浮法玻璃生产的工艺流程.

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(7)着色剂
离子着色剂,如锰、钴、铬、镍、钒、铁等的化合物;硫、 硒及其化合物类分子着色剂;胶体着色剂
(8)乳浊剂
在玻璃中溶解度不大,随着温度下降,重新析出使玻璃产 生乳浊现象的物质,主要有氟化物,磷酸盐等
2. 配合料的制备
配合料制备的质量控制:
(1)原料成分的控制:减小成分波动范围; (2)原料的水分控制:易潮解的原料应在库中存放,对水分波 动大的硅砂进行干燥,对各种原料应定期检测水分含量;
浮法玻璃生产的工艺流程
基本要求:掌握浮法玻璃生产工艺流程,玻璃原料的组成,玻 璃熔窑的基本原理。了解原料的加工设备,玻璃的退火等。
重点:浮法玻璃生产工艺流程。
难点:澄清过程中气体与玻璃液的相互作用以及玻璃液的均化。
主要内容
1
2 3 玻璃概述 原料与配合料的制备 原料的加工 玻璃熔融 玻璃的成型 玻璃的退火
(1)玻璃成分:Na2O、K2O含量增加时,熔制速度增快
(2)配合物的物理状态:原料的选择,原料的颗粒组成
(3)熔窑的温度制度:提高熔窑温度可强化玻璃熔融,提高熔
窑生产率 (4)采用加速剂和澄清剂:加速剂可降低表面张力、粘度 (5)采用高压与真空熔炼:消除玻璃液中气泡 (6)辅助电熔:提高熔窑的熔化率
纯碱(Na2CO3)和芒硝(Na2SO4)
(4)引入CaO的原料
石灰石、方解石,要求CaO≥50%,Fe2O3<0.15%
(5)引入MgO的原料
白云石,要求MgO≥20%,CaO≤32%,Fe2O3<0.15%
(6)澄清剂
在玻璃熔制过程中能分解产生气体,或能降低玻璃粘度, 促使玻璃液中气泡排除的物质,如氧化砷、氧化锑、硫酸盐、 氟化物,用的最多的是硫酸钠
3.玻璃液、炉气、气泡 间相互作用 4.玻璃液与耐火材料间 作用
5.个别组分挥发 5.硅酸盐形成与相互作用
玻璃熔制分为五个阶段:
a. 硅酸盐形成阶段
b. 玻璃形成阶段 c. 玻璃液澄清阶段
d. 玻璃液均化阶段
e. 玻璃液冷却阶段
1. 硅酸盐的形成
对普通钠钙硅玻璃,在800~900℃结束 根据加热反应,此阶段分为: a. 多晶转化:如Na2SO4斜方晶型 b. 盐类分解:如CaCO3的分解 c. 生成低共熔混合物:如Na2SO4- Na2CO3 单斜晶型
4. 浮法生产工艺
浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体的锡槽中完成的。 熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表 面,在重力和表面张力作用下,玻璃液在锡液面上铺开,摊平, 形成上下表面平整,硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊 子转动,把玻璃带拉出锡槽进入退火窑,经退火、切裁,得到 平板玻璃产品。
4. 玻璃液的均化
对普通钠钙硅玻璃,此阶段温度可低于澄清温度 玻璃液均化过程包括: a. 不均体的溶解与扩散的均化过程
b. 玻璃液的对流均化过程
c. 因气泡上升而引起的搅拌均化作用
5. 玻璃液的冷却
对普通钠钙硅玻璃,通常要降到1000℃左右再进行成型 此阶段影响玻璃质量的主要因素: a. 玻璃的热均匀度
3. 玻璃液的澄清
对普通钠钙硅玻璃,此阶段温度1400~1500℃ 存在于玻璃液中的气体状态: 可见气泡、物理溶解的气体、化学结合的气体 玻璃液澄清目的:排除可见气泡
影响玻璃液澄清的因素:
玻璃液的粘度、表面张力,澄清剂种类,澄清温度, 炉气压力与成分等
澄清剂种类及作用机理:变价氧化物、硫酸盐类、卤化物类
(3)原料的粒度控制:采用筛分法控制粒度上限;
(4)称量精度的控制:大料用大秤,小料用小秤; (5)混合均匀度的控制:选择合适的混合机,合理的进料顺序 (先加难熔的硅砂和砂岩,并同时加水混合,再加纯碱,最后 加白云石、石灰石、萤石及已预混合的芒硝和炭粉); (6)分料(分层)的控制; (7)粉料的飞料、沾料、剩料、漏料的控制。
d. 形成复盐:如MgCO3+CaCO3
e. 生成硅酸盐:如CaO+SiO2
MgCa(CO3)2
CaSiO3
f. 排除结晶水和吸附水:如Na2SO4·10H2O
Na2SO4+10H2O
2. 玻璃液的形成
在1200~1250℃范围内完成玻璃形成过程
在此过程中,硅酸盐和剩余的SiO2开始熔融,相互溶解、扩散, 形成透明体,配合物颗粒消失,但玻璃中还有大量气泡和条纹 玻璃形成速度影响因素:玻璃成分、石英颗粒直径、熔化温度
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浮法玻璃优点:平整度好,没有波纹,用于制镜、汽车玻璃;选 用的原料好,产品纯净、洁白,透明度好;结构紧密,手感平滑, 好切割,不宜破损。
5. 浮法生产工艺流程
原料预处理
配料
熔化
成型
二、原料与配合料的制备
1. 玻璃原料
主要原料:引入玻璃各种组成氧化物的原料,决定了玻璃的物理 及化学性质 辅助原料:为使玻璃获得某些必要性质和加速熔制过程的原料, 如澄清剂、助熔剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂等
b. 二次气泡
二次气泡特点:直径小(一般小于0.1mm)、数量多(每1cm3 玻璃中可达几千个)、分布均(密布于整个玻璃体中) 产生二次气泡的主要情况: a. 硫酸盐的热分解;b. 物理溶解的气体析出;c. 玻璃中某些组分
易产生二次气泡,例如BaO2随温度降低变为BaO放出O2
影响玻璃熔制过程的主要因素:
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一、玻璃概述
1. 玻璃定义
熔融物冷却、硬化而得到的非晶态固体。
2. 基本特征
结构:短程有序,长程无序。 通性:各向同性,介稳性,无固定熔点, 固态和熔融态间性质变化的连续性和可逆性
3. 分类
按组成:单质玻璃,有机玻璃,无机玻璃
按用途:建筑玻璃,日用轻工玻璃,仪器玻璃,光学玻璃, 电真空玻璃等
玻璃的主要成分:SiO2、Na2O、CaO、Al2O3、MgO
浮法平板玻璃成分:SiO2 (72~72.2%)、Na2O (13.4~14.6%)、 CaO (8.2~8.9%)、Al2O3 (1.3~1.5%)、MgO (2.9~4.0%)
(1)引入SiO2的原料
(2)引入Al2O3的原料
(3)引入Na2O的原料
三、玻璃的熔制
熔制过程:合格配合料经高温加热形成均匀的、无缺陷的并符 合成型要求的玻璃液的过程。 配合料在高温加热过程中的变化:
物理过程
1.配合料加热 2.配合料脱水
3.各组分熔化 4.晶体转化
化学过程
1.固相反应 2.各种盐类分解
3.水化物分解 4.结晶水分解
物理化学过程
1.共熔体生成 2.固态溶解、液态互溶
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