玻璃生產(chǎn)工藝解讀PPT課件

.,1,玻璃生產(chǎn)工藝,.,2,第一節(jié)概述玻璃生產(chǎn)基本流程,.,3,第二節(jié)原料,1、種類主要原料：在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2、Na2O、CaO、Al203、MgO等五種成分，為引入上述成分而使用的原料稱主要原料。輔助原料：為使玻璃獲得某種必要的性質(zhì)，或為加速玻璃熔制過程而引入的原料通稱為輔助原料。2、原料的選擇原則(1)原料的質(zhì)量應(yīng)符合玻璃制品的技術(shù)要求，其中包括化學(xué)成分穩(wěn)定、含水量穩(wěn)定、顆粒組成穩(wěn)定、有害雜質(zhì)少(主要指Fe2O3)等。(2)便于在日常生產(chǎn)中調(diào)整成分；(3)適于熔化與澄清，揮發(fā)與分解的氣體無毒性；(4)對耐火材料的侵蝕要?。?5)原料應(yīng)易加工、礦藏量大、分布廣、運輸方便、價格低等。,.,4,一、引人SiO2的原料,作用：SiO2是玻璃中最主要的成分，它使玻璃具有高的化學(xué)穩(wěn)定性、力學(xué)性能、電學(xué)性能、熱學(xué)性能，但含量過多時使熔制的玻璃液粘度過大。（一）硅砂,.,5,硅砂性能,1、外觀：質(zhì)地純凈的硅砂為白色，一般硅砂因含有鐵的氧化物和有機(jī)質(zhì)而呈淡黃色、紅褐色。2、化學(xué)組成：它的主要成分是SiO2，另含有少量的Al2O3、Na2O、K2O、CaO等無害雜質(zhì)。主要的有害雜質(zhì)為氧化鐵，它能使玻璃著成藍(lán)綠色而影響玻璃透明度。有些硅砂中尚含有Cr203，它的著色能力比Fe2O3大3-5倍，使玻璃著成綠色；TiO2使玻璃著成黃色，若與氧化鐵同時存在可使玻璃著成黃褐色。3、顆粒組成：通常顆粒度越細(xì)，其鋁鐵含量也越大，玻璃生產(chǎn)要求的粒徑應(yīng)在0.15O.8mm之間。4、礦物組成：與其伴生的無害礦物有長石、高嶺石、白云石、方解石等；與其伴生的有害礦物主要有赤鐵礦、磁鐵礦、鈦鐵礦等。,.,6,（二）砂巖,是由石英顆粒和粘性物質(zhì)在地質(zhì)高壓下膠結(jié)而成的堅實致密的巖石。根據(jù)粘性物質(zhì)的性質(zhì)可分為粘土質(zhì)砂巖、長石質(zhì)砂巖和鈣質(zhì)砂巖。所以砂巖成分不僅取決于石英顆粒，而且與粘性物質(zhì)的種類和含量有關(guān)。砂巖中的有害雜質(zhì)是氧化鐵。,.,7,硅質(zhì)原料的成分范圍(),.,8,二、引人Al203的原料,1長石質(zhì)量要求是：A12O316；Fe2030.3；R2012,鈉長石,鈣長石,鉀長石,鉀長石礦,鈉長石礦,作用：降低玻璃的析晶傾向，提高化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、硬度和折射率，減弱玻璃的脆性，減輕玻璃液對耐火材料的侵蝕，有助于氟化物的浮濁。,.,9,2高嶺土,質(zhì)量要求是：A120325；Fe2O3O.4。表232為長石和高嶺土的成分范圍。,高齡土,煅燒高齡土,高齡土粉,.,10,3、臘石,玻璃成分中需要存在堿金屬氧化物時，引入A1203,葉臘石,葉臘石,葉臘石,黃臘石,彩臘石,.,11,三、引人Na2O的原料,（一）純堿純堿是微細(xì)白色粉末，易溶于水，它是一種含雜質(zhì)少的工業(yè)產(chǎn)品，主要雜質(zhì)有NaCl(不大于1)。純堿易潮解、結(jié)塊，它的水含量通常波動在910之間，應(yīng)儲存在通風(fēng)干燥的庫房內(nèi)。質(zhì)量要求：Na2C0398；NaCl1；Na2SO40.1；Fe203O.1。,純堿,純堿庫,重堿,輕堿,作用：提供游離氧，從而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔融，是良好的助溶劑。Na2O可增加玻璃的熱膨脹系數(shù)，降低熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。,.,12,2芒硝(Na2SO4)有無水芒硝和含水芒硝(Na2SO410H20)兩類。使用芒硝不僅可以代堿，而且又是常用的澄清劑，為降低芒硝的分解溫度常加入還原劑(主要為碳粉、煤粉等)。使用芒硝缺點：熱耗大、對耐火材料的侵蝕大、易產(chǎn)生芒硝泡，當(dāng)還原劑使用過多時，F(xiàn)e2O3還原成FeS而使玻璃著成棕色。質(zhì)量要求是：Na2SO485；NaCl2；CaSO44；Fe203O3；H205,天然芒硝,無水芒硝,袋裝無水芒硝,芒硝礦,.,13,四、引人CaO的原料,石灰石、方解石兩原料均為CaCO3，后者的純度比前者高。對含鈣原料的質(zhì)量要求是：CaO50；Fe2030.15。,天然石灰石,石灰石礦山,方解石,透明方解石,方解石礦山,.,14,五、引人MgO的原料,主要為白云石(MgCO3CaCO3)，呈藍(lán)白色、淺灰色、黑灰色。質(zhì)量要求：MgO20；CaO32；Fe2030.15。,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。,.,15,六、澄清劑,1氧化砷和氧化銻均為白色粉末。與硝酸鹽組合作用時，它低溫吸收氧氣，在高溫放出氧氣而起澄清作用。由于As203的粉狀和蒸氣都是極毒物質(zhì)，目前已很少使用。,氧化銻顆粒,純氧化銻粉,純氧化砷粉,.,16,2硫酸鹽原料主要有硫酸鈉，它在高溫時分解逸出氣體而起澄清作用。3氟化物類原料以降低玻璃液粘度而起澄清作用。對耐火材料侵蝕大，產(chǎn)生的氣體(HF、SiF4)污染環(huán)境，目前已限制使用。螢石：天然礦物，是由白、綠、藍(lán)、紫色組成的微透明的巖石。氟硅酸鈉是工業(yè)副產(chǎn)品。,螢石,螢石晶體,螢石塊料,螢石礦山一角,氟硅酸鈉,氟硅酸鈉,.,17,七、著色劑,1離子著色劑常用有（1）錳化合物的原料：軟錳礦(MnO2)、氧化錳(Mn203)、高錳酸鉀(KMnO4)。Mn2O3使玻璃著成紫色，若還原成MnO則為無色。（2）鈷化合物的原料：綠色粉末的氧化亞鈷(C0O)、深紫色的Co2O3和灰色的C0304。熱分解后的CoO使玻璃著成天藍(lán)色。（3）鉻化合物的原料：重鉻酸鉀(K2Cr2O7)、鉻酸鉀(K2CrO4)。熱分解后的Cr203使玻璃著成綠色。,.,18,（4）銅化合物的原料：藍(lán)綠色晶體的硫酸銅(CuSO4)、黑色粉末的氧化銅(CuO)、紅色結(jié)晶粉末的氧化亞銅(Cu2O)。熱分解后的CuO使玻璃著成湖藍(lán)色。,軟錳礦,氧化錳礦山,氧化錳礦石,氧化鈷,三氧化二鉻,硫酸銅,.,19,2膠體著色劑（1）金化合物的原料：主要是三氯化金(AuCl3)的溶液，為得到穩(wěn)定的紅色玻璃，應(yīng)在配合料中加入Sn02。（2）銀化合物的原料有：硝酸銀(AgNO3)、氧化銀(Ag20)、碳酸銀(Ag2CO3)。其中以AgN03所得的顏色最為均勻，添加Sn02能改善玻璃的銀黃著色。（3）銅化合物的原料有：Cu2O及CuSO4，添加SnO2能改善銅紅著色。,銅紅盤,金紅玻璃,.,20,3化合物著色劑硒與硫化鎘：常用原料有金屬硒粉、硫化鎘、硒化鎘。單體硒使玻璃著成肉紅色；CdSe著成紅色；CdS使玻璃著成黃色；Se與CdS的不同比例可使玻璃著成由黃到紅的系列顏色。,鎘紅-鎘黃玻璃棒,硒鎘黃,硒鎘紅,.,21,八、脫色劑按脫色機(jī)理可分為化學(xué)脫色劑和物理脫色劑兩類。常用物理脫色劑有Se、MnO2、NiO、C0203等常用的化學(xué)脫色劑有As203、Sb203、Na2S、硝酸鹽等。九、氧化劑和還原劑在熔制玻璃時能釋出氧的原料稱氧化劑，能吸收氧的原料稱還原劑。屬氧化劑的原料主要有硝酸鹽、氧化鈰、As205、Sb205等。屬還原劑的原料主要有碳、酒石酸鉀、氧化錫等。十、乳濁劑使玻璃產(chǎn)生乳白不透明的原料稱乳濁劑。最常用的原料有氟化物、磷酸鹽等。十一、其他天然堿、珍珠巖、鉭鈮尾礦、碎玻璃,.,22,第三節(jié)原料的加工,概述1、原料加工的意義（1）有利于物料流動（2）有利于均勻混合（3）加快熔化速度（4）有利于物料精選,.,23,2、原料加工工藝流程,.,24,二、原料的破碎與粉碎,（一）選擇設(shè)備1、原則：根據(jù)原料塊度、硬度、粉碎程度、設(shè)備性能等選擇。2、破、粉碎設(shè)備性能特征(1)顎式破碎機(jī),構(gòu)造簡單、維修方便、機(jī)體堅固，能處理粒度范圍大和硬度大的礦物。因此，至今它仍是廣泛使用的粗碎設(shè)備。其不足之處是破碎比不大，一般為46。它不宜用于片狀巖石和濕的塑性物料的破碎。,動顎靠近定顎，壓碎物料，動顎遠(yuǎn)離定顎，則進(jìn)料和出料。,.,25,(2)反擊式破碎機(jī),物料在打擊板與反擊板之間反復(fù)受到打擊、碰撞而破碎,適宜對硬脆礦物進(jìn)行中碎，具有破碎比大、效率高、電耗小、生產(chǎn)能力大、產(chǎn)物粒度均勻、構(gòu)造簡單等優(yōu)點，其不足之處是板錘和反擊板磨損大，須經(jīng)常更換。它主要用來進(jìn)行砂巖的中碎。,.,26,(3)對輥粉碎機(jī),優(yōu)點：過粉碎的物料少，能破碎堅硬的物料，設(shè)備的磨損小，常用作中塊砂巖的細(xì)碎設(shè)備。缺點：入料粒度不能過大、產(chǎn)量偏低、噪聲和震動大。,相對轉(zhuǎn)動的主動輥和從動輥，將物料拽入兩輥之間，壓碎物料。,.,27,（4）錘式破碎機(jī),適于中等硬度物料的中、細(xì)碎，具有較高的粉碎比（1050），產(chǎn)品粒度較細(xì)、機(jī)體緊湊，但錘子的磨損較大，不適合潮濕、粘性物料。,物料經(jīng)受錘頭沖擊、襯板碰撞，合格物料從蓖條縫排除。,.,28,3、選用設(shè)備：砂巖顎式破碎機(jī)、對輥、自磨機(jī)等；石灰石、白云石顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)等；長石顎式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)等；純堿、芒硝籠形碾等。（二）選擇流程：1、間歇破碎2、開路破碎3、閉路破碎,.,29,工作原理,三、原料的篩分,（一）篩分作用：控制物料粒度（二）篩分設(shè)備1、六角篩,適用于篩分砂巖、白云石、長石、石灰石、純堿、芒硝等粉料，但不適用于含水量高的物料。其優(yōu)點是運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、密閉性好、振動小、噪聲小，其缺點是篩面利用率僅為整個篩面的1/6，因而產(chǎn)量低,.,30,2、機(jī)械振動篩,主要用來篩分砂巖。其優(yōu)點是篩分效率高、構(gòu)造簡單、維修方便、密閉性好，能分出多種粒級的物料，電耗低。其缺點是振動和噪聲大，若篩與篩間分隔不當(dāng)易蹦大顆粒。,.,31,3、平面搖篩,用于硅砂篩分,傾斜安裝的篩面被傳動系統(tǒng)帶動而搖動，砂粒從篩孔漏出，雜物從篩低端排除。,.,32,四、配合料的制備,（一）質(zhì)量要求1、正確性、穩(wěn)定性2、均勻性3、恰當(dāng)?shù)念w粒度與顆粒組成4、一定的氣體含率5、一定的水分含率,.,33,（二）稱量1、要求：快、準(zhǔn)2、稱量設(shè)備：（1）電子自動秤,PCS型電子自動配料秤,失重微機(jī)配料控制系統(tǒng),自動化程度高，稱量速度快，價格較高,.,34,（2）臺秤,自動化程度低，稱量速度慢，價格相對便宜,.,35,（三）混合1、混合機(jī)理對流混合擴(kuò)散混合剪切混合2、混合設(shè)備（1）種類：重力混合機(jī)強(qiáng)制混合機(jī)（2）常用混合機(jī),目前浮法玻璃生產(chǎn)企業(yè)更多用艾立赫式混合機(jī)，不僅機(jī)內(nèi)槳葉轉(zhuǎn)動，混合機(jī)下底盤也轉(zhuǎn)動，使物料運動軌跡更加復(fù)雜，混合效果更好。,.,36,(四)影響因素1、物料的物理性質(zhì)(密度、顆粒組成、表面形狀等)：越接近越容易混合；2、加料順序：常用順序如砂巖、硅砂水純堿長石石灰石、白云石芒硝煤粉混合物3、加水量：占總水量5%左右4、加水方式：水霧水蒸氣5、混合時間：太長、太短都影響均勻度6、碎玻璃的加入：破壞料蛋，減少分料，但減小混合機(jī)有效利用率。,.,37,第四節(jié)玻璃的熔制,一、玻璃熔制過程概述配合料加熱時的各種過程,.,38,二、玻璃的熔制,(一)硅酸鹽的形成1、階段作用、特點（1）作用：形成硅酸鹽；（2）產(chǎn)物：SiO2和硅酸鹽形成的不透明燒結(jié)物（3）特點：溫度900左右；速度快，2、影響因素（1）熔化溫度：隨著溫度的升高，其反應(yīng)速度也隨著提高；當(dāng)溫度不變時，反應(yīng)速度也逐漸減慢；溫度每升高10，反應(yīng)速度約增加10。（2）反應(yīng)物量：量，速度（3）物料顆粒度：顆粒度，速度（4）配合料均勻度：均勻度，速度（5）原料的種類、形式：,.,39,(二)玻璃的形成1、機(jī)理（1）砂粒表面SiO2斷鍵、溶解（2）溶解的SiO2向熔體擴(kuò)散2、作用、特點：（1）作用：生產(chǎn)含氣泡、不均勻的玻璃液；（2）特點：溫度1200左右；速度較快；在熔窯中幾十分鐘可以完成（28-29分）。,.,40,3、影響因素（1）玻璃成分（2）熔制溫度（3）顆粒度（4）助熔劑（5）碎玻璃（三）澄清1、概述（1）概念：除去玻璃液中可見氣泡的過程,.,41,（2）氣體來源配合料料?？障?、配合料水分分解與蒸發(fā)、揮發(fā)分的揮發(fā)、氧化物的氧化還原、耐火材料的孔隙及被侵蝕分解、窯爐氣體的孔隙及被侵蝕分解（3）氣體存在形式A、可見氣泡1%B、溶解：物理溶解、化學(xué)溶解（4）澄清的兩種方法A、氣泡長大B、氣泡變小、溶解澄清與去氣的區(qū)別,.,42,2、澄清過程（1）氣泡的形成和長大（2）氣體的轉(zhuǎn)化與平衡影響因素：溫度、爐內(nèi)壓力與氣氛、氣泡中氣體分壓與種類、玻璃成分與氣體在玻璃液中的擴(kuò)散速度。,.,43,（3）氣體與玻璃液的相互作用,氧氣與熔融液的相互作用SO2與熔融液的相互作用CO2與熔融液的相互作用H2O與熔融液的相互作用,.,44,3、影響玻璃澄清的因素（1）配合料中氣體含率（2）澄清溫度、時間（3）窯壓窯內(nèi)氣體組成或壓力及是否穩(wěn)定（4）氣泡尺寸、玻璃液粘度影響上升速度（5）爐氣組成和壓力（6）玻璃成分,.,45,4、加速澄清的措施（1）延長澄清時間（2）提高澄清溫度（3）玻璃液沸騰攪拌、鼓泡（4）高壓或真空冶煉（5）加澄清劑（四)玻璃液的均化1、概念：成分、溫度2、產(chǎn)生不均質(zhì)體的原因（1）配合料的不均勻性（2）耐火材料被侵蝕（3）熔化制度不穩(wěn)定（4）玻璃液導(dǎo)熱性差（5）熔窯的加熱和冷卻,.,46,3、均化過程（1）不均質(zhì)體擴(kuò)散：從高濃度到低濃度（2）玻璃液對流均化：縱向、橫向、深向（3）因氣泡上升而引起的攪拌均化作用4、影響均化的因素粘度、表面張力、液流、機(jī)械攪拌、鼓泡、輔助電加熱、配合料的均勻度、配合料的預(yù)處理、熔窯結(jié)構(gòu),.,47,（五）冷卻1、目的：104PaS左右2、要求適合成型的溫度、不破壞玻璃液的均勻性、不產(chǎn)生二次氣泡3、二次氣泡（1）特點均勻分布、直徑小于0.1毫米、數(shù)量多、不容易消除,.,48,（2）產(chǎn)生原因A、溶解氣體的析出B、碳酸鹽、硫酸鹽的分解C、流股間的化學(xué)作用D、耐火材料的作用E、含鋇玻璃高溫分解F、電化學(xué)反應(yīng)4、冷卻方法：自然、強(qiáng)制,.,49,三影響熔制過程的因素,一、玻璃的化學(xué)組成二、配合料的物理狀態(tài)（一）原料的選擇（二）配合料的均勻性、粒度、顆粒組成三、加速劑、澄清劑的應(yīng)用四、加料方式：配合料是否與碎玻璃均勻混合、料層厚度、投料機(jī)五、熔制制度（一）T（二）氣氛、窯壓（含高壓與真空冶煉）（三）液面（四）泡界線,.,50,六、耐火材料質(zhì)量七、機(jī)械攪拌、鼓泡、浸沒式燃燒（一）浸沒式燃燒作用特點1、熱利用率高2、熔化率高，熔化面積小3、燃燒生成物使玻璃液充分混合4、玻璃液承受最高溫度而非砌體（二）浸沒式燃燒器安裝方式：池底、池壁（三）使用注意事項1、燃燒器空氣和煤氣壓力須大于玻璃液靜壓力2、在一定溫度加料時，首先應(yīng)當(dāng)加入碎玻璃3、生料和碎玻璃應(yīng)在兩燃燒器之間較冷的地方加入4、若所加料是粉料，應(yīng)加到液面以下5、燃燒器與壁聯(lián)結(jié)處玻璃液粘度大，可以防止泄露,.,51,6、燃燒器中燃料應(yīng)該完全燃燒7、氣泡排除：熔化池、爐坎、澄清部八、電輔助加熱（一）電熱元件：電極、電阻1、電極材料：石墨、鉬、氧化錫、鐵2、特點：熔化率高、玻璃質(zhì)量好、熱效率高、減輕對窯體的損壞、自動控制，操作條件好3、電極的布置：垂直、水平4、輔助電加熱部位：宜在澄清帶、引上室、工作口；不宜在冷卻部、投料口（若料層厚，流動困難，可設(shè)在投料口）,.,52,四玻璃熔窯,一、作用：把合格的配合料熔制成無氣泡、條紋、析晶的透明玻璃液，并使其冷卻到所需的成型溫度。二、分類：,.,53,三、熔窯構(gòu)成（一）熔制部分包括：投料口、熔化部、卡脖、冷卻部（二）燃料燃燒部分包括：小爐、噴槍（三）余熱回收部分包括：蓄熱室或換熱器（四）排煙供氣部分包括：分支煙道、支煙道、總煙道以及分支煙道閘板、總煙道閘板、空氣交換器、助燃風(fēng)機(jī)、風(fēng)管等,.,54,四、熔窯工作過程,浮法生產(chǎn)用橫焰窯工作原理圖,配合料由投料口進(jìn)入熔化部，由窯的一側(cè)的小爐噴焰加熱，火焰把熱量傳給配合料，熔化與澄清后的玻璃液進(jìn)入冷卻部，經(jīng)流槽口進(jìn)入錫槽。燃燒后的廢氣進(jìn)入另一側(cè)的小爐，經(jīng)蓄熱室、煙道、煙囪排出，,橫截面圖,平面圖,.,55,五、熔窯作業(yè)制度（一）溫度制度兩種溫度曲線1、山型溫度曲線熱點突出，泡界線明顯，各處液流軌跡穩(wěn)定，但投料口溫度偏低，熔化用時較長。2、橋型溫度曲線熱點不明顯，位置部穩(wěn)定液流軌跡也不穩(wěn)定，燃料消耗量大。,山型溫度曲線,橋型溫度曲線,.,56,（二）窯壓概念：液面附近的氣壓要求：零壓微正壓。正壓過大：燃料人少困難而降低熔化部溫度；泡界線模糊；冷卻部溫度上升；耐火材料損壞加快。負(fù)壓：冷空氣入窯降低火焰溫度；影響傳熱；影響澄清和均化測壓點：大碹內(nèi)表面，或近液面處（三）泡界線概念：熔化好的與沒有熔化好的玻璃液之間的分界線，是生產(chǎn)流與熱對流達(dá)到平衡的結(jié)果影響因素：投料量與拉引量；料堆寬度與厚度；熱點與投料口溫度差；溫度制度；配合料熔化難易程度等,.,57,（四）液面1、要求做到投料量與玻璃拉引量相適應(yīng)，保持穩(wěn)定。2、投料（1）要求A、投料量與玻璃拉引量適應(yīng)；B、料堆薄而小，不跑偏；C、振動小，落差?。?）投料設(shè)備A、壟式投料機(jī)B、毯式投料機(jī)C、輥式投料機(jī)D、螺旋投料機(jī)E、振動喂料機(jī),.,58,3、液面監(jiān)控設(shè)備（1）鐵鉤；（2）液面鏡；（3）固定式鉑探針；（4）移動式鉑探針（5）核子液面儀（6）氣壓液面控制儀,.,59,六、耐火材料的選用常見配置方案：火焰空間（大碹、胸墻）硅磚；池壁電熔鋯剛玉磚+電熔莫來石磚+粘土磚，或整塊電熔鋯剛玉磚；池底粘土磚，或保溫磚+粘土磚+鋯質(zhì)搗打料+剛玉磚；小爐口電熔鋯剛玉磚；蓄熱室硅磚、粘土磚、高鋁磚、堿性耐火材料；煙道粘土磚,.,60,七、熔窯的節(jié)能通常采用以下措施：1、高溫熔化制度2、熔窯保溫3、廢氣余熱利用4、改進(jìn)玻璃的熔化工藝5、改進(jìn)燃燒技術(shù)6、采用鼓泡與機(jī)械攪拌技術(shù)7、改進(jìn)熔窯結(jié)構(gòu)8、采用輔助電熔及實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。,.,61,第六節(jié)玻璃的成型,成型方法分類,物理成型,.,62,一、浮法成型,成型過程1150左右的玻璃液，通過熔窯與錫槽相連接的流道、流槽，流入熔融的錫液面上，在自身重力、表面張力以及拉引力的作用下，玻璃液攤開成為玻璃帶，在錫槽中完成拋光與拉薄，在錫槽末端的玻璃帶已冷卻到600左右，輥道的拉引把即將硬化的玻璃帶引出錫槽，通過過渡輥臺進(jìn)入退火窯。,1-玻璃液2-流槽3-閘板4-碹頂5-玻璃帶6-錫液7-槽底8-保護(hù)氣體管道9-過渡輥臺,.,63,1、浮法成型的特點,成型時不需克服玻璃自身的重力可以充分發(fā)揮玻璃表面張力的作用玻璃帶橫向溫度均勻可以比較容易地生產(chǎn)特薄和特厚的玻璃成型過程中溫度降落慢、拉引速度快避免了玻璃結(jié)晶缺陷、作業(yè)周期長板寬加大比較容易可以在線生產(chǎn)鍍膜玻璃容易實現(xiàn)切裝機(jī)械化自動化可以比較容易地生產(chǎn)特大片玻璃,.,64,式中，h1、h、dg、d、分別為浮起高度、玻璃自然厚度、玻璃密度、錫液密度。,2、浮法玻璃的成型機(jī)理（1）玻璃液在錫液面上的浮起高度,（2）浮法玻璃自然厚度概念:浮在錫液面上的玻璃液不受到任何外力作用時所顯示的厚度。影響因素:玻璃液的表面張力g、錫液的表面張力t、玻璃液與錫液界面上的表面張力g、t以及玻璃液與錫液的密度dg、d。,.,65,（3）拋光原理,拋光的概念,一般的拋光是指對物件進(jìn)行機(jī)械加工，使它的表面變得十分光滑。,浮法玻璃的拋光過程主要是依賴于玻璃液表面張力的作用一種內(nèi)力的作用實現(xiàn)的。,玻璃的表面張力,不同成分的玻璃液，其表面張力不同，一般變化在（2.203.80）10-1N/m范圍內(nèi)。,對于鈉鈣硅玻璃，表面張力與組成的關(guān)系為：,各種氧化物的表面張力系數(shù),ai氧化物的含量,.,66,錫液的表面張力玻璃液的表面張力,錫液的表面張力,錫槽中的錫液是一種復(fù)雜的溶液，其雜質(zhì)對表面張力的影響很小，可以用純錫液的表面張力來代替。,玻璃與錫液界面上的表面張力,高溫下，玻璃液和錫液是兩種不相容的液體，在它們的界面上存在表面張力。,兩相界面上表面張力與兩相的密度差有關(guān)。,氣相密度液相密度，液-氣界面的表面張力液-液界面的表面張力,.,67,在重力和表面張力平衡時，玻璃液在錫液面上形成約7mm厚的玻璃帶。在拉引略小于平衡厚度的玻璃時，如6-6.5mm，只要適當(dāng)增大拉引速度，對玻璃帶產(chǎn)生一定的拉力就可以了。,（4）拉薄原理,難點,拉引更薄的玻璃,在拉薄過程中，拉力使玻璃變薄，而表面張力有使玻璃增厚的趨勢，使帶寬有收縮的趨勢。,.,68,適宜粘度：106Pas，常用范圍是105.25-106.75Pas,拉薄的方法：,解決辦法,拉薄的適宜粘度,拉薄的方法,徐冷法,重新加熱法,拉薄的措施,高速拉引,施加橫向拉力,.,69,（5）拉邊器的配置A、原理：通過調(diào)節(jié)拉邊器安裝位置、角度、運轉(zhuǎn)速度、壓入深度等方法調(diào)節(jié)玻璃帶的厚度。B、數(shù)量：與厚度有關(guān)。,使用中的拉邊器,.,70,厚玻璃是指大于平衡厚度的玻璃,（6）厚玻璃生產(chǎn)原理,當(dāng)玻璃液厚度大于平衡厚度時，重力和側(cè)向力的合力大于表面張力的合力，合力方向使玻璃展薄，合力Fc稱為展薄力。,玻璃愈厚，展薄力愈大。要獲得厚玻璃，必須有一個阻擋力F0來平衡展薄力Fc，即,.,71,3、錫的物理性質(zhì)向錫槽中所加的錫為錫錠，易氧化成氧化亞錫、氧化錫，儲存溫度不當(dāng)會發(fā)生晶體轉(zhuǎn)變而粉化。,錫錠,.,72,4保護(hù)氣體作用：防止錫的氧化以保持玻璃的拋光度，減少產(chǎn)生虹彩、沾錫、光畸變等缺陷，減少錫的損失等。組成：一般，保護(hù)氣體由N2+H2組成。,5超薄玻璃的生產(chǎn)（1）概念：3mm以下的平板玻璃稱為薄玻璃，而厚度在1.5mm以下的稱為超薄玻璃。,.,73,（2）主要生產(chǎn)難點A、玻璃板厚薄差小，對玻璃原片的厚薄差要求小于0.05mm；B、有波紋度的特別要求，一般要求是0.15Um/20mm；C、玻璃質(zhì)量要求極高，幾乎要求無氣泡、雜物、鉛錫等；D、包裝要求質(zhì)量高，不能有任何細(xì)小劃傷，貯存周期要求長，對包裝紙等都有特殊要求。（3）生產(chǎn)方法A、電極法B、擋墻拉邊機(jī)法,電極法,擋墻拉邊機(jī)法法,.,74,6、厚玻璃的生產(chǎn)方法（1）拉邊機(jī)法（簡稱RADS法，也叫倒八字拉邊機(jī)積厚法）（2）擋墻拉邊機(jī)法（簡稱DT法）,.,75,7、浮法成型的幾種缺陷,（1）“彩虹”：SnO+1/2O2=SnO2（2）沾錫Sn2+對金屬錫的粘附力，通常沾錫呈細(xì)粒的點狀，嚴(yán)重時則呈片狀。（3）“斑點”（或光畸變點）玻璃表面的微笑凹陷，其形狀呈平滑的圓形。這種斑點缺陷損害了玻璃的光學(xué)質(zhì)量，使觀察到的物象發(fā)生畸變。產(chǎn)生的原因：SnO和SnS蒸汽的聚集冷凝。（4）“小波紋”玻璃表面的微細(xì)不平整缺陷。產(chǎn)生的原因：高溫區(qū)溫度不均勻；錫液中的氧被氧化為氧化錫，體積局部膨脹而產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)玻璃溫度低時，應(yīng)力來不及消失，在玻璃的繼續(xù)冷卻過程中產(chǎn)生不均勻收縮，從而促進(jìn)了小波紋的形成。,.,76,8、錫槽的工藝分區(qū),（1）拋光區(qū)功能：使從流槽流入錫槽的玻璃液在這里攤平拋光。溫度：不低于1000，不大于103PaS。停留時間：不得少于1.7min。此區(qū)不能采用強(qiáng)制冷卻。（2）預(yù)冷區(qū)功能：為了滿足成型時的溫度和粘度，需有個冷卻過程。溫度：1100900左右，大于104PaS為了防止玻璃帶的擺動，常在此區(qū)的兩側(cè)安置拉邊機(jī)。一般此區(qū)的長度為56m。此區(qū)可以采用強(qiáng)制冷卻。（3）拉?。ɑ蛟龊瘢﹨^(qū)溫度：大約為900780，適宜的展薄粘度為104.255.75PaS。此區(qū)的長度為錫槽寬度長度的3/52/3。（4）冷卻區(qū)溫度：降至600650目的：增大玻璃粘度，使之足以在保持原狀的情況下拉出錫槽進(jìn)入退火區(qū)。,.,77,二、平拉成型,（一）原理1、板根形成玻璃液被引磚分流，在引磚上的液面由兩塊“硬皮”合成板根。2、邊子形成依靠拉邊輥和邊部冷卻形成穩(wěn)定邊子。3、板面拉伸向上拉力需要克服轉(zhuǎn)向輥摩擦力、玻璃液表面張力、粘滯力、重力等的作用。4、轉(zhuǎn)向玻璃呈粘彈性狀態(tài)時轉(zhuǎn)向。,.,78,(二)成型過程,從成型室淺層玻璃液的自由液面引出原板，經(jīng)過轉(zhuǎn)向輥轉(zhuǎn)向90由垂直拉引變?yōu)樗嚼?，?jīng)過退火后切割成原片。,與引上法相比：成型速度快，生產(chǎn)周期長，產(chǎn)品質(zhì)量高；與浮法相比：便于控制厚度，易生產(chǎn)1mm以下的薄玻璃。,.,79,（三）幾個部件作用,1、C型磚分隔空間，阻擋浮渣。2、引磚分流、擋熱，穩(wěn)定板根。3、主水包穩(wěn)定氣流，冷卻板根。4、唇磚（或L型磚）穩(wěn)定氣流，平衡板根內(nèi)外冷卻強(qiáng)度，便于打爐。5、轉(zhuǎn)向輥使玻璃帶轉(zhuǎn)向,.,80,主要成型設(shè)備：槽子磚、冷卻機(jī)、引上機(jī),三、垂直成型,有槽引上法,玻璃液從唇形的槽口引出，經(jīng)過冷卻水包的硬化，在引上機(jī)機(jī)膛內(nèi)退火后切割成原片。,.,81,用一塊沉在玻璃液中引磚與上面的冷卻水包一起形成板根。,無槽引上法,生產(chǎn)控制難度較大，不易生產(chǎn)2mm以下的薄玻璃,.,82,四、壓延法,用來制造刻花玻璃、夾絲玻璃及少量特殊用途的平板玻璃。,間歇壓延法：將玻璃液倒在澆鑄臺的金屬板上，然后用沉重的金屬輥壓延使之變?yōu)槠桨宀ＡА?連續(xù)壓延法：玻璃液由池窯的溢流槽連續(xù)流出，流入壓延機(jī)被輥壓成一定厚度的玻璃帶,經(jīng)輥道輸送進(jìn)入連續(xù)式退火窯中退火。,半連續(xù)壓延法：從池窯或坩堝窯中取出一定量的玻璃液，傾倒在兩根直徑相同的壓輥之間，兩個壓輥相向轉(zhuǎn)動，使玻璃液從輥間輥壓成板狀。,.,83,第七節(jié)玻璃缺陷,缺陷種類：氣泡、條紋、結(jié)石一、氣泡（一）一次氣泡（也叫殘留氣泡）產(chǎn)生的原因：玻璃液澄清不良，沒有將配合料中分解放出的氣體全部排除。防止措施：嚴(yán)格遵守配料與熔制制度；調(diào)整熔制制度、改變澄清劑種類和用量；適當(dāng)改變玻璃成分，使熔體的粘度和表面張力降低。,.,84,（二）二次氣泡產(chǎn)生的原因：澄清好的玻璃液由于溫度、氣氛或壓力波動而重新析出的微小氣泡。（三）耐火材料氣泡概念：玻璃液與耐火材料間的物理化學(xué)作用產(chǎn)生的氣泡。產(chǎn)生的原因：毛細(xì)管作用，玻璃液進(jìn)入縫隙而將氣體擠出而成氣泡。耐火材料所含F(xiàn)e的氧化物對玻璃液中殘留的鹽類的分解起著催化作用，這使玻璃液產(chǎn)生氣泡。由還原焰燒成的耐火材料，在其表面上或縫隙中會留有碳素，這些碳素與玻璃液中的變價氧化物作用而生成氣泡。,.,85,防止措施：提高耐火材料的質(zhì)量降低氣孔率；在熔制工藝操作上嚴(yán)格遵守作業(yè)制度；減少溫度的波動。（四）鐵器引起的鐵泡產(chǎn)生的原因：金屬鐵進(jìn)入玻璃液將受到氧化而溶解，使玻璃變成褐色。與此同時，鐵中的碳素被氧化成CO或CO2氣泡。（五）外界空氣氣泡產(chǎn)生的原因：在玻璃成型時，由于挑料操作不當(dāng)，容易產(chǎn)生氣泡。特點：氣泡比較大，一般在2mm以上，并且常出現(xiàn)在制品的固定部位，但分布不規(guī)則。,.,86,二、條紋與節(jié)瘤1、概念：玻璃中存在的、與主體玻璃成分、性能不同的部分。條紋條狀、纖維狀節(jié)瘤塊狀、片狀、顆粒狀2、產(chǎn)生原因：（1）玻璃液化學(xué)成分不均勻、熔化不均勻、熔制制度不穩(wěn)定（2）窯旋液滴引起條紋和節(jié)瘤（3）耐火材料被侵蝕（4）結(jié)石熔化（5）氣氛：還原氣氛使表面張力增大20%，熔體中心表面張力較小的部分翻到表面。,.,87,3、分類硅質(zhì)玻璃狀夾雜物由富硅質(zhì)玻璃產(chǎn)生的線道、結(jié)節(jié)和條紋。主要原因是原料配制和熔制不當(dāng)及耐火材料的侵蝕而引起的。鋁硅質(zhì)玻璃狀夾雜物大部分來自電容磚、粘土磚、高鋁磚等耐火材料的侵蝕，或玻璃配合料中混入高鋁質(zhì)的粘土所致。,.,88,三、結(jié)石（一）配合料結(jié)石：配合料中未熔化的顆粒1、特征：大多為石英顆粒，色澤呈白色，棱角模糊，表面常有溝槽，周圍有一層SiO2含量較高的無色圈，邊緣往往會出現(xiàn)方石英和鱗石英的晶體。2、原因：配合料結(jié)石的產(chǎn)生不僅與配合料的制備質(zhì)量有關(guān)，也與熔制的加料方式、熔制溫度的高低與波動等有關(guān)。,掃描電鏡下的結(jié)石,.,89,（二）耐火材料結(jié)石1、概念：當(dāng)耐火材料受到侵蝕剝落，或在高溫下玻璃液與耐火材料相互作用后有些碎屑就可能夾雜到玻璃