玻璃生产工艺培训课件.pptx
《玻璃生产工艺培训课件.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《玻璃生产工艺培训课件.pptx(97页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、玻璃生产工艺第一节 概述玻璃生产基本流程成分设计原料加工配合料制备熔化成型退火缺陷检验一次制品深加工检验二次制品第二节 原 料1、种类主 要 原 料:在 一 般 玻 璃 中,它 的 主 要 成 分 有SiO2、Na2O、CaO、Al203、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。2、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
2、量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少 主要指Fe2O3 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 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 洁 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
3、褐色。2、化 学 组 成:它 的 主 要 成 分 是SiO2,另 含 有 少 量 的Al2O3、Na2O、K2O、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Cr203,它 的 着 色 能 力 比Fe2O3大3-5倍,使 玻 璃 着 成 绿 色;TiO2使 玻 璃 着 成 黄 色,假 设 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
4、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 SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO H2O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
5、.05-0.15 0.1-0.15 0.2-0.5 二、引人Al203的原料1长石质量要求是:A12O316;Fe2030.3;R2012 钠长石钙长石钾长石钾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、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。2高岭土质量要求是:A120325;Fe2O3O.4。表232 为长石和高岭土的成分范围。高龄土煅烧高龄土高龄土粉3、腊石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 叶腊石黄腊石 彩腊石三、引人Na2O的原料 一纯碱纯 碱 是 微 细 白 色 粉 末,易 溶 于 水
6、,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,应储存在通风枯燥的库房内。质 量 要 求:Na2C0398;NaCl1;Na2SO40.1;Fe203O.1。纯碱纯碱库重碱轻碱作用: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。Na2O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。2芒硝Na2SO4有无水芒硝和含水芒硝Na2SO410H20 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
7、度常参加复原剂 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 复 原 剂 使 用 过 多 时,Fe2O3复 原 成FeS而 使 玻璃着成棕色。质 量 要 求 是:Na2SO485;NaCl2;CaSO44;Fe203O3;H205天然芒硝 无水芒硝 袋装无水芒硝 芒硝矿 四、引人CaO的原料石灰石、方解石两原料均为CaCO3,后者的纯度比前者高。对含钙原料的质量要求是:CaO50;Fe2030.15。天然石灰石石灰石矿山方解石 透明方解石方解石矿山 五、引人MgO的原料主要为白云石MgCO3CaCO3,呈蓝白色、浅灰色、黑
8、灰色。质量要求: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。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As203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、SiF4 污染环境,目前已限制使用。萤 石:天
9、 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 离子着色剂 常用有1 锰 化 合 物 的 原 料:软 锰 矿 MnO2、氧 化 锰 Mn203、高 锰 酸 钾 KMnO4。Mn2O3使 玻 璃 着 成 紫 色,假 设 复原成MnO 则为无色。2 钴 化 合 物 的 原 料:绿 色 粉 末 的 氧 化 亚 钴 C0O、深紫 色 的Co2O3和 灰 色 的C0304。热 分 解 后 的CoO 使 玻 璃着成天蓝色。3 铬 化 合 物 的 原 料:重 铬 酸 钾 K2Cr2O7、铬 酸 钾
10、 K2CrO4。热分解后的Cr203使玻璃着成绿色。4铜化合物的原料:蓝绿色晶体的硫酸铜CuSO4、黑色粉末的氧化铜CuO、红色结晶粉末的氧化亚铜Cu2O。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AuCl3 的溶 液,为得到稳定的红色玻璃,应在配合料中参加Sn02。2 银 化 合 物 的 原 料 有:硝 酸 银 AgNO3、氧 化 银 Ag20、碳 酸 银 Ag2CO3。其 中 以AgN03所 得 的 颜 色 最 为 均 匀,添加Sn02能改善玻璃的银黄着色。3 铜 化 合 物 的 原 料 有:Cu2O及Cu
11、SO4,添 加SnO2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、MnO2、NiO、C0203等 常用的化学脱色剂有As203、Sb203、Na2S、硝酸盐等。九、氧化剂和复原剂 在 熔 制 玻 璃 时 能 释 出 氧
12、的 原 料 称 氧 化 剂,能 吸 收 氧 的 原 料 称复原剂。属氧化剂的原料主要有硝酸盐、氧化铈、As205、Sb205等。属复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2 有利于均匀混合3 加快熔化速度4 有利于物料精选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 颚式破碎机构造简单、维修方便、机体巩固,能处理粒度范围大和
13、硬度大的矿物。因此,至今它仍是广泛使用的粗碎设备。其缺乏之处是破碎比不大,一般为46。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 还击式破碎机 物料在打击板与还击板之间反复受到打击、碰撞而破碎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,其缺乏之处是板锤和还击板磨损大,须经常更换。它主要用来进行砂岩的中碎。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,
14、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1050,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、还击式破碎机等;长石颚式破碎机、还击式破碎机等;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
15、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,假设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,
16、价格相对廉价三混合 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。四 影响因素 1、物料的物理性质 密度、颗粒组成、外表形 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:占总水量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、碎玻璃的参加:破坏料蛋,减少分料,但 减小
17、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固相反响 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:SiO2和硅酸盐形成的不透明烧结物 3特点:温度900左右;速度快,2、影响因素 1熔化温度:随着温度的升高,其反响速度也随着提高;当温度不变时,反响速度也逐渐
18、减慢;温度每升高10,反响速度约增加10。2反响物量: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砂粒外表SiO2断键、溶解 2溶解的SiO2向熔体扩散 2、作用、特点:1作用:生产含气泡、不均匀的玻璃液;2特点:温度1200左右;速度较快;在熔窑中几十分钟可以完成28-29分。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、氧化物的氧化复原、耐火材料的孔隙及被侵蚀分 解、窑炉气体的孔隙及
19、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气体与玻璃液的相互作用 氧气与熔融液的相互作用 SO2与熔融液的相互作用 CO2与熔融液的相互作用 H2O 与熔融液的相互作用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窑压窑内气体组成或压力及是否稳定 4气泡尺寸、玻璃液粘
20、度影响上升速度 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:成分、温度 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、外 表 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、熔窑结构五冷却1、目
21、的:104PaS 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、电化学反响4、冷却方法:自然、强制三 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
22、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、池壁三使用本卷须知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,首先应当参加碎玻璃3、生料和碎玻璃应在两燃烧器之间较冷的地方参加4、假设所加料是粉料,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
23、 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 假 设 料 层 厚,流 动 困 难,可 设在投料口四 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、熔窑构成一熔制局部 包括:投料口、熔化部、卡脖
24、、冷却部二燃料燃烧局部 包括:小炉、喷枪三余热回收局部 包括:蓄热室或换热器四排烟供气局部 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,横截面图平面图五、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,位置部稳定液流轨迹也
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 玻璃 生产工艺 培训 课件
限制150内