我的玻璃简介.ppt

1、玻璃,玻璃简介,玻璃原料,生产设备,主要内容,1.玻璃简介,玻璃是以石英砂、纯碱、石灰石等为主要原料，并加入某些金属氧化物、化合物等辅助材料（为改善其使用性能以适合其不同的需要），共同在高温窑中煅烧至熔融后，经成型、过冷所获得的固体材料。玻璃是无定形非晶体的均质、各向同性的材料。,2.玻璃原料,凡能被用于制造玻璃的矿物原料、化工原料、碎玻璃等统称为玻璃原料，根据作用和用量不同，分为主要原料和辅助原料。 主要原料：在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2、Na2O、CaO、Al2O3、MgO等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称为主要原料。 辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过

2、程而引入的原料统称为辅助原料。,引入SiO2 ：硅砂、砂岩,引入Al2O3 ：长石、高岭土,引入CaO：石灰石、方解石,主要原料,2.玻璃原料,2.玻璃原料之辅助原料,1,2,3,4,澄清剂,着色剂,脱色剂,乳浊剂及其他原料,2.玻璃原料之辅助原料,A、澄清剂 凡在玻璃熔制过程中能分解出气体或降低玻璃粘度，促使玻璃液中气泡排出的原料称为澄清剂，例如白砒、硫酸钠、硝酸钠、二氧化锰等。 B、着色剂 某些金属氧化物能直接溶于玻璃溶液中使玻璃着色。如氧化铁使玻璃呈现黄色或绿色，氧化锰能呈现紫色，氧化钴能呈现蓝色，氧化镍能呈现棕色，氧化铜和氧化铬能呈现绿色等。,2.玻璃原料之辅助原料,C、脱色剂 所谓脱

3、色剂主要是减弱铁氧化物对玻璃着色的影响。常用的脱色剂有MnO2、NiO、CoO3、As2O3、Na2S及硝酸盐类。 D、乳浊剂及其他原料 使玻璃生成乳白而透明的原料称为乳浊剂，常用的原料有氟化物、萤石、氟硅酸钠、磷酸盐、磷酸钙、骨灰等。 其他：一些可用的工业废料如碎玻璃等。,3.生产过程,1,2,3,4,原料加工及混合制备,熔融,成型,退火,3.1.原料加工及混合制备,1、原料加工：凡是采用的天然块状原料，首先必须进行粉碎筛分达到所要求的粒度组成，然后方可按料方称重配料。 2、计量与配料：将硅砂、苏打、芒硝、石灰石、白云石、长石、碎玻璃及其它辅助原料，按所生产的玻璃种类要求进行不同配比后搅拌均

4、匀。,原料加工及混合制备工艺流程,3.2.熔融,硅酸盐形成阶段,熔融,玻璃形成阶段,均化阶段,玻璃液的澄清阶段,玻璃液的冷却阶段,3.2.1.硅酸盐形成阶段,硅酸盐生成很大程度上是在固态下进行的，配合料在加热过程中，经过一系列反应变化，结束了主要反应过程，大部分气体产物逸出；这时配合料主要由硅酸盐和剩余的SiO2组成。其温度在800-900。,生成硅酸盐,在这阶段的反应主要有多晶转变，Na2SO4斜方晶型转变成单斜晶型，盐类发生分解，如CaCO3=CaO+CO2，生成复盐如MgCO3+CaCO3=MgCa(CO3)2，生成盐酸盐CaO+SiO2=CaSiO3等。,多晶转变,3.2.2.玻璃形成

5、阶段,烧结物继续加热时，在硅酸盐形成阶段生成的硅酸钠、硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及反应后剩余的SiO2开始熔融，它们间相互溶解和扩散，到这一阶段结束时烧结物变成了透明体，再无未起反应的配合料颗粒，在1200-1250 范围内完成玻璃形成过程。但玻璃中还有大量气泡和条纹，因而玻璃液本身在化学组成上是不均匀的，玻璃性质也是不均匀的。,3.2.3.玻璃液的澄清阶段,玻璃液的澄清是玻璃熔融过程中极其重要的环节，它与制品的产量和质量有着密切的关系，对于一般玻璃而言，此阶段的温度在1400-1500。 在硅酸盐形成过程中，由于配料的分解，部分组分的挥发，氧化物和氧化还原反应，玻璃液与炉气及耐火材料的相互作用等

6、因素析出大量气体，其中大部分将逸出的气体排入空气中，剩余气体的大部分将熔解于玻璃液中，少部分以气泡存在于玻璃液中。因此所谓澄清过程是排除玻璃液中的可见气泡的过程。,3.2.4.均化阶段,玻璃液的均化包括热均化和化学均化。在玻璃形成阶段，在玻璃中仍然存在主体玻璃化学成分不同的不均体，消除这种不均体称均化。 玻璃液的均化过程通常按下述三种方式进行。 1. 不均体的溶解与扩散的均化过程 2. 玻璃液的对流均化过程 3. 因气泡上升而引起的搅拌均化作用,3.2.5.玻璃液的冷却阶段,为了达到成形所需粘度，必须降低温度，这就是玻璃熔制过程中冷却阶段的主要目的，对一般玻璃而言，其温度在1000-1100之

7、间。 在冷却阶段尽量避免热不均匀性，在空间不同点的玻璃温差如过大，会对产品产生不利影响，如玻璃厚薄不均，产生波纹，玻璃炸裂等；再者要避免二次加热，二次加热对成本和产品质量都有影响。,3.3.成型,成型是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成型必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成型方法可分为人工成型和机械成型两大类。,3.3.1.人工成型,（1）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中边转边吹。主要用来成形玻璃泡、瓶、球（划眼镜片用）等。 （2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人边吹边拉，用来制造玻璃管或棒。

8、 （3）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一压。主要用来成形杯、盘等。 （4）自由成型，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。,3.3.2.机械成型,机械成型除了压制、吹制、拉制外，还有 （1）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。 （2）浇铸法，生产光学玻璃。 （3）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。 （4）烧结法，用于生产泡沫玻璃。,3.4.退火,玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过

9、程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成型后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。,4.生产设备,1.原料设备 2.熔融设备 3.成型设备 4.退火设备,生产设备,4.1.原料设备,根据原料的块度、硬度和需要的粒度等来选择加工处理方法和相应的设备。要进行破粉碎的原料有砂岩、长石、石灰石、萤石、白云石等。 采用的粗碎设备是各种型号的颚式破碎机，常用的有复摆式的颚式破碎机。可供选用的中碎与细碎的设备有反击式破碎机、锤式破碎机及对辊破碎机。,4.1.原料设备,图4.1 颚式破碎机示意图,4.1.原料设备,原料粉碎后都必须进

10、行筛分。生产中常用的筛分设备主要有六角筛和机械振动筛两种。在小型厂常采用摇筛。 六角筛适用于筛分砂岩、白云石、长石、石灰石、纯碱、芒硝等粉料，但不适用于含水量高的物料。其优点是运转平稳、密闭性好、振动小、噪声小，其缺点是筛面利用率仅为整个筛面的1/6，因而产量低。目前大型厂都采用机械振动筛来筛分砂岩粉。 机械振动筛主要用来筛分砂岩。其优点是筛分效率高、构造简单、维修方便、密闭性好，能分出多种粒级的物料，电耗低。其缺点是振动和噪声大。若筛与筛之间分隔不当易蹦出大颗粒。,4.1.原料设备,图4.2 振动筛示意图,4.1.原料设备,称量设备有自动电子秤、台称、耐火材料称、多杆秤等，其他还有混合机、提

11、升机、皮带运输机、投料机等。,4.2.熔融设备,玻璃熔窑的作用是把合格的配合料熔制成无气泡、条纹、析晶的透明玻璃液，并使其冷却到所需的成型温度。所以玻璃熔窑是生产玻璃的重要热工设备，它与制品的质量、成本、能耗等有密切关系。 玻璃熔窑可分为池窑与坩埚窑两大类。把配合料直接放在窑池内熔化成玻璃液的窑称池窑；把配合料放入窑内的坩埚中熔制玻璃的窑称坩埚窑。凡玻璃品种单一、产量大的都采用池窑。若产品品种多、产量小的都采用坩埚窑。,4.2.熔融设备,坩埚窑 在一个窑炉内放置一个或多个耐火坩埚，配合料在坩埚内熔融。玻璃的熔制的全过程是在同一空间进行的，不同的时间有着不同温度。不同组成的玻璃不能在同一坩埚炉内

12、熔制。这种设备是间断工作的。,图4.3 坩埚窑,4.2.熔融设备,池窑 它是一种连续熔制设备。熔融的玻璃液从给料端流向窑池的另一端，窑池内各点的温度在同一时间段内是不同的。,图4.4 池窑,4.3.成型设备,玻璃成型机 成型机的工作原理与打针用的注射器相似，它是借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的玻璃注射入闭合好的模腔内，经固化定型后取得制品的工艺过程。,图4.5 成型机,4.3.成型设备,压延机是由两个或两个以上的辊筒，按一定形式排列，在一定温度下，将玻璃或塑料压制展延成一定厚度和表面形状的胶片，并可对纤维帘帆布或钢丝帘布进行挂胶的机械。,图4.6 平板玻璃压延机,4.4.退火设备,退火窑 退火窑可按产品移动情况、热源和加热方法进行分类。 通常按产品的移动情况将退火窑分为：间歇式、半连续和连续式三类。,4.4.退火设备,5.发展趋势,我国玻璃行业目前存在的问题： 1）产能过快, 供需失衡； 2）原材料价格上涨, 成本上升； 3）节能降耗技术落后。,5.发展趋势,玻璃工