3 玻璃的熔制及熔(1)讲解
玻璃的熔制过程
玻璃的熔制过程玻璃是一种广泛应用于制造建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等工业领域的无机非金属材料。
玻璃的基础原料主要是硅酸盐类物质，包括石英砂、长石、白云石等。
玻璃的制造涉及到多种工艺步骤，其中最主要的过程是熔制。
玻璃的熔制过程，一般分为两个阶段：玻璃原料熔融和玻璃成形。
1. 玻璃原料熔融玻璃原料熔融是制造玻璃的第一步。
首先要将玻璃原料送到炉中，然后在炉内进行高温熔化。
玻璃熔化的温度通常在1300-1600℃之间。
炉内的高温条件有助于熔化原料，并促进原料之间的充分混合。
玻璃熔化过程中，炉内的温度、炉膛的结构、炉膛的加热方式、气氛以及熔化时间等因素都对玻璃性质有很大的影响。
其中，炉温的控制是其中最为关键的一个因素。
炉温过低时，原料无法充分熔化，熔击出来的玻璃比较粗糙；而炉温过高时，虽然玻璃可以很快熔化，但却会使得玻璃成分中的气体难以释放，造成玻璃内部气泡增多，影响玻璃的质量。
同时，熔制过程中原料的混合也是影响玻璃质量的重要因素之一。
原料混合过程中必须注意保持物料配比的稳定，以确保每份原料的比例都是正确的，否则会影响玻璃性能的均匀性和稳定性。
2. 玻璃成形玻璃原料熔融后，需要将其通过成形工艺，将其变成需要的形状。
玻璃成形技术大致可以分为两大类，即自由成形技术和模压成形技术。
自由成形技术包括吹制、拉伸、浸涂等；模压成形技术包括平板压制、吹瓶、挤出等。
自由成形技术中的吹制是最常用的一种方法。
吹制工艺是先将玻璃熔液通过玻璃管或小片，吹成一个球体，然后在模具上加工形状，最后风冷固化。
玻璃吹制的工艺简单，成本低，成品形态多，应用非常广泛。
而模压成形技术，如平板压制、吹瓶、挤出等，则需要利用模具或挤压机来对玻璃进行成形。
这类制品比较规整且饱满，常常用于制备工艺精密的玻璃器具、仪器件等。
总之，玻璃熔制过程经历了玻璃原料熔融和玻璃成形两个阶段。
通过高温下的熔融，使玻璃原料混合均匀，在成型过程中呈现出所需的形态，从而制备成建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等多种应用领域中的产品。
玻璃窑炉的理论课
玻璃窑炉的理论课一、玻璃的熔制过程：玻璃的熔制过程分为五个阶段：（一）硅酸盐形成阶段：在高温（约800—1000℃）作用下发生变化：如粉料受热、水分蒸发、盐类分解、多晶转变等，变成不透明的烧结物；（二）玻璃形成阶段温度升高到1200℃时，各种硅酸盐开始为熔融，继续升高温度，未熔化的硅酸盐和石英砂完全熔解于熔融体中，形成大量可见气泡，这一阶段称为配合料熔化阶段；（三）玻璃液澄清阶段：当温度达到1400—1500℃时，玻璃液的黏度降低，使气泡大量逸出；（四）玻璃液均化阶段：达到玻璃液均化主要依靠扩散和对流作用。
高温是一个主要条件，因为它可以减少玻璃液黏度，使扩散作用加强，另外搅拌是提高均匀性的好方法；（五）玻璃液冷却阶段：澄清均化后的玻璃液黏度太小，不适于成型，必须通过冷却达到成形温度，成形温度比澄清温度低200—300℃。
以上各阶段不一定按顺序进行，各阶段没有明显的界线的二、对窑炉关键部位的了解和掌握以及作用1）加料口的作用：玻璃池窑将加料池发展为预熔池。
预熔池内的温度保持在1100—1300℃，配合料内各组分之间的硅酸盐反应在预熔池内开始，料堆表面已经开始熔融。
已初步熔化的料堆，当它进入熔化池后，其熔化速度可以加快。
在熔化池面积一定时，熔化速度加快了，相对来说，其澄清时间就延长了。
因此，加料口的作用就是能提高熔化率、改善玻璃质量、降低热耗的作用；池内粉料飞扬的情况大大减少，格子体堵塞情况大大改善。
2）窑坎：窑坎是放在窑池深层的挡墙，墙高为池深的1/2以上，有的可达到3/4；窑坎是控制玻璃液流，提高熔化率的技术措施。
窑坎作用是：迫使熔化部玻璃液呈一薄层全部流经窑池上层，经高温加热后再进入流液洞，这样提高了玻璃液的温度，有利于气泡的排除，加快澄清速度，从而改善玻璃液质量；设置窑坎后，玻璃液在窑坎处产生回旋，可延迟玻璃液在熔化部停留时间，可阻挡池底脏料流往澄清部。
3）流液洞：流液洞是熔化部和冷却部的玻璃液连通起来的位于池窑底部的涵洞，是由一套特制的优质耐火材料砌筑成的。
玻璃实验讲义：玻璃高温熔制、玻璃内应力与透射比的测定
实验1玻璃的高温熔制一实验的目的与意义在实际生产中，玻璃熔制是关键环节。
在教学、科研和生产中，玻璃的熔制实验也是一项非常重要的实验，因为在进行玻璃新品种的开发或对玻璃生产工艺进行改革中，就必须通过多次或反复进行玻璃的熔制实验来寻找合理玻璃成分、了解玻璃熔制过程各种因素的影响、提出合理熔制工艺制度和具有指导生产实践的各种数据。
玻璃的高温熔制实验的目的如下：①在实验条件下，依据指定配方进行配合料的制备，并根据玻璃熔制制度（温度制度、压力制度、气氛制度、液面制度），进行玻璃的熔制和成形，完成一整套玻璃材料制备过程的基本训练（玻璃熔制和成形由指导教师操作）②了解熔制玻璃的设备及其测试仪器，掌握使用方法③观察熔制温度、保温时间对熔化过程的影响④根据实验结果分析玻璃成分、熔制制度的合理性注意：由于学院实验条件所限，玻璃成分的设计、原料的选择、配料计算和制定玻璃熔制制度在课堂教学阶段中进行说明，，指导教师做配料、玻璃熔制和成形演示实验，学生记录实验结果并进行分析，做实验报告。
二实验原理玻璃的熔制过程是一个复杂的过程，它包括一系列物理变化、化学变化和物理化学变化过程。
物理变化是配合料的加热、吸附水分的蒸发排除、某些单独组分的熔融、某些组分的多晶转变、个别组分的挥发；化学变化是固相反应、各种盐类的分解、水化合物的分解、化学结合水的排除、组分间的相互反应及硅酸盐的生成；物理化学变化是低共熔物生成、组分或生成物间的相互溶解、玻璃和炉气介质之间的相互作用、玻璃液和耐火材料的相互作用及玻璃液和其中夹杂气体的相互作用。
正因为有了这些反应和现象，由各种原料通过机械混合而成的配合料才能变成复杂且具有一定物理化学性质的熔融玻璃液。
若以硅酸盐玻璃为例，依据熔制过程中的不同实质，大致可分为硅酸盐形成、玻璃的形成、澄清、均化和冷却五个阶段。
但必须指出，这五个阶段不是严格顺序进行的，而是彼此之间有着相互密切的关系，各个阶段有交叉。
不管怎样，玻璃熔制就是配合料经高温加热熔化成均匀的、无气泡的并符合成形要求的玻璃液的过程。
玻璃的熔制过程及玻璃的形成
玻璃的熔制过程及玻璃的形成玻璃的熔制过程及玻璃的形成一：玻璃的熔制过程。
在玻璃生产过程中，配和料经过加热形成玻璃的过程称为玻璃的熔制过程。
玻璃的熔制是玻璃生产过程中的重要阶段，熔制的质量和速度决定着产品的质量和产量。
玻璃的熔制过程大体分为以下五个阶段：1．硅酸盐的形成阶段；配合料约在800~1000度的温度作用下，发生一系列的物理化学变化，如水分的分解蒸发、盐类的分解、多晶转变，组分熔化及石英砂与其它组分之间进行固相反应，使配合料变成由硅酸盐和游离二氧化硅组成的不透明的烧结体物。
2．玻璃液的形成阶段；配合料加热到1200度时，形成各种归硅酸盐，出现一些熔融体还剩下一些未起变化的石英颗粒，继续升高温度时，硅酸盐和石英砂完全熔于熔融体中，成为可见大量气泡的在化学成分和温度上都不够均匀的透明玻璃。
3．玻璃的澄清阶段：在玻璃液形成阶段结束后，整个熔融体包含许多气泡，从玻璃液中除去肉眼可见的气体夹杂物，消除玻璃液中气孔组织的阶段称为澄清阶段，因为玻璃液的黏度随温度升高而降低，因此高温有利于玻璃的澄清，这个阶段玻璃液的温度约为1400度左右。
4．玻璃的均化阶段：玻璃液形成后，其化学成分和温度都不均匀，为消除不均匀性，需要进行均化，它与澄清过程在一起，没有明显的界限，可以看成是边澄清边均化，均化阶段的结束往往在澄清阶段之后，高温有利于玻璃的均匀均化。
5．玻璃液的冷却阶段：澄清均化后的玻璃液，温度高、粘度低，不适合玻璃成型，需要均匀冷却到成型温度，根据成型方法的不同，成型温度比澄清温度低200~300度。
二：玻璃的成型：是熔融的玻璃液转变为具有固定几何形状制品的过程，玻璃必在一定的温度范围内才能成型，成型时，玻璃液除作机械运动之外，还同周围的介质进行连续的热传递，由冷却到硬化，玻璃液首先由粘性液态转变为可塑态，然后再转变为脆性固态玻璃。
玻璃的熔制过程
Na2SO4分解比较困难，所以必须在有碳或其它还原剂存在时，才能加速反应。 SiO2+Na2SO4+CaCO3+C配合料加热发生的反应过程如下：
硅酸盐形成和玻璃形成 4. 四组份配合料的硅酸盐和玻璃形成
SiO2+Na2SO4+CaCO3+MgCO3配合料
这种配合料的玻璃化学组成为：SiO2 72.59%，CaO 8.63%，MgO 3.55%， Na2O 15.23%。在加热过程中硅酸盐形成与玻璃形成的反应过程如下：
气泡的大小和玻璃液的粘度是气泡能否漂浮的决定因素.在等温等压下， 玻璃液中气泡变大有两种可能：
(a)多个小气泡集合为一个大气泡(在实际的澄清过程中不会发生)；
(b)玻璃液中溶解的气体渗入气泡，使之扩大，这种因素具有重要的实际意 义。
玻璃液的澄清和均化 1-1. 玻璃液的澄清——动力学过程
(2)使小气泡中的气体组份溶解于玻璃液中，气泡被吸收而消失
四、 玻璃液的冷却
冷却过程中要特别防止二次气泡的发生，二次气泡产生的原因可能有以下几种情况：
玻璃液的冷却是玻璃熔制的最后阶段，其目的是为了将玻璃液的粘度增 ⑴ 碳酸盐或硫酸盐的继续分解
⑵含钡玻璃在高温和降温时易生气泡。可能由于部分的BaO在高温下被氧化为BaO2，这个 反应是吸热的，当温度降低时，BaO2开始分解放出氧气即生成小气泡。另外，钡玻璃在降 玻璃液的性质及制品成形方法的不同，在冷却过程中玻璃液温度降低的 温时，由于玻璃液对耐火材料的侵蚀也可能会出现二次气泡。 程度也是不同的，通常降低约200~300℃。冷却的玻璃液温度要求均匀
据实验指出，将整个配合料经过最大限度地粉粹之后，玻璃形成速度大 大提高。 对熔制过程影响最大的是石英砂的颗粒度，其次是白云石、纯碱及芒硝 的颗粒度。但在实际生产中所使用的石英砂不宜太细(粉料飞扬和配合料 分层结块)，对于Na2O-CaO-SiO2系统玻璃来说，最适当的石英砂粒度一 般是在0.15~0.80mm范围内最合适。
玻 璃 的 熔 制 及 熔 窑培训课件2016.3
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。
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。
直接接触部位的部位。 AZS砖标号越高，ZrO2含量越高，
斜锆 石相越多，抗侵蚀性能越好。此外，AZS砖中玻璃 相受蚀后常 生成含ZrO2的高粘度长石质玻璃，这层高粘 度的玻璃液滞留在 砖表面，保护了砖体的进一步蚀变。
AZS砖的蚀变主要是：
玻璃相结合物被溶解；
刚玉与碱性氧化物发生变代反应，生成β-Al2O3和霞石。
（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
②
⑤
①
③
气泡
玻璃液 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；
Hale Waihona Puke 玻璃熔窑主要部位所选用的耐火材料的确定表
使用部位 窑 拱（大碹） 拱脚砖 胸 墙 使用条件 高温碱蒸汽 粉料的飞散 和拱顶熔融后的流下 物 温度（℃） 1500~1600 1500~1600 1500~1600 1450~1600 1500~1600 1400~1600 1400~1600 选用的耐火材料 优 质 硅 砖BG96A 优质硅砖、低蠕变锆 英石砖 F-AZS、优质硅砖、低 蠕变锆英石砖、RA-H （流液洞砖） F-AZS、优 质 硅 砖 F-AZS F-AZS（QX和WS） F-AZS（WS、 ZrO2 41%级）、FAZSC F-AZS（WS、 ZrO2 41%级） F-AZS（WS、 ZrO2 41%级）、FAZSC F-AZS（WS） F-AZS（WS） 电熔铸AZS质捣打料+ 锆英石砖或B-AZS
玻璃工业窑炉 第一章窑炉概述 第一节玻璃的熔制过程
1.1 玻璃的熔制过程 1.2 玻璃窑炉现状和发展方向 1.3 玻璃熔窑的分类、构造和窑型 1.4 玻璃池窑的工作原理及作业制度 1.5 坩埚窑 1.6 玻璃熔窑的数值模拟 1.7 耐火材料概述
1
1 玻璃工业窑炉
定义：玻璃工业生产专用热工设备统称为玻璃窑炉。
玻璃熔窑 玻璃退火窑 玻璃加工用的窑炉 玻璃熔窑作用：熔化玻璃。玻璃工厂“心脏”。 退火窑作用：消除制品热应力，影响成品率和使用。 热加工作用：复杂形状和特殊要求的制品，如烧口、 火抛光、钢化等。
温度范围
硅酸盐形成
玻璃形成 玻璃液澄清 玻璃液均化 玻璃液冷却
配合料粉料受热、水 分蒸发、盐类分解、 多晶转变、组分熔化 例如SiO2+Na2CO3→ Na2SiO3+CO2↑ 硅酸盐开始熔融
除去玻璃液中肉眼可 见的气体夹杂物
依靠扩散和对流作用 均化
时间空间
不透明烧结物 800～1000℃
不够均匀的透明 1200℃ 的玻璃液。 透明的玻璃液 1400～1500℃ 均匀透明玻璃液 1400～1300℃ 均匀透明玻璃液 1300～1100℃
2
玻璃生产模型及工艺流程图
配料
熔制
成型
3
退火
深加工
窑炉设计基础知识：材料热工基础、 玻璃工艺学、玻璃机械、耐火材料、 热工仪表和自控、工业炉施工等。
设计要点：采用先进经验和数据时， 必须结合工厂实际，仔细分析，因时 因地而异，不可生制过程阶段
主要反应过程
形成物质
5
玻璃熔制过程各阶段关系图
6
玻璃池窑结构示意图
7
玻璃熔制及熔窑---熔制的工艺制度
熔制的工艺制度
2.温度制度的作用 （1）影响配合料熔化、玻璃形成、玻璃液的澄清均化速度： 1400~1450℃，熔制温度每提高1℃，可使熔制能力提高2%， 澄清温度提高5℃使玻璃液的再澄清带停留的时间缩短50%。 （2）影响玻璃熔窑的窑龄，增加燃料消耗量。随着熔制温度 的升高和产量的提高，耐火材料的侵蚀加快，窑龄将缩短。 （3）影响到玻璃液的对流。 （4）影响到玻璃的成型作业
熔制的工艺制度
料层跑偏—因各加料机投料不一，致使沿窑宽的料层厚 度不均，数量上产生差异，料层集于一侧，极易导致泡 界线的偏斜。 d.温度 当熔化部温度高时，玻璃液粘度减小，回流速度加快， 参与回流的玻璃降低时，玻璃液粘度变大，回流慢，液量少， 未熔配合料增多，泡界线挪后变远；当窑内横向温差变 大时，横向液流明显加剧，泡界线紊乱、模糊，直至偏 斜，发生“跑料”现象。
熔制的工艺制度
B.气氛制度的制定 主要与配合料组成、澄清剂种类、生产玻璃颜色等有关。 a.采用芒硝做澄清剂 为保证芒硝的高温分解，必须添加煤粉做还原剂，因此， 通常采用的气氛制度为：1#、2#小炉需要还原焰，不使 碳粉烧掉；3#、4#小炉是热点区，需要中性焰，不能用 氧化焰，否则液面会产生致密的泡沫层，使澄清困难； 5#、6#小炉是澄清、均化区，为烧去多余的碳粉，不使 玻璃着色，需用氧化焰。 实际生产中空气过剩系数略大些，提供过量的氧，以保 证燃料完全燃烧。
1570 1550 21.7 19
熔制的工艺制度
“双高”曲线：即“双高热负荷点”温度制度，核心是减少 处在泡沫稠密区的小炉燃料分配量，降低了此处的热负荷； 配合料入窑预助熔。 目前，国内浮法熔窑均采用此法。
小炉序号
1
2
3
4
5
6
玻璃工艺熔制知识
特殊事故处理
一、停电 1、班长负责指挥，将人员进行分工，明确责任，立即通知有关 人员。 2、瞬间停电，来电后，立即将停止运行的设备运转，如启动不 出，立即让有关人员处理 3、停电时间较长（超过5min），当油、汽、风全停时，窑压控制 也失灵： 4、迅速打手动，人工手摇将大闸板落下，保持窑压，使降温尽量 缓慢 5、检查卡脖水包是否断水下沉，如断水下沉立即关闭进水阀门， 组织人员迅速抽出水包，如卡脖水包没完全断水下沉，应开大进 水量，待水压正常后稍作调整即可使用。 6、巡检池壁，防止跑玻璃水，并做好应急措施。 7、切断所有运转设备电源及关风机闸板，防止突然来电造成事故。 8、来电后，首先将窑内火焰恢复正常，然后依次打开助燃风机. 保窑风机、投料机，切记温度低时不可追液面必须保证熔化。 9、事故后，把情况如实记入报单，并向有关领导汇报。
3、“双高”曲线
即双高负荷温度曲线。核心是提高1#、2#小
炉温度，加大1#、2#小炉燃料量，在小炉燃 料分配上，使1#、2#小炉与热点燃料量相同 或近似。特点是降低1#小炉与热点温差，实 行强制熔化。目前一般都采用“双高”曲线。
影响火焰稳定的因素
1、风量大小：风量大火焰亮短，风量小火焰 浑长，控制风量，减少波动。 2、油温、油粘度：控制油温，保证一定的油 粘度。 3、油的压力：控制减少油压的波动。 4、雾化剂压力：控制选择与油压相适应的雾 化剂压力，并减少波动。 5、窑压：控制稳定窑压并减少波动。 6、油的含水量：控制加强油罐脱水。
常见事故及处理
四、换火故障操作 1、换向闸板信号换不过 检查电动信号是否已掉电，若掉电立即恢复电动，打手动将换火 过程完成，若不掉电，打手动将火向倒回，通知有关人员检修。 2、信号正常，但闸板换不过 换向打手动，返回原方向，通知设备人员检查，检修正常后切 换到自动状态。 3、雾化气换向故障 调用备用二位四通阀并通知有关人员检修。 4、吹扫阀不动作 打手动将火向倒回，同时与空压机房联系，提高气压，待气压 稳定后再换火。
3__玻璃的熔制及熔窑(2)解析
C.窑压波动的原因 ①造成窑压过大 烟囱抽力不够； 阻力过大 。 ②窑压小 其主要原因是抽力过大 。
D.窑压控制
一般夏季的窑压比冬季低2～4Pa，窑炉后 期时窑压比前期稍低些。；
换火操作也是引起窑压波动的主要因素之一， 采用合适的换火程序和自控调节参数可将换 火时的窑压波动控制在1Pa。
高温计（光学高温计较为准确，热
电偶测的是后滞温度，起参考作用。）
B.温度制度的作用
温度制度对配合料熔化速度、玻璃液对流情 况、成型作业、燃料消耗、窑龄等有影响。
C.温度曲线 ①“山形”曲线
热点（不是一个点，而是玻璃液表面的最高 温度带）突出，热点与1#小炉及末对小炉 间的温差大，泡界线清晰稳定；配合料熔化 滞后。
窑产量增长率 (%)
2
1
0.7
（2）压力制度
A.压力分布 压力制度用压力分布曲线表示，压力指的是
系统所具有的静压。 气流压力分布—整个气体流程（从进气到排
烟）的压力分布； 纵向压力分布 —沿玻璃液流程的空间压力
分布 。
气流压力分布图
B.窑压稳定的重要性
窑压波动立即影响成型部，使成型温度不稳。
C.影响泡界线的因素
窑内温度分布、玻璃液流状况、成型作业和 投料情况。
D.泡界线的作用
根据泡界线的形状、位置和清晰程度，可以 判断出熔化作业的好坏，并据此予以调节。
E.泡界线的控制
a.配合料 化学组成—当原料成分发生变化时，应及时予以控
制调整，微量的变化也可能引起熔化条件的改变 均匀率—当均匀度低时，泡界线变远 ； 水 分—配合料水分大，易结团，影响均匀度的提
高，入窑后料层虚高，前进速度快，泡界线变远； 水分小，运输分层明显，投入窑后飞料严重，不仅 堵塞蓄热室格孔，加剧窑体侵蚀，而且料堆小，沉 入液面深，造成熔化困难，泡界线也会变远。
玻璃熔制介绍
沙子，主要成分，石英（sio2玻璃是一种奇特的物质，主要成份是石英砂，其制造过程是石英砂配合其他化学原料在高温（摄氏1300度）烧制后冷却而成的结晶体，具有质硬、抗磨损，高透光率及抗腐特性，其广泛用途已有悠久历史。
现时制造玻璃之技术一日千里，其用途日益增加，由钟表、器皿、门窗、灯饰以及高科技如电子部件及太空科技等，都不可缺少玻璃。
们日常接触最多的莫如「平板玻璃」，厚的用于门窗，薄的用于钟表及医学化验用途上，其制造方法是将溶炉中的玻璃溶浆用水平或牵引方法（又称浮法）及用垂直式牵引方法制成。
溶浆经牵引出溶炉后亦同时作有系统的冷却，冷却完成后便成「平板玻璃」，平板玻璃的厚度主要决定于牵引时的速度，牵引速度越快，可制造出的厚度越薄。
普通的平板玻璃虽然从正面看似光亮通透，但从侧面近边缘之处看是略带青色，因玻璃颜色深浅取决于制造玻璃之主要原料-石英砂的纯净度及含铁量之多寡。
通常钟表业所选用的薄玻璃较优质，但价值较贵，其主要分别在于所用石英砂原料较优，含铁量甚低（一般在万分之三以下））玻璃用原料多为天然矿石，因此制造玻璃，首先要将各种矿石进行粉碎，加工成粉料，然后根据玻璃成分，制成配合料，送入玻璃熔窑进行熔化，形成玻璃液。
合格的玻璃液流经喂料池，并从喂料口流出形成料股。
料股的温度，中碱玻璃一般为1150～1170℃，无碱玻璃为1200～1220℃。
料股经每分钟近’200次剪切成球坯。
球坯经溜槽、分球器，并由分球板拨动，分别滚入不同的漏斗，然后落到由三个旋转方向相同的辊筒所构成的成球槽中。
球坯在辊筒上旋转及其自身的表面张力作用，逐渐形成光滑圆整的玻璃球。
其直径的大小，由玻璃液流股的粗细、流速和剪刀速度所决定。
玻璃球离辊筒时，温度还很高。
为防止粘球，需经冷球盘或蛇形跑道予以冷却。
为减少玻璃球内外温差而产生的残余应力，需经退火使之缓慢冷却。
然后储存于球仓中以备质量检验.们知道固体材料可以分为有机材料和无机材料两大类。
玻璃的熔化制度及控制
玻璃的熔化制度及控制配合料投入熔窑之后，很快就产生含有大量气泡的一层熔融的玻璃薄膜，厚度约10余mm，熔融体不断向下流淌，逐渐形成小料堆及密集的泡沫层，最后小料堆完全消失，只有泡沫层留在熔化带内，有待进一步的澄清及均化。
配合料上表面由火焰辐射和对流，下表面受1300℃左右投料回流玻璃液传热面进行熔化。
配合料、泡沫层、玻璃液的吸热是不同的。
泡沫层为配合料吸热量的50%，玻璃液为30〜 40%。
玻璃液的导热系数很小，50mm深处辐射热量已被吸收约90%，依靠玻璃液的辐射传热将上层热量依次向深层传递，加热下层玻璃液，它与玻璃吸热性的关系极大。
无色玻璃透热性好，投料回流玻璃液的温度高，带的热量多，加速了玻璃配合料的熔融。
配合料不断地吸收投料回流的热量，回流温度不断降低，距投料口越近回流温度越低，比重增大而下沉，经由窑池深部又流到热点。
投料回流量大有利于熔化及节能（约占化料热耗15〜20% ）,能延长配合料堆在熔化部高温带的逗留时间，热交换充分，还能阻止泡沫熔融体越过热点。
加大投料回流就必须突出热点，温差应为100〜300度。
稳定的投料回流是稳定池底温度、熔化及泡界线的重要因素。
含铁高、颜色较深的玻璃透热性差，投料回流小、温度低，能耗也高。
一、熔化火焰及其控制火焰是进行热交换的主体，它以辐射、对流、传导的方式将热量传给配合料、玻璃液及窑体。
在耐火材料允许的条件下温度应高些，横向温差尽可能小些，火焰覆盖面积尽可能大。
各小炉的温度是由熔化温度制度决定的。
1、窑内气氛及火焰亮度在理论上，空气过剩系数等于1时为中性，小于1为还原性，大于1时为氧化焰。
对于纯碱-芒硝配合料到1#、2#小炉应为还原焰，不使煤粉烧掉，保证芒硝分解所需的煤粉，但还原性不宜太强，防止芒硝过早分解完，在澄清时过饱和不足，达不到硫澄清的目的，在玻璃液中残留的小气泡不能浮出。
如果太弱甚至是氧化焰，芒硝不能完全分解，在澄清后或均化带仍在热分解，产生SO2、、SO3气体，对于SO2玻璃液是不能吸收的，气泡残留在玻璃液中。
玻璃熔制及熔窑-熔制的工艺制度
汇报范围
01
本报告将全面介绍玻璃熔制及熔 窑工艺制度的各个方面，包括熔 制原理、熔窑结构、操作要点、 工艺参数以及相关设备等。
02
通过深入分析熔制工艺制度对玻 璃质量的影响，提出优化建议， 为实际生产提供指导。
02
玻璃熔制工艺简介
玻璃熔制的定义
玻璃熔制是将各种原料配合在一起， 在高温下加热熔化成均匀的、无气泡 的玻璃液的过程。
环保处理
通过排烟装置的处理，减少熔窑排放的烟气 对环境的影响。
04
熔制的工艺制度
温度制度
温度制度定义
温度制度是玻璃熔制过程中对温度的控制和调节，包括炉温、玻 璃液温度和投料温度等。
温度制度的重要性
温度制度的合理控制对玻璃的熔制质量、熔化效率、节能降耗等方 面具有重要影响。
温度制度的影响因素
温度制度的制定受到多种因素的影响，如原料的性质、熔窑的结构 和尺寸、燃料的种类和燃烧状况等。
投料制度是指熔制过程中对原料和配合料的加入方式、时间和量 的控制。
投料制度的重要性
投料制度的合理控制对玻璃的成分、熔化效率、产品质量等方面 具有重要影响。
投料制度的影响因素
投料制度的制定受到原料的性质、配合料的组分、熔窑的容量和 结构等因素的影响。
玻璃液的澄清与均化
玻璃液的澄清定义
玻璃液的澄清是指通过控制温度和气氛，使玻璃液中的气泡逸出， 达到净化的目的。
玻璃液的均化定义
玻璃液的均化是指通过搅拌、循环等方式，使玻璃液达到成分和温 度的均匀分布。
澄清与均化的重要性
澄清与均化是玻璃熔制过程中的重要环节，对玻璃的质量和性能具有 重要影响。
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熔制过程中的质量控制
温度控制
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（5）玻璃液冷却阶段 将清澄和均化了的玻璃液均匀降温，使玻璃 液具有成型所需的黏度； 在冷却阶段应不破坏玻璃液的质量； 浮法玻璃冷却阶段结束的温度在1100～ 1050℃左右。
3.1.1 配合料的熔化
(1)配合料的加热及初熔 (2)各种反应简介 多晶转变 盐类分解 水分的逸出 (3)成分的挥发 R2O的挥发 由纯碱引入时:引入量×0.032% 由芒硝引入时:引入量×0.06%
3.1.3 澄清
(1)目的 消除玻璃液中的气泡 (2)玻璃液中的气泡形态和种类 形态：可见气泡、溶解气泡、化学结合的气 体。还有熔体表面上的气体。 种类： CO2、SO2、SO3、N2、O2、H2O、H2
(3) 排泡与去气 澄清是排出玻璃液中的可见气泡； 去气是全部排除玻璃液中的气体，包括化学 结合的气体。
B.二次气泡（灰泡，直径小于0.1mm） ①硫酸盐和其他盐类的继续分解； ②溶解气体的析出； ③耐火材料气泡 ④玻璃液流股间的化学反应； ⑤电化学反应
r=1mm时， 2σ/r =0.6kPa； r＜0.01mm时， 2σ/r ＞ 0.06MPa； R= 0.001mm时， 2σ/r= 0.6MPa。 可以看出，表面张力对大气泡的影响可以忽 略，对小气泡的影响则是巨大的。 玻璃液中存在的微小气泡，在温度降低时， 内部的压力急剧增大，使气泡内的气体分压 明显大于玻璃液中气体的分压，从而溶解于 玻璃液中；温度升高时，气泡又会析出。
B.新气泡的产生 澄清好的玻璃液一般不能再次产生气泡。 原因是： 新生气泡的半径r≈0，需要克服的
2σ/r≈∞。
（8）影响澄清的因素
A.配合料中的气体率 一般15~20% B.澄清温度 温度高，黏度小，有利于澄清；熔窑温度受 耐火材料的限制。 C.窑压 微正延长澄清时间 B.提高澄清温度 C.搅拌 D.鼓泡 E .加澄清剂（最常用）
3.1.4 玻璃液的均化
（1）目的 达到化学成分和热均一性 （2）原因 膨胀系数不同将产生结构应力；光学性质不 同将产生光畸变；产生玻筋、条纹；析晶。
（3）均化过程
不均体的溶解与扩散是主要的均化过程； 扩散系数是温度和黏度的函数； 提高均化的方法是提高熔制温度和减小玻璃 液的黏度。
澄清剂分解的气体若渗入气泡，则使得气泡 中某一种气体的分压比原来的分压大，相应 的其他气体的分压就比液体中该气体的分压 减小，就可以从液体中吸收该气体，使气泡 增大； 澄清剂分解的气体若渗入玻璃液中，则液体 中气体的分压就大于气泡中的分压，气泡可 以从液体中吸收，使使气泡增大。
b.中气泡（0.1 ~0.01 mm） 这类气泡较小，气泡之间不会相容变大，只 能靠澄清剂来澄清。
另外要考虑氧化铈、煤粉的挥发量。 （4）影响配合料熔化的因素 熔化温度：温度每升高10℃，反应速度增加 10%； 原料的形式：颗粒度的搭配、加料方式； 原料的易熔性：助熔剂的多少、原料的活性；
3.1.2 玻璃的形成
(1)玻璃的形成过程 玻璃的形成过程的速度取决于石英颗粒的熔 解和扩散速度。 助溶剂的多少（熔化速度）； 熔体的黏度（扩散速度）； 熔体温度（熔化速度）； 石英颗粒（熔解快慢）。
（5）强制均化技术
A.鼓泡 B.搅拌 水平搅拌 垂直搅拌
3.1.5 玻璃液的冷却
（1）目的
将澄清均化好的玻璃液，降温200~300℃，达 到1100 ℃，进入锡槽成型。 （2）影响因素 A.热均匀程度 熔窑四周和玻璃液的上下层之间温度的均匀性， 一般采用自然降温。
c .微小气泡（＜0.01 mm） 这类气泡在澄清过程中不会消失，在后期会 溶解于玻璃液中。
（7）表面张力的影响
A.气泡在玻璃液中所受的压力 P=窑气的压力（约0.1MPa）+气泡所受玻
璃液的压力（最大0.0368MPa）+ 2σ/r
σ——表面张力 R——气泡的半径 只有气泡的浮力大于P时，气泡才能上浮排 出。
（4）影响均化的因素
A.温度 温度越高，黏度越小，溶解扩散速度越快； B.黏度 玻璃液的黏度越小，溶解扩散速度越快，可 选择降低黏度的配方或原料； C.表面张力 表面张力越小，越易均化；表面张力大的条 纹和不均体，即使受到剪切力作用也难以伸 长和消失；
D.玻璃液的对流 玻璃液的对流有利于均化，但对耐火材料侵 蚀加大； E.气泡的上升 澄清过程，带动玻璃液均化；
（3）玻璃液澄清阶段 1400～1500℃ 进行； 气体因玻璃液黏度降低而大量逸出，直到气 泡全部排出。
（4）玻璃液均化阶段 此阶段结束时的温度略低于澄清温度； 当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩 散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除， 化学组成和温度逐渐趋向均一。
（4）澄清过程中气体间的转化与平衡
（5）澄清过程
澄清过程就是首先使气泡中的气体、窑内气 体与玻璃液中物理溶解和化学结合的气体之 间建立平衡，再打破这种平衡，使玻璃液中 溶解的气体进入较小的可见气泡，可见气泡 漂浮于玻璃液的表面而加以消除。
（6）澄清原理
a.大气泡（＞0.1mm） 影响气泡变大的因素： 一是多个小气泡（可见）集合为一个大气泡 （由于小气泡相距较远较难进行）； 二是溶解的气体渗入气泡，使之扩大（实际 进行）； 三是澄清剂分解的气体渗入气泡或玻璃液。
3 玻璃的熔制及熔窑
本章主要讲述玻璃熔制的工艺过程、熔窑结 构及常见操作。
3.1 玻璃熔制工艺原理
玻璃熔制的五个阶段 （1）硅酸盐形成阶段 800～1000℃ 进行；最后变成由硅酸盐和 二氧化硅组成的不透明烧结物；硅酸盐形成 速度取决于配合料性质和加料方式。
（2）玻璃形成阶段 1200 ~1300 ℃左右进行； 硅酸盐和石英砂粒完全溶解于熔融体中，成 为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学 成分上不够均匀的透明的玻璃液。