锡槽化学和气氛.ppt

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1、Jack.Xu(2005.06),1,锡 槽 化 学,浮法玻璃生产中的锡槽化学-基本问题及其控制,锡 槽 化 学,Jack.Xu(2005.06),3,为什么采用锡?,在没有氧存在的情况下，锡不和玻璃起反应在玻璃的成形温度范围(1150 600OC)内，锡是熔融的锡比较容易大量取得和使用，而且价格相对比较便宜(与金银相比)锡的密度比玻璃大,Jack.Xu(2005.06),4,用锡成型玻璃存在的问题,锡在玻璃的成型温度范围(1100600OC)内的化学特性是很活泼的在这样的温度下，锡很容易与环境物质起反应，产生对玻璃质量有害的物质因此必须控制锡与锡接触的氛围，不使锡起化学反应为此必须向锡槽提供

2、惰性的保护气氛，即氮气和氢气。氢气使锡槽的气氛带有一定的还原性，更有利于保护锡不受氧化。,Jack.Xu(2005.06),5,污 染 物,锡很容易被下列物质污染:氧 硫 钠污染可以导致玻璃上的缺陷,浮法锡槽的横剖面,在槽内各种物质之间界面上，存在一系列复杂的反应：-动态的物理和化学反应,S,S,Na,O2,Na,槽底砖,耐火材料,氧化铝/氧化硅,底壳,低碳钢,边封,保护气体气氛,氮气/氢气,边封,槽顶,耐火材料,玻璃,锡液,Jack.Xu(2005.06),7,氧 的 污 染,氧气是最主要的污染物，而且影响最大熔融锡很容易被氧气氧化为此，采用向锡槽压送由氮气(惰性气体，很容易得到)组成的保护

3、气体来保护锡，避免和氧气反应 加入小百分比的氢气来去除氧(氢气的爆炸极限是 15%!)2H2+O22H2O,Jack.Xu(2005.06),8,氧 的 三 个 来 源,泄漏由玻璃带入由保护气体带入,Jack.Xu(2005.06),9,空 气 漏 入 锡 槽,这是可以控制的密切关注锡槽的密封:闸板区域：闸板周围、平碹、侧面边封等出口端：挡帘(调节到接近玻璃带)提升辊下的石墨块密封两 侧：边封设 备：拉边机,观察窗,挡边器,推边装置,冷却水包等进入锡槽处的密封,Jack.Xu(2005.06),10,锡槽的密封和锡槽的槽压,锡槽的槽内空间因送入氮气而有压力，称为槽压锡槽密封是否良好可以由槽压来

4、监控 3.5 mm水柱-良好,Jack.Xu(2005.06),11,玻 璃 板 带,来自玻璃板带的氧是不可避免的.在锡槽的热端存在：水蒸汽(氧和氢)硫酸盐(氧和硫)它们转移到锡和保护气体氛围中.这种转移的速率随着吨位和温度的升高而增加.,Jack.Xu(2005.06),12,送入锡槽的保护气体,作为保护气体提供的氮气和氢气必须满足一定的技术特性要求特别是保护气体中不许含有氧和水(O2或H2O)典型的特性技术要求为:氧少于10 ppm 水蒸汽少于36 ppm(即露点-57oC),Jack.Xu(2005.06),13,氧在锡中的饱和溶解度,氧 在 锡 液 中 的 溶 解 度,温度OC,氧的浓

5、度(ppm),Jack.Xu(2005.06),14,氧 对 锡 的 污 染,氧是以锡的氧化物(氧化亚锡,SnO)的形态存在纯的锡对玻璃是惰性的，但氧化锡对玻璃不是惰性的O2在锡液中的饱和溶解度为：热端1000oC 溶解度为600 ppm 出口端 600oC 溶解度为6 ppm活性系数 O锡=,锡液中氧的浓度,氧在锡液中的溶解度,Jack.Xu(2005.06),15,下 表 面 缺 陷,超过氧的饱和极限，氧化锡就会析出.就可能见到锡灰(氧化锡,SnO2)浮在出口端的锡液面上.在板带下的氧化锡就能导致缺陷的形成-下表面缺陷,Jack.Xu(2005.06),16,下 表 面 缺 陷,所有的缺陷

6、都是由氧化锡污染造成.,热端灰渣,斑点泡,冷端斑点或灰渣,粘锡,污染的锡粘附在板带上,吸附在表面上的氧化锡微粒.在边光下可见到非常细小的亮点.一般都与投产引头子或较大规模的划送玻璃有关,很小的开口泡或颗粒.常可在墙灯下看见由锡的污染物造成,一般都是氧,有时候也可能是铁等气体物质.一般都是由于向锡槽加锡锭.,看起来像是非常细小的氧化锡颗粒污点或斑点.在边光下可以看见,严重时在墙灯下可见.是由于污染物颗粒的附着，通常都是氧化锡.,Jack.Xu(2005.06),17,下 表 面 缺 陷,粘 锡形态：以点、线或条纹形式出现在下表面的金属锡.检查：一般在墙灯下可见原因：是由于锡被氧严重污染所导致的复

7、杂的缺陷形成过程:-一般认为是氧化锡灰污染提升辊附近的板带下表面，从而造成金属锡的粘附.,Jack.Xu(2005.06),18,预 防 和 纠 正 处 理,全部四种所谓“下表面脏”的缺陷都是由于锡被氧污染所造成.确保锡槽的良好密封,特别是产生缺陷的区域.在出现斑点泡时,还应查看锡的分析报告.清除出口端的灰渣，预防 粘锡(用自动清灰机)，并避免出口端温度过高.当出现严重污染时，生产温度高而速度快的产品，能有效地使锡净化.,Jack.Xu(2005.06),19,锡通过玻璃下表面的渗入曲线,玻璃深度(纳米),锡(毫克/cm3),化学活性 Otin,锡液中氧的浓度,锡液中氧的溶解度,锡渗入玻璃下表

8、面的分布曲线,Jack.Xu(2005.06),20,表 面 霜 雾,就是在玻璃的下表面呈现一个“乳浊”、“微皱褶”现象-可用肉眼看到.这是由于玻璃被加热到 650oC时，表面上一薄层氧化亚锡(1mm深)在含氧的气氛中(即在钢化过程中)被氧化为氧化锡.“微皱褶”现象是由于氧化亚锡转变为氧化锡时所引起的表面膨胀所致.,Jack.Xu(2005.06),21,锡 记 数,锡的清洁程度可以通过测量玻璃带下表面上的锡记数来监察用X-荧光分析测量单位面积(直径32mm)内的锡浓度.这种方法测量的是表面约 10 mm深(80%的氧化锡在表面下 1 mm 深之内).在同样的总锡含量下，不同的深度分布曲线可能

9、给出不同的锡记数表面霜雾和锡记数并不总是相关联的,Jack.Xu(2005.06),22,锡 记 数(2),在皮尔金顿系统，锡记数1000 大致相当于每平方米玻璃表面含0.2克的锡.6 mm透明白玻璃的一般锡记数:1900 差 1500 好 1100 非常好在锡中的氧浓度和玻璃下表面锡记数之间有一个正比关系.,Jack.Xu(2005.06),23,锡 中 氧 浓 度 的 探 测 头,这是皮尔金顿的专利技术它能提供连续的、“现场”的锡液中氧浓度.可以对较大的锡污染提供早期报警.能使锡槽气氛优化.建议用两个探测头:宽段-石墨槽壁沿口上游的区段窄段 中段(温度 620oC的部位),Jack.Xu(

10、2005.06),24,1.2,1.25,1.3,1.35,1.4,1.45,1.5,1.55,1.6,锡中氧浓度(ppm),0 5 10 15 20 25 30 35,时间(小时),H25%10%,槽顶吹扫,H210%5%,保护气体中氢气含量对锡中氧浓度的影响,Jack.Xu(2005.06),25,3.5,3,2.5,2,1.5,1,O2 ppm(锡液中),0 10 20 30 40 50 60,时间(分钟),1000,1200,1400,1600,1800,2000,H2Oppm(气氛中),Bay 17,Bay 10,Bay 10,锡液中的探测头 气氛中的探测头,某一厂的污染事故,Jac

11、k.Xu(2005.06),26,锡液中氧浓度和锡记数的关系(4mm 透明白玻璃),1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,1700,1800,1900,2000,1,1.2,1.4,1.6,1.8,2,2.2,2.4,2.6,H2 10%,8%,7%,6%,5%,锡记数,锡液中氧浓度ppm,锡记数和锡液中氧浓度之间的精确关系，随不同的锡槽而变化，而且取决于退火窑的拉引速度.,Jack.Xu(2005.06),27,下表面的雾浊,在下表面呈现一种富钙的白色雾浊现象：常在着色(高铁)玻璃上见到.锡面的表层：透明白玻璃：表层钙含量稍小于本体钙含量着色玻璃：表层钙含量大

12、于本体钙含量下表面的雾浊是由于这个富钙层被风化成碳酸钙.,Jack.Xu(2005.06),28,下 表 面 的 雾 浊(2),雾浊的程度取决于:在锡槽里钙在下表面的富集程度存放玻璃的成品库、仓库、包装和天气状况在锡槽热端铁从玻璃中浸出进入到锡液中，而又在冷端被再次吸收再吸收的量与下列因素有关:锡液中铁的浓度 锡液中氧的含量水平,Jack.Xu(2005.06),29,下 表 面 的 雾 浊(3)-形成的机理,氧化铁在锡液中的溶解度有限在锡槽的出口端，氧化铁能通过下列方式进入到钠-钙-硅玻璃的结构中:溶解渗入,或 与氧化钙置换:Na2O-CaO-SiO2+FeO Na2O-FeO-SiO2+C

13、aO 氧化钙不能溶解于熔融锡液中而滞留在板带下表面.,Jack.Xu(2005.06),30,下 表 面 的 雾 浊(4)-预防和控制,尽可能减少锡液中氧的水平(加强锡槽密封,增加H2比例)，特别是在生产着色(铁着色)玻璃之前让流道温度在尽可能低的温度下操作，用这种方式来最大限度地降低锡液中的铁含量。计划好，让锡液中的铁含量降到最小时才开始着色玻璃的生产.冷端线的水洗机：采用反渗透水或去离子水 严格控制成品库和仓库的储存条件,Jack.Xu(2005.06),31,浮法锡槽系统中的氧,来自板带的硫酸根、水分等,保护气体中的水分,漏入锡槽的氧,锡槽气氛中的水分,一氧化碳气泡,耐火材料上的釉膜,玻

14、璃中的锡,氧化亚锡蒸汽,氧化锡,(灰渣),表面霜雾,上表面斑点,下表面缺陷,锡液中的氧,上表面,+H,2,+H,2,下表面,+Sn,+Sn,+石墨(碳),+Na,+耐火材料,饱和,+H,2,锡 石,+O,2,下表面雾浊,+Fe(锡液中的铁),Jack.Xu(2005.06),32,总 结-氧 污 染(1),氧不可能被彻底清除(因为玻璃中有氧)关注锡槽的密封，可以减少氧的漏入 要特别关注出口挡帘的高度及其密封氢会去除锡槽里的氧，成为水蒸汽(大部分)2H2+O2 2H2O氢也有助于把已生成的氧化锡还原成元素锡 SnO+H2 Sn+H2O,Jack.Xu(2005.06),33,总 结-氧 污 染(

15、2),锡液中氧化亚锡的化学活性会导致:锡氧化物灰渣产生下表面缺陷下表面(若干微米)中的锡、锡记数和下表面霜雾SnO的挥发气化导致上表面的斑点可以通过锡记数、表面霜雾、锡槽的目测检查等来监控,但最好是用锡液中氧浓度的探测头下表面的雾浊(对着色玻璃),Jack.Xu(2005.06),34,硫 污 染(1),硫污染的唯一来源就是玻璃本身(硫酸盐是玻璃配合料的基本组分).在锡槽的热端，硫酸盐从玻璃中转移进入锡液，在锡液中形成硫化锡:Sn+(S)SnS也能进入到气氛中成为硫化氢:H2+(S)H2S,Jack.Xu(2005.06),35,硫 污 染(2),硫化锡的挥发性很强(特别是在高温下)，并很容易

16、形成锡槽气氛中的硫化锡蒸汽.硫化锡的挥发性大约比氧化锡的挥发性大10倍，因此是锡挥发物的主要来源硫化锡(和氧化锡)会增加上表面的缺陷,Jack.Xu(2005.06),36,锡 槽 里 的 硫 污 染,锡挥发物随槽内保护气体流到锡槽的下游 一部分挥发物会冷凝(硫化锡:575oC,氧化锡:820oC)在锡槽结构温度较低的构件上和水冷设备上这些沉积的冷凝物有可能掉落到玻璃带上而形成:表面沉积物(薄片状滴落物)被氢还原成元素锡:SnS+H2 Sn+H2S,上 表 面 污 物,所有的缺陷都是由硫和氧对锡的污染所致.硫化锡和氧化锡都能挥发而进入锡槽的气氛中，而且最终会冷凝在温度较低的部位，例如水包、摄像

17、头、拉边机、挡边器上和槽顶上.当这些冷凝物掉落到玻璃板带上时就成了缺陷.,上表面斑点,凹坑形滴落物,上表面锡,渗透入玻璃很深,很深的兰/绿色反应晕环,渗透入玻璃较深,很深的红/橙色反应晕环,中等或偏亮的黄白色反应晕环,中等程度的渗入,表浅的渗入,无反应晕环,无反应晕环,没有渗入玻璃,还原反应.如果硫化锡和/或氧化锡被氢还原(加热，也就是再热区的加热、拆除水包等都有助于还原)则元素锡的颗粒就会掉落到玻璃带上.物理因素.也就是如果水包被冲撞，则其上的硫化锡和/或氧化锡就会掉落到板带上.,Jack.Xu(2005.06),38,锡 石,如果闸板周围的密封很差，则保护气体会从锡槽的主体空间回流到第 0

18、节.由于气体通过闸板缝的流动，氧化亚锡和硫化锡能被氧化成氧化锡(锡石)锡石会冷凝和聚集在闸板、平碹等上面 随着闸板的上下调整移动，这写冷凝物就成了上表面的杂质缺陷,Jack.Xu(2005.06),39,硫 污 染 物 的 控 制(1),(a)水包定期拉出和清理水包.轮流改变水包位置，使各个位部都有不同的冷却类型，避免槽顶的某些位置变成被严重污染.把槽顶暴露给热的玻璃带，这是保持槽顶干净的最佳办法(b)槽顶吹扫用氮气吹扫已污染的槽顶，用物理机械的方法去除冷凝物.,Jack.Xu(2005.06),40,硫 污 染 物 的 控 制(2),(c)用氯气作清除处理短时间向锡槽注入氯气.氯气立即与氢气

19、反应生成氯化氢:Cl2+H2-2HCl把槽内冷凝和沉积的硫化锡转换成很容易挥发的氯化锡:SnS+2HCl-SnCl2+H2S 氯化锡也影响到金属锡液滴的表面张力，使它们从槽顶上掉落下来,Jack.Xu(2005.06),41,硫 污 染 物 的 控 制(3),(d)锡槽的排气大约80%的挥发是在锡槽的Bays 1 3区域内形成的.排气，就是把这些已被污染的保护气体，在它们进入到锡槽下游并冷凝到水包和槽顶之前，把它们从锡槽的前端排出去.为了保持足够的锡槽压力，需要用更多的保护气体,Jack.Xu(2005.06),42,在浮法锡槽系统里的硫,玻璃中的硫化合物,燃料里的“硫”,配合料里的Na2SO

20、4,锡液中的SnS,沉积在槽顶、水包等上面,气氛中的硫化亚锡(SnS),锡槽气氛中的H2S,板带上的锡(上表面斑点),+Sn,下表面,+H2上表面,+H2,+Sn,冷凝,+H2,物理机械作用,锡石,O2,Jack.Xu(2005.06),43,钠 污 染,钠是从玻璃中析出进入锡液的.氧化钠(Na2O)通过锡被转移到底砖的耐火材料里会造成底砖“起皮剥落”(锡液中的氧会促进这种转移).钠也会挥发进入锡槽的气氛中，这会导致玻璃上表面钠含量的减少。氢会促进这种挥发，并导致玻璃的变形缺陷。,Jack.Xu(2005.06),44,浮 法 锡 槽 系 统 里 的 钠,玻璃中的含钠化合物,锡液中的钠(金属)

21、,耐火材料上含Na2O的釉,锡槽气氛中的钠化合物,板带上表面含Na2O量减少的层,变 形,沉积在水包上,板带上的盐类滴落物,置换 2Na/Sn?,锡液中的氧,挥发,冷凝,Jack.Xu(2005.06),45,浮 法 锡 槽 系 统 里 的 氢,锡槽气氛中的H2,锡槽气氛中的H2O,板带中的H2O,锡液中的氢,上表面的斑点,槽底砖里的H2 气泡,变 形,板带下表面的气泡,+Sn,SnS 沉积物,含钠化合物的挥发,Jack.Xu(2005.06),46,总 结-氧,污染物,来 源,产 物,产生缺陷,处理和控制,氧,(1)漏入(2)随玻璃带入(3)随保护气体进入,锡液中的氧(SnO)SnO的挥发物

22、,下表面缺陷：热端锡灰 斑点气泡 冷端斑点 粘锡 表面霜雾 下表面雾浊 一氧化碳(CO)气泡上表面缺陷：上表面斑点 锡石,改善并达到锡槽的良好密封，并按照锡槽的最低压力要求向锡槽供给保护气体2H2+O2 2H2O,表面霜雾试验和锡记数可以衡量锡液中的氧的水平，但锡液中的氧探测头提供了最可靠的监测手段,Jack.Xu(2005.06),47,总 结-硫,污 染 物,来 源,产 物,产生的缺陷,处理和控制,硫,随玻璃带入(SO4-2 硫酸根),锡液中的硫 SnSSnS的挥发物,上表面缺陷：上表面斑点凹坑状滴落物上表面锡薄片状赃物锡石,(1)定期清理全部可 移动的设备和水 包(2)槽顶吹扫(3)用氯

23、气处理(4)热端排气闸板、平碹和该区域的密封条砖等相互间必须良好贴合,Jack.Xu(2005.06),48,总 结-钠,污染物,来 源,产 物,产生的缺陷,处理和控制,钠,随玻璃带入(Na2O),锡液中的钠钠从玻璃带的上表面挥发进入气氛中,由于锡液中氧的存在 把钠传送到底砖耐火材料中(形成玻璃相),从而引起底砖起皮和底砖边部翘起下表面变形？,控制锡液中的氧确保底砖的技术特性合乎要求,Jack.Xu(2005.06),49,总 结-氢,污染物,来 源,产 物,产生的缺陷,处理和控制,氢,(1)随玻璃带入(H2O)(2)由锡槽保护 气体带入,锡槽气氛中的氢锡液中的氢,(1)上表面斑点(氧化锡和硫

24、 化锡被还原)(2)会增加钠从板 带上表面的挥 发,从而产生 变形(3)氢的再次气化下表面的氢气泡,按照最低槽压要求进行良好的密封作业和控制保护气体流量闸板的良好密封,Jack.Xu(2005.06),50,保 护 气 体 的 最 佳 操 作,Jack.Xu(2005.06),51,氮 气 的 用 量,用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压,关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较,达到锡槽密封的要求,锡槽密封未达要求,根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气,检查锡槽密封,不把排气作为选择方案,把排作为一种选择气方案,选定相应的锡槽压力（0.12毫巴),调整排气装置的抽气速率,按照

25、公式1调整氮气流量,选定相应的锡槽压力（0.3毫巴),按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量,Jack.Xu(2005.06),52,公 式 1,锡槽压力下限(mm水柱)=,体积流量(m3/小时)x 0.8,锡槽面积(m2),0.2,+,Jack.Xu(2005.06),53,氮 气 的 用 量,用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压,关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较,达到锡槽密封的要求,锡槽密封未达要求,根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气,检查锡槽密封,不把排气作为选择方案,把排作为一种选择气方案,选定相应的锡槽压力（0.3毫巴),调整排气装置的抽气速率,按照公式1调

26、整氮气流量,选定相应的锡槽压力（0.3毫巴),按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量,Jack.Xu(2005.06),54,图.1,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,锡槽压力(mm水柱),每单位面积的体积流量(m3/小时/m2),1.0,4.0,0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,锡槽最低压力目标值区域,Jack.Xu(2005.06),55,氮 气 的 用 量,用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压,关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较,达到锡槽密封的要求,锡槽密封未达要求,根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气,检查锡槽密封,不把排气作为选择

27、方案,把排作为一种选择气方案,选定相应的锡槽压力（0.12毫巴),调整排气装置的抽气速率,按照公式1调整氮气流量,选定相应的锡槽压力（0.3毫巴),按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量,Jack.Xu(2005.06),56,检查锡槽的密封,出口挡帘的设定挡帘的状态边部的辅助挡帘辅助设备的密封整个锡槽的边封密封第“O”节和闸板的密封提升辊的密封,Jack.Xu(2005.06),57,氮 气 的 用 量,用公式1根据锡槽面积和氮气流量计算锡槽的目标槽压,关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较,达到锡槽密封的要求,锡槽密封未达要求,根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气,检查锡槽密封,不把

28、排气作为选择方案,把排作为一种选择气方案,选定相应的锡槽压力（0.12毫巴),调整排气装置的抽气速率,按照公式1调整氮气流量,选定相应的锡槽压力（0.3毫巴),按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量,Jack.Xu(2005.06),58,策 略-a)降低成本,在达到安全的最低操作压力的前提下，减少氮气的用量.不减少氢气的用量.确保足够的氮气流量，使氢气的百分比 12%.,Jack.Xu(2005.06),59,策 略-b)提高质量,根据锡槽最低槽压的指导线，尽可能多地从锡槽的前端排气.必须保持锡槽的最低操作压力.,Jack.Xu(2005.06),60,氮 气 的 用 量,用公式1根据锡槽面

29、积和氮气流量计算锡槽的目标槽压,关掉排气测量锡槽压力，与目标值比较,达到锡槽密封的要求,锡槽密封未达要求,根据质量和成本上的考虑，决定是否使用相应的排气,检查锡槽密封,不把排气作为选择方案,把排作为一种选择气方案,选定相应的锡槽压力（0.3毫巴),调整排气装置的抽气速率,按照公式1调整氮气流量,选定相应的锡槽压力（0.3毫巴),按照公式1计算氮气流量，再把加上排气量,Jack.Xu(2005.06),61,氢 气 的 用 量,用公式2计算氢气的需要量,用图2核查锡液中含氧量水平是否合乎要求,锡液中含氧量水平比要求高,检查是否有其它的来源，即是否有漏水等,锡液中含氧量符合要求,不考虑锡记数和表面

30、霜雾,用公式2调整氢气量使锡液中含氧量水平1.8ppm,若使用排气，则氢气的用量应当少于期望值,继续通常的那样监控锡液中的含氧量水平和检查锡槽,考虑锡记数和表面霜雾,在实际范围内，把锡液中含氧量水平和锡记数连系起来,选择相应的锡液中含氧量水平,用图2来决定氢气的需要量,Jack.Xu(2005.06),62,氢 气 的 用 量,公式(2)是用来计算：把锡液中的氧保持在可以接受的水平的前提下所必需的氢气流量:-,常数“A”取决于锡槽的参数.通常为 7,但需根据下列表格变化:,Jack.Xu(2005.06),63,氢 气 的 用 量,用公式2计算氢气的需要量,用图2核查锡液中含氧量水平是否合乎要

31、求,锡液中含氧量水平比要求高,检查是否有其它的来源，即是否有漏水等,锡液中含氧量符合要求,不考虑锡记数和表面霜雾,用公式2调整氢气量使锡液中含氧量水平1.8ppm,若使用排气，则氢气的用量应当少于期望值,继续通常的那样监控锡液中的含氧量水平和检查锡槽,考虑锡记数和表面霜雾,在实际范围内，把锡液中含氧量水平和锡记数连系起来,选择相应的锡液中含氧量水平,用图2来决定氢气的需要量,Jack.Xu(2005.06),64,图.2,锡液中的氧(ppm),2.3,2.8,1.8,1.3,0.8,3.3,实际/预期的氢气用量,0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,安全操作水平,

32、Jack.Xu(2005.06),65,氢 气 的 用 量,用公式2计算氢气的需要量,用图2核查锡液中含氧量水平是否合乎要求,锡液中含氧量水平比要求高,检查是否有其它的来源，即是否有漏水等,锡液中含氧量符合要求,不考虑锡记数和表面霜雾,用公式2调整氢气量使锡液中含氧量水平1.8ppm,若使用排气，则氢气的用量应当少于期望值,继续通常的那样监控锡液中的含氧量水平和检查锡槽,考虑锡记数和表面霜雾,在实际范围内，把锡液中含氧量水平和锡记数连系起来,选择相应的锡液中含氧量水平,用图2来决定氢气的需要量,Jack.Xu(2005.06),66,氢 气 的 用 量,以往的经验已经表明:-随着摊开宽度的增加

33、，有更多的氧被释放进入锡液.高温有助于氧的转移.如果锡液中氧的含量水平位于图2中曲线的右上方，则说明存在着额外的氧的来源，也就是存在着漏水、密封差等等.,Jack.Xu(2005.06),67,排 气,对于一个19节的锡槽，80%的挥发物是在最上游3节产生的排气的目的在于：把这些饱含挥发物的气氛，在它们跑到下游形成冷凝物之前，把它们排出去.另一个好处是，它也排除了产生于热端的含氧污染物.,Jack.Xu(2005.06),68,排 气,增加抽气的速率能更多地减少污染物 见表1.实际质量的提高取决于相应的缺陷密度的降低,Jack.Xu(2005.06),69,排 气污 染 物 排 出 对 比 表

34、 1,排出气氛中的水分的百分比,排出的挥发物量的百分比,排气量占进气量的百分比,Jack.Xu(2005.06),70,排 气 位 置,在设备允许的情况下，尽可能靠近锡槽的前端，也即bay 1尽可能靠近玻璃带的水平位置，有助于最大限度抽吸挥发物，也即尽可能在边封处。注意：如果防护板太厚，则可通过上部结构对称布置2对排气装置.排气可以是自然抽气或者是强制排气，但用自然抽气，可能会有反向气流，这取决于温度和烟囱的高度.,Jack.Xu(2005.06),71,保 护 气 体 的 分 配,为了最大限度地发挥排气的好处，保护气体的分配必需使排气区域的挥发物的浓度最大.必需注意槽顶的分隔板一般必需把大部

35、分的保护气体加向宽段的中部.,Jack.Xu(2005.06),72,保 护 气 体 的 分 配 规 则(1).,把因排气而增加的氮气包括在内，各区保护气体流量分配如下：预热区 15%再热区 70%窄段/出口加热区 15%把预热区和窄段的流量在各节之间分配.把预热区的流量在各节之间均衡分配。但如有分隔板，则上游和下游按2:1的比例分配,Jack.Xu(2005.06),73,有排气装置的保护气体流量分配,流量M3/小时,分节序号,Jack.Xu(2005.06),74,保 护 气 体 的 分 配 规 则(2).,要综合考虑母排整体 安全作业的极限为230oC,在340oC时槽顶电加热将关断.开

36、始时，分三个阶段从新分配保护气体,l每一次调节都保持24小时.全面监察锡槽和玻璃带的质量.当部分打开第一对排气装置时，保持该状态24小时。然后打开第二对排气装置，但须维持槽压0.3毫巴.,Jack.Xu(2005.06),75,氢气的分布曲线:有排气装置的锡槽(1).,需要有两条保护气体供气管路向锡槽供气.只在宽段的中间，以最高的安全比例(12%)加入H2。尽可能使H2的还原作用最大.避免H2过早经排气装置排出 增加H2在锡槽内的停留时间.,Jack.Xu(2005.06),76,氢气的分布曲线:有排气装置的锡槽(2).,方法:执行最低槽压要求的有排气装置的保护气体分配把#1管线的H2比例设定

37、在12%，把#2管线的H2比例设定在0 2%计算最低槽压要求的H2流量.计算由#1管线向预热区供气所需的H2浓度.调节#1管线的H2比例.预热区和出口端仅用低H2比例的#2管线供气.,Jack.Xu(2005.06),77,无排气装置的保护气体分配,大部分保护气体流量加在锡槽的前端最低限度稀释挥发出来的污染物把大部分H2加在活性最大的部位典型的分布为:预热区-45%,再热区-40%,出口端-15%,Jack.Xu(2005.06),78,氢气的分布曲线:无排气装置的锡槽(1).,需要有两条保护气体供气管路向锡槽供气.H2以最大的安全浓度(12%)加在锡槽的最前面的几节(Bay).高温能使H2的

38、还原作用最大.使H2在锡槽内的停留时间最大,Jack.Xu(2005.06),79,氢气的分布曲线:无排气装置的锡槽(2).,方法:按推荐的方案设定保护气体的分配.按最大的安全H2比例(12%)设定#1管线的H2比例,把#2管线的H2比例设定为0.按最低槽压要求计算目标H2流量.从Bay1开始向下游连续调节供气流量，均衡地分配这个目标流量.所有其余的下游供气，切换到#2管线-0 H2%.,Jack.Xu(2005.06),80,总结：保护气体的优化,达到锡槽的目标槽压确保良好的密封,有排气装置设定氮气目标流量设定氢气目标流量用锡液中的氧探测头监测氧含量,没有排气装置设定氮气目标流量设定氢气目标流量用锡液中的氧探测头监测氧含量,设定保护气体流量分配成能使氢气的活性最大的：15%:70%:15%打开排气装置,设定保护气体流量分配成能使氢气的活性最大的：45%:40%:15%,如果有可能的话：氢气按曲线分配,如果有可能的话：氢气按曲线分配,