浅析光伏玻璃压延成形的影响因素

浅析光伏玻璃压延成形的影响因素

李俊峰，李卫红，王利军

（河南安彩高科有限责任公司，河南 安阳 455000）

摘要：光伏玻璃压延成形过程中，如控制不当会产生挫伤、辊印等各类玻璃缺陷，影响最终的玻璃性能，本文从人、机、料、法、环五方面浅析对压延成形的影响因素。

关键词：光伏玻璃；压延成形；压延机；玻璃液

0引言

光伏玻璃主要应用于晶硅系列太阳能电池组件盖板和背板，其成形工艺为玻璃原料在窑炉内完成熔融形成玻璃液流经通路、流溢口进入唇砖，然后通过压延机上下辊的牵引力，进入上下辊中间，压延辊中间通冷却水，使流经上下辊间的玻璃液迅速冷却，就形成了所要求厚度的玻璃板，其厚度通过上下压辊的间距调整。

成形工序是玻璃制造的核心工序，技术难度较大，本文结合工作实践，从人、机、料、法、环五方面浅析影响光伏玻璃压延成形的各类因素。

1光伏玻璃压延成形的影响因素

1.1人员对成形的影响

流溢口手砖两侧边部的玻璃液，由于温度低、流速慢很容易析晶，若不及时清理析晶，玻璃原板就会变窄，边部厚度超标。操作人员通常采用双头烧枪加热或其他工具勾出来析晶料。

压延辊受玻璃窑内气体和玻璃液里的成分影响，辊面会附有氧化物，在外观仪上观察花纹面有白色的小点无规律分布，俗称灰斑，降低了玻璃透过率，这时需要用水对辊面进行冲洗，下辊大约3～5天清洗一次，根据压延辊的运行时间和氧化层的厚度来判断给水量和压力，操作的地方也比较狭窄，光线较暗，加上水流的反冲力，使得洗辊水枪的前进方向及角度难以控制，靠操作人员的手上力量及眼力进行动态控制，如果水流冲到上面的玻璃液上，则会产生凉料造成压延辊的损伤，轻者产品废弃，严重时会导致换机事故。

换唇砖必须换压延机，但换压延机不一定需要换唇砖，换压延机必须在10分钟之内完成更换，如果操作人员准备不足、业务能力不熟练，时间长则会造成唇砖开裂，小活干成大活。所以人员操作能力至关重要。

1.2机器设备对成形的影响

压延机的机架、辊座、压杆、升降机、减速机、变速箱、传动轴等的制造精度、安装精度决定了在实际使用时能不能稳定的运行，如压延辊圆跳动要控制在≤0.1mm，如果精度不够，则会产生抖动、跳动等现象，引起玻璃板面厚度不均。

手轮驱动机构是调节上辊和下辊间距的装置，进而实现调整玻璃的厚度，如果出现升降机卡死、升降机脱离支点，上辊在运行过程中会发生抖动现象，引起玻璃板面厚度不均。

压杠的作用是调整压延辊对玻璃的压力，其运行动力源是2个耐高温变频电机。生产2.0mm产品时，通过压杠强制性增加压力来克服玻璃产生的反作用力，从而压薄玻璃。当压杆出现疲劳变形及传感器损坏时，会引起玻璃板面厚度不均。

压延机安装位置也很关键，用两个参数表示，一是高度，指的是唇砖上平标高和压延机下辊的上平标高的差值，二是间距，指的是唇砖的弧度切线和下辊切线的间距，高度、间距变大则玻璃板变厚，高度、间距变小则玻璃板变薄，一般将高度控制在5～20mm之间，间距控制在10～20mm之间。具体跟项目设计的玻璃液的深度、生产的产品要求有关。

压延辊壁厚如果不均，会导致辊面各点温度不一致，对玻璃的冷却效果不同进而造成玻璃板的局部出现厚度差。由于压延辊一般多次重复利用，在实践中一般进行标记跟踪确认。

压延机副辊一般是三到四个，每个副辊之间都有风刀。其作用一是冷却，二是定型，风量必须调整合适，风量过大会出现辊印缺陷，粘上辊；风量过小会贴下辊太多，容易出现粘下辊。风刀在使用一段时间后，锈蚀、碰撞等原因口径可能会发生变化，导致玻璃板吹风不均，进而出现玻璃板面局部不平整。

1.3原料（玻璃液质量）对成形的影响

原料对成形的影响主要体现在玻璃液的料性和均匀性两方面。

所谓料性长、短，是指玻璃液黏度随温度变化的快慢，也可以简单理解为进入模具内凝固时间的长短。料性长硬化慢，料性短硬化快。料性短易于快速成形但厚度调整困难。在实际工作中，可以通过调整配方中某类氧化物含量来调整料性，以适应生产工艺的需要。

玻璃液的均匀性，是指玻璃液内部各类硅酸盐成分的分散均匀性、一致性。均匀性不好，玻璃会出现厚薄不均现象，以及线道、条纹、亮线等缺陷。在配料工序，如果某批次矿物原料成分、含水率、细粉量发生波动，而配方未及时修正；各种原材料称量不准确；混料机内混合时间不足或混料机故障会造成配合料均匀度不达标，皮带输送机的洒落料、除尘器的灰料利用方式不合理，配合料和碎玻璃同步性差等等，均会引起最终玻璃的成分发生变化。在熔制工序，成品配合料入炉方式不合理、熔解温度波动等也会造成玻璃均匀性发生改变。日常工作中做到配料稳定、熔解稳定。

1.4工艺参数制定对成形的影响

工艺参数设定对成形的影响主要体现在流溢口液位高度、玻璃液温度，流溢口的窑压，压延辊的表面温度、速比、压延辊线速度、成形落差等几个关键性参数。

流溢口液位高度一般在80～100mm之间。允许波动±0.1mm。液位波动不仅会造成拉引量变化，还会引起辊前玻璃液温度波动。当液位高时，玻璃液温度增高，辊面温度增高，板宽变宽，厚度变薄；液面低时，玻璃液温度下降，辊面温度降低，造成边部容易析晶，板宽变窄，厚度变厚，相对拉引量下降。

玻璃液温度需要与产品的厚度要求相适应，玻璃液温度高，黏度小，易生产薄板玻璃，但过高则会易导致辊子对玻璃冷却不够出现粘辊，玻璃液温度低，黏度大，会造成压制困难，边部容易析晶，出现冷裂纹等。一般生产3.2mm产品离压延辊3cm处玻璃液温度为1030℃左右，生产2.0mm产品则需提高20℃左右。

流溢口的窑压一般为微正压，范围为±0.5mm。如果窑压过高，废气从流溢口喷向辊子，硫化物易沉积在辊子上，影响玻璃的光洁度；如果窑压过小或负压，冷空气从流溢口边部钻入，降低流溢口温度，造成边部温度低，板宽、板面质量都会受到影响。

压延辊的表面温度对成形影响较大，如果温度过高，拉引量受限，易粘辊子，花纹不清晰；如果温度过低，玻璃冷却太强烈，易出褶皱，压辊线等。压延辊的表面温度与玻璃液的液面高度、温度、冷却水的水温、水量、压延辊的材质有关。

压延辊线速度以拉引量为基准，生产薄玻璃要求快，生产厚玻璃要慢些。拉引速度过快，超出了拉引量，会导致熔化困难、辊面的温度升高，发生粘辊事故；拉引速度过慢，会使压延辊面温度变低。

成形落差是指出压延辊的玻璃原板高度与进退火窑时高度差，一般要求250mm左右，也是压延机副辊的倾斜角度的控制。确保玻璃原板在尚无成形硬化前花形不变异的重要保证。

1.5环境对成形的影响

不同季节，甚至白天和夜里温差都能达到10～20℃，流溢口、压延机组又是开放式环境下作业，环温变化必然会引起玻璃液、辊子表面和冷却水温度变化，环温高的时候生产的产品厚度偏薄，环温下降则需要增加压延辊压力，以维系产品厚度。

在生产实践中常对压延机周边进行封闭或保温，减少非规律性气流、极差大环温带来的的对厚度的影响。

2结束语

“人机料法环”是全面质量管理理论中的五个影响产品质量的主要因素，本文结合生产实践，从这五个角度分析了影响压延成形的各类因素，并阐述了其作用机理及对产品带来的质量影响，以与业内同行切磋。

参考文献：

[1]彭寿，杨京安．太阳能压延玻璃工艺学[M]．1版．北京：化学工业出版社，2018：12.

[2]孙红英，杜永斌，陈明. 光伏玻璃熔制压延工艺研究[J]. 装饰装修天地， 2016,(014):12-13.