玻璃的熔制及成型.ppt

《玻璃的熔制及成型.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在PPT专区-天天文库。

1、玻璃的熔制及成型一、熔制过程二、玻璃的熔制设备三、影响玻璃熔制过程的因素四、玻璃池窑耐火材料的蚀变五、玻璃熔体的质量缺陷六、玻璃的成型一、熔化过程定义：玻璃的熔化又称为玻璃的熔制或熔炼，是指玻璃配合料经过高温加热转变为化学组成均匀的、无气泡的、并符合成型要求的玻璃液的过程。玻璃的熔化过程是一个很复杂的物理、化学过程。大体上可分为以下五个阶段：1.烧结体的形成2.玻璃液的形成3.玻璃液的澄清4.玻璃液的均化5.玻璃液的冷却需要指出的，玻璃熔制过程的五个阶段，在实际生产中，是难以完全分开的，有时甚至是同步发生的。池窑中玻璃熔融过程模型图二、玻璃的熔制设备工业上用于玻璃熔制

2、的设备有坩锅窑和池窑。前者产量低、耗能大，主要用于手工生产小批量的玻璃制品；后者用于玻璃产品的工业化大规模的连续生产。池窑的分类1.按使用热源分（1）火焰窑以燃料燃烧为热能来源。燃料可以是煤气，重油和水；（2）电热窑以电能作为热量来源；（3）火焰－电热窑以燃料为主要热源，电能为辅助热源。2.按窑内火焰流动的方向分（1）横焰窑窑内火焰作横向流动、与玻璃液流动方向垂直；（2）马蹄焰窑窑内火焰呈马蹄形流动；（3）纵焰窑窑内火焰作纵向流动、与玻璃液流动方向相平行。三、影响玻璃熔化过程的因素配合料经高温加热熔融最终转变为复合成型要求的玻璃液的过程是极其复杂的，所有与这一过程有关

3、联的因素都将影响玻璃熔制的质量。玻璃组成玻璃液的黏度、表面张力的影响原料配合料的质量熔化作业制度的影响加速玻璃熔化的辅助手段四、玻璃池窑耐火材料的蚀变在玻璃生产过程中，耐火材料因与高温玻璃液、配合料和玻璃液的挥发物以及燃料中某些组份及其燃烧产物相互作用，从而受到侵蚀。这种侵蚀一方面导致窑炉寿命的缩短，另一方面还影响到玻璃制品的质量。影响耐火材料蚀变的因素常见耐火材料的蚀变五、玻璃熔体的质量缺陷通常所说的缺陷主要是指气泡、条纹和结石三大缺陷，他们分别是均匀玻璃中的气态、玻璃态和固态夹杂物。这些缺陷的存在直接影响到玻璃液的质量，关系到玻璃生产的成品率和生产成本。气泡结石条

4、纹、线道、结瘤1.烧结体的形成（硅酸盐形成阶段）质量合乎要求的配合料加入玻璃窑炉中，在高温作用下，发生一系列物理、化学反应，形成不透明烧结物。物理变化化学变化配合料加热升温固相反应配合料脱水碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐的分解各组分的熔化水化物的分解晶相转变化学结合水的分解个别组分的挥发硅酸盐的形成与相互作用对于普通钠-钙硅酸盐玻璃而言，这一阶段结束后，配合料转变为由硅酸盐和残余石英颗粒组成的烧结体。2.玻璃液的形成（玻璃的形成）烧结物进一步加热后开始熔融，并相互熔融、扩散，并最终由不透明体变为透明玻璃液。但此时的玻璃液含有大量可见气泡，且玻璃液的化学成分很不均匀，这需要澄清

5、和均化过程去完成。3.玻璃液的澄清玻璃液的澄清是指气体夹杂物从玻璃液中消除的过程。在玻璃熔制过程中，硅酸盐的形成阶段将放出玻璃配合料重量的18%左右的气体，其中大部分可以通过配合料间的缝隙排出，剩余的部分将被包裹在此阶段生成的液相和玻璃形成阶段生成的玻璃相中。（1）气体的来源（2）气体的种类（3）存在形式（3）澄清过程（1）气体的来源配合料中原料的分解；部分组分的挥发；组分间化学反应产生的气体；配合料粉体空隙中夹带的气体；玻璃液与耐火材料相互作用产生的气体；玻璃液从窑炉火焰空间中吸收、溶解的气体。（2）气体种类随着玻璃组成、原料种类、窑炉气氛、压力、温度等的变化，存在

6、于玻璃液中的气体的种类也不尽相同。常见的有N2、O2、CO2、H2O、CO、SOx、NOx等。（3）存在形式残留在玻璃液中的气体存在三种形式：可见气泡物理溶解化学结合其中可见气泡中的气体和以物理状态溶解的气体与窑炉中气体之间存在一定的平衡。气体在熔窑中的平衡状态：窑炉气泡玻璃液①②③④⑤①②从过饱和的玻璃液中析出气体，进入气泡或炉气；③④气泡中分离出来的气体，进入炉气或溶解在玻璃中；气体从炉气进入到玻璃液中。⑤（4）澄清过程通常所说的玻璃液的澄清过程是指排除玻璃液中可见气泡中的气体。根据以上所述的气体平衡关系，要消除可见气泡，有两种途径：使可见气泡上浮到液面破裂，气体

7、进入炉气中；使可见气泡中的气体溶解到玻璃液中。通常不可行对于第一种方式，可见气泡从玻璃液中上浮过程符合Stocks定律：r----气泡的半径v----气泡上浮速度g----重力加速度d、d`----玻璃液和气泡的密度η----熔融玻璃液的粘度2r2.g.(d-d`）9ηV=在等温等压下，使气泡变大的两个因素：使多个小气泡汇集合成一个大气泡；但实际上气泡间距远，加之玻液表面张力大，难以实现。使玻璃液中溶解的气体渗入气泡，使之增大。澄清剂原理：硝酸盐分解(500℃以下开始）↓O2↑As2O3+As2O5As2O3+O2↑400-1300℃>1300℃作用