玻璃生產(chǎn)工藝及其檢測方法

玻璃生產(chǎn)工藝及其檢測方法第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日簡介硅酸鹽玻璃主要原料、生產(chǎn)工藝及檢測第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日簡介硅酸鹽硅酸鹽可分為天然硅酸鹽和人造硅酸鹽。天然硅酸鹽包括硅酸鹽巖石和硅酸鹽礦物等，在自然界分布較廣，約占地殼質量的85%以上。在工業(yè)上常見的有白云母﹑正長石﹑滑石﹑石棉﹑高嶺土﹑石英土等。此外，幾乎所有礦石中都含有硅酸鹽雜質。人造硅酸鹽是以天然硅酸鹽為原料，經(jīng)加工制得的工業(yè)產(chǎn)品，如玻璃，水泥等。第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日玻璃主要成分:二氧化硅（石英）玻璃的生產(chǎn)工藝包括：配料、熔

制、成形、退火等工序。第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

1．配料，按照設計好的料方單，將各種原料稱量后在一混料機內混合均勻。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等。

2．熔制

將配好的原料經(jīng)過高溫加熱，形成均勻的無氣泡的玻璃液。這是一個很復雜的物理、化學反應過程。玻璃的熔制在熔窯內進行。熔窯主要有兩種類型：一種是坩堝窯，玻璃料盛在坩堝內，在坩堝外面加熱。小的坩堝窯只放一個坩堝，大的可多到20個坩堝。坩堝窯是間隙式生產(chǎn)的，現(xiàn)在僅有光學玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產(chǎn)。另一種是池窯，玻璃料在窯池內熔制，明火在玻璃液面上部加熱。玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C。大多數(shù)用火焰加熱，也有少量用電流加熱的，稱為熔窯。現(xiàn)在，池窯都是連續(xù)生產(chǎn)的，小的池窯可以是幾個米，大的可以大到400多米。

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3．成形，是將熔制好的玻璃液轉變成具有固定形狀的固體制品。成形必須在一定溫度范圍內才能進行，這是一個冷卻過程，玻璃首先由粘性液態(tài)轉變?yōu)榭伤軕B(tài)，再轉變成脆性固態(tài)。成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類。

A.人工成形。又有（1）吹制，用一根鎳鉻合金吹管，挑一團玻璃在模具中邊轉邊吹。主要用來成形玻璃泡、瓶、球（劃眼鏡片用）等。（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用頂盤粘住，二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒。（3）壓制，挑一團玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一壓。主要用來成形杯、盤等。（4）自由成形，挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品。

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B．機械成形。因為人工成形勞動強度大，溫度高，條件差，所以，除自由成形外，大部分已被機械成形所取代。機械成形除了壓制、吹制、拉制外，還有（1）壓延法，用來生產(chǎn)厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等。（2）澆鑄法，生產(chǎn)光學玻璃。（3）離心澆鑄法，用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋。這是將玻璃熔體注入高速旋轉的模子中，由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上，旋轉繼續(xù)進行直到玻璃硬化為止。（4）燒結法，用于生產(chǎn)泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑，在有蓋的金屬模具中加熱，玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料。

第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日(5)浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬（錫）表面上形成平板玻璃的方法，其主要優(yōu)點是玻璃質量高（平整、光潔），拉引速度快，產(chǎn)量大。

此外，平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

4．退火，玻璃在成形過成中經(jīng)受了激烈的溫度變化和形狀變化，這種變化在玻璃中留下了熱應力。這種熱應力會降低玻璃制品的強度和熱穩(wěn)定性。如果直接冷卻，很可能在冷卻過程中或以后的存放、運輸和使用過程中自行破裂（俗稱玻璃的冷爆）。為了消除冷爆現(xiàn)象，玻璃制品在成形后必須進行退火。退火就是在某一溫度范圍內保溫或緩慢降溫一段時間以消除或減少玻璃中熱應力到允許值。此外，某些玻璃制品為了增加其強度，可進行剛化處理。包括：物理剛化（淬火），用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等；和化學剛化（離子交換），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。剛化的原理是在玻璃表面層產(chǎn)生壓應力，以增加其強度。

第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日浮法

1浮法玻璃生產(chǎn)工藝的特點浮法玻璃生產(chǎn)工藝是英國皮爾金頓發(fā)明的，它具有設備簡單、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質量好等優(yōu)點，被當今世界玻璃制造業(yè)廣泛采用。浮法玻璃生產(chǎn)除配料系統(tǒng)外主要工藝設備有以下幾個部分：

1.1熔窯：由配料系統(tǒng)送來的合格的混合料經(jīng)加入碎玻璃后送入熔窯裝料機自動投入熔窯，借助重油經(jīng)噴咀霧化和熱空氣混合燃燒。產(chǎn)生高溫火焰的熱量，經(jīng)熔池將原料熔化得到熔融玻璃液，流至爐腰經(jīng)水冷式的攪拌器均勻進入工作段，并調整至成型所需的溫度范圍。熔窯為自立式結構。整個熔窯座落在底部支承結構上，支承結構底部為球面支承型，充分考慮了熔窯自身重量和全部熔池內熔融玻璃的重量以及溫度、不均勻沉降、地震等影響熔窯工作的因素，第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

1.2錫槽：錫槽是浮法玻璃生產(chǎn)的關鍵設備，是英國皮爾金頓公司的專利。錫槽由耐火材料砌筑而成。外部設鋼結構外殼，整個錫槽由下部支承鋼結構支承，支承結構設計獨特，能免受風機及其他機械振動的影響，以確保錫液面水平。錫槽內部充滿錫液，共達160000kg，熔窯熔融的玻璃液經(jīng)流槽進入錫槽，并浮在絕對水平的錫液面上，經(jīng)冷卻形成平整的玻璃帶。為控制玻璃的厚度，錫槽兩側設有拉邊機以及玻璃厚度監(jiān)測設備和儀表，攝象機等。

1.3退火窯：為消除應力和提高玻璃質量，從錫槽來的玻璃板帶，進入退火窯退火處理。退火窯由窯體外殼、耐熱輥道，復合輥道、輪胎輥道共150只組成，輥道由馬達、減速器成組驅動。輥道面標高可調節(jié)。當電驅動發(fā)生故障時可用手轉動。

第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日1.4成品加工線：退火后的玻璃板帶連續(xù)進入成品加工線，經(jīng)淋水沖洗、烘干、掃描、檢測、縱切、橫切、掰斷、去邊、按不同尺寸分片，然后由取片裝置自動取片、襯紙、堆垛、包裝。切下的毛邊及不合格的玻璃經(jīng)破碎通過膠帶運輸機送入碎玻璃系統(tǒng)。此外還有重油、空氣、煤氣、氮氣、氫氣、二氧化硫等供給系統(tǒng)。第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日玻璃化學穩(wěn)定性的測定

玻璃制品在使用中會受到周圍介質（如大氣、水、酸、堿、鹽類及其他化學物質等）侵蝕，玻璃抵抗這種侵蝕的能力稱為玻璃的化學穩(wěn)定性。玻璃的化學穩(wěn)定性是玻璃的一個重要性質，也是衡量玻璃制品質量的重要指標之一。各種用途的玻璃，均要求具有一定的化學穩(wěn)定性。利用玻璃被水侵蝕后會產(chǎn)生堿性反應，用鹽酸滴定玻璃轉入溶液中的含堿量來表示玻璃對水的穩(wěn)定程度。第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日一、測試方法：1、大塊試樣法：（時間較長，結果不夠明顯）2、粉末法：（時間較短，結果較明顯）第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

玻璃與水接觸時，水使玻璃表面的硅酸鹽發(fā)生水解：Na2SiO3＋（x＋2）H2O→

H2SiO3xH2O＋2NaOH

玻璃的抗水性能就是利用玻璃被水侵蝕后會產(chǎn)生苛性堿這一反應，用鹽酸滴定玻璃轉入溶液中的含堿量來表示玻璃對水的穩(wěn)定程度。二、實驗原理：第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日三、試樣的制備：

為了獲得可供比較的試樣結果，選擇平板玻璃、瓶罐玻璃、儀器玻璃等不同化學組成的玻璃試樣，按實驗要求，粉碎至通過孔徑0.8mm（40目/英寸）篩子并在孔徑0.28mm（60目/英寸）篩上留下的球形顆粒粒級。無水乙醇洗滌，在烘箱中以110～120℃烘干，供實驗用。第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日四、實驗儀器與設備：第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日五、實驗步驟：1、各試樣稱取每份2克，分別放入用蒸餾水洗凈的錐形燒瓶中，并用量筒注入100mL蒸餾水，置于沸騰的恒溫水浴鍋中。2、試樣分別在水浴中保持0.5、1.0、1.5、2.0h；在燒瓶中滴入2滴甲基紅溶液，冷卻室溫后，用0.01NHCl溶液滴定。第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日六、實驗結果計算：

記錄實驗數(shù)據(jù)，Na2O的瀝濾量用下述公式計算：Na2Omg/g玻璃＝1/2×0.01N×（V－V1）×30.99依據(jù)實驗結果分別繪制時間與Na2O瀝濾量曲線；判斷不同玻璃的水解等級。第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日七、玻璃水解等級表：水解等級消耗0.01NHCl析出Na2O10～0.010～0.03120.10以上～0.200.031以上～0.06230.20以上～0.85