《原料工艺及设备》PPT课件

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1、浮法玻璃生产技术与设备2.原料工艺及设备成分设计、主要原料及辅助原料一、浮法玻璃化学成分的设计1.玻璃成分？玻璃所含有元素和化合物的种类和比例。2.玻璃成分的表示方法：质量分数（massfraction）-----质量百分数（最常见）摩尔分数（molefraction)------克分子百分率（mol%）原子分数（atomaticfraction）----原子百分率，用于特种玻璃成分。3.玻璃成分设计的原则：a.玻璃成分必须在相图中的玻璃形成区，可以形成玻璃而不析晶。-----马祖林等编著《玻璃性质与玻璃形成手册》；美国陶瓷协会编著《相平衡图集》（PhaseEquil

2、ibraDiagrams）基础系统：钠钙硅系统基本含量：12%～15%Na2O，8%～12%CaO，69%～73%SiO2一、浮法玻璃化学成分的设计浮法玻璃的化学成分设计c.必须符合工艺性能的需要---熔制、成型、退火工艺要求；b.玻璃性质必须达到要求的指标；进入国际市场----ISO标准或进口国市场的法定标准；国内市场-----国家标准或行业标准。d.要符合绿色设计、绿色制造、和绿色产品的要求，保护环境和环境协调；Pb、Cd，As，Hg，Cr,Ni,Cu,Zn、F等的使用e.原料能大量供应，质量稳定，生产成本低廉。浮法玻璃的化学成分设计化学成分SiO2Al2O3Fe

3、2O3CaOMgOR2OSO3普通玻璃71~731.5~2＜0.26.0~6.54.515＜0.3浮法玻璃71.5~72.51.0＜0.18.0~94.014~14.5＜0.3平板玻璃的化学成分4.浮法玻璃的成分特点浮法玻璃的化学成分设计高钙：浮法玻璃拉引速度快，在成型中必须采用硬化速度快的“短”性玻璃成分，即调整CaO到8%～9%。中镁：CaO含量增加，使玻璃发脆并容易产生硅灰石析晶（CaO.SiO2）。因此MgO控制在4%左右，以改善玻璃的析晶性能。低铝：铝高将增加玻璃的黏度，不利于均化和澄清，将Al2O3的含量降低到1.3%以下微铁：熔化时着色能力强的Fe2+被

4、氧化为着色能力弱的Fe3+，但在锡槽中又被还原成Fe2+因此严格限制在0.1%以内。浮法玻璃的化学成分设计5.玻璃成分的设计方法：摸索性阶段：古代玻璃工匠试探性地摸索出玻璃配方；经验性阶段（感性阶段）：根据经验、秘方，凭直觉建立经验规则；试验性阶段：根据积累的数据进行分析，建立实验公式，用数学的方法来设计玻璃成分；（现在大部分玻璃成分的设计在宏观计算阶段）理论性阶段：用理论公式进行成分设计。探索阶段，在特殊玻璃—元素半导体玻璃、化合物半导体玻璃应用1.SiO2：优点：玻璃的黏度、机械性能、热稳定性和化学稳定性均随SiO2含量的增加而提高；密度和热膨胀系数随SiO2含量

5、增加而降低。缺点：熔点高、黏度大，使玻璃熔化、澄清和均化困难，能耗增加。2.CaO：优点：能加速玻璃的熔化和澄清过程，并提高玻璃的化学稳定性。能降低玻璃液的高温黏度，增加玻璃液的高温黏度，即可以调整玻璃的料性。缺点：增加玻璃的脆性，含量大于10%，则玻璃易产生结晶。玻璃中各种氧化物的作用玻璃中各种氧化物的作用MgO：以MgO代替CaO，改善玻璃的失透倾向，提高玻璃的热稳定性。温度高于1200℃时，会使玻璃液的黏度降低；而在1200～900℃之间，又有使玻璃液的黏度增加的倾向；低于900℃，反而使玻璃的黏度下降。Al2O3：少量Al2O3可以提高玻璃的化学稳定性和热稳定

6、性；缺点：增加玻璃液黏度和表面张力，使玻璃的熔化速度减慢和使澄清时间延长，也不利于均化，而且对玻璃液在锡槽中摊平抛光也不利。玻璃中各种氧化物的作用Na2O：能大幅度降低玻璃液的黏度，降低玻璃的熔化温度，增加玻璃液的流动性，是良好的助熔剂。缺点：会使玻璃的化学稳定性、热稳定性以及机械强度降低，膨胀系数增大玻璃发脆；而且还容易使玻璃析碱、发霉，并使玻璃生产成本增加。K2O：降低玻璃的表面张力，改善玻璃的光泽。K2O代替Na2O具有“双碱效应”，能够提高玻璃的化学稳定性，减少玻璃析晶，改善玻璃的析晶倾向。玻璃中各种氧化物的作用Fe2O3：使玻璃着色，影响玻璃的质量。一般控制

7、在0.1%以下B2O3:降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性，改善玻璃光泽，提高玻璃的机械强度。降低玻璃的高温粘度，增加玻璃的低温粘度。玻璃原料：制备玻璃配合料的各种物质。浮法玻璃生产原料及质量要求主要原料：玻璃种引入个组成氧化物的原料。次要原料：为使玻璃获得某些必要的性质或加速熔制过程的原料。对于原料的总体要求：1.同一批料，化学组成波动要小；2.相邻批次料，化学组成要相近。原料的选用原则：1.原料的质量要符合要求：成分、颗粒度和颗粒组成、氧化还原值、含水率等；2.易于加工处理；3.成本低廉，储量丰富，供应可靠；4.对耐火材料的侵蚀要