浮法玻璃原料-周贤军讲解

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1、 浮法玻璃原料 培训人:周贤军 目目 录录 一、浮法玻璃原料 1.浮法玻璃的成分 2.浮法玻璃的原料 3.原料的控制 二、浮法配料车间 1.配料工艺流程 2.配合料的工艺要求 3.配料工艺设备 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 1.概述 1.1玻璃的定义 世界上给出很多种定义,简单讲就是“硅酸盐形成的无规则的非晶 态物体”。 1.2什么是浮法玻璃? 玻璃液漂浮在熔融金属表面上拉制而成的平板玻璃，它是以成型 方法而命名的；1902年美国人提出的设想，1961年英国人阿拉斯 塔皮尔金顿研制成功。 1.3浮法玻璃生产的原料? 这与所生产的玻璃性能和颜色有关系，我司生产玻璃所采用的原 料有：硅砂、

2、纯碱、白云石、石灰石、芒硝、氧化铁、碳粉以及钛 白粉；氧化铁只在生产白玻时加入一点用于平衡玻璃中的Fe2O3 ，主要用于生产绿色玻璃，而钛白粉主要用于生产Solar绿玻。 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 2.玻璃的结构 2.1玻璃的微观结构 SiO Na CaFe 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 2.玻璃的结构 2.2玻璃的组成 玻璃是二氧化硅和金属氧化物的混合体； 形成玻璃氧化的种类有三种：即网络形成体、网络中间体和网络外 体。 网络形成体： SiO2 构成玻璃的主要骨架，约占71-73% 网络中间体： Al2O3、Fe2O3 网络外体：CaO、MgO、Na2O、K2O 把玻璃的

3、成份及性质 控制在某个位置上。其中MgO和CaO主要影响玻璃的粘度 （Viscosity）、软化点(Soften point)和耐久性(Durability)。 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 3.玻璃的组分 3. 1玻璃的组分 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 3.玻璃的组分 3. 2各种氧化物的作用 玻璃成分是指构成玻璃的各 种氧化物及其配比。它是决 定玻璃的物理、化学性质的 主要元素。为了调整或改善 玻璃制品的生产、加工和使 用性能，在实际生产过程中 ，对其成分进行调整。下面 简要介绍各种氧化物在玻璃 中的作用： 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 3.玻璃的组分 3. 2各

4、种氧化物的作用 二氧化硅 SiO2熔点1710，它是形成玻璃的主体物质，是玻璃的骨架,也是构 成玻璃的基础，它的空隙间充满着其它氧化物。在平板玻璃成分中 SiO2含量一般在70以上。 玻璃所具有的一系列优良性能，如透明度、化学稳定性和热稳定性等 ，都是由SiO2来提供的。玻璃的粘度、热稳性和化稳性都随着SiO2含 量的增加提高。 SiO2的缺点是熔点高，粘度大，熔化比较困难，热量消耗多。因此要 加入适量的助熔剂。 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 3.玻璃的组分 3. 2各种氧化物的作用 三氧化二铝 Al2O3熔点2050。适量的Al2O3能降低玻璃的析晶倾向，提高化 稳性，增加玻璃的机械

5、强度。能改善玻璃的成型性能，使玻璃液变得柔 和，好操作。有利于提高拉引速度，增加产量。 但Al2O3含量过多，熔化和澄清困难，甚至在玻璃原板上出现波筋 、线道等缺陷。 氧化钙 CaO熔点2570。能提高化稳性和机械强度，适量的CaO（一般6 10%）在高温时可降低玻璃粘度，有利于玻璃的熔化和澄清，而 在低温时又能增加玻璃的粘度和硬化速度，有利于提高拉引速度。 CaO的引入增加了析晶倾向，另外，CaO对玻璃的热稳性和退火带 来不利影响。（通常“钙高的玻璃发脆，没劲儿，爱炸裂”。 ） 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 3.玻璃的组分 3. 2各种氧化物的作用 氧化镁 MgO熔点2800 ，许多

6、方面具有与CaO类似的性质，如降低高温粘 度，提高化稳性，特点是克服了CaO的缺点，当用MgO代替相同数量 的CaO时能改善玻璃的析晶性能，使成型温度范围变宽，这样对熔化 和成型都有好处。 但MgO代CaO量过多时会使玻璃粘度和表面张力增加，使熔化和澄清 发生困难，影响产品质量。 氧化钠 Na2O熔点低，粘度小，化学性质活泼，是理想的助熔剂，能显著降低 玻璃粘度，增加玻璃液的流动性，并能改善玻璃的析晶倾向。 加入Na2O会降低玻璃的化稳性、热稳性与机械强度。 一、浮法玻璃原料 一、浮法玻璃的成分 3.玻璃的组分 3. 2各种氧化物的作用 氧化铁 Fe2O3相对分子质量159.70，Fe2O3能

7、使玻璃强烈着色，降低玻 璃透明度和玻璃液的透热性，增加了玻璃上、下层的温差。为了维持这个 比较稳定的温度梯度，以保证玻璃液的对流层不受破坏，并降低窑底耐火 材料的侵蚀，有时还需向配合料中加入适量的Fe2O3，以维持其含量稳定 。 一、浮法玻璃原料 二、浮法玻璃的原料 生产玻璃的关键一环必须原料的品质要好，而且要控制好各种原料， 原料如果不好就不可能生产出好玻璃，也就是垃圾进垃圾出（garbage in equals garbage out）。当然原料品质的好坏关键在于原料中各种 氧化物的稳定，而并不是刻意要求原料中的单项指标越高越好，如果原料 品位不稳定，哪怕某单项指示很高也是不可选用的。 一

8、、浮法玻璃原料 二、浮法玻璃的原料 1.硅砂（SAND） 硅砂有沉积砂、砂岩、石英砂和长石砂，在处理过程中要进行配矿 ，以降低各种氧化物值的波动，本公司所采用的硅砂是沉积砂。 硅砂的主要成份是SiO2，要求其含量要不低于98.8%，在玻璃中主 要引入SiO2，当然还会附加引入Al2O3和Fe2O3，Al2O3和Fe2O3是 存在于硅砂中的杂质泥土中，其中，Fe2O3则对玻璃有起到着色作用 ，使玻璃变绿，还会影响玻璃的传热，引起玻璃热不均匀从而产生波筋 ，因此要保证其成份要低且稳定。 硅砂的粒度对玻璃的熔化影响也很大，助熔过程中硅砂的熔化与其 比表面积有关，比表面积越大则越有利于助熔。（比表面积

9、：单位重量 物体的表面积大小） 硅砂主要有两大杂质：粘土（CLAY）（Fe2O3 和Al2O3主要是存 在于这里面）和难熔矿物。 一、浮法玻璃原料 二、浮法玻璃的原料 2.纯碱（SODA ASH） 纯碱的主要成份是Na2CO3，对于纯碱化学成份一般都比较稳定， 主要的一点是要控制其中NaCl的含量，Cl会对熔窑、格子体的损害 很大，影响窑龄，它不会对玻璃的质量有任何影响，一般控制在 2000ppm以下。 目前在中国有山东维坊、天津碱厂和渤海等厂可以达到这个指标， 美国的纯碱厂好的可以达到300ppm，为了确保纯碱在混合时不与水 结合，要保证配料的水温在进窑时要最小不能低于36，因此夏天时 加入

10、混合机的水温在50-60。 一、浮法玻璃原料 二、浮法玻璃的原料 3.白云石（DOLOMITE） 主要成份是MgCa（CO3）2，加工前要进行充分混合，以保证品位 稳定，当然它和石灰石一样都是比较难混合均匀，对它的控制主要是 保证其波动值要小，而在白云石中Fe2O3、Al2O3和SiO2都是杂质， 因此也要对其控制。化验时一定要测量其酸不溶物，其中酸不溶物主 要是SiO2，这样有利于料方的调整，另外还有一个比较关键的是白云 石的粒度，白云石的颗粒太细，在熔窑中熔化时容易发生自爆现象， 而且越细发生这种现象越严重。不利方面： 容易把配合料弹起来， 从而被火焰冲到蓄热室和胸墙中，一方面堵塞蓄热室，

11、另一方面导致 胸墙的耐火材料被熔化，流入玻璃液中由此产生了结石； 表面的配 合料更易于熔化形成玻璃液覆盖在配合料的上面，形成镜面，对热起 到反射作用，不利于把热传到深层的配料中。因此白云石的粒度与其 它原料相比要粗的多。 一、浮法玻璃原料 二、浮法玻璃的原料 4.芒硝（SALT CAKE） 主要成份Na2SO4，中国最大的生产基地是在四川，它的形成是通过 海水沉积而成，国内一般是采用50Kg袋装，其在玻璃生产中的用量比 较少，大约每天4T左右，它非常容易吸潮，要求其含水量不高于 0.5%，如果其含水量达到2%时，会对运输和输送造成很大的困难； 由于它在生产操作过程中影响很大，一般不希望更改供应

12、商，否则会 给生产造成不便，NaCl不大于0.35%。 芒硝在玻璃液中的三个反应过程： SO4SO3+1/2O2； SO3SO2+1/2O2； SO2+1/2O2SO3。 在30年前，芒硝的用量与硅砂的比例是30/1000，后来发现在这里 面还有残余的的芒硝和水在熔窑中，现在一般是9-12/1000。 一、浮法玻璃原料 二、浮法玻璃的原料 5.石灰石(LIMESTONE) 它的主要成份是CaCO3，如CaO： 54%0.3%，也是主要取决于其后 面的波动值，也就是53.7%-54.3% ，当然不是象右图的黑线那样波动， 而应该象红线所示的波动。虽然石灰 石不像白云石那样，颗粒比较细时才 容易发

13、生爆炸，而恰恰与白云石相反 ，当石灰石的颗粒大时才容易发生爆 炸，因此不希望其粒度过大，当然也 不能过细，一般控制与纯碱差不多的 粒级范围，它也是硅砂的助熔剂。 53.7% 54.3% 一、浮法玻璃原料 二、浮法玻璃的原料 6.碳粉（CARBON） 主要成份是碳，它主要起到还原芒硝和Fe2O3的作用，而且控制碳 粉的粒度非常关键，如果它的颗粒太小了，一进熔窑就会被燃烧掉 ，这样就不会达到我们所希望的结果。 另外碳粉中不允许有金属存在，特别是以结石形式，这样不易熔化 ，会造成玻璃缺陷，若含有Ni，则它会与S反应形成了硫化镍，这样 的玻璃在作为钢化玻璃用在汽车上时，当它受到太阳光照射时就会 发生膨

14、胀，从而导致玻璃破裂，因此在配料房中与原料接触的钢板 都不能采用含有镍的。碳粉是否需要主要取决于生产什么品种的玻 璃。 一、浮法玻璃原料 二、浮法玻璃的原料 7.铁粉（ROUGE） 主要成份Fe2O3，用于控制玻璃中的Fe2O3的稳定，另外生产 SOLAR 绿玻时起到改变玻璃的特性，以达到吸收紫外线的作用。 铁粉的粒度要求非常细，这样做的目的：a 便于混合均匀；b 使它更容 易熔化。 当然它也有不足的方面：a 这么细的铁粉比较容易吸潮，给输送和 称量带来不便，因此要先入先用；b 影响称量的精度。 8.还有其它小料 如：钛白粉（TITANIUM OXIDE）、硝酸钠（和Se一起用，用于 生产粉红

15、色玻璃）、Se、Ce、Cr2O3、CoO等。 一、浮法玻璃原料 三、浮法玻璃原料的控制 1.工艺对原料的要求： 原料具有良好的熔化性能，即使有粉尘和料渣，但对 熔窑影响很小； 原料有良好的储存、加工和混合性能； 原料较低的含水量及稳定的可被控制的粒度分布，如砂库设计取决于 硅砂的来源、种类和船的吨位。 石灰石、白云石这两种原料烧炸可能性小。 原料中不能含有铝，同时在加工和运输过程也不能引 入铝，不管铝是进入熔窑还是进入锡槽中，他对玻 璃都会造成影响：a、 若铝进入熔窑中，则铝就会 与玻璃发生反应(SiO2+AlAl2O3+Si)，这样就会 在Si的周围形成很多气泡;b、 Al若是进入锡槽中，

16、则Al就会在锡槽中与锡发生反应，使锡的粘度变大 ，这样锡就会粘在玻璃的表面上，从而导致玻璃成 为废品。 一、浮法玻璃原料 三、浮法玻璃原料的控制 1.工艺对原料的要求： 不同成份的碎玻璃应该分开堆放以便于使用和管理， 特别是换色时的碎玻璃，要把不同阶段出来的碎玻 璃分开堆放，堆放时不要堆放太高和太宽，一般每 格6-8m宽，3m高。要把不同阶段的碎玻璃中的 Fe2O3测出来并做好标识，以便于在生产时使用， 在生产时，从高往低方向进行使用，根据所测的含 铁量进行搭配使用碎玻璃。 2.成品对原料的要求： 高质量的浮法玻璃对原料的要求：不能有难熔颗粒 ，应有好的物理、化学稳定性。 一、浮法玻璃原料 三、浮法玻璃原料的控制 3.高质量的浮法玻璃要求所用的原料应具有： 稳定的化学组成； 无难熔矿物污染物或夹杂物； 达到一定的粒度要求； 稳定的含水量； 原料控制要稳定性：这就要求已确定供应矿点供应的连续性。原料 的化学成份应该稳定，因此每批料之间的波动只能长期的根据变化 趋势进行补偿； 尤其重要的是：优质的原料不能被