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1、浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备 主讲：郭宏伟陕西科技大学 材料科学与工程学院内容提要内容提要概述概述浮法玻璃及浮法玻璃及特点特点浮法玻璃浮法玻璃成形原理成形原理浮法玻璃的拉薄及堆厚浮法玻璃的拉薄及堆厚锡槽锡槽锡槽的保护气体锡槽的保护气体锡槽的生产操作及控制锡槽的生产操作及控制1.平板玻璃的定义平板玻璃的定义指其厚度远远小于其长和宽，上下表面指其厚度远远小于其长和宽，上下表面平行的板状玻璃制品。平行的板状玻璃制品。2.分为窗玻璃、压花玻璃、夹丝玻璃、夹层分为窗玻璃、压花玻璃、夹丝玻璃、夹层玻璃、双层中空玻璃、有色玻璃、吸热和反玻璃、双层中空玻璃、有色玻璃、吸热和反射玻璃、光致变色玻璃、釉面玻璃
2、、玻璃空射玻璃、光致变色玻璃、釉面玻璃、玻璃空心砖、波形玻璃。槽形玻璃、镀膜玻璃等。心砖、波形玻璃。槽形玻璃、镀膜玻璃等。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备3.平板玻璃生产工艺综合图平板玻璃生产工艺综合图概述概述有槽垂直引上有槽垂直引上概述概述无槽垂直引上及对辊引上无槽垂直引上及对辊引上概述概述平拉成形平拉成形浮法玻璃成形浮法玻璃成形浮法玻璃的制造过程示意图浮法玻璃的制造过程示意图概述概述狭缝引下法（薄玻璃）狭缝引下法（薄玻璃）概述概述溢流引下成形成形（薄玻璃）溢流引下成形成形（薄玻璃）概述概述8.1浮法玻璃及其特点浮法玻璃及其特点1952年英国皮尔金顿观察水中漂浮的油年英国皮尔金顿观察水中漂
3、浮的油滴，产生浮法生产玻璃设想。滴，产生浮法生产玻璃设想。1953年开始实验，年开始实验，1959年成功并申请了专年成功并申请了专利（利（FloatProcess）。）。浮法玻璃可与研磨抛光的玻璃表面相比。浮法玻璃可与研磨抛光的玻璃表面相比。工艺特点：建设快、投资省、质量好、产量工艺特点：建设快、投资省、质量好、产量高、成本低、品种多。高、成本低、品种多。8 浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备（1）国内外发展概况）国内外发展概况皮皮尔尔金金顿顿公公司司1960年年建建成成世世界界第第一一条条浮浮法法 生生 产产 线线 ， 规规 模模 300t/d， 只只 能能 生生 产产 厚厚6.36.5mm玻
4、璃，表面有疵点，质量并不高。玻璃，表面有疵点，质量并不高。1962年年开开始始转转让让专专利利，美美国国匹匹茨茨堡堡首首先先申申请请购买。购买。60年年美美国国1条条浮浮法法线线，65年年全全世世界界17条条，70年年30条，条，77年年62条，条，81年年83条线。条线。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备各各国国平平板板工工艺艺由由有有槽槽，无无槽槽，平平拉拉等等逐逐渐渐转转向向浮浮法法，机机械械研研磨磨抛抛光光的的平平板板线线几几乎乎全全部部消失。消失。全全世世界界平平板板年年产产量量：60年年434万万吨吨，90年年2300万吨。万吨。目前浮法生产产量占世界目前浮法生产产量占世界80%以
5、上。以上。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备19671977年工艺及产量均是全盛发展时期年工艺及产量均是全盛发展时期规模：规模：500600715t/d产品规格：板宽产品规格：板宽3.34.06m，最大达最大达5.6m。2mm板板拉拉速速度度900m/h，230mm4mm板板1300m/h。利用计算机控制生产，全线生产自动化。利用计算机控制生产，全线生产自动化。1978年年 后后 美美 国国 owens公公 司司 907t/d， 前前 苏苏 联联1000t/d，日本日本1200t/d。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备国内情况：国内情况：自自力力更更生生研研究究开开发发，60年年代代中中曾曾去
6、去英英国国购购买买专专利利未未成成，1965年年实实验验室室研研究究到到1971年的生产性试验线取得成功。年的生产性试验线取得成功。1972年年可可稳稳定定生生产产49mm的的玻玻璃璃，以以后又生产后又生产3mm玻璃。玻璃。1981年年通通过过国国家家级级鉴鉴定定，定定名名为为“中中国洛阳浮法国洛阳浮法”。有其独特之处。有其独特之处。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备目目前前洛洛阳阳浮浮法法技技术术可可控控制制1.3mm板板，对对其其它它板板厚的拉制速度、锡耗等指标也达较高的水平。厚的拉制速度、锡耗等指标也达较高的水平。1993年年国国内内浮浮法法生生产产线线统统计计有有25条条线线生生产产至
7、至今今估估有有200条条线线以以上上（包包括括外外资资及及合合资资）我我国国是是世世界界上上浮法玻璃产量最大的国家。（不是人均）。浮法玻璃产量最大的国家。（不是人均）。浮法玻璃用于建筑用、车辆用窗玻璃。对于铅玻浮法玻璃用于建筑用、车辆用窗玻璃。对于铅玻璃以及用璃以及用As、Sb等氧化物做澄清剂的玻璃不能用浮等氧化物做澄清剂的玻璃不能用浮法来成型。法来成型。锡槽内的锡要求强还原气氛，锡槽内的锡要求强还原气氛，N2+H2，由于，由于H2及及Sn的还原作用会导致玻璃中的的还原作用会导致玻璃中的Pb、As、Sb等还原，等还原，使玻璃出现问题。使玻璃出现问题。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备（2）浮法
8、成型工艺特点）浮法成型工艺特点成型时不需克服玻璃的自重成型时不需克服玻璃的自重传传统统成成型型拉拉引引力力需需克克服服重重力力及及玻玻璃璃液液粘粘滞滞力力,用用辊辊子子夹夹住住，玻玻璃璃表表面面易易产产生生压压痕痕。平平拉拉法法用用一一辊辊承承重重，玻玻璃璃温温度度700长长时时间间使使用用辊辊子子表表面面平平整整度度差差时时在在玻玻璃璃表表面面形形成成不不平平整整面面。而而浮浮法法靠靠锡锡液液承承托托玻玻璃璃重重量量，拉拉引引力力只只克克服服粘粘滞滞力力。玻玻璃璃在在过过渡渡台台处处温温度度在在600，且且与与辊子为线接触。辊子为线接触。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备抛光（充分利用了表面
9、活力）抛光（充分利用了表面活力）引引上上法法中中为为不不掉掉炉炉须须使使玻玻璃璃温温度度从从940迅迅速速降降至至600以以下下，因因粘粘度度变变化化迅迅速速，表表面张力抛光作用显不出来。面张力抛光作用显不出来。而而浮浮法法中中玻玻璃璃在在较较长长锡锡槽槽中中通通过过，温温度度下下降降较较慢慢，在在抛抛光光区区玻玻液液温温度度1000，粘粘度度小小使使玻玻璃璃表表面面得得到到充充分分抛抛光光，表表面面平平整整，无无波筋条纹。波筋条纹。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备成型中横向温差小成型中横向温差小配配合合料料均均化化及及良良好好的的熔熔化化澄澄清清是是先先决决条条件件，要要保保证证玻玻液液粘
10、粘度度均均匀匀使使成成型型玻玻璃璃带带横横向向厚厚度度均匀，成型横向温差小是一重要因素。均匀，成型横向温差小是一重要因素。垂垂直直引引上上或或平平拉拉一一般般其其板板中中与与板板边边的的温温度度差差均大于均大于50左右。左右。而而浮浮法法在在长长4060m锡锡槽槽内内完完成成，槽槽内内横横向向温差在温差在10以内。以内。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备可生产特薄及特厚板可生产特薄及特厚板国外国外:0.5525mm的高质量玻璃的高质量玻璃利利用用其其它它方方法法成成型型中中要要克克服服重重力力，对对1mm或或12mm板困难很大。板困难很大。而而在在较较长长锡锡液液面面上上无无需需克克服服重重力
11、力而而做做水水平平拉拉引引，可可充充分分发发挥挥玻玻璃璃表表面面张张力力作作用用，不不影影响响抛光质量。抛光质量。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备成型中温降小，牵引速度快成型中温降小，牵引速度快引引上上、平平拉拉法法：玻玻液液引引上上到到成成型型在在1m左左右右距距离离内内完完成成，温温度度由由940迅迅速速降降至至600，粘粘度度迅迅速速上上升升，否否则则掉掉炉炉，设设水水包包使使玻玻璃璃急冷，还会带来更多问题。急冷，还会带来更多问题。浮浮法法：在在锡锡槽槽内内玻玻璃璃温温度度分分区区控控制制，槽槽长长依依据据规规模模而而定定。对对一一种种厚厚度度玻玻板板其其拉拉引引速速度度可相差很大，可
12、相差很大，120m/h360460m/h。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备浮法的作业操作周期长浮法的作业操作周期长引引上上，平平拉拉：成成型型室室玻玻璃璃液液层层厚厚，上上下下温温差差大大，易易出出现现析析晶晶，其其成成型型作作业业期期短短一一般般一一个个月月需需停停拉拉，加加热热成成型型室室挖挖去去有有析析晶晶的的玻玻璃璃，以免掉炉等问题和玻璃缺陷。以免掉炉等问题和玻璃缺陷。浮浮法法：玻玻液液1100由由流流槽槽进进入入锡锡槽槽，其其流流量量靠靠流流槽槽及及闸闸板板控控制制，玻玻液液在在流流槽槽内内流流动动快快而而且且层层厚厚很很小小，上上下下几几乎乎无无温温差差，其其成成型型作作业业期期
13、主主要要由由流流槽槽及及流流量量闸闸板板的的质质量量及及冲冲刷刷程程度决定，一般在一年左右。度决定，一般在一年左右。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备可生产大板宽、大板面的玻璃可生产大板宽、大板面的玻璃玻玻液液重重力力由由锡锡液液承承托托及及水水平平拉拉制制，且且锡锡槽槽横横向向温温差差小小，可可制制备备大大板板宽宽玻玻板板，大大于于600t/d线板宽线板宽4m。特特大大面面积积板板材材19mm3.5m15m,可可浮浮法法生生产切裁。产切裁。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备可在线镀膜可在线镀膜在在槽槽装装设设镀镀膜膜装装置置，通通入入需需蒸蒸镀镀的的金金属属有有机机物物，用用化化学学沉沉积积
14、蒸蒸镀镀如如Si，Al，Cu，Sn等等膜，成本远比线外镀膜要低。膜，成本远比线外镀膜要低。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备易实现切装自动化易实现切装自动化由由于于水水平平拉拉制制，且且玻玻璃璃经经退退火火炉炉退退火火，便便于于玻玻璃璃的的检检验验、纵纵横横切切裁裁，铺铺纸纸喷喷粉粉等等。而而引上不这么方便。引上不这么方便。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备应用于应用于TiOTiO2 2薄膜自洁净玻璃生产的溶胶凝胶镀膜生产线薄膜自洁净玻璃生产的溶胶凝胶镀膜生产线浮法的缺点：浮法的缺点：基基建建投投资资高高，一一条条线线（350t/d）需需总总投资投资3.54.5亿，按产量计要低。亿，按产量计要
15、低。浮法线规模大，不适宜小批量生产。浮法线规模大，不适宜小批量生产。锡槽内还原气氛（锡槽内还原气氛（N2+H2）。）。玻玻璃璃中中Fe3+Fe2+颜颜色色加加重重，要要求求原原料料质质量严而高。量严而高。配配料料少少用用芒芒硝硝，避避免免生生成成硫硫化化锡锡粘粘附附在在玻璃表面增加锡耗、使玻璃表面不光泽。玻璃表面增加锡耗、使玻璃表面不光泽。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备（3）浮法玻璃的化学组成及特点）浮法玻璃的化学组成及特点化学组成特点化学组成特点“高钙中镁低铝微铁高钙中镁低铝微铁”成成型型在在104108P粘粘度度区区域域内内呈呈现现出出“短短料料性性”的的特特点点。（器器皿皿生生产产人
16、人工工吹吹制制要要求求“长长料料性性”。）。）8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备SiO2 ： 熔熔点点1713，Al2O3：2050，SiO2取取代代部部分分Al2O3有有利利玻玻璃璃熔熔制制、澄澄清清，可可克克服服Al2O3快快凝凝给给玻玻璃璃带带来来条条纹纹和和小小波波纹纹。以以RO取取代代部部分分R2O（RO指指CaO、MgO、BaO等等，R2O指指Na2O、K2O等等）可可弥弥补补因因Al2O3减减少少对对玻玻璃璃化化稳稳性性影影响响。使使浮浮法法玻玻璃璃光光洁洁明明亮亮，并并提提高高抗抗霉霉性性能，降低成本。能，降低成本。美美国国浮浮法法玻玻璃璃中中Al2O3从从早早期期1.2%减减
17、至至0.8%， R2O由由 14%减减 至至 13.8%， RO由由 12.2%增增 至至12.4%，有些国家，有些国家Al2O3减至减至0.10.15%。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备CaO作用作用:106.8P（温度温度744.03）时）时CaO降低玻璃粘度降低玻璃粘度,促进熔制促进熔制,744.03时时CaO增加粘度增加粘度,浮法高速拉制提供条件。浮法高速拉制提供条件。CaO10%反而增加熔融玻璃粘度且增加韧反而增加熔融玻璃粘度且增加韧性。一般控制性。一般控制CaO10%。MgO:103.31010.7P1147.76603.72增加粘度。增加粘度。103.3P（1147.76）及）
18、及1010.7P（603.72）降低粘度）降低粘度,提高玻璃韧性，降低退火提高玻璃韧性，降低退火温度及失透倾向。一般温度及失透倾向。一般MgO4%。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备随随耐耐材材质质量量提提高高，可可对对玻玻璃璃采采取取双双高高（高高温温熔熔融融及及澄澄清清）作作业业，R2O有有降降低低趋趋势势，提提高高K2O/Na2O比比值值，有有利利提提高高玻玻璃璃化化稳稳性性，防防止止玻玻璃璃发发霉霉。一般拉制一般拉制R2O14，有，有13.5或更低。或更低。Fe2O3为为有有害害成成分分，影影响响透透光光性性，熔熔制制影影响响透透热热性，性，0.1。Fe2+（兰兰）着着色色能能力力为为
19、Fe3+（黄黄绿绿）十十倍倍，浮浮法因还原气氛而使玻璃兰绿色。法因还原气氛而使玻璃兰绿色。原料应水洗、浮选、酸洗、磁选。原料应水洗、浮选、酸洗、磁选。设设计计浮浮法法玻玻璃璃成成分分，应应满满足足玻玻璃璃性性能能需需求求，其其次考虑原料，不能迁就原料使等级下降。次考虑原料，不能迁就原料使等级下降。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备SiO2Al2O3CaOMgONa2O/K2OFe2O3SO3英国英国(样品样品)英国英国(报道报道)美国（美国（63年）年）美国（美国（69年）年）日本（日本（74年）年）法国法国中国设计中国设计洛阳洛阳杭州杭州 72.472.572.471.3872.5073.0
20、072.671.5721.2011.200.151.600.11.01.41.59.208.98.111.767.708.98.08.88.203.003.13.842.544.03.954.03.04.014.0013.3/0.514.0/0.0113.2614.013.6/0.0513.5/0.0514.5/0.414.00.10.10.130.110.090.10.10.20.130.30.30.30.20.178浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备各国浮法玻璃组成各国浮法玻璃组成8.2浮法玻璃成型原理浮法玻璃成型原理（1）玻璃粘度及表面张力）玻璃粘度及表面张力玻璃的成型是一个流变过程，随粘
21、度的变玻璃的成型是一个流变过程，随粘度的变化而变化，表面张力使玻璃表面平滑光亮。化而变化，表面张力使玻璃表面平滑光亮。玻璃粘玻璃粘-温特性对浮法生产的成型及退温特性对浮法生产的成型及退火起十分重要作用。火起十分重要作用。浮法采用富尔切尔计算粘浮法采用富尔切尔计算粘-温特性，也可温特性，也可参考大连王承遇文计算熔化温度。参考大连王承遇文计算熔化温度。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备玻璃熔制、澄清、抛光、展薄、冷固退火对玻璃熔制、澄清、抛光、展薄、冷固退火对应粘度值：应粘度值：(玻璃组成对应前表中国设计玻璃组成对应前表中国设计)对于成对于成形区域形区域粘度值粘度值log/P温度温度/1、熔化澄清
22、、熔化澄清2、成形、成形3、析晶、析晶4、焊接、焊接5、自由流动、自由流动6、制品出模、制品出模7、软化点、软化点8、烧结、烧结1.52484646577.67101646.71460.961037.02707.191037.02829.921037.02829.92918.29761.60727.56761.6625.988浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备对于成形区域对于成形区域粘度值粘度值log/P温度温度/9、自重变形、自重变形11、转变点、转变点12、退火下限、退火下限13、应变点、应变点14、退火变形、退火变形15、退火范围、退火范围16、退火区域、退火区域17、抛光、抛光7.681
23、314.514.511121314.513173.74.2727.56707.19545.27516.05516.05594.88568.28545.27516.05545.27477.691081.021010.118浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备对于成形区域对于成形区域粘度值粘度值log/P温度温度/18、拉薄、拉薄19、最佳拉薄、最佳拉薄20、最佳退火、最佳退火21、应力残存、应力残存22、退火区段、退火区段23、弹性体、弹性体24、过过渡渡为为完完全全弹弹性体性体25、弹性体初态、弹性体初态5.256.756.51112131114.614.61314.61213893.85777.
24、18793.71594.88568.28545.27594.88514.29514.29545.27514.29568.28545.298浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备对于成形区域对于成形区域粘度值粘度值log/P温度温度/26、弹塑性、弹塑性27、高粘滞塑性体、高粘滞塑性体28、自由流动体、自由流动体29、凝固温度、凝固温度30、凝固点、凝固点31、成型范围、成型范围32、加工范围、加工范围14.659511.51348311.5662.83568.28918.29662.83918.29581.08545.271037.02707.191205.00581.088浮法玻璃成形设备浮法玻璃
25、成形设备（2）玻璃的表面张力）玻璃的表面张力浮浮法法生生产产中中，玻玻璃璃液液在在锡锡槽槽中中的的抛抛光光成成型型过过程程受受多多个个力力作作用用支支配配，其其中中玻玻璃璃液液与与保保护护气气、锡锡液液三三相相共共存存，相相邻邻两两相相间间均均有有一一个个表表面面张张力力分分别别记记为为g, t, gt。表面张力是形成单位新表面所需的表面能，又表面张力是形成单位新表面所需的表面能，又称为表面能。指最大有效功：称为表面能。指最大有效功：dZ=d式中，式中，d为新增表面积，为新增表面积，dZ为生成为生成1cm2表面积表面积等压位的变化。新生表面积的过程不是自动进行的，等压位的变化。新生表面积的过程
26、不是自动进行的，必须对系统做功才行，因而消耗能量。必须对系统做功才行，因而消耗能量。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备A、玻璃的表面张力玻璃的表面张力g钠钠钙钙硅硅玻玻璃璃表表面面张张力力与与温温度度的的关关系系为为一一直直线，其计算可用加和法计算。线，其计算可用加和法计算。B、锡液表面张力、锡液表面张力t每每升升高高100减减少少810-3N/m （8erg/cm2）,232表面张力表面张力53110-3N/m。C、玻璃与锡液界面的表面张力玻璃与锡液界面的表面张力gt均为液相而又互不相溶，至今未测出。均为液相而又互不相溶，至今未测出。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备玻璃的抛光温度：玻璃的抛
27、光温度：玻玻璃璃抛抛光光需需在在高高温温且且均均匀匀温温度度场场内内；玻玻液液与与浮浮托托介介质质不不润润湿湿、不不反反应应；有有足足够够时间进行抛光。时间进行抛光。培养皿断口利用火焰断口同时对口部进行培养皿断口利用火焰断口同时对口部进行火焰抛光。利用了玻璃的粘火焰抛光。利用了玻璃的粘-温特性及表面张温特性及表面张力力-温度特性；温度特性；8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备抛光区间在抛光区间在103.7104.2（P），在该粘度），在该粘度区间的温度下，相应的表面张力与温度区间的温度下，相应的表面张力与温度成线性关系，其两者的图如下：成线性关系，其两者的图如下
28、：（3）玻璃与锡液的接触）玻璃与锡液的接触自由厚度：自由厚度：上图中上图中H为玻璃液在锡液面上的自由厚度，为玻璃液在锡液面上的自由厚度，8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备在锡槽中为液、液、气三相：在锡槽中为液、液、气三相：由表面张力表示液滴在固体上的浸润状态由表面张力表示液滴在固体上的浸润状态有下式：（气、液、固三相）有下式：（气、液、固三相）8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备若若tg+gt，玻液由表面张力展薄。玻液由表面张力展薄。tg+gt，玻液展薄有限。玻液展薄有限。用用FS表示铺展系数表示铺展系数FS=t-（g+gt）FS=g（cos-1）前面分析前面分析=175，FS为负值，若不施加为
29、负值，若不施加外力时，玻璃在锡液上不可能自动展薄，而外力时，玻璃在锡液上不可能自动展薄，而是一个较厚的板。是一个较厚的板。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备分析其在锡液面上的受力平衡。分析其在锡液面上的受力平衡。FX=0,FY=0,FZ=0可得式可得式：（P231）8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备 H受表面张力值、锡液及玻璃密度值影响。受表面张力值、锡液及玻璃密度值影响。850以上各值均为一常数，因而平衡厚度为以上各值均为一常数，因而平衡厚度为一定值，计算得约为一定值，计算得约为7.0mm，实际测定值为实际测定值为6.77.0mm。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备玻璃抛光的时间玻璃抛光的时
30、间玻璃液从流槽流下进入锡槽玻璃液从流槽流下进入锡槽（50100mm落差）然后摊平并向前漂移，落差）然后摊平并向前漂移，从其断面看上表面如一个正弦曲线，其数从其断面看上表面如一个正弦曲线，其数学式：学式：（P232）通过一些假设及数学推导可求出：通过一些假设及数学推导可求出：2.4cm(取取a=0.01cm时时)8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备玻玻璃璃液液流流入入锡锡槽槽开开始始阶阶段段表表面面波波以以重重力力波波为为主主，重重力力作作用用下下的的表表面面波波能能量量逐逐渐渐消消耗耗衰衰减减，其其振振幅幅及及波波长长逐逐渐渐减减少少，此此时时毛毛细细压压强强逐逐渐渐加加强强。在在表表面面张张力
31、力作作用用下下毛毛细细压压强强引引起起的的表表面面波波逐逐渐渐衰衰减减，直直至至消消失失。此此时时玻玻璃璃得得到抛光。但粘度越大表面波衰减越难。到抛光。但粘度越大表面波衰减越难。液体表面在毛细压强作用达到动平衡时的液体表面在毛细压强作用达到动平衡时的速度为速度为V=/（cm/s）。由此自身抛光时间）。由此自身抛光时间8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备可算出可算出=72.3s。流流槽槽进进入入锡锡槽槽玻玻璃璃在在均均匀匀温温度度场场（抛抛光光区区内内）玻玻璃璃停停留留11.5min可可得得光光洁洁平平整整的的抛抛光表面。光表面。玻液进入锡槽流速过大，下落高度过大玻液进入锡槽流速过大，下落高度过大
32、对抛光不利，应调整流槽宽度及玻璃液的自对抛光不利，应调整流槽宽度及玻璃液的自由悬落高度。由悬落高度。产量产量300450t/d线，流槽宽线，流槽宽8501100mm，自由悬落高度自由悬落高度5070mm。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备由前述有以下结论：由前述有以下结论：A、抛抛光光区区粘粘度度：103.74.2P表表面面张张力力（对对应应温温度度下下）可可充充分分发发挥挥作作用用，温温度度区区间间tStR为为“抛光区抛光区”；B、抛抛光光区区应应保保证证是是一一个个均均匀匀温温度度场场才才能能得各处均匀抛光；得各处均匀抛光；C、表表面面张张力力是是玻玻璃璃自自动动抛抛光光的的核核心心，玻玻
33、璃璃液液在在降降低低其其表表面面能能的的自自发发过过程程中中，由由于于表表面张力作用使玻璃表面变得光洁平滑；面张力作用使玻璃表面变得光洁平滑；8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备D、抛抛光光区区玻玻璃璃液液与与锡锡液液是是互互不不浸浸润润，接触角为接触角为175；E、平平衡衡厚厚度度仅仅受受锡锡液液、玻玻璃璃液液密密度度及及其其表面张力影响；表面张力影响；F、玻璃抛光需足够时间。玻璃抛光需足够时间。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备8.3玻璃的拉薄及堆厚玻璃的拉薄及堆厚（1）拉薄工艺原理：）拉薄工艺原理：平平衡衡厚厚度度为为7mm，稍稍施施外外力力可可拉拉成成66.5mm。拉拉引引速速度度纵纵向
34、向拉拉伸伸厚厚度度宽宽度度减减小小板板厚厚在在56mm左右时很容易拉制。左右时很容易拉制。欲欲拉拉更更薄薄板板，难难度度提提高高，越越薄薄越越难难，但但反映工艺水平。反映工艺水平。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备拉薄适宜粘度拉薄适宜粘度玻璃粘度越小，越可拉薄，可结果厚玻璃粘度越小，越可拉薄，可结果厚度减少不多宽度却大减。（如拉面）。度减少不多宽度却大减。（如拉面）。 =103Pas拉薄（单纯向前拉薄）拉薄（单纯向前拉薄）厚度厚度H：7mm6.17mmH1/Hn=1.13宽度宽度W：3m0.85mW1/Wn=3.54。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备平衡厚度，平衡厚度，FX=0，使厚度使厚度
35、横向加横向加FC力，力，其随玻璃减薄而增大，拉薄的程度也就依其随玻璃减薄而增大，拉薄的程度也就依FC大小而定。因大小而定。因随温度变化小，而随温度变化小，而随温度变随温度变化却较大，因而化却较大，因而FC克服的力一是玻璃本身的克服的力一是玻璃本身的粘滞阻力，另一是玻璃增厚的力。粘滞阻力，另一是玻璃增厚的力。增厚力：表面张力所致，由于其随温度增厚力：表面张力所致，由于其随温度变化小，因而温度对这一部分力影响也小。变化小，因而温度对这一部分力影响也小。另一方面温度则对玻璃粘滞力影响较大。另一方面温度则对玻璃粘滞力影响较大。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备高温下高温下小，增厚所需克服的粘滞力小，增
36、小，增厚所需克服的粘滞力小，增厚速度大，使得在拉薄过程中增厚作用显著，厚速度大，使得在拉薄过程中增厚作用显著，而在低温下而在低温下106P时就比时就比104P的拉薄速度显著，的拉薄速度显著，其粘滞阻力增大而增厚力变化不大，拉薄就其粘滞阻力增大而增厚力变化不大，拉薄就有效。有效。通常拉薄粘度范围为：通常拉薄粘度范围为：105.25106.75P。此时此时拉引力克服拉引力克服力为力为100N/m2，而克服粘滞力为而克服粘滞力为10000N/m2。在前面粘在前面粘-表表-温曲线图中温曲线图中,tQtP段为拉薄段。段为拉薄段。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备（2）拉薄方法：）拉薄方法：强冷重热拉薄工
37、艺强冷重热拉薄工艺（P233）皮皮尔尔金金顿顿最最初初方方法法，先先将将抛抛光光后后玻玻璃璃700750（108P），），T107P展薄。展薄。玻玻璃璃带带侧侧边边放放拉拉边边机机实实现现横横、纵纵向向拉拉伸伸展薄，可有效减少玻璃带宽度收缩。展薄，可有效减少玻璃带宽度收缩。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备存在问题：存在问题：1）抛抛光光质质量量降降低低，急急冷冷与与重重热热产产生生不不均均匀匀的冷、热冲击，造成应力；的冷、热冲击，造成应力；2）能耗大：冷却后又加热需多耗能量；）能耗大：冷却后又加热需多耗能量；3）生生产产水水平平低低：3mm板板或或提提高高机
38、机速速受受宽度收缩、产量质量及槽长限制。宽度收缩、产量质量及槽长限制。3mm玻玻璃璃与与57mm比比减减产产1525%，多多耗耗400600kWh，破破损损率率715%，板板宽宽收收缩缩率率2832%；4）最薄只能到最薄只能到3mm。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备缓冷拉薄工艺（缓冷拉薄工艺（PB法）单向展薄法）单向展薄皮皮尔尔金金顿顿1970年年拉拉制制2mm玻玻璃璃成成功功，1973年后完全采用。年后完全采用。玻玻璃璃抛抛光光后后缓缓冷冷至至850（106泊泊）用用若若干干拉拉边边机机展展薄薄高高速速拉拉制制，生生产产出出表表面面质质量量比比机机械械磨光更优良薄板磨光更优良薄板其其 宽宽
39、 度度 收收 缩缩 28%， 2mm板板 速速 度度914m/h1200m/h。破损率破损率13%，不减产，玻璃质量好。，不减产，玻璃质量好。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备双向拉薄工艺（美国双向拉薄工艺（美国PPG公司）公司）LB法法前前述述两两种种工工艺艺是是单单向向展展薄薄工工艺艺，板板宽宽收收缩率相当大，且薄玻璃表面质量差。缩率相当大，且薄玻璃表面质量差。测测试试结结果果认认为为：表表面面的的微微观观起起伏伏度度即即小小波波纹纹（又又称称斑斑马马纹纹）存存在在着着“纵纵向向重重横横向向轻轻，两两边边重重中中间间轻轻，上上表表面面重重下下表表面面轻轻，
40、薄薄板板重重厚板轻厚板轻”的普遍规律。的普遍规律。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备小波纹产生原因：小波纹产生原因：1）玻璃液化学不均匀；）玻璃液化学不均匀；2）玻璃液温度不均匀；）玻璃液温度不均匀；3）玻璃液流股不均匀；）玻璃液流股不均匀；4）机机械械干干扰扰。如如：纵纵向向拉拉引引力力变变化化，拉拉边边机机速速度度变变化化，机机杆杆跳跳动动，拉拉边边机机与与拉拉引引速速度度速速比比不不协协调调，挡挡边边轮轮、冷冷却却器器、八八字字砖砖（PB法法），限限流流器器（LB法法），切切割割掰掰板板振振动动；锡锡液振动等导致玻璃带的应力折皱、波纹。液振动等导致玻璃带的应力折皱、波纹。8浮法玻璃成形设
41、备浮法玻璃成形设备PB法波纹波长：法波纹波长：6.3525.4mmLB法波纹波长：法波纹波长：30.4835.56mm。双向拉薄工艺：美国双向拉薄工艺：美国PPG公司专利公司专利PPG.Co将将锡锡槽槽分分为为缓缓和和区区、纵纵向向拉拉薄薄区区、横横向向拉拉薄薄区区及及冷冷却却区区。对对PB法法记记作作A、 B、 C、 D四四 区区 ， 对对 LB法法（PPG.Co）为）为Q、R、S、t四区。四区。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备1）缓和区）缓和区PB法法 ： A区区 ， 玻玻 璃璃 温温 度度 1093 927 玻璃粘度玻璃粘度103.6104.9P平平衡
42、衡厚厚度度7mm，此此后后开开始始抛抛光光，粘粘度度较较低低流流动动性性好好的的玻玻璃璃液液可可逐逐渐渐减减弱弱其其动动量量干干扰扰，其动量正弦波得到了收敛。其动量正弦波得到了收敛。LB法：法：Q区，不允许玻璃液横向伸展，区，不允许玻璃液横向伸展，采用侧向限位器控制，进入锡槽的玻璃带即采用侧向限位器控制，进入锡槽的玻璃带即宽又薄，温度均匀，无悬空下落的两个宽又薄，温度均匀，无悬空下落的两个90转转弯，极大减轻动量干扰。弯，极大减轻动量干扰。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备2）纵向拉薄区）纵向拉薄区PB法：法：B区区玻璃温度玻璃温度927815玻玻璃璃104.9106.5P，最最好好89984
43、3（105.2105.9P），），最佳最佳105.5P（871）。）。玻玻璃璃厚厚度度：5.76.3mm，维维持持带带宽宽，玻玻带带两两边边安安装装四四对对拉拉边边机机（摆摆角角510），加加大大纵向拉引力。纵向拉引力。拉拉薄薄至至最最终终厚厚度度的的1.5倍倍，总总拉拉薄薄值值50%60%。LB法：法：R区区维持玻带宽度不变。维持玻带宽度不变。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备3）横向拉薄区）横向拉薄区PB法法：C区区玻玻璃璃温温度度877788,玻玻璃璃粘度粘度105.5106.65P最好温度最好温度843788，粘度，粘度105.9106.65P最佳最佳843（105.9P）装设装设5对
44、拉边机，增大摆角，加强横向分对拉边机，增大摆角，加强横向分力作用。力作用。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备拉边机之间位于玻璃带边部上空设置水冷拉边机之间位于玻璃带边部上空设置水冷却器，却器，边部温度比中部低边部温度比中部低28使边部粘度为中部的使边部粘度为中部的40倍，相对较倍，相对较“硬硬”的边子，可稳定玻璃带，同时可保证纵向拉引的边子，可稳定玻璃带，同时可保证纵向拉引力有效的传递到力有效的传递到B区去。区去。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备该区有纵向展薄，主要横向展薄。该区有纵向展薄，主要横向展薄。玻璃带的横向扩展：玻璃带的横向扩展： WC=（1.051.10）WB WB为为B区玻璃带
45、宽区玻璃带宽,WC为为C区玻璃带宽。区玻璃带宽。最好最好WC=1.5WBLB法：法：S区区WS=（1.051.5）WR4）冷却区）冷却区PB法：法：D区区玻璃粘度玻璃粘度106.651011P玻璃带已不再展薄，降温达到可拉离锡槽的粘度。玻璃带已不再展薄，降温达到可拉离锡槽的粘度。LB法：法：T区区玻璃粘度玻璃粘度106.651011P。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备为为建建立立各各区区的的温温度度制制度度，在在纵纵向向、横横向向、拉拉薄薄区区之之间间，横横向向拉拉薄薄及及冷冷却却区区之之间间的的锡锡槽槽部位应设置分隔堰，阻止锡液的纵向返流。部位应设置分隔堰，阻止锡液的纵向返流。分分隔隔堰堰
46、高高处处离离锡锡液液面面有有9.53mm距距离离，留留得得过过小小会会擦擦伤伤玻玻璃璃，太太大大起起不不到到控控制制锡锡液液纵纵向返流的作用。向返流的作用。锡槽内设冷却水包，使玻璃带逐步降温。锡槽内设冷却水包，使玻璃带逐步降温。双向展薄工艺不但使玻璃表面质量得到提双向展薄工艺不但使玻璃表面质量得到提高，还可获得更宽的玻璃带。高，还可获得更宽的玻璃带。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备（3）堆厚生产）堆厚生产有两种工艺及我国秦皇岛院有两种工艺及我国秦皇岛院DT法。法。拉拉厚厚玻玻璃璃板板恰恰好好与与拉拉薄薄相相反反，在在堆堆厚厚的的同时如何克服其摊薄是关键。同时如何克服其摊薄是关键。温温度度降降
47、至至805以以下下时时玻玻璃璃带带的的铺铺展展速速度已很小，其厚度实际上已经稳定。度已很小，其厚度实际上已经稳定。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备倒八字拉边机法（倒八字拉边机法（RwverseAssistedDirectStretch）简称简称RADS法：法：工艺工艺:通过倒八字角度的拉边机给玻璃带通过倒八字角度的拉边机给玻璃带施加向内的分力，将已摊薄的玻璃带堆积至施加向内的分力，将已摊薄的玻璃带堆积至大于平衡厚度。大于平衡厚度。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备优点优点：不需其他辅助设备，调节灵活。：不需其他辅助设备，调节灵活。缺点缺点：生产范围较小，过厚的玻璃难以生：生产范围较小，过厚的
48、玻璃难以生产。（产。（12mm以下）以下）在锡槽成型部位设置若干对机杆朝向玻璃在锡槽成型部位设置若干对机杆朝向玻璃带上游的拉边机，通过拉边机头对玻璃带施带上游的拉边机，通过拉边机头对玻璃带施加一个向内的旋转力，将玻璃堆厚。加一个向内的旋转力，将玻璃堆厚。关键是建立适合堆厚的温度制度以及不同关键是建立适合堆厚的温度制度以及不同厚度时的拉边机工艺制度。厚度时的拉边机工艺制度。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备挡边法（挡边法（FenderSystem）简称简称FS法法：皮尔金顿公司专有技术，锡槽高温区设置一组皮尔金顿公司专有技术，锡槽高温区设置一组12米米长的石墨水冷挡墙，在挡墙口处设置两个水包，使
49、长的石墨水冷挡墙，在挡墙口处设置两个水包，使在挡墙内摊平堆厚的玻璃带通过水包的强制冷却保在挡墙内摊平堆厚的玻璃带通过水包的强制冷却保持其厚度成型。持其厚度成型。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备优点优点：生产稳定可靠，质量好，厚度范围宽，：生产稳定可靠，质量好，厚度范围宽，可生产可生产825mm各种厚度玻璃，由于没有拉边机各种厚度玻璃，由于没有拉边机齿痕，玻璃板横向应力均匀，而且切裁边部也少齿痕，玻璃板横向应力均匀，而且切裁边部也少可获得较大拉引率。可获得较大拉引率。缺点缺点：安装时需打开：安装时需打开12米的两侧边封米的两侧边封,锡液锡液严重氧化严重氧化,同时槽内要设置自动测厚仪以控制流同时
50、槽内要设置自动测厚仪以控制流量量.生产关键是解决玻璃液与挡墙的粘连。拉引生产关键是解决玻璃液与挡墙的粘连。拉引时中间流速大于两侧，影响光学性能，采用水冷时中间流速大于两侧，影响光学性能，采用水冷结构挡墙可防止粘连，但过冷会影响锡槽的横向结构挡墙可防止粘连，但过冷会影响锡槽的横向温差。温差。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备DT法（秦皇岛院法）法（秦皇岛院法）:工艺：在锡槽高温区放置一组短接墙，玻璃液在工艺：在锡槽高温区放置一组短接墙，玻璃液在其内堆厚，玻璃液流出挡墙后再铺以若干对倒八字拉其内堆厚，玻璃液流出挡墙后再铺以若干对倒八字拉边机阻止玻璃液摊薄。既有边机阻止玻璃液摊薄。既有FS法的优点，
51、又有法的优点，又有RADS法的特点。法的特点。技术关键是如何充分有效的发挥挡墙堆厚及拉边技术关键是如何充分有效的发挥挡墙堆厚及拉边机堆厚的作用机堆厚的作用.挡墙结构挡墙结构,长度长度,冷却强度是其工艺关冷却强度是其工艺关键键.8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备浮法现已用于制备特种玻璃。浮法现已用于制备特种玻璃。1）超薄板：）超薄板：0.41.6mm液晶基板玻璃液晶基板玻璃2）特种玻璃）特种玻璃：Al2O3-B2O3-SiO2系统系统比比钠钠钙钙硅硅玻玻璃璃粘粘度度要要高高（操操作作温温度度提提高高100）用用于于电电子子用用基基板板（集集成成电电路路用用），高高平坦度且批量大。规模几十平坦度且批量大。规模几十几百几百t/d。玻璃可为派莱克斯玻璃，液晶显示用无碱玻璃可为派莱克斯玻璃，液晶显示用无碱玻璃，磁盘用可离子交换增强的玻璃等。但玻璃，磁盘用可离子交换增强的玻璃等。但锡槽需做一些特殊改造。锡槽需做一些特殊改造。8浮法玻璃成形设备浮法玻璃成形设备作作业业1、试述浮法玻璃的拉薄工艺原理。、试述浮法玻璃的拉薄工艺原理。2、试试绘绘制制PB双双向向展展薄薄工工艺艺示示意意图图，并并填填写写A、B、C、D各区相应的温度（或粘度）。各区相应的温度（或粘度）。3、浮浮法法成成形形中中自自由由成成形形的的板板厚厚约约为为多多少少？厚板生产有几种方法？厚板生产有几种方法？THE END！
