玻璃生产工艺课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,09 十月 2026,玻璃生产工艺课件,第二节 原 料,种类,主要原料：,在一般玻璃中，它的主要成分有SiO,2,、Na,2,O、CaO、Al,2,0,3,、MgO等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称主要原料。,辅助原料：,为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过程而引入的原料通称为辅助原料。,原料的选择原则,(1)原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，其中包括,化学成分稳定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少(主要指Fe,2,O,3,)等。,(2)便于在日常生产中调整成分；,(3)适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；,(4)对耐火材料的侵蚀要小；,(5),原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价,格低等。,一、引入SiO,2,的原料,作用：,SiO,2,是玻璃中最主要的成分，它使玻璃具有高的化学稳定性、力学性能、电学性能、热学性能，但含量过多时使熔制的玻璃液粘度过大。,（一）硅砂,常用硅砂,纯净硅砂,硅砂矿,硅砂颗粒放大图,硅砂性能,1、外观：,质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质而呈淡黄色、红褐色。,2、化学组成：,它的主要成分是SiO,2,，另含有少量的Al,2,O,3,、Na,2,O、K,2,O、CaO等无害杂质。主要的有害杂质为氧化铁，它能使玻璃着成蓝绿色而影响玻璃透明度。有些硅砂中尚含有Cr,2,0,3,，它的着色能力比Fe,2,O,3,大3-5倍，使玻璃着成绿色；TiO,2,使玻璃着成黄色，若与氧化铁同时存在可使玻璃着成黄褐色。,3、颗粒组成,：,通常颗粒度越细，其铝铁含量也越大，玻璃生产要求的粒径应在0.15O.8mm之间,。,4、矿物组成：,与其伴生的无害矿物有长石、高岭石、白云石、方解石等；与其伴生的有害矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿等。,（二）砂岩,是由石英颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚实致密的岩石。根据粘性物质的性质可分为粘土质砂岩、长石质砂岩和钙质砂岩。所以砂岩成分不仅取决于石英颗粒，而且与粘性物质的种类和含量有关。砂岩中的有害杂质是氧化铁。,硅质原料的成分范围(),SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,H,2,O,硅砂,90-98,1-5,0.1-0.2,0.1-1,0-0.2,1-3,砂岩,95-98,0.3-0.5,0.1-0.3,0.05-0.15,0.1-0.15,0.2-0.5,二、引入Al,2,0,3,的原料,1长石,质量要求是：,A1,2,O,3,16,；,Fe,2,0,3,0.3,；,R,2,0,12,钠长石,钙长石,钾长石,钾长石矿,钠长石矿,2高岭土,质量要求是：,A1,2,0,3,25,；,Fe,2,O,3,O.4,。,高岭土,煅烧高岭土,高岭土粉,SiO,2,Al,2,O,3,Fe,2,O,3,CaO,MgO,R,2,O,长石,55-65,18-21,0.15-0.4,0.15-0.8,-,13-16,高岭土,40-60,30-40,0.15-0.45,0.15-0.8,0.05-0.5,0.1-1.35,表2-3-2 长石和高岭土的成分范围,3,、腊石,叶腊石,叶腊石,叶腊石,黄腊石,彩腊石,三、引入,Na,2,O,的原料,（一）纯碱,纯碱是微细白色粉末，易溶于水，它是一种含杂质少的工,业产品，主要杂质有,NaCl(,不大于,1,),。,纯碱易潮解、结块，它的水含量通常波动在,9,10,之,间，应储存在通风干燥的库房内。,质量要求：,Na,2,C0,3,98,；,NaCl,1,；,Na,2,SO,4,0.1,；,Fe,2,0,3,O.1,。,纯碱,纯碱库,重碱,轻碱,2芒硝(Na,2,SO,4,),有无水芒硝,和,含水芒硝(Na,2,SO,4,10H,2,0),两类。,使用芒硝不仅可以代碱，而且又是常用的澄清剂，为降低芒硝,的分解温度常加入还原剂(主要为碳粉、煤粉等)。,使用芒硝缺点,：热耗大、对耐火材料的侵蚀大、易产生芒硝,泡，当还原剂使用过多时，Fe,2,O,3,还原成FeS而使玻璃着成棕色。,质量要求是：,Na,2,SO,4,85；NaCl2；CaSO,4,4；Fe,2,0,3,0.3；H,2,05,天然芒硝,无水芒硝,袋装无水芒硝,芒硝矿,四、引入CaO的原料,石灰石、方解石,两原料均为,CaCO,3,，后者的纯度比前者高。,质量要求是：,CaO,50,；,Fe,2,0,3,0.15,。,天然石灰石,石灰石矿山,方解石,透明方解石,方解石矿山,五、引入MgO的原料,主要为白云石(MgCO,3,CaCO,3,)，呈蓝白色、浅灰色、黑灰色。,质量要求：MgO20；CaO32；Fe,2,0,3,0.15。,白云石,白云石,白云石粉,白云石粉,通常采用石灰石和白云石共同引入,MgO和CaO,。,六、澄清剂,1氧化砷和氧化锑：,均为白色粉末。与硝酸盐组合作用时，它低温吸收氧气，在高温放出氧气而起澄清作用。,由于As,2,O,3,的粉状和蒸气都是极,毒物质，目前已很少使用。,氧化锑颗粒,纯氧化锑粉,纯氧化砷粉,2硫酸盐原料,主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。,3氟化物类原料,以,降低玻璃液粘度,而起澄清作用。对耐火材料侵蚀大，产生的气体(HF、SiF,4,)污染环境，目前已限制使用。,萤石：天然矿物，是由白、绿、蓝、紫色组成的微透明的岩石。,氟硅酸钠是工业副产品。,萤石,萤石晶体,萤石块料,萤石矿山一角,氟硅酸钠,氟硅酸钠,七、着色剂,1,常用离子着色剂有,(1),锰化合物原料：,高锰酸钾,(KMnO,4,),、软锰矿,(MnO,2,),、氧化锰,(Mn,2,O,3,),。,Mn,2,O,3,使玻璃着成紫色，若还原成,MnO,则为无色。,(,2),钴化合物原料：,绿色粉末的氧化亚钴,(C,o,O),、深紫色的,Co,2,O,3,和灰色的,Co,3,O,4,。热分解后的,CoO,使玻璃着成天蓝色。,(,3),铬化合物原料：,重铬酸钾,(K,2,Cr,2,O,7,),、铬酸钾,(K,2,CrO,4,),。热分解后的,Cr,2,0,3,使玻璃着成绿色。,(,4),铜化合物原料：,蓝绿色晶体的硫酸铜,(CuSO,4,),、黑色粉末的氧化铜,(CuO),、红色结晶粉末的氧化亚铜,(Cu,2,O),。热分解后的,CuO,使玻璃着成湖蓝色,。,软锰矿,氧化锰矿山,氧化锰矿石,氧化钴,三氧化二铬,硫酸铜,2,胶体着色剂,(,1),金化合物的原料：,主要是三氯化金,(AuCl,3,),的溶液，为得到稳定的红色玻璃，应在配合料中加入,SnO,2,。,(,2),银化合物的原料：,硝酸银,(AgNO,3,),、氧化银,(Ag,2,O),、碳酸银,(Ag,2,CO,3,),。其中以,AgNO,3,所得的颜色最为均匀，添加,SnO,2,能改善玻璃的银黄着色。,(,3),铜化合物的原料：,Cu,2,O,及,CuSO,4,，添加,SnO,2,能改善铜红着色。,铜红盘,金红玻璃,3,化合物着色剂,硒与硫化镉：,常用原料有金属硒粉、硫化镉、硒化镉。单体硒使玻璃着成肉红色；,CdSe,着成红色；,CdS,使玻璃着成黄色；,Se,与,CdS,的不同比例可使玻璃着成由黄到红的系列颜色。,镉红,-,镉黄玻璃棒,硒镉黄,硒镉红,八、脱色剂,按脱色机理可分为,化学脱色剂,和,物理脱色剂,两类。,常用物理脱色剂,有：Se、MnO,2,、NiO、Co,2,O,3,等,常用的化学脱色剂,有：As,2,O,3,、Sb,2,O,3,、Na,2,S、硝酸盐等。,九、氧化剂和还原剂,在熔制玻璃时能释出氧的原料称,氧化剂,，,能吸收氧的原料称,还原剂,。,属,氧化剂的原料,主要有硝酸盐、氧化铈、,As,2,0,5,、Sb,2,0,5,等。,属,还原剂的原料,主要有碳、酒石酸钾、氧,化锡等。,十、乳浊剂,使玻璃产生乳白不透明的原料称,乳浊剂,。,最常用的原料有氟化物、磷酸盐等。,十一、其他,天然碱、珍珠岩、钽铌尾矿、碎玻璃,第三节 原料的加工,概述,1,、原料加工的意义,（,1,）有利于物料流动：,流动性,（,2,）有利于均匀混合：,均匀性,（,3,）加快熔化速度：,易熔性,（,4,）有利于物料精选：,高纯性,2,、原料加工工艺流程,二、原料的破碎与粉碎,（一）选择设备,1,、原则：,根据原料块度、硬度、粉碎程度、设备性能等选择。,2,、破、粉碎设备性能特征,(1),颚式破碎机：,粗碎,构造简单、维修方便、机体坚固，能处理,粒度范围大和硬度大的矿物,。因此，至今它仍是广泛使用的粗碎设备。其不足之处是破碎比不大，一般为,4,6,。它不宜用于片状岩石和湿的塑性物料的破碎。,动颚靠近定颚，压碎物料，动颚远离定颚，则进料和出料。,(2),反击式破碎机,适宜对硬脆矿物进行,中碎,，具有破碎比大、效率高、电耗小、生产能力大、产物粒度均匀、构造简单等优点，其不足之处是板锤和反击板磨损大，须经常更换。它主要用来进行砂岩的中碎。,物料在打击板与反击板之间反复受到打击、碰撞而破碎,(3),对辊粉碎机,优点：,过粉碎的物料少，能破碎坚硬的物料，设备的磨损小，常用作中块砂岩的细碎设备。,缺点：,入料粒度不能过大、产量偏低、噪声和震动大。,相对转动的主动辊和从动辊，将物料拽入两辊之间，压碎物料。,（,4,）锤式破碎机,适于中等硬度物料的中、细碎，具有较高的粉碎比,10,50,，产品粒度较细、机体紧凑，但锤子的磨损较大，不适合潮湿、粘性物料。,物料经受锤头冲击、衬板碰撞，合格物料从蓖条缝排除。,3、选用设备：,砂 岩：,颚式破碎机、对辊、自磨机等；,石灰石、白云石,：,颚式破碎机、锤式破碎机、,反击式破碎机等；,长 石：,颚式破碎机、反击式破碎机等；,纯 碱、芒 硝,：笼形碾等。,（二）选择流程：,1、间歇破碎 2、开路破碎 3、闭路破碎,工作原理,三、原料的筛分,（一）筛分作用,：控制物料粒度,（二）筛分设备,1,、六角筛,适用于筛分砂岩、白云石、长石、石灰石、纯碱、芒硝等粉料，但,不适用于含水量高的物料,。其,优点,是运转平稳、密闭性好、振动小、噪声小，其,缺点是,筛面利用率仅为整个筛面的,1/6,，因而产量低,2,、机械振动筛,主要用来筛分砂岩。其,优点是,筛分效率高、构造简单、维修方便、密闭性好，能分出多种粒级的物料，电耗低。其,缺点,是振动和噪声大，若筛与筛间分隔不当易蹦大颗粒。,3,、平面摇筛,用于硅砂筛分,倾斜安装的筛面被传动系统带动而摇动，砂粒从筛孔漏出，杂物从筛低端排除。,四、配合料的制备,（一）质量要求,1,、正确性、稳定性,2,、均匀性,3,、恰当的颗粒度与颗粒组成,4,、一定的气体含率,5,、一定的水分含率,（二）称量,1,、要求：快、准,2,、称量设备：,（,1,）电子自动秤,PCS,型电子自动配料秤,失重微机配料控制系统,自动化程度高，称量速度快，价格较高,（,2,）台秤,自动化程度低，称量速度慢，价格相对便宜,（三）混合,1,、混合机理,对流混合；扩散混合；剪切混合,2,、混合设备,（,1,）种类：重力混合机,强制混合机,（,2,）常用混合机,QH,式混合机,V,型混合机,双锥混合机,桨叶式混合机,鼓形混合机,目前浮法玻璃生产企业更多用,艾立赫式混合机,，不仅机内桨叶转动，混合机下底盘也转动，使,物料运动轨迹更加复杂，混合效果更好,。,2,、影响因素,（,1,）物料的物理性质,(,密度、颗粒组成、表面形状,等,),：越接近越容易混合；,（,2,）加料顺序：,常用顺序如,：砂岩、硅砂水纯碱长石石灰石、白云石芒硝煤粉混合物,（,3,）加水量：是总水量,5%,左右,（,4,）加水方式：水雾,水蒸气,（,5,）混合时间：太长、太短都影响均匀度,（,6,）碎玻璃的加入：破坏料蛋，减少分料，但减小混合机有效利用率。,第四节,玻璃的熔制,一、玻璃熔制过程概述,配合料加热时的各种过程,物理过程,化学过程,物理化学过程,1配合料加热,1固相反应,1共熔体的生成,2配合料脱水,2各种盐类分解,2固态溶解、液态,互溶,3各个组分熔化,3水化物分解,3玻璃液、炉气、,气泡间的相互作用,4晶相转化,4结晶水分解,4玻璃液与耐火材,料间的作用,5个别组分的挥发,5硅酸盐的形成与,相互作用,二、玻璃的熔制,(,一,),硅酸盐的形成,1,、阶段作用、特点,（,1,）作用：形成硅酸盐。,（,2,）产物：,SiO,2,和硅酸盐形成的不透明烧结物,（,3,）特点：温度,900,；速度,快,（34min）；,2,、影响因素,（,1,）熔化温度：随着温度的升高，其反应速度也随,着提高；,当温度不变时，反应速度也逐渐减慢；,温度每升高,10,，反应速度约增加,10,。,(2),反应物量：量，速度,（3）物料颗粒度：颗粒度，速度,（4）配合料均匀度：均匀度，速度,（5）原料的种类、形式,(二)玻璃的形成,1、,机理,（1）砂粒表面SiO,2,断键、溶解,（2）溶解的SiO,2,向熔体扩散,2、特点：,（1）生产含气泡、不均匀的玻璃液；,（2）温度1200；,速度较快，在熔窑中,几十分钟,可,以完成（2829min）。,3、影响因素 （1）玻璃成分,（2）熔制温度,（3）颗粒度,（4）助熔剂,（5）碎玻璃,（三）澄清,1、概述,（1）概念：,除去玻璃液中可见气泡的过程。,（2）气体来源：,配合料料粒空隙、配合料水分分解与蒸发、挥发分的挥发、氧化物的氧化还原、耐火材料的孔隙及被侵蚀分解、窑炉气体的孔隙及被侵蚀分解。,（3）气体存在形式,：,A、可见气泡 1%,B、溶解：物理溶解,化学溶解,（4）澄清的两种方法：,A、气泡长大,B、气泡变小、溶解,澄清与去气的区别。,2,、澄清过程,（,1,）气泡的形成和长大,（,2,）气体的转化与平衡,影响因素：,温度,、,炉内压力与气氛,、,气泡中气体分压与种类,、,玻璃成分,与,气体在玻璃液中的扩散速度,。,炉气中气体,气泡中气体,漂浮排出,玻璃液中气体,3、影响玻璃澄清的因素,（1）配合料中气体含率,（2）澄清温度、时间,（3）窑压、窑内气体组成,（4）气泡尺寸、玻璃液粘度,（5）炉气组成和压力,（6）玻璃成分,4、加速澄清的措施,（1）延长澄清时间,（2）提高澄清温度,（3）玻璃液沸腾搅拌、鼓泡,（4）高压或真空冶炼,（5）加澄清剂,（四)玻璃液的均化,1、,概念：,玻璃液中带有与主体玻璃化学成分不同的,不均匀体，消除这种不均体的过程。,2、产生不均质体的原因,（1）配合料的不均匀性,（2）耐火材料被侵蚀,（3）熔化制度不稳定,（4）玻璃液导热性差,（5）熔窑的加热和冷却,3、均化过程,方式,（1）不均质体扩散：从高浓度到低浓度,（2）玻璃液对流均化：纵向、横向、深向,（3）因气泡上升而引起的搅拌均化作用,4、影响均化的因素,粘度,、,表面张力,、,液流,、,机械搅拌,、,鼓泡,、,辅助电加热,、,配合料的均匀度,、,配合料的预处理,、,熔窑结构,举例说明玻璃的不均匀性对制品产量和质量的影响。,（五）冷却,1、目的：,为了达到成型所必须的粘度10,4,PaS,1,左右。,2、要求：,适合成型的温度、不破坏玻璃液,的均匀性、不产生二次气泡,3、二次气泡,（1）特点：均匀分布、直径小于0.1毫米、数量,多、不容易消除。,（2）产生原因,A、溶解气体的析出,B、碳酸盐、硫酸盐的分解,C、流股间的化学作用,D、耐火材料的作用,E、含钡玻璃高温分解,F、电化学反应,4、冷却方法：自然、强制,第二节 影响熔制过程的因素,一、玻璃的化学组成,二、配合料的物理状态,（一）原料的选择,（二）配合料的均匀性、粒度、颗粒组成,三、加速剂、澄清剂的应用,四、加料方式：,配合料是否与碎玻璃均匀混合、,料层厚度,投料机,五、熔制制度,（一）T,（二）气氛、窑压（含高压与真空冶炼）,（三）液面,（四）泡界线,六、耐火材料质量,七、机械搅拌、鼓泡、浸没式燃烧,（一）浸没式燃烧作用特点,1、热利用率高,2、熔化率高，熔化面积小,3、燃烧生成物使玻璃液充分混合,4、玻璃液承受最高温度而非砌体,（二）浸没式燃烧器安装方式,：池底、池壁,（三）使用注意事项,1、燃烧器空气和煤气压力须大于玻璃液静压力,2、在一定温度加料时，首先应当加入碎玻璃,3、生料和碎玻璃应在两燃烧器之间较冷的地方,加入,4、若所加料是粉料，应加到液面以下,5、燃烧器与壁联结处玻璃液粘度大，可以防止,泄露,6、燃烧器中燃料应该完全燃烧,7、气泡排除：熔化池、炉坎、澄清部,八、电辅助加热,（一）电热元件：,电极、电阻,1、,电极材料：,石墨、钼、氧化锡、铁,2、,特点：,熔化率高、玻璃质量好、热效率高、,减轻对窑体的损坏、自动控制，操作条件好,3、,电极的布置：,垂直、水平,4、,辅助电加热部位：,宜在澄清带、引上室、工作口；,不宜在冷却部、投料口（若料层厚，流动困,难，可设在投料口,）,第三节 玻璃熔窑,一、作用,：,把合格的配合料熔制成无气泡、,条纹、析晶的透明玻璃液，并使,其冷却到所需的成型温度。,二、分类,连续式窑,按熔制过程的连续性分,间歇式窑,按使用的热源分,电热窑,火焰窑,火焰,-,电热窑,按窑内火焰流动走向分,横火焰窑,马蹄焰窑,纵火焰窑,换热式窑,按废气余热回收设备分,蓄热式窑,三、熔窑构成,（一）熔制部分,包括：投料口、熔化部、卡脖、冷却部,（二）燃料燃烧部分,包括：小炉、喷枪,（三）余热回收部分,包括：蓄热室或换热器,（四）排烟供气部分,包括：,分支烟道、支烟道、总烟道以及分支烟道闸板、,总烟道闸板、空气交换器、助燃风机、风管等,四、熔窑工作过程,浮法生产用横焰窑工作原理图,平面图,横,截,面,图,配合料由投料口进入熔化部，由窑的一侧的小炉喷焰加热，火焰把热量传给配合料，熔化与澄清后的玻璃液进入冷却部，经流槽口进入锡槽。燃烧后的废气进入另一侧的小炉，经蓄热室、烟道、烟囱排出，,五、熔窑作业制度,（一）温度制度,(,两种温度曲线),（,1,）山型温度曲线,热点突出，,泡界线明显,，各处液流轨迹稳定，但投料口温度偏低，熔化用时较长。,（,2,）桥型温度曲线,热点不明显，位置不稳定液流轨迹也不稳定，燃料消耗量大。,山型温度曲线,桥型温度曲线,（二）窑压,概念：液面附近的气压,要求：零压微正压。,正压过大：,燃料燃烧困难而降低熔化部温度；,泡界线模糊；冷却部温度上升；,耐火材料损坏加快。,负 压：,冷空气入窑降低火焰温度；,影响传热；,影响澄清和均化 测压点：,大碹内表面，或近液面处.,（三）泡界线,概念：,熔化好的与没有熔化好的玻璃液之间的分,界线，是生产流与热对流达到平衡的结果。,影响因素：,投料量与拉引量；,料堆宽度与厚度；,热点与投料口温度差；,温度制度；,配合料熔化难易程度等,（四）液面,1,、要求:,做到投料量与玻璃拉引量相适应，保持稳定。,2,、投料,（,1,）要求,A,、投料量与玻璃拉引量适应；,B,、料堆薄而小，不跑偏；,C,、振动小，落差小。,（,2,）投料设备,A,、垄式投料机,B,、毯式投料机,C,、辊式投料机,D,、螺旋投料机,E,、振动喂料机,3、液面监控设备,（1）铁钩；,（2）液面镜；,（3）固定式铂探针；,（4）移动式铂探针,（5）核子液面仪,（6）气压液面控制仪,六、耐火材料的选用,（,常见配置方案,）,：,火焰空间（大碹、胸墙）,：,硅砖；,池 壁,：,电熔锆刚玉砖+电熔莫来石砖+粘土砖，,或整块电熔锆刚玉砖；,池 底,：,粘土砖，,或保温砖+粘土砖+锆质捣打料+刚玉砖；,小炉口,：,电熔锆刚玉砖；,蓄热室,：,硅砖、粘土砖、高铝砖、碱性耐火材料；,烟 道,：,粘土砖,七、熔窑的节能,通常采用以下措施：,1、高温熔化制度,2、熔窑保温,3、废气余热利用,4、改进玻璃的熔化工艺,5、改进燃烧技术,6、采用鼓泡与机械搅拌技术,7、改进熔窑结构,8、采用辅助电熔及实现生产自动化。,第四节,玻璃缺陷,缺陷种类,：气泡、条纹、结石,一、气泡种类,（1）一次气泡,（2）二次气泡,（3）空气泡,（4）耐火材料气泡,（5）铁泡,（6）水泡,玻璃球中的气泡,二、条纹与节瘤,1、概念：玻璃中存在的、与主体玻璃成分、,性能不同的部分。,条纹条状、纤维状,节瘤块状、片状、颗粒状,2、产生原因：,（1）玻璃液化学成分不均匀、熔化不均,匀、熔制制度不稳定,（2）窑旋液滴引起条纹和节瘤,（3）耐火材料被侵蚀,（4）结石熔化,（5）气氛：还原气氛使表面张力增大,20%，熔体中心表面张力较小的部分,翻到表面。,三、结石,（一）配合料结石,：,配合料中未熔化的颗粒,1,、特征：大多为石英颗粒，色泽呈白色，棱角,模糊，表面常有沟槽，周围有,一层,SiO,2,含量较高的无色圈，,边缘往往会出现方石英和鳞石,英的晶体。,2,、原因：配合料结石的产生不仅与配合,料的制备质量有关，也与熔制,的加料方式、熔制温度的高低,与波动等有关,。,扫描电镜下的结石,（二）耐火材料结石,1、概念：当耐火材料受到侵蚀剥落，或,在高温下玻璃液与耐火材料相互作用后有些碎屑就可能夹杂到玻璃制品中而形成耐火材料结石。,2、原因：,（1）硅质结石：,窑碹、胸墙常用硅砖砌成，在高温下或者在碱性飞料的影响下会产生蚀变，有时形成熔溜物淌下，或以碹滴落入玻璃液中。,（2）铝硅质结石：,池壁等硅酸铝质耐火材料被玻璃液冲刷、侵蚀。,（三）析晶结石,1,、来源：,玻璃析晶,2,、常见产生部位,：,玻璃液中界面处、熔窑池底、死角等,3,、常见析晶结石有：,鳞石英与方石英,(SiO,2,),、,硅灰石,(CaOSiO,2,),、,失透石,(Na,2,O3CaO6Si0,2,),、,透辉石,(CaOMgO2Si0,2,),及,二硅酸钡,(BaO2Si0,2,),等。,玻璃球中的析晶结石,第六节 玻璃的成型,成型方法分类,成型,热塑成型,冷成型,物,理,成,型,化,学,成,型,吹,制,成,型,拉,制,成,型,压,制,成,型,压,延,成,型,浇,铸,成,型,离,心,成,型,喷,吹,成,型,浮,法,成,型,成型过程,1150,左右的玻璃液，通过熔窑与锡槽相连接的流道、流槽，流入熔融的锡液面上，在自身重力、表面张力以及拉引力的作用下，玻璃液摊开成为玻璃带，在锡槽中完成抛光与拉薄，在锡槽末端的玻璃带已冷却到,600,左右，辊道的拉引把即将硬化的玻璃带引出锡槽，通过过渡辊台进入退火窑。,一、浮法成型,1-,玻璃液,2-,流槽,3-,闸板,4-,碹顶,5-,玻璃带,6-,锡液,7-,槽底,8-,保护气体管道,9-,过渡辊台,1,、浮法玻璃的成型机理,（,1,）玻璃液在锡液面上的浮起高度,式中，,h,1,、,h,、,d,g,、,d,分别为浮起高度、玻璃自然厚度玻璃密度、锡液密度。,（,2,）浮法玻璃自然厚度,概念,:,浮在锡液面上的玻璃液不受到任何外力作用时,所显示的厚度。,影响因素,:,玻璃液的表面张力,g,、锡液的表面张力,t,、玻璃液与锡液界面上的表面张力,g,、,t,以及玻璃液与锡液的密度,d,g,、,d,。,（,3,）玻璃在锡液面上的抛光时间,要求：足够充分削弱小波纹，玻璃表面足够平整。,时间：一般一分钟左右。,（,4,）玻璃的拉薄,A,、拉薄方法：,高温拉薄法与低温拉薄法,。后者更适合拉制薄玻璃。,拉薄,高温拉薄,低温拉薄,强冷重热拉薄,徐冷拉薄,B,、强冷重热拉薄,方法：,玻璃在离开抛光区后，进入强制冷却区，使其温度降到,700,，粘度为,10,7,Pas,；而后玻璃进入重新加热区，其温度回升到,850,，粘度为,10,5,Pas,，在使用拉边器情况下进行拉薄，其收缩率达,30,左右。,C,、徐冷拉薄法,方法：,玻璃在离开抛光区后，进入徐冷区，使其温度达,850,，再配合拉边器进行高速拉制。这种方法的收缩率可降到,28,以下。,（,5,）拉边器的配置,A,、原理：,通过调节拉边器安装位置、角度、运转速度、压入深度等方法调节玻璃带的厚度。,B,、数量：与厚度有关。,使用中的拉边器,玻璃厚度,(mm),5,4,3,2,1.6,拉边器配用台数,(,台,),1,2-3,3-4,4-5,7,2,、锡的物理性质,向锡槽中所加的锡为锡锭，易氧化成氧化亚锡、氧化锡，储存温度不当会发生晶体转变而粉化,性,质,单,位,数值,性,质,单,位,数值,密度,熔点,沸点,导热率,(200,),g/cm,3,W/(mK),7.298,231.96,2270,65.73,熔化潜热,蒸发潜热,固,-,液相体积变化,表面张力（,232,）,J/g,J/g,%,N/m,60.3,3018,2.7,531,10,-3,波长,m,1,2,4,7,10,12,反光能力,%,54,61,72,81,84,85,锡锭,3,保护气体,作用：,防止锡的氧化以保持玻璃的抛光度，减少,产生虹彩、沾锡、光畸变等缺陷，减少锡,的损失等。,组成：,一般，保护气体由,N,2,+H,2,组成。,部位,中部,首部,尾部,H,2,(,%,),4,6,6,7,8,9,N,2,(,%,),96,94,94,93,92,91,4,超薄玻璃的生产,（,1,）概念,3mm,以下的平板玻璃称为薄玻璃，而厚度在,1.5mm,以下的称为超薄玻璃。,（,2,）主要生产难点,A,、玻璃板厚薄差小，对玻璃原片的厚薄差要求小于0,.05mm,；,B,、有波纹度的特别要求，一般要求是,0.15m/20 mm,；,C,、玻璃质量要求极高，几乎要求无气泡、杂物、铅锡等；,D,、包装要求质量高，不能有任何细小划伤，贮存周期要求长，,对包装纸等都有特殊要求。,（,3,）生产方法,A,、电极法,B,、挡墙拉边机法,电极法,挡墙拉边机法法,5,、厚玻璃的生产方法,（,1,）拉边机法（简称,RADS,法，也叫倒八,字拉边机积厚法,）,（,2,）,挡墙拉边机法,（简称,DT,法）,（一）原理,1-,玻璃液,2-,引砖,3-,拉边器,4-,水包,5-,转向辊,二、玻璃的退火工艺,（一）概念,退火温度：,为了消除玻璃中的永久应力，必须把玻璃加热到低于玻璃转变温度,Tg,附近某一温度进行保温均热，以消除玻璃各部分的温度梯度，使应力松弛，这个选定的保温均热温度称玻璃的退火温度,。,退火下限温度和退火上限温度,：,经过,3min,能消除,95,的应力的保温温度为,退火上限温度,；经,3min,只能消除,5,的应力的温度为,退火下限,温度。,退火温度范围：,退火下限温度,退火上限温度。,不同玻璃退火上限：,大部分器皿玻璃,550,20,;,平板玻璃,550,570,;,瓶罐玻璃,550,600,。,（二）二次退火过程,1,、概念：,将玻璃制品重新加热退火消除或减小永久应力的过程。,2,、过程,（,1,）加热阶段：,玻璃表面产生压应力，速度可以较快。如果玻璃制品厚度的一半为,a cm,，则加热速度为,20/a,2,30/a,2,/min,，如果是光学玻璃则应,5/a,2,。,退火温度曲线,（,2,）保温阶段：,消除应力的关键阶段，一般把比退火上限温度低,20,30,作为退火温度。保温时间可按,70a,2,120a,2,进行计算，或者按应力容许值,n,进行计算：,（,3,）慢冷阶段：,慢冷的目的在于避免在冷却过程中因玻璃中温度梯度过大而重新产生过大的永久应力。,慢冷的终了温度应低于应变点，慢冷速度为,（4）快冷阶段,因处于应变点以下，不产生永久应力，只要暂时应力不超过机械强度，冷却速度可以尽量快。最大冷却速度为：,h,c,=65,a,2,，一般技术玻璃采用该值的,1520%,，有的玻璃冷却速度控制为,h,c,=2,a,2,（三）玻璃一次退火过程,与二次退火相类似，但玻璃不需要加热，,在应变点以上，应该缓慢降温，避免产,生过大的永久应力，应变点以下，冷却,速度逐渐加快。,玻璃退火过程分五个阶段：,（,1,）加热均热阶段：段末温度,570,左右；,（,2,）重要冷却带：段末温度,450,左右；,（,3,）缓慢冷却带：段末温度,270,左右；,（,4,）快速冷却带：段末温度,180,左右；,（,5,）急速冷却带：段末温度,60,左右。,浮法玻璃退火窑,