玻璃的熔制及熔窑培训课件20163解读

配合料经高温加热熔融最终转变为复合成型要求的玻璃
液 的过程是极其复杂的，所有与这一过程有关联的因素
都将影响 玻璃熔制的质量。
1.玻璃组成 ；
2.玻璃液的黏度、表面张力的影响；
3.原料 ；
4.配合料的质量 ；
5.熔化作业制度的影响 ； 6. 加速玻璃熔化的辅助手段。
四、玻璃池窑耐火材料的蚀变：
在玻璃生产过程中，耐火材料因与高温玻璃 液、配合料 和玻璃液的挥发物以及燃料中某 些组份及其燃烧产物相互作 用，从而受到侵 蚀。这种侵蚀一方面导致窑炉寿命的缩短， 另一方面还影响到玻璃制品的质量。 1. 影响耐火材料蚀变的因素 ； 2. 常见耐火材料的蚀变 。
五、玻璃熔体的质量缺陷：
通常所说的缺陷主要是指气泡、条纹和结石三大 缺陷， 他们分别是均匀玻璃中的气态、玻璃态和 固态夹杂物。这 些缺陷的存在直接影响到玻璃液 的质量，关系到玻璃生产 的成品率和生产成本。
1. 气泡 ；
2. 结石 ；
3. 条纹、线道、结瘤 。
1. 烧结体的形成 （硅酸盐形成阶段）
质量合乎要求的配合料加入玻璃窑炉中，在高温作用下，
发生一系列物理、化学反应，形成不透明烧结物。
物理变化
配合料加热升温 配合料脱水
化学变化
固相反应 碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐的分解
各组分的熔化 晶相转变
个别组分的挥发
喷火口砌筑图 熔化池砌筑图
舌拱砌筑图
工作池组装图 预熔池组装图
流液洞组装图 熔化池组装图
2. 按窑内火焰流动的方向分 ：
（1） 横焰窑： 窑内火焰作横向流动、与玻璃液流动方向垂直； （2） 马蹄焰窑 ： 窑内火焰呈马蹄形流动； （3） 纵焰窑 ： 窑内火焰作纵向流动、与玻璃液流动 方向相平行。
三、影响玻璃熔化过程的因素：
1. 烧结体的形成 2. 玻璃液的形成 3. 玻璃液的澄清 4. 玻璃液的均化 5. 玻璃液的冷却
需要指出的，玻璃熔制过程的五个阶段，在实际生产中， 是难以完全分开的，有时甚至是同步发生的。
池窑中玻璃熔融过程模型图
二、玻璃的熔制设备：
工业上用于玻璃熔制的设备有坩锅窑和池窑。前者产量 低、耗能 大，主要用于手工生产小批量的玻璃制品；后者用 于玻璃产品的 工业化大规模的连续生产。
水化物的分解 化学结合水的分解 硅酸盐的形成与相互作用
对于普通钠-钙硅酸盐玻璃而言，这一阶段结束后，配合 料 转变为由硅酸盐和残余石英颗粒组成的烧结体。
2. 玻璃液的形成（玻璃的形成）：
烧结物进一步加热后开始熔融，并相互熔融、扩 散，并 最终由不透明体变为透明玻璃液。但此时 的玻璃液含有大量可见气泡，且玻璃液的化学成 分 很不均匀，这需要澄清和均化过程去完成。
❖（1）气体的来源 ：
❖ 配合料中原料的分解； ❖ 部分组分的挥发； ❖ 组分间化学反应产生的气体； ❖ 配合料粉体空隙中夹带的气体； ❖ 玻璃液与耐火材料相互作用产生的气体；
（2）气体种类
随着玻璃组成、原料种类、窑炉气氛、压力、温
度等的 变化，存在于玻璃液中的气体的种类也不
尽相同。常见的有 N2、O2、CO2、H2O、CO、 SOx、NOx等。
其中的难熔氧化物如SiO2、Al2O3等越高，易熔成分如Na2O 等 越少，则玻璃熔化温度越高。
⑤气体从炉气进入到玻璃液中。
（4）澄清过程 ： 通常所说的玻璃液的澄清过程是指排除玻璃液中 可见 气泡中的气体。根据以上所述的气体平衡关 系，要消除可 见气泡，有两种途径：
❖ 使可见气泡上浮到液面破裂，气体进入炉气中；
❖ 使可见气泡中的气体溶解到玻璃液中。
通常 不可行
4. 玻璃液的均化：
澄清后Hale Waihona Puke Baidu玻璃液中存在着条纹及其它不均匀体，
池窑的分类 ： 1. 按使用热源分： （1）火焰窑： 以燃料燃烧为热能来源。燃料可 以是煤气， 重油和水； （2）电热窑： 以电能作为热量来源； （3）火焰－电热窑： 以燃料为主要热源，电能 为辅助热源。
大璇砌筑图
窑坎
双加料口熔化 池组装图
喷火口砌筑图 加料口砌筑图 熔化池砌筑图
熔化大璇砌筑图
3. 玻璃液的澄清 ： 玻璃液的澄清是指气体夹杂物从玻璃液 中消除的过程。
在玻璃熔制过程中，硅酸盐的形成阶段将放出玻 璃配合料 重量的18%左右的气体，其中大部分可 以通过配合料间的缝隙 排出，剩余的部分将被包 裹在此阶段生成的液相和玻璃形成阶 段生成的玻 璃相中。
（1）气体的来源 ； （2）气体的种类 ； （3）存在形式 ； （3） 澄清过程 。
5. 玻璃液的冷却 ： 为使玻璃液满足成型所需的 粘度要求，经高温澄清、均 化后 的玻璃液需进一步降温冷却。整 个冷却过程应力求 平稳进行，以 保证玻璃液的热均匀性，并防止 出现温度 波动，以免引起二次气 泡。 1. 玻璃组成：
玻璃组成是配方计算的依据，并最终决定了玻璃制品的 性质。 另一方面，它从本质上决定了玻璃的熔制的难易程度。
需经过 均化过程才能获得化学组成均匀一致的玻
璃液。均化过程就是不均匀体在玻璃液中溶解、
扩散的过程。
改善玻璃液均化效果的措施主要有：
❖保证原料和配合料质量,对配合料进行粒化、烧结等预处理；
❖ 进行人工均化(如机械搅拌、池底鼓泡等)，加强扩散； ❖ 采用先进的熔制技术(如电熔窑可减少挥发)； ❖ 对挥发量大的玻璃液可采用密封和液面挡料、撇料、 定期池底放料 等方法；
玻璃的熔制及熔窑 培训课件
新疆五江兴华实业有限公司
朱柏杨 2016.1
玻璃的熔制及成型 一、熔制过程 二、玻璃的熔制设备 三、影响玻璃熔制过程的因素 四、玻璃池窑耐火材料的蚀变 五、玻璃熔体的质量缺陷 六、玻璃的成型
一、熔化过程 定义：玻璃的熔化又称为玻璃的熔制或熔炼，是指玻璃配 合料 经过高温加热转变为化学组成均匀的、无气泡的、 并符 合成型要求的玻璃液的过程。 玻璃的熔化过程是一 个很复杂的物理、化学过程。大体上可分为以下五个阶段：
（3）存在形式 ：残留在玻璃液中的气体存在三种形式：
❖ 可见气泡 ；
❖
物理溶解 ；
❖
化学结合 。
其中可见气泡中的气体和以物理状态溶解的气体 与窑炉中 气体之间存在一定的平衡。
气体在熔窑中的平衡状态：
窑炉
②⑤
③
玻璃液
①
气泡
④
①②从过饱和的玻璃液中析出气体，进入气泡或炉气；
③④气泡中分离出来的气体，进入炉气 或溶解在玻璃中；