《玻璃生产工艺》PPT课件.ppt

玻璃生产工艺玻璃生产工艺第一节第一节 概述概述玻璃生产基本流程玻璃生产基本流程成成分分设设计计原原料料加加工工配配合合料料制制备备熔熔化化成成型型退退火火缺缺陷陷检检验验一一次次制制品品深深加加工工检检验验二二次次制制品品第二节第二节 原原 料料1 1、种类、种类主主要要原原料料：在在一一般般玻玻璃璃中中，它它的的主主要要成成分分有有SiOSiO2 2、NaNa2 2O O、CaOCaO、AlAl2 20 03 3、MgOMgO等等五五种种成成分分，为为引引入入上上述述成成分分而而使使用用的的原原料料称称主主要要原料。原料。辅辅助助原原料料：为为使使玻玻璃璃获获得得某某种种必必要要的的性性质质，或或为为加加速速玻玻璃璃熔熔制制过过程而引入的原料通称为辅助原料。程而引入的原料通称为辅助原料。2 2、原料的选择原则、原料的选择原则(1)(1)原原料料的的质质量量应应符符合合玻玻璃璃制制品品的的技技术术要要求求，其其中中包包括括化化学学成成分分稳稳定定、含含水水量量稳稳定定、颗颗粒粒组组成成稳稳定定、有有害害杂杂质质少少(主主要要指指FeFe2 2O O3 3)等。等。(2)(2)便于在日常生产中调整成分；便于在日常生产中调整成分；(3)(3)适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；(4)(4)对耐火材料的侵蚀要小；对耐火材料的侵蚀要小；(5)(5)原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。一、引人一、引人SiOSiO2 2的原料的原料作作用用：SiO2是是玻玻璃璃中中最最主主要要的的成成分分，它它使使玻玻璃璃具具有有高高的的化化学学稳稳定定性性、力力学学性性能能、电电学学性性能能、热热学学性性能能，但但含含量过多时使熔制的玻璃液粘度过大。量过多时使熔制的玻璃液粘度过大。（一）硅砂（一）硅砂常用硅砂常用硅砂纯净硅砂纯净硅砂硅砂矿硅砂矿硅砂颗粒放大图硅砂颗粒放大图硅砂性能硅砂性能1 1、外外观观：质质地地纯纯净净的的硅硅砂砂为为白白色色，一一般般硅硅砂砂因因含含有有铁铁的的氧氧化化物和有机质而呈淡黄色、红褐色。物和有机质而呈淡黄色、红褐色。2 2、化化学学组组成成：它它的的主主要要成成分分是是SiOSiO2 2，另另含含有有少少量量的的AlAl2 2O O3 3、NaNa2 2O O、K K2 2O O、CaOCaO等等无无害害杂杂质质。主主要要的的有有害害杂杂质质为为氧氧化化铁铁，它它能能使使玻玻璃璃着着成成蓝蓝绿绿色色而而影影响响玻玻璃璃透透明明度度。有有些些硅硅砂砂中中尚尚含含有有CrCr2 20 03 3，它它的的着着色色能能力力比比FeFe2 2O O3 3大大3-53-5倍倍，使使玻玻璃璃着着成成绿绿色色；TiOTiO2 2使使玻玻璃璃着着成成黄黄色色，若若与与氧氧化化铁铁同同时时存存在在可可使使玻玻璃璃着着成成黄黄褐色。褐色。3 3、颗颗粒粒组组成成：通通常常颗颗粒粒度度越越细细，其其铝铝铁铁含含量量也也越越大大，玻玻璃璃生生产要求的粒径应在产要求的粒径应在0.150.15O.8mmO.8mm之间。之间。4 4、矿矿物物组组成成：与与其其伴伴生生的的无无害害矿矿物物有有长长石石、高高岭岭石石、白白云云石石、方方解解石石等等；与与其其伴伴生生的的有有害害矿矿物物主主要要有有赤赤铁铁矿矿、磁磁铁铁矿矿、钛铁矿等。钛铁矿等。（二）砂岩（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。化铁。硅质原料的成分范围硅质原料的成分范围()SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOH2O硅砂硅砂90-981-50.1-0.20.1-10-0.21-3砂岩砂岩95-980.3-0.50.1-0.30.05-0.150.1-0.150.2-0.5 二、引人二、引人AlAl2 20 03 3的原料的原料1 1长石长石质量要求是：质量要求是：A1A12 2O O3 31616；FeFe2 20 03 30.30.3；R R2 20 01212 钠长石钠长石钙长石钙长石钾长石钾长石钾长石矿钾长石矿钠长石矿钠长石矿作用：降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性、热稳定性、作用：降低玻璃的析晶倾向，提高化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率，减弱玻璃的脆性，减轻玻璃液机械强度、硬度和折射率，减弱玻璃的脆性，减轻玻璃液对耐火材料的侵蚀，有助于氟化物的浮浊。对耐火材料的侵蚀，有助于氟化物的浮浊。2 2高岭土高岭土质量要求是质量要求是：A120325；Fe2O3O.4。表。表232为长石和高岭土的成分范围。为长石和高岭土的成分范围。高龄土高龄土煅烧高龄土煅烧高龄土高龄土粉高龄土粉3 3、腊石、腊石玻璃成分中需要存在碱金属氧化物时，引入玻璃成分中需要存在碱金属氧化物时，引入A1203叶腊石叶腊石叶腊石叶腊石叶腊石叶腊石黄腊石黄腊石彩腊石彩腊石三、引人三、引人Na2O的原料的原料（一）纯碱（一）纯碱纯纯碱碱是是微微细细白白色色粉粉末末，易易溶溶于于水水，它它是是一一种种含含杂杂质质少少的的工工业业产品，主要杂质有产品，主要杂质有NaCl(NaCl(不大于不大于1 1)。纯纯碱碱易易潮潮解解、结结块块，它它的的水水含含量量通通常常波波动动在在9 91010之之间间，应储存在通风干燥的库房内。应储存在通风干燥的库房内。质质量量要要求求：NaNa2 2C0C03 39898；NaClNaCl1 1；NaNa2 2SOSO4 40.10.1；FeFe2 20 03 3O.1O.1。纯碱纯碱纯碱库纯碱库重碱重碱轻碱轻碱作用：提供游离氧，从而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔作用：提供游离氧，从而降低玻璃粘度，使玻璃易于熔 融，是良好的助溶剂。融，是良好的助溶剂。NaNa2 2O O可增加玻璃的热膨胀系可增加玻璃的热膨胀系 数，降低热稳定性、化学稳定性和机械强度。数，降低热稳定性、化学稳定性和机械强度。2 2芒硝芒硝(Na(Na2 2SOSO4 4)有无水芒硝和含水芒硝有无水芒硝和含水芒硝(Na(Na2 2SOSO4 410H10H2 20)0)两类。两类。使使用用芒芒硝硝不不仅仅可可以以代代碱碱，而而且且又又是是常常用用的的澄澄清清剂剂，为为降降低低芒芒硝硝的的分分解解温温度度常常加加入入还还原原剂剂(主主要要为为碳碳粉粉、煤煤粉粉等等)。使使用用芒芒硝硝缺缺点点：热热耗耗大大、对对耐耐火火材材料料的的侵侵蚀蚀大大、易易产产生生芒芒硝硝泡泡，当当还还原原剂剂使使用用过过多多时时，FeFe2 2O O3 3还还原原成成FeSFeS而而使使玻玻璃着成棕色。璃着成棕色。质质量量要要求求是是：NaNa2 2SOSO4 48585；NaClNaCl2 2；CaSOCaSO4 44 4；FeFe2 20 03 3O O3 3；H H2 20 05 5天然芒硝天然芒硝无水芒硝无水芒硝袋装无水芒硝袋装无水芒硝芒硝矿芒硝矿 四、引人四、引人CaOCaO的原料的原料石灰石、方解石石灰石、方解石两原料均为两原料均为CaCO3，后者的纯度比前者高。，后者的纯度比前者高。对含钙原料的质量要求是：对含钙原料的质量要求是：CaO50；Fe2030.15。天然石灰石天然石灰石石灰石矿山石灰石矿山方解石方解石透明方解石透明方解石方解石矿山方解石矿山 五、引人五、引人MgOMgO的原料的原料主要为白云石主要为白云石(MgCO(MgCO3 3CaCOCaCO3 3)，呈蓝白色、浅灰色、黑灰色。，呈蓝白色、浅灰色、黑灰色。质量要求：质量要求：MgO20MgO20；CaO32CaO32；FeFe2 20 03 30.150.15。白云石白云石白云石白云石白云石粉白云石粉白云石粉白云石粉通常采用石灰石和白云石共同引入通常采用石灰石和白云石共同引入MgOMgO和和CaOCaO。六、澄清剂六、澄清剂 1 1氧化砷和氧化锑氧化砷和氧化锑 均均为为白白色色粉粉末末。与与硝硝酸酸盐盐组组合合作作用用时时，它它低低温温吸吸收收氧氧气气，在高温放出氧气而起澄清作用。在高温放出氧气而起澄清作用。由于由于AsAs2 20 03 3的粉状和蒸气都是极毒物质，目前已很少使用。的粉状和蒸气都是极毒物质，目前已很少使用。氧化锑颗粒氧化锑颗粒纯氧化锑粉纯氧化锑粉纯氧化砷粉纯氧化砷粉2 2硫酸盐原料硫酸盐原料 主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。主要有硫酸钠，它在高温时分解逸出气体而起澄清作用。3 3氟化物类原料氟化物类原料 以以降降低低玻玻璃璃液液粘粘度度而而起起澄澄清清作作用用。对对耐耐火火材材料料侵侵蚀蚀大大，产生的气体产生的气体(HF(HF、SiFSiF4 4)污染环境，目前已限制使用。污染环境，目前已限制使用。萤萤石石：天天然然矿矿物物，是是由由白白、绿绿、蓝蓝、紫紫色色组组成成的的微微透透明明的岩石。的岩石。氟硅酸钠是工业副产品。氟硅酸钠是工业副产品。萤石萤石萤石晶体萤石晶体萤石块料萤石块料萤石矿山一角萤石矿山一角氟硅酸钠氟硅酸钠氟硅酸钠氟硅酸钠七、着色剂七、着色剂1离子着色剂离子着色剂 常用有常用有（1）锰锰化化合合物物的的原原料料：软软锰锰矿矿(MnO2)、氧氧化化锰锰(Mn203)、高高锰锰酸酸钾钾(KMnO4)。Mn2O3使使玻玻璃璃着着成成紫紫色色，若若还还原原成成MnO则为无色。则为无色。（2）钴钴化化合合物物的的原原料料：绿绿色色粉粉末末的的氧氧化化亚亚钴钴(C0O)、深深紫紫色色的的Co2O3和和灰灰色色的的C0304。热热分分解解后后的的CoO使使玻玻璃璃着成天蓝色。着成天蓝色。（3）铬铬化化合合物物的的原原料料：重重铬铬酸酸钾钾(K2Cr2O7)、铬铬酸酸钾钾(K2CrO4)。热分解后的。热分解后的Cr203使玻璃着成绿色。使玻璃着成绿色。（4）铜铜化化合合物物的的原原料料：蓝蓝绿绿色色晶晶体体的的硫硫酸酸铜铜(CuSO4)、黑黑色色粉粉末末的的氧氧化化铜铜(CuO)、红红色色结结晶晶粉粉末末的的氧氧化化亚亚铜铜(Cu2O)。热分解后的。热分解后的CuO使玻璃着成湖蓝色。使玻璃着成湖蓝色。软锰矿软锰矿氧化锰矿山氧化锰矿山氧化锰矿石氧化锰矿石氧化钴氧化钴三氧化二铬三氧化二铬硫酸铜硫酸铜2 2胶体着色剂胶体着色剂（1 1）金化合物的原料：主要是三氯化金）金化合物的原料：主要是三氯化金(AuCl(AuCl3 3)的溶的溶 液，为得到稳定的红色玻璃，应在配合料中加入液，为得到稳定的红色玻璃，应在配合料中加入Sn0Sn02 2。（2 2）银银化化合合物物的的原原料料有有：硝硝酸酸银银(AgNO(AgNO3 3)、氧氧化化银银(Ag(Ag2 20)0)、碳碳酸酸银银(Ag(Ag2 2COCO3 3)。其其中中以以AgN0AgN03 3所所得得的的颜颜色色最最为为均均匀匀，添加添加Sn0Sn02 2能改善玻璃的银黄着色。能改善玻璃的银黄着色。（3 3）铜铜化化合合物物的的原原料料有有：CuCu2 2O O及及CuSOCuSO4 4，添添加加SnOSnO2 2能能改改善善铜红着色。铜红着色。铜红盘铜红盘金红玻璃金红玻璃3化合物着色剂化合物着色剂硒硒与与硫硫化化镉镉：常常用用原原料料有有金金属属硒硒粉粉、硫硫化化镉镉、硒硒化化镉镉。单单体体硒硒使使玻玻璃璃着着成成肉肉红红色色；CdSe着着成成红红色色；CdS使使玻玻璃璃着着成成黄黄色色；Se与与CdS的的不不同同比比例例可可使使玻玻璃璃着着成成由由黄黄到红的系列颜色。到红的系列颜色。镉红镉红-镉黄玻璃棒镉黄玻璃棒硒镉黄硒镉黄硒镉红硒镉红八、脱色剂八、脱色剂 按脱色机理可分为化学脱色剂和物理脱色剂两类。按脱色机理可分为化学脱色剂和物理脱色剂两类。常用物理脱色剂有常用物理脱色剂有SeSe、MnOMnO2 2、NiONiO、C0C02 20 03 3等等 常用的化学脱色剂有常用的化学脱色剂有AsAs2 20 03 3、SbSb2 20 03 3、NaNa2 2S S、硝酸盐等。、硝酸盐等。九、氧化剂和还原剂九、氧化剂和还原剂 在在熔熔制制玻玻璃璃时时能能释释出出氧氧的的原原料料称称氧氧化化剂剂，能能吸吸收收氧氧的的原原料料称称还原剂。还原剂。属氧化剂的原料主要有硝酸盐、氧化铈、属氧化剂的原料主要有硝酸盐、氧化铈、AsAs2 20 05 5、SbSb2 20 05 5等。等。属还原剂的原料主要有碳、酒石酸钾、氧化锡等。属还原剂的原料主要有碳、酒石酸钾、氧化锡等。十、乳浊剂十、乳浊剂 使玻璃产生乳白不透明的原料称乳浊剂。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。最常用的原料有氟化物、磷酸盐等。十一、其他十一、其他 天然碱、珍珠岩、钽铌尾矿、碎玻璃天然碱、珍珠岩、钽铌尾矿、碎玻璃第三节第三节 原料的加工原料的加工概述概述 1、原料加工的意义、原料加工的意义（1）有利于物料流动）有利于物料流动（2）有利于均匀混合）有利于均匀混合（3）加快熔化速度）加快熔化速度（4）有利于物料精选）有利于物料精选2、原料加工工艺流程、原料加工工艺流程二、原料的破碎与粉碎二、原料的破碎与粉碎（一）选择设备（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、原则：根据原料块度、硬度、粉碎程度、设备性能等选择。选择。2、破、粉碎设备性能特征、破、粉碎设备性能特征(1)颚式破碎机颚式破碎机构造简单、维修方构造简单、维修方便、机体坚固，能便、机体坚固，能处理粒度范围大和处理粒度范围大和硬度大的矿物。因硬度大的矿物。因此，至今它仍是广此，至今它仍是广泛使用的粗碎设备。泛使用的粗碎设备。其不足之处是破碎其不足之处是破碎比不大，一般为比不大，一般为4 46 6。它不宜用于片状。它不宜用于片状岩石和湿的塑性物岩石和湿的塑性物料的破碎。料的破碎。动颚靠近定颚，动颚靠近定颚，压碎物料，动颚压碎物料，动颚远离定颚，则进远离定颚，则进料和出料。料和出料。(2)反击式破碎机反击式破碎机 物料在打击物料在打击板与反击板板与反击板之间反复受之间反复受到打击、碰到打击、碰撞而破碎撞而破碎适宜对硬脆矿物进行中碎，具有破碎比大、效率高、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。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。它主要用来进行砂岩的中碎。(3)对辊粉碎机对辊粉碎机 优点：优点：过粉碎的物料过粉碎的物料少，能破碎坚硬的物少，能破碎坚硬的物料，设备的磨损小，料，设备的磨损小，常用作中块砂岩的细常用作中块砂岩的细碎设备。碎设备。缺点：缺点：入料粒度不能入料粒度不能过大、产量偏低、噪过大、产量偏低、噪声和震动大。声和震动大。相对转动的相对转动的主动辊和从主动辊和从动辊，将物动辊，将物料拽入两辊料拽入两辊之间，压碎之间，压碎物料。物料。（4）锤式破碎机）锤式破碎机 适于中等硬度物料的中、细适于中等硬度物料的中、细碎，具有较高的粉碎比（碎，具有较高的粉碎比（10105050），产品粒度较细、机），产品粒度较细、机体紧凑，但锤子的磨损较大，体紧凑，但锤子的磨损较大，不适合潮湿、粘性物料。不适合潮湿、粘性物料。物料经受锤头冲击、物料经受锤头冲击、衬板碰撞，合格物料衬板碰撞，合格物料从蓖条缝排除。从蓖条缝排除。3 3、选用设备：、选用设备：砂岩砂岩颚式破碎机、对辊、自磨机等；颚式破碎机、对辊、自磨机等；石灰石、白云石石灰石、白云石颚式破碎机、锤式破碎颚式破碎机、锤式破碎 机、反击式破碎机机、反击式破碎机等等；长石长石颚式破碎机、反击式破碎机颚式破碎机、反击式破碎机等等；纯碱、芒硝纯碱、芒硝笼形碾等。笼形碾等。（二）选择流程：（二）选择流程：1 1、间歇破碎、间歇破碎 2 2、开路破碎、开路破碎 3 3、闭路破碎、闭路破碎 工作原理工作原理 三、原料的筛分三、原料的筛分（一）筛分作用（一）筛分作用：控制物料粒度：控制物料粒度（二）筛分设备（二）筛分设备 1、六角筛、六角筛适用于筛分砂岩、适用于筛分砂岩、白云石、长石、白云石、长石、石灰石、纯碱、石灰石、纯碱、芒硝等粉料，但芒硝等粉料，但不适用于含水量不适用于含水量高的物料。其优高的物料。其优点是运转平稳、点是运转平稳、密闭性好、振动密闭性好、振动小、噪声小，其小、噪声小，其缺点是筛面利用缺点是筛面利用率仅为整个筛面率仅为整个筛面的的1/61/6，因而产量，因而产量低低 2、机械振动筛、机械振动筛主要用来筛分砂岩。其主要用来筛分砂岩。其优点是筛分效率高、构优点是筛分效率高、构造简单、维修方便、密造简单、维修方便、密闭性好，能分出多种粒闭性好，能分出多种粒级的物料，电耗低。其级的物料，电耗低。其缺点是振动和噪声大，缺点是振动和噪声大，若筛与筛间分隔不当易若筛与筛间分隔不当易蹦大颗粒。蹦大颗粒。3 3、平面摇筛、平面摇筛用于硅用于硅砂筛分砂筛分倾斜安装的筛面倾斜安装的筛面被传动系统带动被传动系统带动而摇动，砂粒从而摇动，砂粒从筛孔漏出，杂物筛孔漏出，杂物从筛低端排除。从筛低端排除。四、配合料的制备四、配合料的制备（一）质量要求（一）质量要求 1、正确性、稳定性、正确性、稳定性 2、均匀性、均匀性 3、恰当的颗粒度与颗粒组成、恰当的颗粒度与颗粒组成 4、一定的气体含率、一定的气体含率 5、一定的水分含率、一定的水分含率（二）称量（二）称量 1、要求：快、准、要求：快、准 2、称量设备：、称量设备：（1）电子自动秤）电子自动秤PCS型电子自动配料秤型电子自动配料秤失重微机配料控制系统失重微机配料控制系统自动化程度高，自动化程度高，称量速度快，价称量速度快，价格较高格较高（2）台秤）台秤自动化程度低，自动化程度低，称量速度慢，称量速度慢，价格相对便宜价格相对便宜（三）混合（三）混合 1、混合机理、混合机理 对流混合对流混合 扩散混合扩散混合 剪切混合剪切混合 2、混合设备、混合设备 （1）种类：重力混合机）种类：重力混合机 强制混合机强制混合机 （2）常用混合机）常用混合机QH式式混合机混合机V型混型混合机合机双锥混双锥混合机合机桨叶式桨叶式混合机混合机鼓形混鼓形混合机合机 目前浮法玻璃生产企业更多用艾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，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。迹更加复杂，混合效果更好。(四四)影响因素影响因素 1、物料的物理性质、物料的物理性质(密度、颗粒组成、表面形密度、颗粒组成、表面形 状等状等)：越接近越容易混合；：越接近越容易混合；2、加料顺序：常用顺序如、加料顺序：常用顺序如 砂岩、硅砂砂岩、硅砂水水纯碱纯碱长石长石石灰石、石灰石、白云石白云石芒硝煤粉混合物芒硝煤粉混合物 3、加水量：占总水量、加水量：占总水量5%左右左右 4、加水方式：水雾、加水方式：水雾 水蒸气水蒸气 5、混合时间：太长、太短都影响均匀度、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、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。减小混合机有效利用率。第四节第四节 玻璃的熔制玻璃的熔制一、玻璃熔制过程概述一、玻璃熔制过程概述 配合料加热时的各种过程配合料加热时的各种过程物理过程物理过程化学过程化学过程物理化学过程物理化学过程1 1配合料加热配合料加热1 1固相反应固相反应1 1共熔体的生成共熔体的生成2 2配合料脱水配合料脱水2 2各种盐类分解各种盐类分解2 2固态溶解、液态固态溶解、液态互溶互溶3 3各个组分熔化各个组分熔化3 3水化物分解水化物分解3 3玻璃液、炉气、玻璃液、炉气、气泡间的相互作用气泡间的相互作用4 4晶相转化晶相转化4 4结晶水分解结晶水分解4 4玻璃液与耐火材玻璃液与耐火材料间的作用料间的作用5 5个别组分的挥发个别组分的挥发5 5硅酸盐的形成与硅酸盐的形成与相互作用相互作用二、玻璃的熔制二、玻璃的熔制(一一)硅酸盐的形成硅酸盐的形成 1 1、阶段作用、特点、阶段作用、特点 （1 1）作用：形成硅酸盐；）作用：形成硅酸盐；（2 2）产物：）产物：SiOSiO2 2和硅酸盐形成的不透明烧结物和硅酸盐形成的不透明烧结物 （3 3）特点：温度）特点：温度900900左右；速度左右；速度快，快，2 2、影响因素、影响因素 （1 1）熔化温度：随着温度的升高，其反应速度也随着提高；）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；当温度不变时，反应速度也逐渐减慢；温度每升高温度每升高1010，反应速度约增加，反应速度约增加1010。（2 2）反应物量：量）反应物量：量，速度，速度 （3 3）物料颗粒度：颗粒度）物料颗粒度：颗粒度，速度，速度 （4 4）配合料均匀度：均匀度）配合料均匀度：均匀度，速度，速度 （5 5）原料的种类、形式：）原料的种类、形式：(二二)玻璃的形成玻璃的形成 1 1、机理、机理 （1 1）砂粒表面）砂粒表面SiOSiO2 2断键、溶解断键、溶解 （2 2）溶解的）溶解的SiOSiO2 2向熔体扩散向熔体扩散 2 2、作用、特点：、作用、特点：（1 1）作用：生产含气泡、不均匀的玻璃液；）作用：生产含气泡、不均匀的玻璃液；（2 2）特点：温度）特点：温度12001200左右；速度左右；速度较快；较快；在熔窑中几十分钟可以完成（在熔窑中几十分钟可以完成（28-2928-29分）。分）。3 3、影响因素、影响因素 （1 1）玻璃成分）玻璃成分 （2 2）熔制温度）熔制温度 （3 3）颗粒度）颗粒度 （4 4）助熔剂）助熔剂 （5 5）碎玻璃）碎玻璃（三）澄清（三）澄清 1 1、概述、概述 （1 1）概念：除去玻璃液中可见气泡的过程）概念：除去玻璃液中可见气泡的过程（2 2）气体来源）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解、窑炉气体的孔隙及被侵蚀分解（3 3）气体存在形式）气体存在形式 A A、可见气泡、可见气泡 1%1%B B、溶解：物理溶解、化学溶解、溶解：物理溶解、化学溶解（4 4）澄清的两种方法）澄清的两种方法 A A、气泡长大、气泡长大 B B、气泡变小、溶解、气泡变小、溶解 澄清与去气的区别澄清与去气的区别2 2、澄清过程、澄清过程（1 1）气泡的形成和长大）气泡的形成和长大（2 2）气体的转化与平衡）气体的转化与平衡 影响因素：影响因素：温温度度、炉炉内内压压力力与与气气氛氛、气气泡泡中中气气体体分分压压与与种种类类、玻玻 璃成分与气体在玻璃液中的扩散速度。璃成分与气体在玻璃液中的扩散速度。炉气中气体炉气中气体气泡中气体气泡中气体漂浮排出漂浮排出玻璃液中气体玻璃液中气体（3 3）气体与玻璃液的相互作用）气体与玻璃液的相互作用氧气与熔融液的相互作用氧气与熔融液的相互作用SO2与熔融液的相互作用与熔融液的相互作用CO2与熔融液的相互作用与熔融液的相互作用H2O与熔融液的相互作用与熔融液的相互作用3 3、影响玻璃澄清的因素、影响玻璃澄清的因素 （1 1）配合料中气体含率）配合料中气体含率 （2 2）澄清温度、时间）澄清温度、时间 （3 3）窑压窑内气体组成或压力及是否稳定）窑压窑内气体组成或压力及是否稳定 （4 4）气泡尺寸、玻璃液粘度影响上升速度）气泡尺寸、玻璃液粘度影响上升速度 （5 5）炉气组成和压力）炉气组成和压力 （6 6）玻璃成分）玻璃成分 4 4、加速澄清的措施、加速澄清的措施 （1 1）延长澄清时间）延长澄清时间 （2 2）提高澄清温度）提高澄清温度 （3 3）玻璃液沸腾搅拌、鼓泡）玻璃液沸腾搅拌、鼓泡 （4 4）高压或真空冶炼）高压或真空冶炼 （5 5）加澄清剂）加澄清剂（四（四)玻璃液的均化玻璃液的均化 1、概念：成分、温度、概念：成分、温度 2、产生不均质体的原因、产生不均质体的原因 （1）配合料的不均匀性）配合料的不均匀性 （2）耐火材料被侵蚀）耐火材料被侵蚀 （3）熔化制度不稳定）熔化制度不稳定 （4）玻璃液导热性差）玻璃液导热性差 （5）熔窑的加热和冷却）熔窑的加热和冷却3、均化过程、均化过程（1）不均质体扩散：从高浓度到低浓度）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）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）因气泡上升而引起的搅拌均化作用4、影响均化的因素、影响均化的因素 粘粘度度、表表面面张张力力、液液流流、机机械械搅搅拌拌、鼓鼓泡泡、辅辅助助电电加加热热、配配合合料料的的均均匀匀度度、配配合合料料的的预预处理、熔窑结构处理、熔窑结构（五）冷却（五）冷却1、目的：、目的：104PaS左右左右2、要求、要求 适适合合成成型型的的温温度度、不不破破坏坏玻玻璃璃液液的的均均匀匀性性、不产生二次气泡不产生二次气泡3、二次气泡、二次气泡（1）特点）特点 均均匀匀分分布布、直直径径小小于于0.1毫毫米米、数数量量多多、不不容易消除容易消除（2 2）产生原因）产生原因A A、溶解气体的析出、溶解气体的析出B B、碳酸盐、硫酸盐的分解、碳酸盐、硫酸盐的分解C C、流股间的化学作用、流股间的化学作用D D、耐火材料的作用、耐火材料的作用E E、含钡玻璃高温分解、含钡玻璃高温分解F F、电化学反应、电化学反应4 4、冷却方法：自然、强制、冷却方法：自然、强制三三 影响熔制过程的因素影响熔制过程的因素一、玻璃的化学组成一、玻璃的化学组成二、配合料的物理状态二、配合料的物理状态（一）原料的选择（一）原料的选择（二）配合料的均匀性、粒度、颗粒组成（二）配合料的均匀性、粒度、颗粒组成三、加速剂、澄清剂的应用三、加速剂、澄清剂的应用四四、加加料料方方式式：配配合合料料是是否否与与碎碎玻玻璃璃均均匀匀混混合合、料层厚度、投料机料层厚度、投料机五、熔制制度五、熔制制度（一）（一）T（二）气氛、窑压（含高压与真空冶炼）（二）气氛、窑压（含高压与真空冶炼）（三）液面（三）液面（四）泡界线（四）泡界线六、耐火材料质量六、耐火材料质量七、机械搅拌、鼓泡、浸没式燃烧七、机械搅拌、鼓泡、浸没式燃烧（一）浸没式燃烧作用特点（一）浸没式燃烧作用特点1 1、热利用率高、热利用率高2 2、熔化率高，熔化面积小、熔化率高，熔化面积小3 3、燃烧生成物使玻璃液充分混合、燃烧生成物使玻璃液充分混合4 4、玻璃液承受最高温度而非砌体、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（二）浸没式燃烧器安装方式：池底、池壁（三）使用注意事项（三）使用注意事项1 1、燃烧器空气和煤气压力须大于玻璃液静压力、燃烧器空气和煤气压力须大于玻璃液静压力2 2、在一定温度加料时，首先应当加入碎玻璃、在一定温度加料时，首先应当加入碎玻璃3 3、生料和碎玻璃应在两燃烧器之间较冷的地方加入、生料和碎玻璃应在两燃烧器之间较冷的地方加入4 4、若所加料是粉料，应加到液面以下、若所加料是粉料，应加到液面以下5 5、燃烧器与壁联结处玻璃液粘度大，可以防止泄露、燃烧器与壁联结处玻璃液粘度大，可以防止泄露6 6、燃烧器中燃料应该完全燃烧、燃烧器中燃料应该完全燃烧7 7、气泡排除：熔化池、炉坎、澄清部、气泡排除：熔化池、炉坎、澄清部八、电辅助加热八、电辅助加热（一）电热元件：电极、电阻（一）电热元件：电极、电阻 1 1、电极材料：石墨、钼、氧化锡、铁、电极材料：石墨、钼、氧化锡、铁2 2、特特点点：熔熔化化率率高高、玻玻璃璃质质量量好好、热热效效率率高高、减减轻轻对对窑窑体的损坏、自动控制，操作条件好体的损坏、自动控制，操作条件好3 3、电极的布置：垂直、水平、电极的布置：垂直、水平4 4、辅辅助助电电加加热热部部位位：宜宜在在澄澄清清带带、引引上上室室、工工作作口口；不不宜宜在在冷冷却却部部、投投料料口口（若若料料层层厚厚，流流动动困困难难，可可设设在在投料口）投料口）四四 玻璃熔窑玻璃熔窑一、作用一、作用：把合格的配合料熔制成无气泡、条纹、：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析晶的透明玻璃液，并使其冷却到所需的成型温度。温度。二、分类二、分类：连续式窑连续式窑按熔制过程的连续性分按熔制过程的连续性分间歇式窑间歇式窑按使用的热源分按使用的热源分电热窑电热窑火焰窑火焰窑火焰火焰-电热窑电热窑 按窑内火焰流动走向分按窑内火焰流动走向分横火焰窑横火焰窑马蹄焰窑马蹄焰窑纵火焰窑纵火焰窑换热式窑换热式窑 按废气余热回收设备分按废气余热回收设备分蓄热式窑蓄热式窑三、熔窑构成三、熔窑构成（一）熔制部分（一）熔制部分 包括：投料口、熔化部、卡脖、冷却部包括：投料口、熔化部、卡脖、冷却部（二）燃料燃烧部分（二）燃料燃烧部分 包括：小炉、喷枪包括：小炉、喷枪（三）余热回收部分（三）余热回收部分 包括：蓄热室或换热器包括：蓄热室或换热器（四）排烟供气部分（四）排烟供气部分 包括：分支烟道、支烟道、总烟道以及分包括：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、支烟道闸板、总烟道闸板、空气交换器、助燃风机、风管等助燃风机、风管等四、熔窑工作过程四、熔窑工作过程浮法生产用横焰窑工作原浮法生产用横焰窑工作原理图理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、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，烟囱排出，横横截截面面图图平面图平面图五、熔窑作业制度五、熔窑作业制度（一）温度制度（一）温度制度 两种温度曲线两种温度曲线 1 1、山型温度曲线、山型温度曲线 热点突出，泡界线明显，各处液流轨迹稳定，但热点突出，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。投料口温度偏低，熔化用时较长。2 2、桥型温度曲线、桥型温度曲线 热点不明显，位置部稳定液流轨迹也不稳定，燃热点不明显，位置部稳定液流轨迹也不稳定，燃料消耗量大。料消耗量大。山型温度曲线山型温度曲线桥型温度曲线桥型温度曲线（二）窑压（二）窑压概念：液面附近的气压概念：液面附近的气压要求：零压微正压。要求：零压微正压。正压过大：燃料人少困难而降低熔化部温度；泡界线正压过大：燃料人少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。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；影响澄负压：冷空气入窑降低火焰温度；影响传热；影响澄清和均化清和均化测压点：大碹内表面，或近液面处测压点：大碹内表面，或近液面处（三）泡界线（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口温度差；温度制度；配合料熔化难易程度等（四）液面（四）液面1、要求、要求做到投料量与玻璃拉引量相适应，保持稳定。做到投料量与玻璃拉引量相适应，保持稳定。2、投料、投料（1）要求）要求A、投料量与玻璃拉引量适应；、投料量与玻璃拉引量适应；B、料堆薄而小，不跑偏；、料堆薄而小，不跑偏；C、振动小，落差小、振动小，落差小（2）投料设备）投料设备A、垄式投料机、垄式投料机B、毯式投料机、毯式投料机C、辊式投料机、辊式投料机D、螺旋投料机、螺旋投料机E、振动喂料机、振动喂料机3 3、液面监控设备、液面监控设备（1 1）铁钩；）铁钩；（2 2）液面镜；）液面镜；（3 3）固定式铂探针；）固定式铂探针；（4 4）移动式铂探针）移动式铂探针（5 5）核子液面仪）核子液面仪（6 6）气压液面控制仪）气压液面控制仪六、耐火材料的选用六、耐火材料的选用常见配置方案：常见配置方案：火焰空间（大碹、胸墙）火焰空间（大碹、胸墙）硅砖；硅砖；池壁池壁电熔锆刚玉砖电熔锆刚玉砖+电熔莫来石砖电熔莫来石砖+粘土粘土砖，或整块电熔锆刚玉砖；砖，或整块电熔锆刚玉砖；池底池底粘土砖，或保温砖粘土砖，或保温砖+粘土砖粘土砖+锆质捣锆质捣打料打料+刚玉砖；刚玉砖；小炉口小炉口电熔锆刚玉砖；电熔锆刚玉砖；蓄热室蓄热室硅砖、粘土砖、高铝砖、碱性耐硅砖、粘土砖、高铝砖、碱性耐火材料；火材料；烟道烟道粘土砖粘土砖七、熔窑的节能七、熔窑的节能通常采用以下措施：通常采用以下措施：1 1、高温熔化制度、高温熔化制度2 2、熔窑保温、熔窑保温3 3、废气余热利用、废气余热利用4 4、改进玻璃的熔化工艺、改进玻璃的熔化工艺5 5、改进燃烧技术、改进燃烧技术6 6、采用鼓泡与机械搅拌技术、采用鼓泡与机械搅拌技术7 7、改进熔窑结构、改进熔窑结构8 8、采用辅助电熔及实现生产自动化。、采用辅助电熔及实现生产自动化。第六节第六节 玻璃的成型玻璃的成型成型方法分类成型方法分类物物理理成成型型热塑成型热塑成型 成型成型冷成型冷成型化化学学成成型型吹吹制制成成型型拉拉制制成成型型压压制制成成型型压压延延成成型型浇浇铸铸成成型型离离心心成成型型喷喷吹吹成成型型浮浮法法成成型型 一、浮法成型一、浮法成型 成型过程成型过程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成抛光与拉薄，在锡槽末端的玻璃带已冷却到600左左右，辊道的拉引把即将硬化的玻璃带引出锡槽，通过过右，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。渡辊台进入退火窑。1-玻璃液玻璃液 2-流槽流槽 3-闸板闸板 4-碹顶碹顶 5-玻璃带玻璃带 6-锡液锡液 7-槽底槽底 8-保护气体管道保护气体管道 9-过渡辊台过渡辊台1 1、浮法成型的特点、浮法成型的特点成型时不需克服玻璃自身的重力成型时不需克服玻璃自身的重力可以充分发挥玻璃表面张力的作用可以充分发挥玻璃表面张力的作用玻璃带横向温度均匀玻璃带横向温度均匀可以比较容易地生产特薄和特厚的玻璃可以比较容易地生产特薄和特厚的玻璃成型过程中温度降落慢、拉引速度快成型过程中温度降落慢、拉引速度快避免了玻璃结晶缺陷、作业周期长避免了玻璃结晶缺陷、作业周期长板宽加大比较容易板宽加大比较容易可以在线生产镀膜玻璃可以在线生产镀膜玻璃容易实现切装机械化自动化容易实现切装机械化自动化可以比较容易地生产特大片玻璃可以比较容易地生产特大片玻璃式中，式中，h h1 1、h h、d dg g、d d、分别、分别为浮起高度、玻璃自然厚度、为浮起高度、玻璃自然厚度、玻璃密度、锡液密度。玻璃密度、锡液密度。2 2、浮法玻璃的成型机理、浮法玻璃的成型机理（1 1）玻璃液在锡液面上的浮起高度）玻璃液在锡液面上的浮起高度 （2）浮法玻璃自然厚度）浮法玻璃自然厚度 概念概念:浮在锡液面上的玻璃液不受到任何外力作用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。时所显示的厚度。影响因素影响因素:玻璃液的表面张力