浮法玻璃生产的工艺流程.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,*,浮法玻璃生产的工艺流程,基本要求：,掌握浮法玻璃生产工艺流程，玻璃原料的组成，玻,璃熔窑的基本原理。了解原料的加工设备，玻璃的退火等。,重点：,浮法玻璃生产工艺流程。,难点：,澄清过程中气体与玻璃液的相互作用以及玻璃液的均化。,1,玻璃的成型,5,原料与配合料的制备,2,原料的加工,3,玻璃熔融,4,5,主要内容,玻璃的退火,6,玻璃概述,1,2,一、玻璃概述,1.玻璃定义,熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。,2.基本特征,结构：,短程有序，长程无序。,通性：,各向同性，介稳性，无固定熔点，,固态和熔融态间性质变化的连续性和可逆性,3.分类,按组成,：单质玻璃，有机玻璃，无机玻璃,按用途,：建筑玻璃，日用轻工玻璃，仪器玻璃，光学玻璃，电真空玻璃等,3,浮法玻璃生产的成型过程是在,通入保护气体的锡槽中,完成的。,熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的,锡液表面,，,在重力和表面张力作用下，玻璃液在锡液面上铺开，摊平，形成上下表面平整，硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动，把玻璃带拉出锡槽进入退火窑，经退火、切裁，得到平板玻璃产品。,浮法玻璃优点：,平整度好，没有波纹，用于制镜、汽车玻璃；选用的原料好，产品纯净、洁白，透明度好；结构紧密，手感平滑，好切割，不宜破损。,4.浮法生产工艺4,原料预处理,配料,熔化,成型,5.浮法生产工艺流程,5,6,二、原料与配合料的制备,主要原料：,引入玻璃各种组成氧化物的原料，决定了玻璃的物理,及化学性质,1.玻璃原料,辅助原料：,为使玻璃获得某些必要性质和加速熔制过程的原料，,如澄清剂、助熔剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂等,玻璃的主要成分：,SiO,2,、Na,2,O、CaO、Al,2,O,3,、MgO,浮法平板玻璃成分：,SiO,2,(7272.2%)、Na,2,O(13.414.6%)、,CaO(8.28.9%)、Al,2,O,3,(1.31.5%)、MgO(2.94.0%),7,（1）引入SiO,2,的原料,（2）引入Al,2,O,3,的原料,8,（3）引入Na,2,O的原料,纯碱（Na,2,CO,3,）和芒硝（Na,2,SO,4,）,（4）引入CaO的原料,石灰石、方解石，要求CaO50%，Fe,2,O,3,0.15%,（5）引入MgO的原料,白云石，要求MgO20%，CaO32%，Fe,2,O,3,0.15%,9,（6）澄清剂,在玻璃熔制过程中能,分解产生气体,，或能,降低玻璃粘度,，促使玻璃液中,气泡排除,的物质，如,氧化砷、氧化锑、硫酸盐、氟化物,，用的最多的是,硫酸钠,（7）着色剂,离子着色剂,，如锰、钴、铬、镍、钒、铁等的化合物；硫、硒及其化合物类,分子着色剂,；,胶体着色剂,（8）乳浊剂,在玻璃中溶解度不大随着温度下降，重新析出使玻璃产生乳浊现象的物质，主要有,氟化物，磷酸盐,等,10,2.配合料的制备,11,配合料制备的质量控制：,（1）原料成分的控制：,减小成分波动范围；,（2）原料的水分控制：,易潮解的原料应在库中存放，对水分波动大的硅砂进行干燥，对各种原料应定期检测水分含量；,（3）原料的粒度控制：,采用筛分法控制粒度上限；,（4）称量精度的控制：,大料用大秤，小料用小秤；,（5）混合均匀度的控制：,选择合适的混合机，合理的进料顺序（先加难熔的硅砂和砂岩，并同时加水混合，再加纯碱，最后加白云石、石灰石、萤石及已预混合的芒硝和炭粉）；,（6）分料（分层）的控制；,（7）粉料的飞料、沾料、剩料、漏料的控制。,12,三、玻璃的熔制,熔制过程,：合格配合料经高温加热形成均匀的、无缺陷的并符合成型要求的玻璃液的过程。,配合料在高温加热过程中的变化：,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.各组分熔化,3.水化物分解,3.玻璃液、炉气、气泡间相互作用,4.晶体转化,4.结晶水分解,4.玻璃液与耐火材料间作用,5.个别组分挥发,5.硅酸盐形成与相互作用,13,玻璃熔制分为五个阶段：,a.,硅酸盐形成阶段,b.,玻璃形成阶段,c.,玻璃液澄清阶段,d.,玻璃液均化阶段,e.,玻璃液冷却阶段14,1.硅酸盐的形成,对普通钠钙硅玻璃，在800900结束,根据加热反应，此阶段分为：,a.多晶转化：如Na,2,SO,4,斜方晶型 单斜晶型,b.盐类分解：如CaCO,3,的分解,c.生成低共熔混合物：如Na,2,SO,4,-Na,2,CO,3,d.形成复盐：如MgCO,3,+CaCO,3,MgCa(CO,3,),2,e.生成硅酸盐：如CaO+SiO,2,CaSiO,3,f.排除结晶水和吸附水：如Na,2,SO,4,10H,2,O Na,2,SO,4,+10H,2,O,15,2.玻璃液的形成,在12001250范围内完成玻璃形成过程,在此过程中，硅酸盐和剩余的SiO,2,开始熔融，相互溶解、扩散，,形成透明体，配合物颗粒消失，但玻璃中还有大量气泡和条纹,玻璃形成速度影响因素：,玻璃成分、石英颗粒直径、熔化温度,16,3.玻璃液的澄清,对普通钠钙硅玻璃，此阶段温度14001500,存在于玻璃液中的气体状态：,可见气泡、物理溶解的气体、化学结合的气体,玻璃液澄清目的：,排除可见气泡,影响玻璃液澄清的因素：,玻璃液的粘度、表面张力，澄清剂种类，澄清温度，,炉气压力与成分等,澄清剂种类及作用机理：,变价氧化物、硫酸盐类、卤化物类,17,4.玻璃液的均化,对普通钠钙硅玻璃，此阶段温度可低于澄清温度,玻璃液均化过程包括：,a.不均体的溶解与扩散的均化过程,b.玻璃液的对流均化过程,c.因气泡上升而引起的搅拌均化作用,18,5.玻璃液的冷却,对普通钠钙硅玻璃，通常要降到1000左右再进行成型,此阶段影响玻璃质量的主要因素：,玻璃的热均匀度,二次气泡,二次气泡特点：,直径小（一般小于0.1mm）、数量多（每1cm,3,玻璃中可达几千个）、分布均（密布于整个玻璃体中）,产生二次气泡的主要情况：,a.硫酸盐的热分解；b.物理溶解的气体析出；c.玻璃中某些组分,易产生二次气泡，例如BaO,2,随温度降低变为BaO放出O,2,19,影响玻璃熔制过程的主要因素：,（1）玻璃成分：,Na,2,O、K,2,O含量增加时，熔制速度增快,（2）配合物的物理状态：,原料的选择，原料的颗粒组成,（3）熔窑的温度制度：,提高熔窑温度可强化玻璃熔融，提高熔,窑生产率,（4）采用加速剂和澄清剂：,加速剂可降低表面张力、粘度,（5）采用高压与真空熔炼：,消除玻璃液中气泡,（6）辅助电熔：,提高熔窑的熔化率,（7）机械搅拌与鼓泡：,提高玻璃澄清速度和均化速度,20,玻璃熔窑作用：,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,分类：,池窑，坩埚窑,池窑：,按使用热源：,按熔制过程连续性：,按废气余热回收：,按窑内火焰流动走向：,火焰窑、电热窑、火焰-电热窑,间歇式窑、连续式窑,蓄热式窑、换热式窑,横火焰窑、马蹄焰窑、纵火焰窑,大中型平板玻璃厂一般采用,横焰、蓄热式、连续池窑,21,浮法窑结构图：,22,四、玻璃的成型,浮法成型：,熔融的玻璃液在流入锡槽后，在熔融金属锡液表面,上成型，得到平板玻璃,23,浮法玻璃成型需确定的参数：,（1）,玻璃液在锡液面上的浮起高度,（2）,浮法玻璃的自由厚度,玻璃液和锡液的密度、表面张力，玻璃液与锡液界面上的表面张力,24,（3）,玻璃在锡液面上的抛光时间,抛光原理：,处于高温状态下的玻璃液在表面张力的作用下能具有平整的表面，实现玻璃抛光,抛光时间是设计锡槽长度和宽度的重要技术参数,25,（4）,浮法玻璃的拉薄,高温拉薄法,低温拉薄法,在拉制宽度相同的情况下，低温法可以得到更薄的玻璃,在拉制厚度相同的情况下，低温法可以得到更宽的玻璃,拉薄时必须添加拉边器，配用台数决定于拉制玻璃的厚度,26,浮法玻璃成型为什么要选择锡液？,（1）,锡中所含各种杂质都是组成玻璃的元素,独特优点：,所含杂质虽不影响玻璃成分，但影响抛光度，因此要选用特级锡,27,（2）,锡的密度远高于玻璃密度，有利于对玻璃托浮,（3）,锡的熔点远低于玻璃出锡槽口的温度，有利于保持玻璃的抛光面,（4）,锡的导热率远大于玻璃，有利于玻璃板面温度的均匀性,（5）,锡的表面张力远高于玻璃表面张力，有利于玻璃的拉薄,（6）,锡液粘度很低，有利于液面温度的稳定均匀,（7）,在浮法玻璃成型温度范围内锡液挥发量极小，有利于长期稳定生产,28,Sn极易被氧化，不利于保持玻璃的抛光度，而且氧化后会导致玻璃产生虹彩、沾锡、光畸变等缺陷。,锡液作为浮抛介质的缺点：,防止措施：,采用保护气体，一般用,N,2,+H,2,的混合气体,29,五、玻璃的退火,退火目的：,消除或减少玻璃制品中的,热应力,，提高玻璃的,强度和热稳定性,玻璃中热应力是由于玻璃中存在温差而产生的，分为,暂时应力,和,永久应力,两类,因玻璃表面和内部存在温度梯度而产生，随温度梯度消失而消失,30,永久应力：,当玻璃内外温度相等时残留的热应力,产生原因：,玻璃应变点以上温度产生的热应力在冷却到室温时不能消除,31,玻璃的退火温度：,加热到低于玻璃转变温度附近某一温度保温均热，以消除玻璃各部分温度梯度，使应力松弛的温度,最高退火温度：,经过3min能消除,95%,应力的温度,最低退火温度：,经过3min只能消除,5%,应力的温度,退火温度范围：,最高退火温度和最低退火温度之间的范围,平板玻璃最高退火温度为,550570，一般采用退火温度比最高退火温度低2030,最低退火温度比最高退火温度低,50150,32,玻璃的退火工艺一般分为四个阶段：,加热阶段、均热阶段、慢冷阶段、快冷阶段,一次退火：,玻璃在成型后直接进入退火炉退火,二次退火：,玻璃在成型冷却后再经加热退火,33,本章学习小结,玻璃的原料和配合料制备过程,玻璃的熔制过程,浮法玻璃池窑的结构,玻璃浮法成型控制参数和锡液性质,玻璃退火目的和退火工艺,34,作业,玻璃熔制主要有哪些过程？,简述浮法玻璃成型的过程。,35,