玻璃生產工藝

會計學1玻璃生產工藝一、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穩(wěn)定性、力學性能、電學性能、熱學性能，但含量過多時使熔制的玻璃液粘度過大。（一）硅砂常用硅砂純凈硅砂硅砂礦硅砂顆粒放大圖第1頁/共93頁硅砂性能1、外觀：質地純凈的硅砂為白色，一般硅砂因含有鐵的氧化物和有機質而呈淡黃色、紅褐色。2、化學組成：它的主要成分是SiO2，另含有少量的Al2O3、Na2O、K2O、CaO等無害雜質。主要的有害雜質為氧化鐵，它能使玻璃著成藍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，其鋁鐵含量也越大，玻璃生產要求的粒徑應在0.15～O.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。第2頁/共93頁（二）砂巖是由石英顆粒和粘性物質在地質高壓下膠結而成的堅實致密的巖石。根據粘性物質的性質可分為粘土質砂巖、長石質砂巖和鈣質砂巖。所以砂巖成分不僅取決于石英顆粒，而且與粘性物質的種類和含量有關。砂巖中的有害雜質是氧化鐵。第3頁/共93頁硅質原料的成分范圍(％)SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOH2O硅砂90-981-50.1-0.20.1-10-0.21-3砂巖95-980.3-0.50.1-0.30.05-0.150.1-0.150.2-0.5第4頁/共93頁

二、引人Al203的原料1．長石質量要求是：A12O3＞16％；Fe203＜0.3％；R20＞12％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，提高化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機械強度、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。第5頁/共93頁

2．高嶺土

質量要求是：A1203＞25％；Fe2O3＜O.4％。表2—3—2為長石和高嶺土的成分范圍。高齡土煅燒高齡土高齡土粉第6頁/共93頁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第7頁/共93頁三、引人Na2O的原料

（一）純堿純堿是微細白色粉末，易溶于水，它是一種含雜質少的工業(yè)產品，主要雜質有NaCl(不大于1％)。純堿易潮解、結塊，它的水含量通常波動在9％～10％之間，應儲存在通風干燥的庫房內。質量要求：Na2C03＞98％；NaCl＜1％；Na2SO4＜0.1％；Fe203＜O.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，降低熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和機械強度。第8頁/共93頁2．芒硝(Na2SO4)有無水芒硝和含水芒硝(Na2SO4·10H20)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、易產生芒硝泡，當還原劑使用過多時，Fe2O3還原成FeS而使玻璃著成棕色。質量要求是：Na2SO4＞85％；NaCl＜2％；CaSO4＜4％；Fe203＜O．3％；H20＜5％天然芒硝無水芒硝袋裝無水芒硝芒硝礦第9頁/共93頁

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。對含鈣原料的質量要求是：CaO≥50％；Fe203＜0.15％。天然石灰石石灰石礦山方解石透明方解石方解石礦山第10頁/共93頁

五、引人MgO的原料

主要為白云石(MgCO3·CaCO3)，呈藍白色、淺灰色、黑灰色。質量要求：MgO≥20％；CaO≤32％；Fe203＜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。第11頁/共93頁六、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，目前已很少使用。氧化銻顆粒純氧化銻粉純氧化砷粉第12頁/共93頁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、紫色組成的微透明的巖石。氟硅酸鈉是工業(yè)副產品。螢石螢石晶體螢石塊料螢石礦山一角氟硅酸鈉氟硅酸鈉第13頁/共93頁七、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。第14頁/共93頁（4）銅化合物的原料：藍綠色晶體的硫酸銅(CuSO4)、黑色粉末的氧化銅(CuO)、紅色結晶粉末的氧化亞銅(Cu2O)。熱分解后的CuO使玻璃著成湖藍色。軟錳礦氧化錳礦山氧化錳礦石氧化鈷三氧化二鉻硫酸銅第15頁/共93頁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。銅紅盤金紅玻璃第16頁/共93頁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第17頁/共93頁八、脫色劑

按脫色機理可分為化學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、碎玻璃第18頁/共93頁第三節(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）有利于物料精選第19頁/共93頁2、原料加工工藝流程第20頁/共93頁二、原料的破碎與粉碎（一）選擇設備1、原則：根據原料塊度、硬度、粉碎程度、設備性能等選擇。2、破、粉碎設備性能特征(1)顎式破碎機構造簡單、維修方便、機體堅固，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備。其不足之處是破碎比不大，一般為4～6。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，動顎遠離定顎，則進料和出料。第21頁/共93頁(2)反擊式破碎機物料在打擊板與反擊板之間反復受到打擊、碰撞而破碎適宜對硬脆礦物進行中碎，具有破碎比大、效率高、電耗小、生產能力大、產物粒度均勻、構造簡單等優(yōu)點，其不足之處是板錘和反擊板磨損大，須經常更換。它主要用來進行砂巖的中碎。第22頁/共93頁(3)對輥粉碎機優(yōu)點：過粉碎的物料少，能破碎堅硬的物料，設備的磨損小，常用作中塊砂巖的細碎設備。缺點：入料粒度不能過大、產量偏低、噪聲和震動大。相對轉動的主動輥和從動輥，將物料拽入兩輥之間，壓碎物料。第23頁/共93頁（4）錘式破碎機適于中等硬度物料的中、細碎，具有較高的粉碎比（10～50），產品粒度較細、機體緊湊，但錘子的磨損較大，不適合潮濕、粘性物料。物料經受錘頭沖擊、襯板碰撞，合格物料從蓖條縫排除。第24頁/共93頁3、選用設備：砂巖——顎式破碎機、對輥、自磨機等；石灰石、白云石——顎式破碎機、錘式破碎機、反擊式破碎機等；長石——顎式破碎機、反擊式破碎機等；純堿、芒硝——籠形碾等。（二）選擇流程：

1、間歇破碎

2、開路破碎

3、閉路破碎第25頁/共93頁工作原理

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，因而產量低第26頁/共93頁2、機械振動篩主要用來篩分砂巖。其優(yōu)點是篩分效率高、構造簡單、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易蹦大顆粒。第27頁/共93頁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。第28頁/共93頁四、配合料的制備（一）質量要求

1、正確性、穩(wěn)定性

2、均勻性

3、恰當的顆粒度與顆粒組成

4、一定的氣體含率

5、一定的水分含率第29頁/共93頁（二）稱量

1、要求：快、準

2、稱量設備：（1）電子自動秤PCS型電子自動配料秤失重微機配料控制系統(tǒng)自動化程度高，稱量速度快，價格較高第30頁/共93頁（2）臺秤自動化程度低，稱量速度慢，價格相對便宜第31頁/共93頁（三）混合

1、混合機理對流混合擴散混合剪切混合

2、混合設備（1）種類：重力混合機強制混合機（2）常用混合機QH式混合機V型混合機雙錐混合機槳葉式混合機鼓形混合機

目前浮法玻璃生產企業(yè)更多用艾立赫式混合機，不僅機內槳葉轉動，混合機下底盤也轉動，使物料運動軌跡更加復雜，混合效果更好。第32頁/共93頁(四)影響因素

1、物料的物理性質(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，但減小混合機有效利用率。第33頁/共93頁第四節(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物理過程化學過程物理化學過程1．配合料加熱1．固相反應1．共熔體的生成2．配合料脫水2．各種鹽類分解2．固態(tài)溶解、液態(tài)互溶3．各個組分熔化3．水化物分解3．玻璃液、爐氣、氣泡間的相互作用4．晶相轉化4．結晶水分解4．玻璃液與耐火材料間的作用5．個別組分的揮發(fā)5．硅酸鹽的形成與相互作用第34頁/共93頁二、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）產物：SiO2和硅酸鹽形成的不透明燒結物（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，其反應速度也隨著提高；當溫度不變時，反應速度也逐漸減慢；溫度每升高10℃，反應速度約增加10％。（2）反應物量：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：第35頁/共93頁(二)玻璃的形成

1、機理

（1）砂粒表面SiO2斷鍵、溶解（2）溶解的SiO2向熔體擴散

2、作用、特點：

（1）作用：生產含氣泡、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）。第36頁/共93頁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第37頁/共93頁（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)別第38頁/共93頁2、澄清過程（1）氣泡的形成和長大（2）氣體的轉化與平衡影響因素：溫度、爐內壓力與氣氛、氣泡中氣體分壓與種類、玻璃成分與氣體在玻璃液中的擴散速度。

爐氣中氣體氣泡中氣體漂浮排出玻璃液中氣體第39頁/共93頁（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第40頁/共93頁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）玻璃成分第41頁/共93頁

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、產生不均質體的原因（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）玻璃液導熱性差（5）熔窯的加熱和冷卻第42頁/共93頁3、均化過程（1）不均質體擴散：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、機械攪拌、鼓泡、輔助電加熱、配合料的均勻度、配合料的預處理、熔窯結構第43頁/共93頁（五）冷卻1、目的：→104Pa·S左右2、要求適合成型的溫度、不破壞玻璃液的均勻性、不產生二次氣泡3、二次氣泡（1）特點均勻分布、直徑小于0.1毫米、數量多、不容易消除第44頁/共93頁（2）產生原因A、溶解氣體的析出B、碳酸鹽、硫酸鹽的分解C、流股間的化學作用D、耐火材料的作用E、含鋇玻璃高溫分解F、電化學反應4、冷卻方法：自然、強制第45頁/共93頁三影響熔制過程的因素一、玻璃的化學組成二、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）泡界線第46頁/共93頁六、耐火材料質量七、機械攪拌、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，首先應當加入碎玻璃3、生料和碎玻璃應在兩燃燒器之間較冷的地方加入4、若所加料是粉料，應加到液面以下5、燃燒器與壁聯(lián)結處玻璃液粘度大，可以防止泄露第47頁/共93頁6、燃燒器中燃料應該完全燃燒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，可設在投料口）第48頁/共93頁四玻璃熔窯一、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：連續(xù)式窯按熔制過程的連續(xù)性分間歇式窯按使用的熱源分電熱窯火焰窯火焰-電熱窯按窯內火焰流動走向分橫火焰窯馬蹄焰窯縱火焰窯換熱式窯按廢氣余熱回收設備分蓄熱式窯第49頁/共93頁三、熔窯構成（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、助燃風機、風管等第50頁/共93頁四、熔窯工作過程浮法生產用橫焰窯工作原理圖配合料由投料口進入熔化部，由窯的一側的小爐噴焰加熱，火焰把熱量傳給配合料，熔化與澄清后的玻璃液進入冷卻部，經流槽口進入錫槽。燃燒后的廢氣進入另一側的小爐，經蓄熱室、煙道、煙囪排出，橫截面圖平面圖第51頁/共93頁五、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第52頁/共93頁（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，是生產流與熱對流達到平衡的結果影響因素：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第53頁/共93頁（四）液面1、要求做到投料量與玻璃拉引量相適應，保持穩(wěn)定。2、投料（1）要求A、投料量與玻璃拉引量適應；B、料堆薄而小，不跑偏；C、振動小，落差?。?）投料設備A、壟式投料機B、毯式投料機C、輥式投料機D、螺旋投料機E、振動喂料機第54頁/共93頁3、液面監(jiān)控設備（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）氣壓液面控制儀第55頁/共93頁六、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——粘土磚第56頁/共93頁七、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、改進玻璃的熔化工藝5、改進燃燒技術6、采用鼓泡與機械攪拌技術7、改進熔窯結構8、采用輔助電熔及實現生產自動化。第57頁/共93頁第六節(jié)玻璃的成型成型方法分類物理成型熱塑成型成型冷成型化學成型吹制成型拉制成型壓制成型壓延成型澆鑄成型離心成型噴吹成型浮法成型第58頁/共93頁

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-保護氣體管道9-過渡輥臺第59頁/共93頁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晶缺陷、作業(yè)周期長板寬加大比較容易可以在線生產鍍膜玻璃容易實現切裝機械化自動化可以比較容易地生產特大片玻璃第60頁/共93頁式中，h1、h、dg、dτ、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σg、錫液的表面張力σt、玻璃液與錫液界面上的表面張力σg、σt以及玻璃液與錫液的密度dg、dτ。第61頁/共93頁（3）拋光原理拋光的概念一般的拋光是指對物件進行機械加工，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——一種內力的作用實現的。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（2.20—3.80）×10-1N/m范圍內。對于鈉鈣硅玻璃，表面張力與組成的關系為：——各種氧化物的表面張力系數ai——氧化物的含量第62頁/共93頁錫液的表面張力＞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雜的溶液，其雜質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。氣相密度＜液相密度，液-氣界面的表面張力＞液-液界面的表面張力第63頁/共93頁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，只要適當增大拉引速度，對玻璃帶產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。第64頁/共93頁適宜粘度：106Pa·

s

，常用范圍是105.25-106.75Pa·

s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第65頁/共93頁（5）拉邊器的配置A、原理：通過調節(jié)拉邊器安裝位置、角度、運轉速度、壓入深度等方法調節(jié)玻璃帶的厚度。B、數量：與厚度有關。使用中的拉邊器玻璃厚度(mm)54321.6拉邊器配用臺數(臺)12-33-44-57第66頁/共93頁厚玻璃是指大于平衡厚度的玻璃（6）厚玻璃生產原理當玻璃液厚度大于平衡厚度時，重力和側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，即第67頁/共93頁3、錫的物理性質向錫槽中所加的錫為錫錠，易氧化成氧化亞錫、氧化錫，儲存溫度不當會發(fā)生晶體轉變而粉化。性質單位數值性質單位數值密度熔點沸點導熱率(200℃)g/cm3℃℃W/(m·K)7.298231.96227065.73熔化潛熱蒸發(fā)潛熱固-液相體積變化表面張力（232℃）J/gJ/g%N/m60.330182.7531×10-3波長μm12471012反光能力%546172818485錫錠第68頁/共93頁4．保護氣體作用：防止錫的氧化以保持玻璃的拋光度，減少產生虹彩、沾錫、光畸變等缺陷，減少錫的損失等。組成：一般，保護氣體由N2+H2組成。部位中部首部尾部H2(％)4～66～78～9N2(％)96～9494～9392～915．超薄玻璃的生產（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。第69頁/共93頁（2）主要生產難點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、玻璃質量要求極高，幾乎要求無氣泡、雜物、鉛錫等；D、包裝要求質量高，不能有任何細小劃傷，貯存周期要求長，對包裝紙等都有特殊要求。（3）生產方法A、電極法B、擋墻拉邊機法電極法擋墻拉邊機法法第70頁/共93頁6、厚玻璃的生產方法（1）拉邊機法（簡稱RADS法，也叫倒八字拉邊機積厚法）（2）擋墻拉邊機法（簡稱DT法）

第71頁/共93頁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，通常沾錫呈細粒的點狀，嚴重時則呈片狀。（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質量，使觀察到的物象發(fā)生畸變。產生的原因：SnO和SnS蒸汽的聚集冷凝。（4）“小波紋”玻璃表面的微細不平整缺陷。產生的原因：①高溫區(qū)溫度不均勻；②錫液中的氧被氧化為氧化錫，體積局部膨脹而產生應力，當玻璃溫度低時，應力來不及消失，在玻璃的繼續(xù)冷卻過程中產生不均勻收縮，從而促進了小波紋的形成。第72頁/共93頁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℃，η不大于103Pa·S。停留時間：不得少于1.7min。此區(qū)不能采用強制冷卻。（2）預冷區(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：1100℃→900℃左右，η大于104Pa·S

為了防止玻璃帶的擺動，常在此區(qū)的兩側安置拉邊機。一般此區(qū)的長度為5～6m。此區(qū)可以采用強制冷卻。（3）拉?。ɑ蛟龊瘢﹨^(qū)溫度：大約為900～780℃，適宜的展薄粘度為

104.25～5.75Pa·S。此區(qū)的長度為錫槽寬度長度的3/5～2/3。（4）冷卻區(qū)溫度：降至600～650℃

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入退火區(qū)。第73頁/共93頁二、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向輥摩擦力、玻璃液表面張力、粘滯力、重力等的作用。4、轉向玻璃呈粘彈性狀態(tài)時轉向。第74頁/共93頁(二)成型過程從成型室淺層玻璃液的自由液面引出原板，經過轉向輥轉向90°由垂直拉引變?yōu)樗嚼?，經過退火后切割成原片。

與引上法相比：成型速度快，生產周期長，產品質量高；與浮法相比：便于控制厚度，易生產1mm以下的薄玻璃。第75頁/共93頁（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，平衡板根內外冷卻強度，便于打爐。5、轉向輥使玻璃帶轉向第76頁/共93頁主要成型設備：槽子磚、冷卻機、引上機三、垂直成型有槽引上法玻璃液從唇形的槽口引出，經過冷卻水包的硬化，在引上機機膛內退火后切割成原片。第77頁/共93頁用一塊沉在

玻璃液中引磚與上面的冷卻水包一起形成板根。

無槽引上法生產控制難度較大，不易生產2mm以下的薄玻璃第78頁/共93頁四、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Ａ?。連續(xù)壓延法：玻璃液由池窯的溢流槽連續(xù)流出，流入壓延機被輥壓成一定厚度的玻璃帶,經輥道輸送進入連續(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，兩個壓輥相向轉動，使玻璃液從輥間輥壓成板狀。第79頁/共93頁第七節(jié)玻璃缺陷缺陷種類：氣泡、條紋、結石一、氣泡

（一）一次氣泡（也叫殘留氣泡）

?

產生的原因：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：①嚴格遵守配料與熔制制度；②調整熔制制度、改變澄清劑種類和用量；③適當改變玻璃成分，使熔體的粘度和表面張力降低。第80頁/共93頁（二）二次氣泡?產生的原因：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作用產生的氣泡。

?產生的原因：①毛細管作用，玻璃液進入縫隙而將氣體擠出而成氣泡。②耐火材料所含Fe

的氧化物對玻璃液中殘留的鹽類的分解起著催化作用，這使玻璃液產生氣泡。③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。第81頁/共93頁?防止措施：①提高耐火材料的質量降低氣孔率；②在熔制工藝操作上嚴格遵守作業(yè)制度；③減少溫度的波動。（四）鐵器引起的鐵泡?產生的原因：金屬鐵進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?產生的原因：在玻璃成型時，由于挑料操作不當，容易產生氣泡。?特點：氣泡比較大，一般在2mm以上，并且常出現在制品的固定部位，但分布不規(guī)則。第82頁/共93頁二、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、產生原因：（1）玻璃液化學成分不均勻、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。第83頁/共93頁3、分類?硅質玻璃狀夾雜物

由富硅質玻璃產生的線道、結節(jié)和條紋。主要原因是原料配制和熔制不當及耐火材料的侵蝕而引起的。?鋁硅質玻璃狀夾雜物

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的粘土所致。第84頁/共93