玻璃生产工艺及其检测方法.ppt

1、硅酸盐玻璃生产工艺及测定方法,简介硅酸盐 玻璃主要原料、生产工艺及检测,简介硅酸盐 硅酸盐可分为天然硅酸盐和人造硅酸盐。 天然硅酸盐包括硅酸盐岩石和硅酸盐矿物等，在自然界分布较广，约占地壳质量的85%以上。在工业上常见的有白云母正长石滑石石棉高岭土石英土等。此外，几乎所有矿石中都含有硅酸盐杂质。人造硅酸盐是以天然硅酸盐为原料，经加工制得的工业产品，如玻璃，水泥等。,玻璃主要成分:二氧化硅（石英） 玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。,1配料， 按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。 玻璃的主要原料有： 石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。 2熔制 将配好的原料

2、经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在13001600C。大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为熔窑。现在，池窑都是连续生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以大到400多米。,3成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷

3、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。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。 A. 人工成形。 又有（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，二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。（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）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。,B机械成形。因为人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有 （

4、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。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻璃硬化为止。 （4）烧结法，用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入发泡剂，在有盖的金属模具中加热，玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。,(5)浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属（锡）表面上形成平板玻璃的方法，其主要优点是玻璃质量高（平整、光洁），拉引速度快，产量大。 此外，平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法,4退火，玻璃在成形过成中经

5、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，玻璃制品在成形后必须进行退火。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。 此外，某些玻璃制品为了增加其强度，可进行刚化处理。 包括：物理刚化（淬火），用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等；和化学刚化（离子交换），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化的原理是在玻璃表面层产生压应力，以增加其强度。,浮法 1 浮法玻璃生产工艺的特点 浮法玻璃生产工艺是

6、英国皮尔金顿发明的，它具有设备简单、生产效率高、产品质量好等优点，被当今世界玻璃制造业广泛采用。 浮法玻璃生产除配料系统外主要工艺设备有以下几个部分： 1.1 熔窑：由配料系统送来的合格的混合料经加入碎玻璃后送入熔窑装料机自动投入熔窑，借助重油经喷咀雾化和热空气混合燃烧。产生高温火焰的热量，经熔池将原料熔化得到熔融玻璃液，流至炉腰经水冷式的搅拌器均匀进入工作段，并调整至成型所需的温度范围。 熔窑为自立式结构。整个熔窑座落在底部支承结构上，支承结构底部为球面支承型，充分考虑了熔窑自身重量和全部熔池内熔融玻璃的重量以及温度、不均匀沉降、地震等影响熔窑工作的因素，,1.2 锡槽：锡槽是浮法玻璃生产的

7、关键设备，是英国皮尔金顿公司的专利。 锡槽由耐火材料砌筑而成。外部设钢结构外壳，整个锡槽由下部支承钢结构支承，支承结构设计独特，能免受风机及其他机械振动的影响，以确保锡液面水平。 锡槽内部充满锡液，共达160000kg，熔窑熔融的玻璃液经流槽进入锡槽，并浮在绝对水平的锡液面上，经冷却形成平整的玻璃带。为控制玻璃的厚度，锡槽两侧设有拉边机以及玻璃厚度监测设备和仪表，摄象机等。 1.3 退火窑：为消除应力和提高玻璃质量，从锡槽来的玻璃板带，进入退火窑退火处理。 退火窑由窑体外壳、耐热辊道，复合辊道、轮胎辊道共150只组成，辊道由马达、减速器成组驱动。辊道面标高可调节。当电驱动发生故障时可用手转动。

8、,1.4 成品加工线：退火后的玻璃板带连续进入成品加工线，经淋水冲洗、烘干、扫描、检测、纵切、横切、掰断、去边、按不同尺寸分片，然后由取片装置自动取片、衬纸、堆垛、包装。切下的毛边及不合格的玻璃经破碎通过胶带运输机送入碎玻璃系统。 此外还有重油、空气、煤气、氮气、氢气、二氧化硫等供给系统。,玻璃化学稳定性的测定,玻璃制品在使用中会受到周围介质（如大气、水、酸、碱、盐类及其他化学物质等）侵蚀，玻璃抵抗这种侵蚀的能力称为玻璃的化学稳定性。 玻璃的化学稳定性是玻璃的一个重要性质，也是衡量玻璃制品质量的重要指标之一。各种用途的玻璃，均要求具有一定的化学稳定性。 利用玻璃被水侵蚀后会产生碱性反应，用盐酸

9、滴定玻璃转入溶液中的含碱量来表示玻璃对水的稳定程度。,一、测试方法： 1、大块试样法： （时间较长，结果不够明显） 2、粉末法： （时间较短，结果较明显）,玻璃与水接触时，水使玻璃表面的硅酸盐 发生水解： Na2SiO3（x2）H2O H2SiO3xH2O2NaOH 玻璃的抗水性能就是利用玻璃被水侵蚀后 会产生苛性碱这一反应，用盐酸滴定玻璃转入 溶液中的含碱量来表示玻璃对水的稳定程度。,二、实验原理：,三、试样的制备：,为了获得可供比较的试样结果，选择平板玻璃、瓶罐玻璃、仪器玻璃等不同化学组成的玻璃试样，按实验要求，粉碎至通过孔径0.8mm（40目/英寸）筛子并在孔径0.28mm（60目/英寸

10、）筛上留下的球形颗粒粒级。无水乙醇洗涤，在烘箱中以110120烘干，供实验用。,四、实验仪器与设备：,五、实验步骤：,1、各试样称取每份2克，分别放入用蒸馏水洗 净的锥形烧瓶中，并用量筒注入100mL蒸馏 水，置于沸腾的恒温水浴锅中。 2、试样分别在水浴中保持0.5、1.0、1.5、 2.0h；在烧瓶中滴入2滴甲基红溶液，冷却室 温后，用0.01NHCl溶液滴定。,六、实验结果计算：,记录实验数据，Na2O的沥滤量用下述公 式计算： Na2Omg/g玻璃1/20.01N（VV1）30.99 依据实验结果分别绘制时间与Na2O沥滤 量曲线；判断不同玻璃的水解等级。,七、玻璃水解等级表：,水解等级 消耗