第3章玻璃配合料的制备详解
玻璃配方计算和配合料制备.
实验三玻璃配方计算和配合料制备1 目的意义1.1 意义配方计算是根据原料化学成分和所制备的玻璃成分等计算各种原料的需要料。
配合料制备就是按照配方配制并加工原料，使之符合材料高温烧制要求。
配方计算和配合料制备是玻璃乃至各种无机非金属材料新品种研制和生产必不可少的工艺过程。
配方计算也是对后续玻璃熔制工艺参数的预测，配合料制备则直接影响玻璃的熔制效果和成品性能。
1.2 目的(1) 进一步掌握配方计算的方法；(2) 初步掌握配合料的制备方法和步骤；(3) 了解影响配合料均一性的因素。
2 实验原理2.1 玻璃成分的设计首先，要确定玻璃的物理化学性质及工艺性能，并依此选择能形成玻璃的氧化物系统，确定决定玻璃主要性质的氧化物，然后确定各氧化物的含量。
玻璃系统一般为三组分或四组分，其主要氧化物的总量往往要达到90％(质量)。
此外，为了改善玻璃某些性能还要适当加人一些既不使玻璃的主要性质变坏而同时使玻璃具有其他必要性质的氧化物。
因此，大部分工业玻璃都是五六个组分以上。
相图和玻璃形成区域图可作为确定玻璃成分的依据或参考。
在应用相图时，如果查阅三元相图，为使玻璃有较小的析晶倾向，或使玻璃的熔制温度降低，成分上就应当趋向于取多组分，应选取的成分应尽量接近相图的共熔点或相界线。
在应用玻璃形成区域图时，应当选择离开析晶区与玻璃形成区分界线较远的组成点，使成分具有较低的析晶倾向。
为使设计的玻璃成分能在工艺实践中实施，即能进行熔制、成型等工序，必须要加入一定量的促进熔制，调整料性的氧化物。
这些氧化物用量不多，但工艺上却不可少。
同时还要考虑选用适当的澄清剂。
在制造有色玻璃时，还须考虑基础玻璃对着色的影响。
以上各点是相互联系的，设计时要综合考虑。
当然，要确定一种优良配方不是一件简单的工作，实际上，为成功地设计一种具有实用意义，符合预定物化性质和工艺性能的玻璃成分，必须经过多次熔制实践和性能测定，对成分进行多次校正。
表2-1给出两种易熔的Na2O-CaO-SiO2系统玻璃配方，可根据自己的要求进行修改。
玻璃配合料的制备(掌握).
帯7章 R 合科制备rraj玻璃组成的设计和确定 配合料的计算 配合料的制备7. 1 玻璃组成的设计和碼定（熱恳） 设计依据—I 玻璃的物理和化学性质.7.1 7.2 7.3 玻璃组成的表示 以组成玻璃的化合物的质童分数依据7.2 艮舍料的计募（MXt ）以玻璃的组成和＞5^料的化学成分为基础，计算出熔化100kg 玻璃液所需各种原料的 用量，再算出每副配合料中，即500kg 或 1000kg 玻璃配合料各种原料的用童・ 方法预算法和联立方程式法•・先进行粗算 •进行校正-把计算结果换算成实际料单 参圾材P221 -225计算过程作业 选择原料和设计浮法玻璃成分，进行配料 计算（下次上课时间）I 步霖fc 令44针耳就《屮*九个X 艺泰厳(1) 纯碱(苦硝)挥发率指纯碱中未参与反应而挥发、飞散量与总量 饗需散料纯碱挥般量50% 纯磺用量是一个经验值，与加料方式、熔化方法、懐制 温度、纯截的特性寻有关.一般为0,2 - 3.5%(2) 碳粉含率由碳粉列入的固定破与芒硝引入的N a2SO4 之比•即 碳粉X C 含詈碳粉含率= ——X100%芒硝X Na2SO4含量 生产上一般控制在3-5%(3)芒硝含率由芒对引入的Na2O 与芒硝和纯碱計入的 卿牡一 X 100%芒硝和纯碱引入的Na2O一般掌握在5-8%(4)萤石含率由萤石引入的CaF2量与玻璃总量之比. 萤石含率H 萤石xCaF2 玻璃总量 一般在1 %以下fc 令*Kt 耳竝翟屮*鬼个艺泰厳X 100%fc令*i针耳竝《申*九水X艺泰厳(5 )碎玻璃掺入率指配合料中碎玻璃用量与配合料量之比碎玻璃量配合料的质量要求原料的运输和贮存原料的加工处理配合料的称量配合料的泯合配合料的输送与贮存配合料的质量检验与粒化碎玻璃樓入”生料量5玻璃童50%一般控制在25-30%7. 3 配令料的制备(喪如)7.3.17.3.27.3.37,3.47,3.57.3.67,3.7配合料的质■要求 必须具有正确性和稳定性 具有一定的水份：用水润溟配合莉，加水童 随颗粒不同而不同.越细加水量越多.纯緘 配合料加水量3 - 5%,芒硝配合料加水量5 - 7%・ 水温＞359,否则，Na2C03将转化为Na2C03.7H20t»Na2C03-10H20, 使配合料产生胶结作用•要有一定的颗粒组成：可减少配合料的分层 和提高泯合质量.纯緘的颗粒度应比石英大 一个筛号.7,3」配合料的质■要求4 具有一定的气体率：易于清和均化.一般钠钙硅玻璃的气体率为16-20%.血逸出气体量P 体军 -------------- X 100%配合料5 必须渦合均匀：配合料混合不均匀，会使玻璃产生结石、条纹，气泊等缺陷，易熔物较多的 还会侵蚀耐火材料.卜-般玻璃制品对配合料均匀度要求 水不滚枷允许误差小于士 0/1% 酸不溶物:允许误差小于± 0J% 含瑕量；允许误差小于士 0.6% 水分：允许误差小于土 0.6%7.3,1 注意7.3.2原料的运输和贮存1 原料的运输-原料在运输■进厂前，要经过有关部门的化验和鉴定.•原料运输分厂内和厂外两科.运输时应尽童减少粉尘，不使原料彼此污染，要注意除铁.2原料的储存要满足一定的数量，考虑一定的储存期，分块状、粉状、化工、有垂原料的储存.「參曲届屛爱音I硅砂.砂岩、长石为1.8;I各种原料务重I石灰石、白云石为1.7; 纯诚0・9;硫酸钠1・0;7. 3.3原料的加工处理原料的加工处理包括破碎、粉碎.过筛等1工艺流程・单系统流程：各种矿物料共同使用一个破碎、粉碎、过算系统・小型玻璃工厂・多系统流程：每科原料各有一套破碎.粉碎、过筛系统. 大中型玻璃工厂•混合系统：用量较多的原料单独为一个加工系统，用量小的性质相近的共用一个系统・大中型玻璃工厂«t«P2287. 3. 3原料的加工处理2原料的干燥目的：为了介于过筛.贮存和干法配料，须将水分含量的原料进行干燥.-硬度高的预先煥烧，可在躱料内部产生许多裂纹，提高破碎比；减少机械铁的引入.砂岩発在1000C以砂7. 3. 3原料的加工处理破粉碎方法：石灰石、白云石、长石、黄石常用那式破碎机粗破，锤式破碎机进行粉碎.化工原料用桂式破碎机或笼形砒.4原料的过筛方法：离心脱水、蒸汽加热，回转干燥筒，热风炉千燥器爭.3原料的破碎的粉碎•破粉碎方法选择依据：依療料的粒度、硬度和需要粉碎的程度.目的：满足一定的颍粒组成以保证配合料的均匀泯合和避免分层.过筛设备：夭角筛、振动筛、摇筛等I控制I硅砂:36-49孔/屋米2；----- 砂岩、石英岩，长石：81孔/厘米2;纯戏、芒硝、石灰石、白云石：64孔/厘米27. 3. 3原料的加工处理5原料的除铁目的：保证玻靖的含铁量苻合规定要求.方法無理余铁筛分、淘洗：水力分级、翅声波浮选和當选等帚用疵寂1悬社式电磁铁习化学除彼（湿法、千法）除去石英原料中的铁化合物.6粉状原料的输送与料仓分层-用溜管、皮皆机、斗式提升机竽机械设备和气力输送设备进行输送入仓.•加料与卸料方式会够响颗粒发生分层.配合料的称■要求：快速、准确.称量方法：分别称量、累计称量・I适用于排仓在每个粉料仓下面4殳一稅原料称量后分别钾到皮带机上送入混合机中• ：用一个称依次称量各种原料，每次累计计算重量，称后直接送入混合机•适用于排仓和塔仓称：自动称和台称（磅称）.精度一般为1/500（1/1000）.要定期校正、维修.7. 3.45 7. 3.5配合料的混合1 配合料的加料顺序石英（喷水）、长石.石灰石.白云石.纯欣 和澄清刑.脱色剂；石英（喷水）、纯威.长石.石灰石・小料； 加料为设备容积的30-50%,混合时间2 ~ 5刑 2混合设备重力式（鼓形混合机、滚筒式混合机）强制式（浆叶式、艾立赫式等）配合料的混合小料予混合芒硝、燃料予混合机MH80（搅拌容积80 升.混合时间1分钟）或V 型混合机.碎玻璃的混合依屁合机不同• 一般在配合料泯合终了将近 却料时再加入；直接加入在配合料内.注意选择混料机的混料时，应考虑秤量和混合 周期，一般前一付料混合时，后一付料开 始称量，可缩短配料车间的毎日工作班数7. 3.57. 3,6配合料的输送与贮存要■求■保证生产的连续性和均衝性，避免分层结块和飞料.工艺布置：配料车尽量靠近烷制车间，输送时应避免震动和减少钾料落差. 输送设备皮带机：有分层现象，大型厂使用.单元料：用单轨电葫芦用垂i和水平输送.小型厂采用.配含料贮存用窑头料仓，＜8小时ra评定配合枷量的标准和些?' 配合料粒化的目的和意义何在?7. 3-7配合料的质■检验与粒化。
玻璃配合料的制备
钠的用量为： 0.23×6=1.38kg
硝酸钠的化学成分Na2O
36.50%，由硝酸钠引入的Na2O为
1.38×0.3635=0.502
相应地应当减去纯碱用量为(0.502×100) / 57.8 = 0.87 纯碱用量为9.78-0.87=8.91
⑹ 计算辅助原料及挥发损失的补充－2
碎玻璃用量
粉料用量
500×30%=150kg
500-150=350kg
增大倍数=350/117.71=2.973
（8）计算每副配合料中原料的用量
500kg配合料中各原料的粉料用量 = 熔制100kg玻璃中各原料用量×增大系数。每 付配合料中： 石英粉的用量为 方解石的用量为 长石粉的用量为 氧化锌的用量为 硼砂的用量为 萤石的用量为 纯碱的用量为 51.4×2.973=156.38kg 3.63×2.973=14.75kg 27.1×2.973=80.87kg 2.00×2.973=5.98kg 19.14×2.973=56.90kg 11.7×2.973=3.51kg 9.02×2.973=26.79kg 1.38×2.973=4.1kg 0.23×2.973=.0.08kg
粉碎
三、配合料制备工艺——过筛
供料，成形大尺寸制品或压制成形时，有析晶可能。 (4)料滴温度
料滴温度=2.63(S-A)+S (5-4-3) 根据上述实验和测试结果，确定上述组成作为新玻璃
的组成。
二、配合料计算
配合料计算是指根据设计配方计算配合料中各种原料
的用量。
（1）将摩尔分数转换为质量分数； （2）采用预算法、联立方程式法计算出熔化100kg玻璃所需的各种 原料的用量； （3）算出每副配合料（即500kg/1000kg）中各种原料的用量
玻璃配合料的制备详解
21
（二）、配料工艺流程：
砂岩 硅砂
煅烧 选矿 水冷 干燥 粗碎 筛分
粉碎 筛分
粉库 粉库
石灰石 白云石 萤石 纯碱 芒硝 煤粉 碎玻璃
粗碎 粗碎 水洗 拆包 拆包 筛分 洗涤
粉碎 粉碎 粗碎 粉碎 粉碎 筛分 筛分 粉碎 筛分 筛分
破碎
筛分
粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库
称量
称量 混合
称量
P2O5：61.2 Al2O3:3.8
BaO:35.0
玻璃工艺学
7
为进一步减少P2O5的挥发，提高化稳性，降低析晶倾向和调整 光学常数，以B2O3代替P2O5，以CaO和ZnO代替BaO，通过实验 和性质测定，确定组成如下：
氧化物 P2O5 重量％ 50.5
B2O3 10.7
Al2O3 BaO 3.8 27.3
第3章 玻璃配合料的制备
一、玻璃成分的设计和确定 （一）玻璃成分设计原则：
１、根据组成、结构和性质的关系，要求设计的玻璃满足预定 性能要求；
２、设计的组成能形成玻璃而析晶倾向小； ３、设计的玻璃必须符合熔制、成形等工艺要求； ４、按设计生产的玻璃价格低、原料易得。 具体地 首先：根据玻璃制品的物理-化学性能和工艺性能，选择合适 的氧化物系统，确定３-４种总量达９０％左右的主要氧化物含量。 这里，在利用相图或玻璃形成区图选择组成点时，应当使组成点接 近低共熔点或相界线，远离析晶区，以降低玻璃的析晶倾向。
因为要求的膨胀系数较小，所以加入的氧化物必须有利于降低热膨 胀系数，为此加入半径小、电荷高的阳离子（如Ｌｉ＋、Ｍｇ２＋、 Ｚｎ２＋、Ｂ３＋、Ｚｒ４＋等）。
最终经过性质计算，确定设计玻璃组成如下：
氧化物 重量％
玻璃纤维生产工艺流程及产品基础知识
玻璃纤维生产工艺流程及产品基础知识第一章概论20世纪30年代未，自E 玻璃纤维问世，并且出现环氧树脂和不饱和聚酯以来，迎来了了无机材料相结合而成的、具有新型功能的复合材料时代，为玻璃纤维电气层压材料和玻璃纤维增强塑料（FRP ）的发展奠定了基础。
时至今日，玻璃纤维生产已发展成为一门独立的工业体系，成为现代非金属材料家族中具有独特功能的材料，它们属微米级玻璃态纤维，又借鉴了传统的纺织技术，创造出独特的后加工体系，制造出玻璃纤维材质的制品，在机械、电气、光学、耐腐蚀、绝热及吸声等方面发挥出独特的性能，应用领域很快遍及电子、电器、交通、建筑、航空、航天、环保和国防军工等国民经济的各个部门。
上世纪五十年代未，玻璃纤维池窑拉丝工艺获得了成功，标志着玻璃纤维制造技术上的一次飞跃。
池窑拉丝工艺具有生产温度制度合理，节省能源消耗，生产工艺稳定，产品产量、质量提高等优点，在池窑拉丝工艺线上很快就实现了大规模化生产。
并且很快实施了最先进的全自动控制技术，劳动生产率大幅度提高。
因此，池窑拉丝工艺已成为当今国际上通用的主流技术。
目前，全世界已经有95%以上的玻璃纤维都是采用池窑拉丝法进行生产的。
第二章 无碱玻璃纤维生产原理及工艺流程一、 无碱玻璃概念无碱玻璃系指成分中碱金属含量小于0.8%的铝硼硅酸盐玻璃。
国际上通常叫做“E”玻璃。
最初是为电气应用研制的，但今天E 玻璃的应用范围已远远超出了电气用途，成为一种通用配方。
国际上玻璃纤维有90%以上用的是E 玻璃成份。
E 玻璃成份的基础是SiO 2、Ai 2O 3、 CaO 三元系统，其组成为：SiO 2、 62% 、 Ai 2O 3、 14.7% 、 CaO 22.3%在此基础上，添加B 2O 3代替SiO 2，添加MgO 代替部分CaO ，形成现在通用的E 玻璃成份。
各国生产的E 玻璃大体相仿，仅在不大的范围内稍有不同。
变动范围大致如下： SiO 2 55-57%；CaO12-25%； Ai 2O 3 10-17%； MgO 0-8%玻璃中各氧化物的变动，会改变玻璃的性能。
备玻璃部第三章玻璃池窑操作原理
§3-4 如何控制窑压的稳定
玻璃熔制的压力制度
D
池窑压力制度用压力分布曲线表示 。窑内压力是 指气体系统所具有的静压。
与温度曲线相似 ，压力分布曲线是一条有多个转 折点的折线 ，压力分布曲线有两种：
一种是整个气体流程(从进气到排烟)的压力分布， 简称气流压力分布；
另一种是沿玻璃液流程的空间压力分布 ， 简称纵 向压力分布。
D
浮法玻璃熔窑的温度曲线一般有三种 ， 即“ 山 ”形 、“桥 ” 形曲线 、 (3)“双高 ”曲线 。 (1)“ 山 ”形曲线 是以往国内平板玻璃厂主要采用的温度 曲线 。“ 山 ”形曲线的特点是热点突出 ， 热点与1号小炉 及末对小炉间的温差大 ， 泡界线清晰稳定 。热点后的温度 梯度大 ， 从而保证玻璃液的必要冷却。
(2)“桥 ”形曲线与“ 山 ”形曲线相近 ， 有一个热点温度 ， 热点前后两对小炉的温度与最高温度相差不大 ， 温度曲线 似拱桥形 。其特点是熔化高温带较长 ， 有利于提高玻璃配 合料熔化速度和玻璃液的澄清 ， 国外采用此种温度制度的 较多 。缺点 ，温度梯度小 ， 向投料口的对流就弱 ， 易产生 “跑料 ”现象 ， 同时形成的泡界线薄而模糊 ， 不整齐。
如何控制温度的稳定
控制热点处温度波动在土 10℃ 。
热点处火焰长度微达到对面胸墙 ， 其余各 对小炉火焰长度不得超过热点处火焰长度。
影响火焰的因素会影响池窑的温度
包括燃料的质量 、用量 、和空气过剩系数 燃油熔窑的温度控制 ， 主要是根据温度的 升降趋势 ， 调整单位时间的供油量， 并根据用油量的大小 ， 调整雾化介质及助 燃空气的用量。 油 、气 、风之间比例调节已从手动调节走 向自动控制 ， 可由微机集中控制油压 、雾 化介质与重油压力比值 、分区调节熔化温 度等。
玻璃工艺学(第三章 原料及配合料的制备)
Na2SO4<0.1%，Fe2O3<0.1%。
天然碱有时也作为纯碱的代用原料。天然碱是干涸碱湖的 沉积盐，我国内蒙、青海等地均有出产。它常含有黄土、氯化
钠、硫酸钠和硫酸钙等杂质，而且还含有大量的结晶水。
（2）芒硝 芒硝分为天然的，无水的，含水的多种。 无水芒硝是白色或浅绿色结晶，主要成分是硫酸钠 Na2SO4，分子量为142.02，比重2.7。 对于含水芒硝（Na2SO4·10H2O），要预先熬制，以除
Na2SO4 — — — 2～3
MgSO4 — — — 0.8～1.2
CaSO4 — — — 0.6～0.9
硅砂 石灰石、 白垩 白云石 硫酸钠
0.4～0.5 0.6～1.0 — —
原料的选择原则：
原料的质量符合要求，且成分稳定； 原料易于加工处理； 成本低、能大量供应； 少用质量过轻以及对人体有害的原料； 对耐火材料的侵蚀要小。
对氢氧化铝的要求：Al2O3＞50%，Fe2O3＜0.05%。
3、引入氧化硼的原料 B2O3也是玻璃的形成氧化物，它以硼氧三角体[BO3]和硼 氧四面体[BO4]为结构组元，在硼硅酸盐玻璃中与硅氧四面 体[SiO4]共同组成结构网络。 B2O3能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化
学稳定性，增加玻璃的折射率，改善玻璃的光泽，提高玻璃
较小。
对含水硼砂的质量要求：B2O3＞35%，Fe2O3 ＜0.01%，SO42＜0.02%。
（3）含硼矿物 硼酸和硼砂价格都比较贵。使用天然含硼矿物，经过精 选后引入B2O3经济上较为有利。我国辽宁、吉林、青海、西藏 等省有丰富的硼矿资源。天然的含硼矿物，主要有: ① 硼 镁 石 2MgO·B2O3·H2O ， 含 B2O319.07~40.88% ，
玻璃原料及配合料制备
玻璃，X—射线防护与防辐射玻璃，人造宝石等。
2.1.1.8含硼原料
引入B2O3的原料为硼酸、硼砂和含硼矿物。 ➢ 硼酸H3BO3
硼酸加热至140~160℃后转变为四硼酸(H2B4O7)，继续加热 则完全转变为熔融的B2O3。
物理脱色剂：二氧化锰、硒、氧化钴、氧化钕和氧化镍等。
2.1.2.6乳浊剂、助溶剂、氧化与还原剂
➢ 铜化合物 胶体铜的微粒使玻璃着成红色。
3、硫、硒化合物
➢ 硒与硫化镉 单体硒的胶体粒子，使玻璃着成玫瑰红色。硒与硫化镉共用 可以制成由黄色到红色的玻璃。
➢ 锑化合物 在钠—钙玻璃中加入三氧化二锑、硫和煤粉，在熔制过程 中生成硫化钠，经过加热显色，硫化钠与三氧化二锑形成 硫化锑的胶体微粒，使玻璃着成红色。
1、化学脱色剂
➢ 硝酸钠(分解温度350℃)硝酸钾(分解温度400℃)
由于它们的分解温度低，必须与白砒和三氧化二锑共用， 脱色效果才好。
➢ 白砒和三氧化二锑
氧化作用。还能消除用硒和氧化锰脱色时，因用量过多而 形成的淡红色。
➢ 二氧化铈
用作脱色剂时能保证最好的脱色，其脱色作用基于在玻璃 熔制的温度下分解放出氧，通常与硝酸盐共同使用。
时，所需芒硝的量比纯碱多34％，相对的增加了运输和加 工储备等生产费用。
➢ 纯碱缺乏时，用芒硝引入Na2O ➢ 芒硝除引入Na2O外，还有澄清作用，因而在采用纯碱引
入Na2O 的同时，也常使用部分芒硝(2~3％)。 ➢ 芒硝能吸收水分而潮解，应储放在干燥有屋顶的堆场或库内，
并 且要经常测定其水分。
玻璃配合料的制备详解课件
原料的稳定性
选用质量稳定、性能可靠的原料 ，以保证配合料质量的可靠性。
原料的粒度与分布
合理的粒度与分布有助于配合料 的混合均匀性和熔制效果。
配料比例的控制
精确计量
采用精确的计量设备，确保各种原料按比例加入 。
混合均匀
通过合理的混合工艺，确保配合料混合均匀，无 色差和颗粒。
试样检验
定期取样检验，评估配料比例的准确性，及时调 整。
熔制温度与时间的控制
熔制温度
根据玻璃种类和配合料成分，设定适宜的熔制温度，确保玻璃液 的充分熔融。
熔制时间
合理的熔制时间有助于玻璃液的充分反应和均匀混合。
温度控制精度
保持温度控制的稳定性和精度，避免温度波动对熔制效果的影响。
成型与退火工艺的控制
成型方式
01
根据玻璃制品的形状和尺寸，选择合适的成型方式，如吹制、
。
家居用品
如镜子、厨具等家居用 品也需要用到玻璃配合
料。
电子行业
用于生产显示器、手机 屏幕等电子产品。
玻璃配合料的发展趋势
01
02
03
04
高性能化
随着科技的发展，对玻璃的性 能要求也越来越高，如高强度 、高硬度、低膨胀系数等。
环保化
为了响应环保号召，玻璃配合 料的发展也趋向于使用环保材
料和减少废弃物排放。
功能化研究
研究玻璃配合料的功能化，拓 展其在不同领域的应用范围。
05
常见问题与解决方案
配料不均问题
配料不均问题
在玻璃配合料的制备过程中，各种原料的混合不均匀会导致产品质量不稳定。
解决方案
为确保配料均匀，应采用适当的混合设备，如搅拌机或球磨机，并控制好混合 时间和强度。同时，定期检查混合设备的运行状况，确保其性能良好。
第二篇玻璃原料加工与制备概论
第一章 玻璃原料概述
因为人工浇铸或吹制时，都希望玻璃料性“短”，有较快的硬化速度。 !" 钠钙玻璃 它是 !# 世 纪 初，随 垂 直 引 上 法 发 明 而 采 用 的 成 分。钠 钙 玻 璃 成 分 中 $%&!’() *
’+) 、,-&.) * (() 、/-!&(0) * (’) 。此外，还有微量的 12!&+ 和 34&。它们不是有意引 入的，而是作为原料的杂质而带入的。
解放前，我国玻璃工业非常落后，尤其是原料车间工艺落后、设备简陋，基本上是手工 操作。生产效率低、产品质量差、劳动强度大、粉尘浓度高，甚至危及工人的生命安全。解 放后，随着我国玻璃工业生产技术的发展，原料车间的面貌也为之一新。由我国自行设 计、制造、安装的机械化原料车间不断增多。特别是“改革开放”以来，通过引进、消化吸收 先进技术，一批用微机控制的自动化配料车间已日趋普及。它具有生产能力大、配料精度 高、控制能力强等特点。不但使配合料的产量得到保证，而且可以杜绝配料事故，及时澄
三、玻璃成分的演变与发展
（一）有槽玻璃成分
平板玻璃的生产方法已由早期原始的人工浇铸、人工吹制发展到近代的有槽垂直引 上法、无槽引上法和水平拉制法。近年来浮法工艺后来居上，获得了突飞猛进的发展。由 于成型工艺的不同，要求玻璃的化学成分要与之相适应。一般将玻璃成分的演变过程划 分为四个阶段。
%& 高钙玻璃 高钙玻璃成分中 ,-#"./( ) 0%( 、12#%"( 一 %3( 、42"#%"( ) %’( 。这种玻璃成分 的特点是易熔化、硬化快。它适合手工生产玻璃时代熔化和成型技术水平较低的需要。 — 55 —
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玻璃配合料.ppt
陶瓷釉料常用的乳浊剂有：
➢ 悬浮乳浊剂——不熔于或难熔于釉中，以细粒状态悬浮于釉层。 如SnO2，CeO2，ZrO2，Sb2O3等。
➢ 析出式乳浊剂——使釉熔体冷却时析出微晶而引起乳浊。 如Zr(SiO4)、TiO2等。
➢ 胶体乳浊剂——碳、硫、磷、氟均以胶体状态存在， 促使釉层乳浊。
玻璃工业用乳浊剂：
➢ 卤素化合物
如萤石、硅氰化钠、冰晶粉以及氯化钠 形成挥发性的FeF3，或FeCl3，或成为无色的氟铁化钠Na3FeF6。
2、物理脱色剂
物理脱色使用的一般不是一种着色剂，而是选择适当 比例的两种着色剂。
物理脱色法可能使玻璃的色调消除，但却使玻璃的光 吸收增加，即使玻璃的透明度降低。
物理脱色法常与化学脱色法结合使用。
玻璃以分子 百分组成或 分子式表示。
原料的化 学成分
算出
熔化100公斤玻璃 所需的各种原料用量
算出
算出每付配合料中 各种原料的用量。
精确计算：应补足各组成氧化物的挥发损失。 如：飞扬损失，耐火材料对玻璃成分的改变等。
下面以普通玻璃为例，根据所设计玻璃成分和所用原料 成分进行配料计算。
(1)配合料计算中的几个工艺参数 (2)计算步骤 (3)配料计算实例
(1) 配合料计算中的几个工艺参数
❖ 纯碱挥散率 ❖ 芒硝含率 ❖ 煤粉含率 ❖ 萤石含率 ❖ 碎玻璃掺入率
纯碱挥散率
纯碱挥散率指纯碱中未参与反应的挥发、飞散量与总量 的比值，即：
纯碱挥散率＝纯碱挥散量100％ 纯碱用量
它是一个实验值，与加料方式、熔化方法、熔制温度、 纯碱的本性(重碱或轻碱)等有关。
玻璃工业还必须考虑透光性，因此，乳浊剂的选择与釉料有 所不同。常用的乳浊剂有氟化物(萤石、氟硅酸钠)、磷酸盐 (磷酸钙、骨灰、磷灰石)等。
3 玻璃生产工艺
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、氧化剂和还原剂 在熔制玻璃时能释出氧的原料称氧化剂，能吸收氧的原料称
还原剂。 属氧化剂的原料主要有硝酸盐、氧化铈、As205、Sb205等。 属还原剂的原料主要有碳、酒石酸钾、氧化锡等。
质量要求：Na2C03＞98％；NaCl＜1％；Na2SO4＜0.1％； Fe203＜O.1％。
纯碱
纯碱库
重碱
轻碱
2．芒硝(Na2SO4) 有无水芒硝和含水芒硝(Na2SO4·10H20)两类。
使用芒硝不仅可以代碱，而且又是常用的澄清剂，为降 低芒硝的分解温度常加入还原剂(主要为碳粉、煤粉 等)。
硅质原料的成分范围(％)
硅砂
SiO2 90-98
Al2O3 1-5
Fe2O3 0.1-0.2
CaO 0.1-1
MgO
H2O
0-0.2
1-3
砂岩 95-98 0.3-0.5 0.1-0.3 0.05-0.15 0.1-0.15 0.2-0.5
二、引人Al203的原料
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。 1．长石
质量要求是：A12O3＞16％；Fe203＜0.3％；R20＞12％
钾长石 钾长石矿
钠长石
钙长石 钠长石矿
2．高岭土
质量要求是：A1203＞25％；Fe2O3＜O.4％。表 2—3—2为长石和高岭土的成分范围。
高龄土
高龄土粉
玻璃材料的制备和应用
玻璃材料的制备和应用玻璃是一种非晶体材料，由于其透明、耐热、耐腐蚀等特性而被广泛应用于建筑、电子、航空等领域。
本文将从制备和应用两个方面对玻璃材料进行讲解。
一、玻璃材料的制备玻璃的制备原料主要包括石英沙、碳酸钠、石灰石、氟化物和氧化镁等。
制备过程中，首先将这些原料按比例混合，然后加入适量的助熔剂如氟化钠、氟化铝等。
混合物进入窑炉中进行高温熔融，通常温度可达到1200~1600℃。
熔融物在炉中冷却成固态，然后通过机械加工等方式得到成品玻璃。
另一种制备玻璃的方法是溶液法。
将适量的原料溶解在熔剂中，制备成玻璃溶液。
然后通过涂布、喷雾、旋涂等方式将玻璃溶液直接制备成薄膜、涂层或者光纤等产品。
二、玻璃材料的应用1.建筑领域玻璃材料在建筑领域应用广泛，如幕墙、隔热玻璃、车站、机场、体育馆等大型建筑中的落地窗、天窗等构件。
同时，太阳能光伏玻璃、智能玻璃等新型玻璃也在建筑领域不断发展和应用。
2.电子领域玻璃材料在电子领域的应用主要集中在显示屏、触摸屏、光纤等方面。
例如电视机、手机、电脑等显示屏中常用的液晶玻璃，以及便携式设备中的玻璃显示屏等。
3.航空航天领域玻璃材料在航空航天领域的应用主要包括航空器和卫星中的舷窗、仪器玻璃、传感器等部件。
航天领域中的光学镜头和望远镜也常用到玻璃材料。
4.医疗领域医疗行业中常用到的血糖仪、血压仪等家用医疗设备以及诊疗仪器中的屏幕、透镜等部件均用到了玻璃材料。
5.其他领域除了上述领域，玻璃材料还被应用于汽车行业的汽车玻璃、刀具行业的陶瓷刀具、艺术行业的手工艺品等。
三、结语综上所述，玻璃材料是一种十分重要的非晶体材料。
通过熔融法和溶液法等方式制备出来的玻璃材料，被广泛应用于建筑、电子、航空、医疗等众多领域。
随着科技的不断进步，玻璃材料也将不断更新、改进，不断拓展应用范围。
自粘结和预分解的玻璃配合料的设备制作方法与制作流程
本技术公开一种自粘结和预分解的玻璃配合料制备方法，所述方法的步骤是：将碳酸盐预先进行窑外分解，得到熟石灰和方镁石，再与其它玻璃配合料按照适当配比一起加入混合机械中进行混合，在此过程中加入8~20wt%的水，然后将混合后配合料进行粒化，静置72小时以上，经过水化硬化，可得到具有一定强度的粒化玻璃配合料。
本技术将碳酸盐分解过程在窑外完成，可大大降低热耗；原料的粒度下限无需限制，可最大程度利用资源；使用轻质纯碱，降低原料成本；无需外加粘结剂就可以实现玻璃配合料的粒化，因此，本技术具有熔化速度提高、熔化温度下降和熔化效率高等优点。
权利要求书1.一种自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：（1）先将石灰石和白云石采用粉磨机械粉磨至80μm以下；（2）采用悬浮预热器和窑外分解炉对石灰石和白云石粉体进行预分解，得到氧化钙和氧化镁；（3）将得到的氧化钙、氧化镁与石英砂、长石粉、碎玻璃、纯碱、芒硝和碳粉，按比例给入混合机中进行混合，同时，加入8~20wt%的水进行混合；（4）采用成球机或压块机进行粒化；（5）将粒化的配合料静置72小时以上，待其水化硬化；（6）将硬化后的配合料投入熔窑进行熔化，得到澄清透明、质量良好的玻璃。
2.根据权利要求1所述的自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法，其特征是：所述步骤1中所述的粉磨机械采用非铁质衬板和磨矿介质，以防止铁元素的掺入。
3.根据权利要求1所述的自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法，其特征是：所述步骤2中的悬浮预热器和窑外分解炉的温度为600~ 1000℃, 引入部分废热尾气时，需在分解炉内添加燃料以提高温度。
4.根据权利要求1所述的自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法，其特征是：所述步骤3中的各种原料的加入量是根据不同玻璃种类的化学成分，经过配料计算确定的，无特殊成分要求。
说明书自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法技术领域本技术涉及一种玻璃配合料制备方法，特别是涉及一种自粘结和预分解的玻璃配合料的制备方法。
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玻璃工艺学
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5、配合料的氧化还原态势(Reducing and Oxydizing Potential)
配合料氧化还原数 Wi Ri
其中 wi-------各原料以100公斤石英砂为基准的用量 Kg Ri--------各原料的氧化还原数
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各种原料的氧化还原数 原料（1Kg/100Kg砂） 氧化还原数 原料（1Kg/100Kg砂） 氧化还原数 +0.67 硫酸钠 煤（100%C） -6.70 +0.70 -5.70 硫酸钙 焦碳（85%C) +0.4 -6.4 硫酸钡 硫磺 +0.32 -1.0 硝酸钠 萤石
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(四）对已有成分局部调整方法举例：
由于实用性能的提高、生产上熔化率提高等原因，须通过少量 多次的方式逐渐调整以达到所设计的成分。 一般地，玻璃中Al2O3、ZrO２等难熔物调整量要比SiO2、Na2O CaO的小些，后者较大，但一般也不宜超过0.1%，而对前者幅度就 更小。这样可以保持正常生产，减少制品中缺陷的产生。
光学性质等以及如熔制温度、成形温度、退火温度等工艺性能。
有关的一些参数可以参照国家标准，同类产品性能要求。 明确主要性能指标
玻璃工艺学 2
２、拟定玻璃的组成 一般有两类情况： （１）对于玻璃新成分的确定 有关相图 玻璃形成区图 （２）对于已有成分作局部调整 首先：根据性能要求，参考已有成分，结合生产条件，调整玻 璃中各氧化物的比例，拟定出原始组成； 然后按照有关性质计算公式算出主要性质，并与预期要求 对照，不符和要求时，反复调整组成，直至达到要求，最终拟 定玻璃的组成。
玻璃工艺学
5
该点组成（％）： ＣａＯ：２３.３ Ａｌ２Ｏ３：１４.７ ＳｉＯ２： ６２.０ 另外，为了符合仪器玻璃的要求，加入一定量的其它氧化物。 因为要求的膨胀系数较小，所以加入的氧化物必须有利于降低热膨 胀系数，为此加入半径小、电荷高的阳离子（如Ｌｉ＋、Ｍｇ２＋、 Ｚｎ２＋、Ｂ３＋、Ｚｒ４＋等）。 最终经过性质计算，确定设计玻璃组成如下： 氧化物 重量％
二氧化锰 三氧化砷 三氧化二铁
+1.09 +0.93 +0.25
注意： + 氧化性，- 还原性； 其它原料氧化还原数为0；
玻璃工艺学 21
（二）、配料工艺流程： 砂岩 硅砂 石灰石 白云石 粗碎 煅烧 选矿 粗碎 水冷 干燥 粉碎 粉碎 粗碎 筛分 筛分 筛分 粉碎 筛分 粉库 粉库 粉库 粉库 萤石 水洗 粗碎 粉碎 筛分 纯碱 芒硝 煤粉 碎玻璃 拆包 拆包 筛分 洗涤 粉碎 粉碎 破碎 筛分 筛分
第3章
玻璃配合料的制备
一、玻璃成分的设计和确定 （一）玻璃成分设计原则： １、根据组成、结构和性质的关系，要求设计的玻璃满足预定 性能要求； ２、设计的组成能形成玻璃而析晶倾向小； ３、设计的玻璃必须符合熔制、成形等工艺要求； ４、按设计生产的玻璃价格低、原料易得。 具体地 首先：根据玻璃制品的物理-化学性能和工艺性能，选择合适 的氧化物系统，确定３-４种总量达９０％左右的主要氧化物含量。 这里，在利用相图或玻璃形成区图选择组成点时，应当使组成点接 近低共熔点或相界线，远离析晶区，以降低玻璃的析晶倾向。
注意： 计算时：先主后辅、先干基用量，后计算湿基用量； 计算配合料的气体率应在引入辅助原料和补挥发之后进行，必 要的情况下需调整气体率，可用引入同量组成氧化物条件下气体生 成量大的原料代替生成量小的原料，增加气体率；相反的替换则降 低气体率。如碳酸钠与硝酸钠、白云石与碱式碳酸镁等之间的替换 等。 若原料化学组成为湿基，则需求出干基总重，然后求加水量。
粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 称量 称量
称量
混合
水 混合
运输
窑头料仓
玻璃工艺学
投料机
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玻璃工艺学 13
经过计算，应得出下列结果： ①熔制100公斤玻璃液时所需的各种原料用量； ②配合料气体率； ③各挥发性原料补入量； ④校正后配合料的料方； ⑤按每付配料量（除去碎玻璃）求出增大系数，计算出每付配 合料的干基料方； ⑥湿基原料的用量； ⑦配合料的加水量； ⑧每付配合料中碎玻璃用量。
玻璃工艺学
100Kg玻 璃 的 原 料 总 重 生成玻璃重 气 体 率 100% 100Kg玻 璃 的 原 料 总 重 量 逸出气体量 100% 配合料重量
4、具有高均匀度： 配合料均匀度高是熔制均匀玻璃液的前提。均匀度低会造成 熔制的不同步，导致缺陷产生和对耐火材料侵蚀的加剧。
玻璃工艺学 18
湿重（ 2 ~ 3克 ） 干重（ 110C恒 重 ） 水分 100% 干重
玻璃工艺学 17
3、具有一定的气体率： 受热分解后所逸出的气体对配合料和玻璃液的搅拌作用有利 于硅酸盐形成和玻璃均化。 过高和过低的气体率都不利于澄清。钠钙硅玻璃配合料气体 率应在15-20%内，硼硅酸盐玻璃配合料则在9-15%内。
原料的化学成分/mass%
SiO2
石英粉 长石粉 纯碱
Al2O3 0.18 18.04 —
B2O3 — — —
Fe 2O3 0.01 0.20 —
CaO — 0.83 —
Na2O — 14.80 57.80
ZnO — — —
As 2O3 — — —
99.89 66.09 —
氧化锌
硼砂 硝酸钠 方解石 萤石 白砒
均匀性的测定： 测定方法有滴定法、电导法、比重法、筛分析法等。现有人 提出在线监测法（如通过检测配合料的温度间接地分析出配合料的 均匀度）。 表示方法： 均匀度=(Min测定值÷Max测定值)× 100% 一般均匀度要求≥95% 也可用允许误差表示：一般要求 水不溶物：小于±0.1%； 酸不溶物：小于± 0.1%； 含 碱 量：小于± 0.5~0.6%； 水 分：小于± 0.5~0.6%；
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另外，已知配合料料方以及各原料的化学组成，求玻璃的化学 组成的过程： ①根据各原料的成分和用量，计算出每种原料引入玻璃中的氧 化物数量； ②除去挥发性原料的挥发损失； ③求各氧化物的总和，再计算出各氧化物的百分数，即所求的 玻璃成分。 举例：
玻璃工艺学
15
SiO270.5%，Al2O35.0%,B2O36.2%，CaO3.8%， ZnO2.0%，R2O(Na2O+ K2O)12.5%
增大系数 一付配合料中生料总重 100Kg玻璃所需原料总重
6、计算每付配合料原料湿基用量： 每 付 配 合 料 各 原 料 干用 基量 湿 基 用 量 1 水 量：
加水量 每付配合料中生料含指 定水分时总重 生料湿基重量 每付配合料中粉料干基 总重 每付配合料生料湿基总 重 1 生料指定含水率
SiO2 62.0 Al2O
3
CaO
MgO 5.0
ZnO 5.0
Li2O 1.5
B 2O 3 3.6
ZrO2 0.6
14.7 7.6
玻璃工艺学
6
２、根据玻璃形成区图确定玻璃成分 P2O5 设计一种色散低、折射率为1.548的 磷酸盐玻璃。 图中黄色部分为玻璃生成区 其次，应注意： I、满足光学性能要求； II、磷酸盐玻璃中P2O5的量不可过 高，以免挥发过多不易控制光 学性质； III、具有足够化学稳定性，析晶倾 Al2O3 向小； P2O5：61.2 Al2O3:3.8
玻璃工艺学 11
4、计算配料的气体率和产率：
100Kg玻 璃 的 原 料 总 重 生成玻璃重 气 体 率 100% 100Kg玻 璃 的 原 料 总 重 量
玻璃生成重量（ 100Kg） 产 率 1 气 体 率 100% 配合料重量
5、换算成一付配合料的原料用量并计算碎玻璃用量： 一 付 配 合 料 的 总 重 量 由 所 选 的 混 料 机 加 工能力决定，如500公斤。 一付配合料中各原料用 量 100Kg玻璃各原料用量 增大系数
—
— — — — —
—
— — — — —
—
36.21 — — — —
—
— — — —
—
— — 55.78 68.40 —
—
16.45 36.35 — — —
99.86
— — — — —
—
— — — — 99.90 16
— 玻璃工艺学
三、配合料的制备 （一）配合料的质量要求： 1、具有正确性和稳定性： 即各原料的化学成分，配合料的水分和粒度要求正确并保持 稳定。这就要求原料组成正确、稳定，料方计算正确，针对原料 成分变化及时调整，经常校正称量设备，做到称量准确。 2、具有一定量的水分： 加入一定量的水分，可以起减少粉尘、防止分层、加速熔化 （先润湿石英原料，形成水膜，溶解3-5%的纯碱和芒硝）、提高 混合均匀度的作用。 含水量：一般纯碱配合料在3-5%，芒硝配合料在3-7%，砂 粒越细，所需水量越多。 注意纯碱配合料的水化特性造成的影响和针对措施。 水分测定：
玻璃工艺学
BaO
根据以上特点，选择图中红点处为玻璃组成点(%)： BaO:35.0
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为进一步减少P2O5的挥发，提高化稳性，降低析晶倾向和调整 光学常数，以B2O3代替P2O5，以CaO和ZnO代替BaO，通过实验 和性质测定，确定组成如下： 氧化物 P2O5 重量％ 50.5 B2O3 10.7 Al2O3 3.8 BaO 27.3 CaO 4.0 ZnO 3.7
玻璃工艺学 1
此外还加入一些赋予玻璃必要性质而不使玻璃主要性质变差的 氧化物，使其组成氧化物在５-６种以上。这里须结合各种氧化物 的作用，以及双碱效应、硼反常、铝反常等知识。 最后，还应当考虑加入适当的辅助原料如澄清剂、助熔剂等。 （二）玻璃成成分的设计和确定的过程
１、提出设计玻璃的性能要求：
根据玻璃制品使用要求，列出以下主要性能要求： 膨胀系数、软化点、热稳性、化稳性、机械强度、电学性质、