玻璃及玻璃制造

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1、玻璃及玻璃制造玻璃及玻璃制造玻璃n n玻璃是物质的一种存在状态，一般由液体冷却、粘玻璃是物质的一种存在状态，一般由液体冷却、粘玻璃是物质的一种存在状态，一般由液体冷却、粘玻璃是物质的一种存在状态，一般由液体冷却、粘度逐渐增大获得。从外表特征判断类似固体，但以度逐渐增大获得。从外表特征判断类似固体，但以度逐渐增大获得。从外表特征判断类似固体，但以度逐渐增大获得。从外表特征判断类似固体，但以微观结构来看，由于近程有序、远程无序，因而又微观结构来看，由于近程有序、远程无序，因而又微观结构来看，由于近程有序、远程无序，因而又微观结构来看，由于近程有序、远程无序，因而又有些象液体。有些象液体。有些象液体

2、。有些象液体。n n玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶无机物。玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶无机物。玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶无机物。玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶无机物。n n在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。 玻璃形成过程n n原料（矿石）原料（矿石）配合料配合料熔化熔化 澄清澄清冷却冷却成型

3、成型退火退火割断割断 玻璃（原片）玻璃（原片）注：注： 配合料：配合料： 配料、混合配料、混合粉料粉料 粉料粉料+碎玻璃碎玻璃配合料配合料玻璃特性n n各向同性：各向同性：玻璃物化性质在任何方向都是玻璃物化性质在任何方向都是相同的。相同的。n n无固定的熔点：无固定的熔点：玻璃没有确定的熔点。玻璃没有确定的熔点。n n亚稳性：亚稳性：玻璃是属于亚稳状态。玻璃是属于亚稳状态。n n变化的可逆性：变化的可逆性：玻璃从熔融状态冷却玻璃从熔融状态冷却(或相或相反加热反加热)过程中，其物化性质的变化是可过程中，其物化性质的变化是可逆的。逆的。n n可变性：可变性：玻璃的性质玻璃的性质(在一定的范围内在一

4、定的范围内)随随成分发生连续和逐渐的变化。成分发生连续和逐渐的变化。玻璃特性具有一系列非常可贵的特性：具有一系列非常可贵的特性：n n透明、坚硬、良好的耐蚀、耐热和电学、透明、坚硬、良好的耐蚀、耐热和电学、光学性质；光学性质；n n能够用多种成形和加工方法制成各种形状能够用多种成形和加工方法制成各种形状和大小的制品；和大小的制品；n n可以通过调整化学组成改变其性质，以适可以通过调整化学组成改变其性质，以适应不同的使用要求。应不同的使用要求。 玻璃性能参数n n比重：比重：2.5T/m3 n n硬度：硬度：5.56.5 (莫氏硬度）莫氏硬度）n n线膨胀系数线膨胀系数 ：708010-7/ n

5、 n透光率（可见光）透光率（可见光） ：0.88（5mm玻璃）玻璃） 玻璃分类n n按玻璃成分分类：按玻璃成分分类： 硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃n n按应用分类按应用分类建筑玻璃、光学玻璃、特种玻璃建筑玻璃、光学玻璃、特种玻璃n n按生产工艺分类按生产工艺分类浮法玻璃、引上玻璃、平拉玻璃浮法玻璃、引上玻璃、平拉玻璃玻璃分类n n按颜色分类按颜色分类普通透明玻璃、超白玻璃普通透明玻璃、超白玻璃本体着色玻璃（蓝玻璃、灰玻璃、绿玻璃、本体着色玻璃（蓝玻璃、灰玻璃、绿玻璃、茶色玻璃等）茶色玻璃等）n n按厚度按厚度 2mm3mm 4 mm 5mm 6mm 8mm10mm 12mm15

6、mm 19mm 22mm 25mm 玻璃分类n n按加工形式分类按加工形式分类切割玻璃、磨边玻璃、彩釉玻璃切割玻璃、磨边玻璃、彩釉玻璃（弯）钢化玻璃、半钢化玻璃、（热浸玻璃）（弯）钢化玻璃、半钢化玻璃、（热浸玻璃）镀膜玻璃：低辐射玻璃镀膜玻璃：低辐射玻璃LOW-E 、阳光控制膜玻、阳光控制膜玻璃）璃）夹层玻璃、中空玻璃夹层玻璃、中空玻璃镜子玻璃、夹丝玻璃、磨（喷）砂玻璃、彩绘镜子玻璃、夹丝玻璃、磨（喷）砂玻璃、彩绘玻璃玻璃建筑钠钙硅玻璃的基本化学成分建筑钠钙硅玻璃的基本化学成分 硅砂硅砂 7072 %； 纯碱纯碱 14 %； 石灰石石灰石 10 %； 其它氧化物：氧化铝、氧化镁；其它氧化物：氧

7、化铝、氧化镁； 本体着色氧化物：氧化铁、氧化钴、本体着色氧化物：氧化铁、氧化钴、Se等。等。 浮法玻璃化学成分（举例） 氧化物氧化物 重量百分比重量百分比(%)n n SiO2 72.6n n CaO 8.3n n Al2O3 1.1n n MgO 3.9n n Na2O+K2O 13.6n n Fe2O3 0.11n n SO3 0.3浮法玻璃原料n n主要原料主要原料- -石英砂（硅砂）石英砂（硅砂）n n其他原料：纯碱、白云石、石灰石、芒硝其他原料：纯碱、白云石、石灰石、芒硝和和碎玻璃碎玻璃n n采用碎玻璃可以加速玻璃的熔制过程，降采用碎玻璃可以加速玻璃的熔制过程，降低玻璃的熔制热消耗，

8、从而降低玻璃的生低玻璃的熔制热消耗，从而降低玻璃的生产成本和增加产量。用量一般产成本和增加产量。用量一般25-30%。玻璃着色着色剂着色剂着色剂着色剂 氧化下产生的颜色氧化下产生的颜色氧化下产生的颜色氧化下产生的颜色 还原下产生的颜色还原下产生的颜色还原下产生的颜色还原下产生的颜色 硫化镉硫化镉硫化镉硫化镉 （CdSCdS）无无无无 黄色黄色黄色黄色氧化钴（氧化钴（氧化钴（氧化钴（CoOCoO）蓝紫蓝紫蓝紫蓝紫蓝紫蓝紫蓝紫蓝紫氧化铜（氧化铜（氧化铜（氧化铜（CuOCuO）蓝绿蓝绿蓝绿蓝绿红色红色红色红色 氧化铬（氧化铬（氧化铬（氧化铬（CrCr2 2OO3 3）黄绿色黄绿色黄绿色黄绿色绿色绿色

9、绿色绿色氧化铈和氧化钛氧化铈和氧化钛氧化铈和氧化钛氧化铈和氧化钛黄色黄色黄色黄色黄色黄色黄色黄色 氧化铁（氧化铁（氧化铁（氧化铁（FeFe2 2OO3 3） 黄色黄色黄色黄色 蓝绿色蓝绿色蓝绿色蓝绿色 氧化锰（氧化锰（氧化锰（氧化锰（MnMn2 2OO3 3）紫色紫色紫色紫色无无无无玻璃脱色 玻璃脱色分二种：玻璃脱色分二种：n n化学脱色：在配合料中加入氧化剂，使得化学脱色：在配合料中加入氧化剂，使得着色较强的离子转为着色较弱的离子。着色较强的离子转为着色较弱的离子。n n物理脱色：通过颜色互补来消除玻璃的颜物理脱色：通过颜色互补来消除玻璃的颜色，使玻璃变成白色或灰色。色，使玻璃变成白色或灰色

10、。浮法生产n n 浮法是指玻璃液流漂浮在熔融金属浮法是指玻璃液流漂浮在熔融金属(锡液锡液)表表面上生产平板玻璃的方法。面上生产平板玻璃的方法。n n浮法技术是英国皮尔金顿公司经过三十年的浮法技术是英国皮尔金顿公司经过三十年的研究，于研究，于1959年进行工业生产的。年进行工业生产的。n n浮法技术的出现，是玻璃生产发展史上的一浮法技术的出现，是玻璃生产发展史上的一次重大的变革，已逐步取代其它生产方法。次重大的变革，已逐步取代其它生产方法。 浮法玻璃制造流程熔窑 熔窑熔窑熔窑熔窑锡槽锡槽锡槽锡槽退火窑退火窑退火窑退火窑配合料配合料配合料配合料原料原料原料原料玻璃液玻璃液锡液锡液玻璃板玻璃板浮法玻

11、璃生产技术n n浮法技术：浮法技术：n n熔融的玻璃液从融窑连续地流入有保护气氛熔融的玻璃液从融窑连续地流入有保护气氛保护的熔融锡液的锡槽中，由于玻璃液与锡保护的熔融锡液的锡槽中，由于玻璃液与锡液的密度不同，玻璃液飘浮在锡的表面上，液的密度不同，玻璃液飘浮在锡的表面上，在重力和液体表面张力的同时作用，玻璃液在重力和液体表面张力的同时作用，玻璃液在锡液表面上自由展平，从而成为表面平整、在锡液表面上自由展平，从而成为表面平整、厚度均匀的玻璃液带，通过外力拉引作用，厚度均匀的玻璃液带，通过外力拉引作用，向锡槽的后部移动。向锡槽的后部移动。 n n一般来说，浮法玻璃的最大尺寸可以达到一般来说，浮法玻璃

12、的最大尺寸可以达到3.6m6.00m，厚度范围在，厚度范围在225mm之间。之间。浮法生产的主要优点n n玻璃质量高玻璃质量高: 玻璃厚度均匀性好，纯净玻璃厚度均匀性好，纯净透明，玻璃表面平滑整齐，平行度好，透明，玻璃表面平滑整齐，平行度好，具有极高的光学性能。具有极高的光学性能。 n n生产速度快，产量大。生产速度快，产量大。n n产品品种规格多样化。产品品种规格多样化。 原料配料混合将硅砂、纯碱、白云石、石灰石和芒硝原料将硅砂、纯碱、白云石、石灰石和芒硝原料按配方比例均匀混合，混合成均匀的配合料，按配方比例均匀混合，混合成均匀的配合料，放入配合料胶带输送机输往窑头料仓，窑头料放入配合料胶带

13、输送机输往窑头料仓，窑头料仓的混合料经两台斜毯式投料机推入熔窑，进仓的混合料经两台斜毯式投料机推入熔窑，进熔窑融化。熔窑融化。 原料对玻璃生产的影响n n混有杂质铁的影响：混有杂质铁的影响： 1、玻璃颜色变蓝绿色；、玻璃颜色变蓝绿色；2、造成熔制温度升、造成熔制温度升高；高；3、造成熔窑的侵蚀、造成熔窑的侵蚀 n n混有难熔杂质：混有难熔杂质：在熔窑中无法熔化，造成玻璃产品上结石在熔窑中无法熔化，造成玻璃产品上结石 、疙瘩等缺陷。疙瘩等缺陷。n n混有油污：改变熔窑的烧结气氛。混有油污：改变熔窑的烧结气氛。n n回收碎玻璃，要保持玻璃的清洁，尤其不得混回收碎玻璃，要保持玻璃的清洁，尤其不得混放

14、颜色玻璃、混有铁和其它杂质的物质。放颜色玻璃、混有铁和其它杂质的物质。 原料在熔窑中熔化熔窑以重油为燃料烧油，在熔窑内经熔窑以重油为燃料烧油，在熔窑内经15001500左右的高温将配合料熔化成玻璃液，再经澄左右的高温将配合料熔化成玻璃液，再经澄清均化、冷却后通过玻璃液流入锡槽成型。清均化、冷却后通过玻璃液流入锡槽成型。 熔制过程中质量缺陷n n结石结石结石结石: : 玻璃中的固体物质。有原料结石、耐火材料玻璃中的固体物质。有原料结石、耐火材料玻璃中的固体物质。有原料结石、耐火材料玻璃中的固体物质。有原料结石、耐火材料结石、析晶结石等。结石、析晶结石等。结石、析晶结石等。结石、析晶结石等。n n

15、夹杂物夹杂物: 浮法玻璃中的固体杂质。夹杂物浮法玻璃中的固体杂质。夹杂物: 浮浮法玻璃中的固体杂质。法玻璃中的固体杂质。n n疙瘩疙瘩疙瘩疙瘩: : 完全或部分熔化成玻璃态的半透明或不透明完全或部分熔化成玻璃态的半透明或不透明完全或部分熔化成玻璃态的半透明或不透明完全或部分熔化成玻璃态的半透明或不透明的节状结石，往往有波及范围。的节状结石，往往有波及范围。的节状结石，往往有波及范围。的节状结石，往往有波及范围。n n气泡气泡气泡气泡: : 玻璃中的气体夹杂物。呈圆形、椭圆形、线玻璃中的气体夹杂物。呈圆形、椭圆形、线玻璃中的气体夹杂物。呈圆形、椭圆形、线玻璃中的气体夹杂物。呈圆形、椭圆形、线状和

16、点状等。状和点状等。状和点状等。状和点状等。n n波筋波筋波筋波筋 : : 普通平板玻璃表面呈现出与拉引方向一致的普通平板玻璃表面呈现出与拉引方向一致的普通平板玻璃表面呈现出与拉引方向一致的普通平板玻璃表面呈现出与拉引方向一致的条纹。条纹。条纹。条纹。n n线道线道线道线道: : 玻璃上呈现的明显细的线条。玻璃上呈现的明显细的线条。玻璃上呈现的明显细的线条。玻璃上呈现的明显细的线条。 玻璃熔融液流入锡槽熔化后的玻璃液以熔化后的玻璃液以10001000左右的温度通过流左右的温度通过流道进入锡槽。在流道上设有安全闸板和调节道进入锡槽。在流道上设有安全闸板和调节闸板，并设有板宽流量控制闸道闸板，并设

17、有板宽流量控制闸道 。流道流道玻璃液玻璃液玻璃液玻璃液锡槽锡槽 玻璃液在锡槽中成形玻璃液倾浮和铺展在熔融的锡液面上，在玻璃玻璃液倾浮和铺展在熔融的锡液面上，在玻璃液自身的重力和表面的张力的作用下，形成表液自身的重力和表面的张力的作用下，形成表面十分平整的玻璃带面十分平整的玻璃带。再经机械拉引挡边和接再经机械拉引挡边和接边机的控制，形成所需要厚度和宽度的玻璃带，边机的控制，形成所需要厚度和宽度的玻璃带，然后被拉引出锡槽，经过渡辊合，进入退火窑。然后被拉引出锡槽，经过渡辊合，进入退火窑。为避免锡液氧化，锡槽内空间充满氮氢保护气为避免锡液氧化，锡槽内空间充满氮氢保护气体。体。 玻璃液玻璃液玻璃液玻璃

18、液锡槽锡槽锡槽锡槽玻璃的质量缺陷n n厚薄不均：玻璃液在锡槽中摊薄不均。厚薄不均：玻璃液在锡槽中摊薄不均。n n沾锡沾锡 : 玻璃带经锡槽时，其下表面沾上玻璃带经锡槽时，其下表面沾上的锡膜。的锡膜。n n光畸变点光畸变点 : 在浮法玻璃的表面能产生光在浮法玻璃的表面能产生光学变形的斑点。学变形的斑点。 玻璃在退火窑内退火冷却成形后的玻璃带经退火窑退火冷却，严格按照成形后的玻璃带经退火窑退火冷却，严格按照制定的退火温度曲线进行退火，使玻璃的残余（暂制定的退火温度曲线进行退火，使玻璃的残余（暂时）应力控制在要求范围内。出退火窑的玻璃带随时）应力控制在要求范围内。出退火窑的玻璃带随即进入冷端。即进入

19、冷端。 玻璃切割冷却后的玻璃，根据要求切割成规定尺寸的冷却后的玻璃，根据要求切割成规定尺寸的玻璃玻璃 。在冷端机组中，预留了洗涤干燥，缺在冷端机组中，预留了洗涤干燥，缺陷自动检测和喷粉设备的位置。陷自动检测和喷粉设备的位置。 玻璃的质量缺陷n n划伤划伤: 玻璃表面被硬物摩擦所留下的伤痕。玻璃表面被硬物摩擦所留下的伤痕。n n破皮破皮 (俗称爆边俗称爆边): 玻璃表面局部剥落的现象。玻璃表面局部剥落的现象。n n偏斜偏斜 : 玻璃板切裁形状与规定形状发生偏差玻璃板切裁形状与规定形状发生偏差造成歪斜的现象。造成歪斜的现象。n n斜势斜势: 玻璃切割、分片不当，引起玻璃边部呈现玻璃切割、分片不当，

20、引起玻璃边部呈现斜坡。斜坡。n n多缺角多缺角 : 玻璃角部凸出或残缺等现象玻璃角部凸出或残缺等现象。 玻璃切割分片和堆垛玻璃带在冷端经过切割掰断，加速分离、掰玻璃带在冷端经过切割掰断，加速分离、掰边、纵掰纵分后，通过斜坡道，并经吹风清边、纵掰纵分后，通过斜坡道，并经吹风清扫，然后进入分片线，生产线上设有紧急落扫，然后进入分片线，生产线上设有紧急落板、掰边、欠板落板三个落板装置。使不合板、掰边、欠板落板三个落板装置。使不合格玻璃板不进入堆垛区。格玻璃板不进入堆垛区。 玻璃入架玻璃的质量缺陷n n发霉发霉 : 玻璃表面发生化学变化，出现白玻璃表面发生化学变化，出现白色或彩虹状的斑痕，严重时引起粘

21、片。色或彩虹状的斑痕，严重时引起粘片。酸对玻璃的侵蚀n n除了氢氟酸外，一般的酸并不直接和玻璃除了氢氟酸外，一般的酸并不直接和玻璃其反应，它也是通过水的作用侵蚀玻璃，其反应，它也是通过水的作用侵蚀玻璃，酸的浓度大，就意味着其中的水含量低，酸的浓度大，就意味着其中的水含量低，因此，浓酸对玻璃的侵蚀能力低于稀酸。因此，浓酸对玻璃的侵蚀能力低于稀酸。碱对玻璃的侵蚀n n硅酸盐玻璃一般不耐碱，碱对玻璃的侵硅酸盐玻璃一般不耐碱，碱对玻璃的侵蚀是通过蚀是通过 离子破坏硅氧骨架即离子破坏硅氧骨架即 而产生而产生 群，使群，使SiO酸对玻璃的侵酸对玻璃的侵蚀溶解在溶液中，所以在侵蚀的过程中，蚀溶解在溶液中，所

22、以在侵蚀的过程中，不形成硅酸凝胶薄膜，从而从理论上，不形成硅酸凝胶薄膜，从而从理论上，碱对于玻璃的的侵蚀是持续的反应。碱对于玻璃的的侵蚀是持续的反应。水对玻璃的侵蚀n n水对玻璃的侵蚀开始于水中水对玻璃的侵蚀开始于水中H H离子和玻璃中离子和玻璃中NaNa离子进行交离子进行交换。换。n n以下反应的最后终产物既为硅酸钠，硅酸物和水形成薄膜以下反应的最后终产物既为硅酸钠，硅酸物和水形成薄膜附于玻璃表面。起到保护玻璃受到再侵蚀附于玻璃表面。起到保护玻璃受到再侵蚀水和水汽对玻璃的侵蚀不同之处n n水溶液对玻璃的侵蚀起于钠离子和氢离子之间的交水溶液对玻璃的侵蚀起于钠离子和氢离子之间的交水溶液对玻璃的侵

23、蚀起于钠离子和氢离子之间的交水溶液对玻璃的侵蚀起于钠离子和氢离子之间的交换开始的，继之由于玻璃表层（形成硅氧膜后）中换开始的，继之由于玻璃表层（形成硅氧膜后）中换开始的，继之由于玻璃表层（形成硅氧膜后）中换开始的，继之由于玻璃表层（形成硅氧膜后）中钠离子越来越少，是侵蚀变得缓慢，最后趋于停止。钠离子越来越少，是侵蚀变得缓慢，最后趋于停止。钠离子越来越少，是侵蚀变得缓慢，最后趋于停止。钠离子越来越少，是侵蚀变得缓慢，最后趋于停止。它是在大量水存在的情况下进行的，因此从玻璃表它是在大量水存在的情况下进行的，因此从玻璃表它是在大量水存在的情况下进行的，因此从玻璃表它是在大量水存在的情况下进行的，因此

24、从玻璃表面析出的钠离子不断转入水溶液中。所以，在侵蚀面析出的钠离子不断转入水溶液中。所以，在侵蚀面析出的钠离子不断转入水溶液中。所以，在侵蚀面析出的钠离子不断转入水溶液中。所以，在侵蚀后过程中玻璃表面的后过程中玻璃表面的后过程中玻璃表面的后过程中玻璃表面的PHPH值没有明显的变化。值没有明显的变化。值没有明显的变化。值没有明显的变化。n n水汽是以微粒水滴粘附于玻璃表面水汽是以微粒水滴粘附于玻璃表面水汽是以微粒水滴粘附于玻璃表面水汽是以微粒水滴粘附于玻璃表面，反应析出的钠反应析出的钠反应析出的钠反应析出的钠离子并没有被移走，而是在原处不断被积累，随着离子并没有被移走，而是在原处不断被积累，随着

25、离子并没有被移走，而是在原处不断被积累，随着离子并没有被移走，而是在原处不断被积累，随着侵蚀的不断进行，碱浓度越来越大，侵蚀的不断进行，碱浓度越来越大，侵蚀的不断进行，碱浓度越来越大，侵蚀的不断进行，碱浓度越来越大，PHPH值迅速上升，值迅速上升，值迅速上升，值迅速上升，最后类似于碱，最后加速对玻璃的侵蚀。最后类似于碱，最后加速对玻璃的侵蚀。最后类似于碱，最后加速对玻璃的侵蚀。最后类似于碱，最后加速对玻璃的侵蚀。n n最后，我们平时在生产中会用弱酸来擦拭发霉的玻最后，我们平时在生产中会用弱酸来擦拭发霉的玻最后，我们平时在生产中会用弱酸来擦拭发霉的玻最后，我们平时在生产中会用弱酸来擦拭发霉的玻璃，原理就在此。璃，原理就在此。璃，原理就在此。璃，原理就在此。大气对玻璃的侵蚀n n大气侵蚀实质上是水汽，二氧化碳，大气侵蚀实质上是水汽，二氧化碳，二氧化硫等作用的总和。玻璃受潮湿二氧化硫等作用的总和。玻璃受潮湿大气的侵蚀过程。大气的侵蚀过程。n n实践证明，水汽比水对玻璃具有更强实践证明，水汽比水对玻璃具有更强的侵蚀性。的侵蚀性。谢谢谢谢!