压延工艺及装备对光伏玻璃透过率的影响

刘志杰,杨兵,李强

摘要：为了能够充分利用太阳光，镀膜玻璃一定要保持相对较高的透射率。为使镀膜玻璃保持较高的透射率必须提高原片玻璃的透过率。现供应客户要求原片透过率须达到91.6%以上，满足市场需求必须提高透过率刻不容缓。全球各大光伏厂商纷纷推广高透过率产品，为了满足客户要求，拓宽销售，优化压延工艺、改进压延辊花纹设计，提高玻璃透过率是企业经营必然选择之一。

关键词：透过率；玻璃厚度；压延工艺

引言

微晶玻璃是当今新型的无机材料，是玻璃家庭中的新秀。它的学名叫做玻璃陶瓷，也叫微晶石，具有玻璃和陶瓷的双重特性。普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃是将玻璃进行一定的热处理，使内部析出均匀的晶相，从而使其比陶瓷光亮，比玻璃强度高。它的硬度可制得比钢还硬，如果用一根微晶玻璃管当榔头，可以把钉子敲进木头里，玻璃管却丝毫无损。它也几乎受热不涨，遇冷不缩，将微晶玻璃杯放在冰块上，再倒入沸水，玻璃杯不会炸裂，用它做的刀具，能够削铁如泥，用它做导弹头的外罩，能够抵得住高速飞行产生的高温，它也是一种绿色环保装饰材料，具有板面平整洁净，色调均匀一致，纹理清晰雅致，光泽柔和晶莹，色彩绚丽璀璨，不吸水防污染，耐酸碱抗老化，绿色环保，无放射线毒害的优良物质，是当今世界高档、豪华装饰材料的代表，广泛用于宾馆、商场、写字楼、地铁站、飞机场以及别墅等高端建筑的内外墙面、地面、柱面及台面的装饰装修。根据微晶玻璃的组成结构不同，它在建筑、军工、生物科学等多方面都有应用，应用前景广阔。

1工艺设计

基于光伏超白压延玻璃的低铁、高透光率以及玻璃成形方式等特点，工艺设计相对普通浮法和超白浮法窑炉玻璃成分、窑炉设计上均有所差异，为了实现低铁高透光率的要求，光伏玻璃工艺控制需满足：玻璃熔化质量、烟气气氛要求、合理的工艺指标设定等。

2压延工艺及装备对光伏玻璃透过率的影响

2.1清洗压延辊（上辊）影响透过率

实际生产过程中每次清洗上辊后，随着上辊的表面温度变化透过率波动比较明显。上辊表面温度低时板面粗糙度增大，板面花纹定型时间加快。反之，要想提高透过率需减少上辊粗糙度，降低板面花纹定型时间。

2.2金属铁管理

光伏玻璃对铁要求极为严格，金属铁主要为原材料铁和外来带入铁，外来带入铁含机械铁、外来铁等，为实现低铁的要求产线设计规划时的原料工艺设备选型监制及产线运行后现场防污染控制尤其重要。机械铁主要源于矿物原材料破碎运输设备以及原料上料配料输送等工艺设备长期磨损造成的，故进行原料工艺设计及工艺设备选型时，需考虑与物料接触的筒体、喂料口、下料溜口等钢体结构，均需采用高密度100万分子量以上的PE板作为内衬，并且做好现场监制工作，可有效延长PE板使用寿命并降低机械铁的带入量。机械铁随着原料工艺设备使用时长的逐步增加，需要定期对关键易磨损设备进行维护检修更换，制定合理检修维护计划。经生产总结，产线机械铁含量一般维持200g/d以内为正常，对生产造成的影响较低。外来铁主要源于现场设备维修，产线设备维修未得到合理管控，部分检修金属铁部件进入碎玻璃系统，造成检修期间外来铁出现剧增，如铆钉、螺栓、焊条等，若未得到适当处理对生产影响巨大。因此，对外来金属物管理形成制度，对金属物突发出现增多时，做好现场排查工作，及时进行整改，既有效排查出设备隐患，又能降低金属物持续性增长给生产带来的隐患问题。

2.3窑炉熔化

新建窑炉通过烤窑升温，达到玻璃熔化的温度后投入玻璃配合料，玻璃配合料在高温的作用下，经过硅酸盐形成、玻璃形成、玻璃液的澄清、玻璃液的均化、玻璃液的冷却等5个阶段，形成合格的玻璃液。玻璃熔制的5个阶段不相同，但是它们之间又是相互联系的，并不是按这5个阶段顺序严格执行，有时是同时进行的。玻璃配合料通过窑炉熔化过程，达到玻璃成型需要的玻璃液。制微晶玻璃的窑炉与其他玻璃窑炉有些不一样，主要是出料口，在出料口横向方向上，玻璃液两边的温度比中间的温度低，这样常会导致两边玻璃液表面析晶起膜，从而造成起膜的玻璃液与没有起膜的玻璃液黏度不一样，致使从压延辊出来的玻璃板有膜部分与没有膜的部分有一明显分界线，还有一小沟，玻璃板厚度不一致，从晶化窑出来的微晶板颜色也有偏差，这种情况严重影响产品产量和质量，因此窑炉出料口结构要作特别处理，确保出料口横向方向上玻璃液温度一致。

2.4窑炉池深

在玻璃熔制过程中，火焰是以辐射方式把热量传递给物料。熔化窑炉温度为1500～1600℃时，火焰及碹顶的辐射传热在约1500nm处有一2+个极大值；另一方面钠钙玻璃中的Fe在1050nm处的吸收值为最大。因此，由窑炉中的辐射传热所造成的熔化池深处玻璃温度分布与玻璃中的铁含量有直接关系，FeO含量为0.088%的玻璃液，池窑玻璃表面与池窑底温差为35℃，而FeO达到0.51%的玻璃液，其温差可达380℃。而光伏玻璃生产企业均采用低铁原材料，玻璃总铁含量要求0.015%以下，玻璃液热透性更强，沿玻璃液深度方向，所形成温差更小，对流强度相对更弱，物料的熔化效率远远低于浮法玻璃熔化效率，能耗相对同级别的浮法窑炉高。受此制约，设计之初光伏玻璃窑炉一般采用设计池深为1500～1550mm，相对浮法1350～1400mm，增加上下温差，有利于形成较强的对流，达到更高的熔化效率。经长期生产摸索，从燃料分配比例上进行优化，窑炉的温度制度设计中需强调投料口与热点间的温差，熔化区燃料比例50%逐步提升至60%以上，熔化质量及窑炉状态达到预期要求，配合深池窑炉结构改善熔化区玻璃液前后及上下温差不足的问题。

2.5晶化

微晶玻璃是通过晶化窑，将成型出来的玻璃板在受控晶化过程中，进行核化晶化而制得的一种含有大量微晶体的多晶固体材料，是用玻璃工艺方法制得的陶瓷。核化和晶化温度的制定是通过样品的差热分析确定的。因此热处理过程分为两个阶段，第1阶段是玻璃结构的微调及晶核形成，第2阶段为晶体生长。依玻璃成分、结构、性能要求，严格控制晶化窑的升温速率、保温时间、降温速率，从而获得我们要求的产品，通过对产品的X射线衍射定性与定量分析、膨胀系数以及三点抗折强度的测定，不断检验产品，微调玻璃配方或工艺，控制生产。

2.6压延辊花型对透过率的影响

目前压延辊下辊花型为正六角花型，正六棱台体+球冠的组合体，底部为正六棱台（其底部为正六边形，简称为正六边形花型），之所以采用这样的图形，是为了压制玻璃离开压延辊即离型时的便利，以利于玻璃板往后稳定传送，类似于铸造砂型常常制成一定的拔模斜度，并避免尖锐角。

结语

提高光伏玻璃透过率是一项艰巨的任务，其影响因素多，仅从上述几方面简单分析对透过率的影响还有很多不足。原片厚度的控制、清洗压延辊的影响、平头正六角花型板面的欠点控制以及上机后如何保证透过率的稳定性，还需从配料、熔解、压延、镀膜、压延辊花型几个方面进行研究，解决目前面临的问题刻不容缓。

参考文献

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［2］中国电子彩虹股份有限公司.光伏玻璃生产工艺与设备培训教材[Z].2015.

［3］颜兵华.玻璃含铁量、透过率、厚度、Redox之相互关系探讨[J].玻璃,2011,38（01）:13-15.