用肉眼和放大镜体视显微镜）结石周围是否有包囊：硅质结石周围玻璃折射率小，包囊外缘形成粘度较高的扩散层，向外层逐渐消失；铝硅质结石周围玻璃折射率高，包囊周围比较清晰，玻璃中常出现明显的线道（玻筋）。结石周围扩散层是否有拖尾：铝硅质结石周围玻璃表面张力大，不易均化，在成型过程中，结石周围的玻璃有被拖长的“尾巴”。而硅质结石因周围扩散层宽，常出现短的“尾巴”。,1 肉眼和放大镜直接观察法,CDCSG 内部资料,1 肉眼和放大镜直接观察法观察内容,结石的颜色结石周围有无小气泡：粘土质结石周围会有一些气泡，粉料结石往往会有粗大的气泡聚集在一起。结石的外观：特征的外貌比如芒硝呈椭圆形，颜色乳白，放大后可看到水花状的裂纹。,CDCSG 内部资料,2 偏光显微镜检验法这种方法是把结石样品做成切片置于偏光显微镜下进行观察，确定出结石的晶型结构，光学性质、鉴定结石的类型和矿物组成，然后结合原料、熔炉、耐火材料以及析晶率具体情况判别结石的产生原因。偏光显微镜是最广泛使用的方法。（显微镜直接观察、粉末法、简易磨片法、薄片法。）,一、结石鉴定的方法,CDCSG 内部资料,3 电子探针显微分析法,用电子探针显微分析法来确定结石的组成元素是一种快速的方法，它有三种分析方式。点分析法：这是用电子射线照射结石试样的固定点上，并检测从结石试样发出的特征X射线，从而确定该点的化学成分。线分析法：这种方法着重于确定结石中的某一特定成分。它是用电子射线沿直线扫描试样，核定该成分在试样上分布。用这方法可以对试样发出的X射线进行连续记录，以达到半定量的测定。面分析：把结石表面上的0.3*0.3mm的检验区域中各元素的分布和密度通过显示器显示出来，可以用这种方法拍出照片，记录下各元素的分布。用电子探针来检验结石中的微量元素是很有效的，这是确定玻璃中的条纹成分的最理想的方法，而条纹与结石有密切的联系,一、结石鉴定的方法,CDCSG 内部资料,二、原料结石,（1）硅质原料结石 外观特征：结石呈洁白色，片状或团状，结构疏松，气孔较多，结石由于含硅高形成较宽的扩散层，它的粘度比正常玻璃大，但表面张力及折射率则不如富铝玻璃，因而与周围玻璃界线不明显。有的外观呈白色，内为未熔的硅质料团，有的在窑内停留时间长的可呈半透明状。,CDCSG 内部资料,显微结构及生长形态：在窑内停留时间短的太部分为未熔石英颗粒，停留时间稍长的有足够条件进行交代反应，逐渐从石英颗粒边缘向中间熔蚀导致石英颗粒开裂，在开裂处析出粒状、骨架状方石英和针状、板状鳞石英。,CDCSG 内部资料,产生的原因：（1）配合料混入粗砂；（2）混料不均；（3）配合料输送过程中分层；（4）熔化时跑料；（5）加料温度过高或加料过于集中而出现熔化分层以及炉温过低；（6）助溶剂太少；（7）错料；（8）中部水管太薄等等，都是促成石英成为浮渣，陆续转变为结石的原因。,CDCSG 内部资料,未熔的石英颗粒（薄片）,CDCSG 内部资料,未熔化的石英颗粒和条纹（薄片）,CDCSG 内部资料,石英颗粒的周围通常会有一层富硅无色圈，会是玻璃产生条纹,CDCSG 内部资料,石英颗粒的周围通常会有一层富硅无色圈，会是玻璃产生条纹;来源：砂污染。,SAND CLAY PATCH,CDCSG 内部资料,石英颗粒边缘析出方石英,CDCSG 内部资料,石英颗粒边缘析出方石英,CDCSG 内部资料,石英颗粒边缘析出方石英（薄片）,CDCSG 内部资料,石英颗粒边缘析出方石英（薄片）,CDCSG 内部资料,硅质浮渣：结石中及其周围有气泡,Silica Scum,CDCSG 内部资料,硅质浮渣：结石中及其周围有气泡,CDCSG 内部资料,硅质浮渣：结石中及其周围有气泡,CDCSG 内部资料,硅质浮渣：结石中及其周围有气泡,CDCSG 内部资料,硅质浮渣：结石中及其周围有气泡,CDCSG 内部资料,硅质浮渣结石（薄片）,石英颗粒边缘析出鳞石英,CDCSG 内部资料,硅质浮渣结石（薄片）,结石的详细显微结构表明他们在窑内滞留的时间，随时间变化不熔物已由细小石英颗粒逐步转化为粗糙的鳞石英晶柱,CDCSG 内部资料,2、芒硝结石芒硝的化学组成是无水硫酸钠。其显微结构呈团聚物，呈特殊的龟裂状。产生原因：(1)配合料中芒硝在熔化和澄清过程中未能完全分解而残留在玻璃中。(2)窑内Na2O挥发分与烟气中的硫的燃烧产物引起反应形成的芒硝结石。（3）流道盖板冷凝的硫酸钠落下。,CDCSG 内部资料,芒硝结石（薄片）,CDCSG 内部资料,未溶解的芒硝,圆形或椭圆形充满无水硫酸钠晶体,CDCSG 内部资料,来自于流道的芒硝结石,圆形或椭圆形充满硫酸盐晶体结石旁有不定形锡石,CDCSG 内部资料,三、外来夹杂物,铬铁矿系：由原料和耐火材料产生原料产生的铬铁矿结石是由于玻璃原料中混有铬铁矿，它们进入熔炉不能溶解从而形成结石。这种结石内部是深红色的未变质铬铁矿。由原料引入的铬铁矿由于自然摩擦一般约呈球形。耐火材料产生的铬铁矿结石：结石一般出现在采用铬质耐材的纤维玻璃窑炉。这类结石常残留有未溶解的硅酸盐相，可以根据这一点与原料杂质产生的铬铁矿结石区别。蓄热室中使用的铬镁砖渣也有可能进入玻璃窑炉成为铬铁矿结石。,CDCSG 内部资料,三、外来夹杂物,单质硅：球状、脆性、金属光泽、常与玻璃形成放射状裂纹，强烈干涉色。来源：金属铝、香烟的铝箔纸、易拉罐等铝质金属污染。4Al+3SiO2=Al2O3+3Si 800 _1000 硅开始生成，1400 以上熔化并最终生成硅颗粒。氧化铁：黑色常带褐色条纹和反应气泡。,CDCSG 内部资料,单质硅结石,球状、脆性、金属光泽、常与玻璃形成放射状裂纹，强烈干涉色,来源：金属铝、香烟的铝箔纸、易拉罐等铝质金属污染。,通常大小0.5-1mm,CDCSG 内部资料,铬铁矿,CDCSG 内部资料,铬铁矿结石（薄片）,板网状,CDCSG 内部资料,铬铁矿结石（薄片）,CDCSG 内部资料,铬铁矿结石显微结构（薄片）,CDCSG 内部资料,石英玻璃,13501500石英玻璃析晶（方石英）量会急剧增加,来源：外购碎玻璃中混入的石英玻璃。,CDCSG 内部资料,铁结石,特征：球状、片状常有气泡伴生周围玻璃多有棕色。来源：氧化铁、铁（皮、钉、渣）等进入玻璃。,CDCSG 内部资料,四、析晶结石,析晶的原因：（1）熔化不良或耐材侵蚀，以及熔体表面组分挥发等原因造成的某些组分局部富集。（2）窑内温度较低部位或“死角”的析晶物质随玻璃液流动而形成析晶结石。钠钙硅酸盐玻璃析晶范围通常在6001000范围内。析晶结石常常出现在不同相的分界处，如玻璃液表面、气泡周围、与耐火材料接触的部分；也常常在配合料结石以及条纹、线道中开始产生。,CDCSG 内部资料,1、硅氧析晶富含硅质的玻璃在降温过程中快速析晶而成。肉眼观察呈乳白色半透明，周围界限不太清楚，有时成串出现，有时星星点点出现；如果玻璃熔化比较均匀，晶体就可能分散地出现于整个玻璃板上。,CDCSG 内部资料,硅氧析晶（局部富硅）,鳞石英边部析出树枝状方石英,方石英,CDCSG 内部资料,硅氧析晶（局部富硅）,方石英,CDCSG 内部资料,2、硅灰石（1）低温型硅灰石（-CaO.SiO2）：温度1100以下出现。（2）高温型假硅灰石（-CaO.SiO2）：1180以上出现。晶体特征：一般呈针状、板状、放射状、薄的角柱状等形状。,CDCSG 内部资料,（3）透辉石（）MgO含量超过45%时透辉石容易产生。晶体特征：中空管状、棱柱状、四方柱 状、放射状等。（4）失透石（）玻璃组分中Na2O含量超过15%，温度在 1047失透石极易产生。晶体特征：多为细针状密集相交出现。其结晶习性的特征是细针状从一点出发构成毛笔或扫帚状。,CDCSG 内部资料,硅灰石（薄片）,CDCSG 内部资料,硅灰石（薄片）,CDCSG 内部资料,硅灰石（薄片）,CDCSG 内部资料,-硅灰石,六方片状假硅灰石，1180以上的析晶产物。,CDCSG 内部资料,透灰石（薄片）,CDCSG 内部资料,透辉石（薄片）,CDCSG 内部资料,失透石（薄片）,CDCSG 内部资料,五、耐火材料结石,1、硅质耐材的蚀变以及产物硅砖工作面长期受到高温作用，烟气以及粉尘中的碱性成分的作用，可以在砖体表面、气孔以及砌缝中积聚，从而与砖内组分发生反应，形成新的玻璃相，同时亦促进了砖体内鳞石英的重结晶，残余石英的转变，鳞石英、方石英之间比列的变化，这些都在一定程度体现着砖体的侵蚀深度。至于所处温度的高低和形成玻璃液粘度的大小以及其中各相是否流失，则又可以在显微结构中体现出来。,CDCSG 内部资料,硅砖蚀变带中鳞石英形态由角锥状变到柱状，在转入骨架状，依次形成，表明了侵蚀深度的加深。而工作面蜂窝状方石英的出现，表面所处温度已经高于1470。剥落的砖碎屑或修补用的硅质火泥落入窑中会形成结石，如果在窑中停留时间不长，常可见小的角锥（矛头）状，甚至可见残余石英的残骸。而通过低熔反应使硅砖溶蚀以碹滴形式落入玻璃中形成的结石，则以粒状方石英并在其边缘生成骨架状晶体为其主要特征。,CDCSG 内部资料,硅质耐材结石结构致密无内陷气泡,CDCSG 内部资料,鳞石英（低温区）,CDCSG 内部资料,鳞石英重结晶（薄片）,来自低温区,CDCSG 内部资料,鳞石英重结晶（薄片）,来自低温区,CDCSG 内部资料,鳞石英重结晶（薄片）,来自低温区,CDCSG 内部资料,鳞石英重结晶（薄片）,来自低温区,CDCSG 内部资料,卡脖碹滴（鳞石英）,针状、柱状鳞石英、网状方石英,CDCSG 内部资料,1470C以上大板状鳞石英晶面上全部转化为鳞片状方石英（薄片）,来自高温区,CDCSG 内部资料,1470C以上大板状鳞石英晶面上全部转化为鳞片状方石英（薄片）,来自高温区,CDCSG 内部资料,2、铝硅质耐材结石,铝硅质耐材主要有：粘土砖、高铝砖、氧化铝质制品，他们分别用于熔窑池底，工作部池墙，以及流道等部位。这类结石多属于碱性氧化物与铝硅质耐材侵蚀交代的产物。,CDCSG 内部资料,根据薄片观察可以推论，粘土质耐材在高温下与玻璃液接触时，表面首先被侵润，随后通过毛细管作用，玻璃被吸入气孔，碱性组分及逐步向砖体扩散，随之发生砖内物相的熔融。以其基质部分来讲，首先引起的是孰料中莫来石重结晶。其次，莫来石与碱性组分可能发生化学侵蚀产生霞石，侵蚀结果引起砖体松懈，散落下来的碎屑被玻璃液所包裹形成结石。,CDCSG 内部资料,粘土砖刚玉（薄片）,从粘土孰料中分解生成的一次粒状刚玉,CDCSG 内部资料,粘土砖刚玉、霞石（薄片）,CDCSG 内部资料,粘土砖刚玉、霞石（薄片）,CDCSG 内部资料,粘土砖刚玉、霞石（薄片）,CDCSG 内部资料,粘土砖刚玉、霞石（薄片）,CDCSG 内部资料,粘土砖刚玉、霞石（薄片）,CDCSG 内部资料,唇砖-刚玉（薄片）,-砖常用作工作部池壁、流道、唇砖,CDCSG 内部资料,粘土砖刚玉霞石,CDCSG 内部资料,电熔锆刚玉砖结石,电熔AZS砖中含有较多的玻璃相，在1000以上，玻璃相常因软化而渗出，因而作为火焰空间部位使用的AZS砖，表面常有这种渗出的玻璃相与夹带的结晶一起流入玻璃中，其中的晶相以斜锆石最为常见。特征：白色、35mm、外围有粘度大的玻璃相包裹。,CDCSG 内部资料,原砖中的斜锆石被溶解为骨架状（薄片）,CDCSG 内部资料,溶蚀粒状斜锆石、羽毛状霞石、刚玉共生。表明砖体经高温和液流冲刷扩散到玻璃中。（薄片）,CDCSG 内部资料,前图局部放大（薄片）,CDCSG 内部资料,溶蚀粒状斜锆石、羽毛状霞石、刚玉共生。表明砖体经高温和液流冲刷扩散到玻璃中。（薄片）,CDCSG 内部资料,来自于火焰空间的二次析晶斜锆石,CDCSG 内部资料,六、条纹和节瘤,缺陷特征：玻璃中的条纹和节瘤，都是玻璃态物质，前者呈线条状或纤维状，形状和粗细都不统一。节瘤大多是在高温下形成的液态大小球滴或球团。节瘤可以看着是条纹的前身，由于扩散不充分而形成。条纹和节瘤的成因通常是：原料中有大颗粒、配合料熔化不良、均化不良；耐火材料溶蚀和窑炉碹滴；各种结石的熔化；玻璃液流的变化；玻璃表面某些组分的挥发等。条纹节瘤按其化学组成主要分为富硅和富铝两种。,CDCSG 内部资料,富铝节瘤析出二次斜锆石,由于粘度和表面张力大于玻璃而易于收缩成圆形,CDCSG 内部资料,富硅节瘤析出树枝状鳞石英,CDCSG 内部资料,富硅节瘤内有未熔解的砂团,CDCSG 内部资料,无结晶物参照的节瘤可通过贝克线移动来判断：提升镜筒贝克线向玻璃移动为富硅，提升镜筒贝克线移向条纹或节瘤为富铝条纹或节瘤。,CDCSG 内部资料,七、锡槽结石,1、上表面缺陷微气泡闸板泡、氢气泡。A、闸板泡外观特征：紧贴上表面的非常小的气泡，直径一般在0.020.06mm之间，在边光下或制银镜后很容易识别。变形尺寸一般比核心尺寸大3倍。这种缺陷可以在整个宽度上或者出现在一条或多条直线上。原因：这是由于是石英闸板与玻璃液反应造成的，闸板存在开口气孔结构。,CDCSG 内部资料,新闸板没有彻底干燥可以在换上去后连续产生大气泡、达数小时。这种气泡通常是先出现很大的气泡（20mm）,待大气泡消失后，上表微气泡就会连续出现8小时之久。当闸板用了相当长时间后，在某些条件下偶然也会出现上表微气泡。一般都是闸板被玻璃液侵蚀掉之故。纠正措施：确保新闸板在使用之前被彻底干燥。,CDCSG 内部资料,闸板泡:直径一般在0.020.06mm 之间，未烘干水分时这种泡会很大(20mm),CDCSG 内部资料,B、氢气泡：外观特征：紧贴上表面的非常小的气泡，直径一般在0.020.06mm之间，在边光下或制银镜后很容易识别。变形尺寸一般比气泡直径大3倍。气泡可以出现在一侧或两次都有。产生原因：槽内保护气体从闸板周围逸出，并在上游的玻璃板液流处燃烧使得玻璃再次沸腾而产生二次气泡。纠正措施：加强调节闸板附近的密封和减少锡槽入口端的保护气体氢气含量有助于改善和消除该种气泡,CDCSG 内部资料,氢气再沸泡:直径一般在0.020.06mm 之间,CDCSG 内部资料,2、上表面缺陷锡石,外观特征：上表面珊瑚状、树枝状、粒状、真状、板状晶体，极高突起，强干色。一般 在边部，但也可能出现在宽度方向上任意位置。,产生原因：由于脏的槽内保护气体从闸板周围逸出，保护气体中含有氧化亚锡蒸汽冷凝在闸板、盖板砖、和密封砖上，在氧化性气氛中其中一部分转化成稳定态的氧化锡。,纠正措施：闸板和bay0的周围保持良好的密封。增加bay0保护气体的流量，不让氧化亚锡流向闸板区域。必要时清扫闸板上下游和两侧表面、闸板的吊挂件、平碹和密封砖，彻底清除缺陷。,CDCSG 内部资料,珊瑚状锡石,粒状锡石,树枝状锡石,板条状锡石,CDCSG 内部资料,二线换闸板取样,CDCSG 内部资料,上表面赃物,该缺陷是由于锡和锡的化合物被蒸发，然后又冷凝的结果。锡槽气氛中的锡化合物主要是氧化亚锡和硫化亚锡。它们产生的原因是：（1）氧通过密封差的边封进入锡槽；（2）随保护气体一起进入的污染物；（3）冷却设备漏水；（4）玻璃本身带入的污染物。这些化合物蒸汽冷凝在锡槽内温度较低的表面上，主要是冷却水包及其周围的槽顶、红外高温计和观察窗等等的表面上。如果锡槽内的温度有较大的升高，或保护气体中的氢气比例有较大的增加，这些氧化亚锡和硫化亚锡就会被还原成元素锡，并以颗粒掉落在板带上。,CDCSG 内部资料,这样形成的缺陷根据玻璃带温度的不同和此后锡与玻璃之间的反应不同分别被称为：（1）上表面斑点；（2）凹坑跌落物；（3）掉锡点。如果在某些部位冷凝物大量积存，而且粘得很松，当有气体变动和振动时，冷凝物就会以氧化亚锡和硫化亚锡的形态掉落到板带上。这样的缺陷被称之为；（4）薄屑状滴落物。（5）溅落滴落物。（6）其他滴落物。,CDCSG 内部资料,（1）上表面斑点,温度偏高,温度略低,温度低,温度很低,CDCSG 内部资料,（2）上表脏污凹坑滴落物,外观特征：一般它们比上表面斑点大一些，最大可达1mm。这种缺陷中心都有元素锡的核，这个核沉入表面，但周围没有反应圈。这个核粘附在玻璃表面上的强度没有上表面斑点那么牢，很容易去掉而留下凹坑。产生原因：如上表赃物所述。保护气体中高浓度的挥发物会在锡槽收缩段附近或下游冷凝。正是在这个部位由于板带收窄并开始出口端的冷却，以及锡液温度的降低，故槽顶温度较低。,CDCSG 内部资料,凹坑滴落物,CDCSG 内部资料,（3）上表面缺陷掉锡点,外观特征：这种缺陷是有很小的元素锡构成，元素锡没有进入玻璃表面，而且周围没有晕圈。这种缺陷一般很小（小于1mm），触摸时很容易被擦掉。,CDCSG 内部资料,锡还在上面,锡已经被擦掉,CDCSG 内部资料,（4）上表面赃物薄屑状滴落物,外观特征：这种缺陷看上去象是硫化亚锡或氧化亚锡的斑痕或颗粒。其深入玻璃表面的程度取决于这种缺陷落下到板带上时的玻璃温度。玻璃温度升高就能使一部分化合物还原为锡元素，并在周边产生彩色大多晕圈。,CDCSG 内部资料,产生原因：这种缺陷一般都是由于冷凝在板带上方的冷却水包上硫化亚锡和氧化亚锡，当受到振动或其他扰动时，滴落到板带上所造成的。或者是凝结了过量的冷凝物，与水包粘接不牢而落到板带上所致。当水包从两侧进入并顶在中间放置时，水包大多端头常常造成这种缺陷。纠正措施：拉出水包清扫后再放入。定期清扫水包,CDCSG 内部资料,薄屑状滴落物,高温,中温,低温,CDCSG 内部资料,外观特征：这种缺陷中心都呈现为一个元素锡的核，或这为一个硫化亚锡的斑痕或颗粒的核，而周围环绕的非常小的元素锡颗粒所形成的晕圈。如果滴落到板带上时玻璃的温度很高，则锡、硫化亚锡或氧化亚锡就可能被还原，并在周边形成的反应晕圈。这种滴落物一般都在板带中部或边部，在一条线或带上成串出现。,（5）上表脏污溅落滴落物,CDCSG 内部资料,产生原因：这种缺陷是由于摄像头水冷套的非常微小的漏水所致，也可能来自于槽顶红外辐射高温计的低温区域。已经发现也有来自锡槽热端进口横眉砖的，他在整个宽度任意位置上产生这种溅落物缺陷。纠正措施：从锡槽拉出各水冷设备并检测是否漏水，然后观察其效果。脏的槽顶红外辐射高温计和热端进口横眉所产生的溅落物可以用吹扫槽顶来解决。,CDCSG 内部资料,上表溅落滴落物,CDCSG 内部资料,盐滴落物：热端水包上掉下来的盐滴落物。这种滴落物都有一个氯化钠与高温玻璃反应所生成的反应晕圈。,CDCSG 内部资料,锡石：特殊情况下这种缺陷是来自长期受氧气严重污染的Bay0。这种锡石都伴有飞溅落物。,CDCSG 内部资料,锡槽气泡保护气体泡,CDCSG 内部资料,CDCSG 内部资料,CDCSG 内部资料,谢谢！,