玻璃的熔制及熔ppt课件.ppt

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1、3玻璃的熔制及熔窑本章主要讲述玻璃熔制的工艺过程、熔窑结构及常见操作。3.1玻璃熔制工艺原理玻璃熔制的五个阶段（1）硅酸盐形成阶段800～1000℃进行；最后变成由硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物；硅酸盐形成速度取决于配合料性质和加料方式。（2）玻璃形成阶段1200~1300℃左右进行；硅酸盐和石英砂粒完全溶解于熔融体中，成为含大量可见气泡、条纹、在温度上和化学成分上不够均匀的透明的玻璃液。（3）玻璃液澄清阶段1400～1500℃进行；气体因玻璃液黏度降低而大量逸出，直到气泡全部排出。（4）玻璃液均化阶段

2、此阶段结束时的温度略低于澄清温度；当玻璃液长时间处于高温下，由于对流、扩散、溶解等作用，玻璃液中的条纹逐渐消除，化学组成和温度逐渐趋向均一。（5）玻璃液冷却阶段将清澄和均化了的玻璃液均匀降温，使玻璃液具有成型所需的黏度；在冷却阶段应不破坏玻璃液的质量；浮法玻璃冷却阶段结束的温度在1100～1050℃左右。3.1.1配合料的熔化(1)配合料的加热及初熔(2)各种反应简介多晶转变盐类分解水分的逸出(3)成分的挥发R2O的挥发由纯碱引入时:引入量×0.032%由芒硝引入时:引入量×0.06%另外要考虑氧化铈、煤粉

3、的挥发量。（4）影响配合料熔化的因素熔化温度：温度每升高10℃，反应速度增加10%；原料的形式：颗粒度的搭配、加料方式；原料的易熔性：助熔剂的多少、原料的活性；3.1.2玻璃的形成(1)玻璃的形成过程玻璃的形成过程的速度取决于石英颗粒的熔解和扩散速度。助溶剂的多少（熔化速度）；熔体的黏度（扩散速度）；熔体温度（熔化速度）；石英颗粒（熔解快慢）。3.1.3澄清(1)目的消除玻璃液中的气泡(2)玻璃液中的气泡形态和种类形态：可见气泡、溶解气泡、化学结合的气体。还有熔体表面上的气体。种类：CO2、SO2、SO3、

4、N2、O2、H2O、H2(3)排泡与去气澄清是排出玻璃液中的可见气泡；去气是全部排除玻璃液中的气体，包括化学结合的气体。（4）澄清过程中气体间的转化与平衡（5）澄清过程澄清过程就是首先使气泡中的气体、窑内气体与玻璃液中物理溶解和化学结合的气体之间建立平衡，再打破这种平衡，使玻璃液中溶解的气体进入较小的可见气泡，可见气泡漂浮于玻璃液的表面而加以消除。（6）澄清原理a.大气泡（＞0.1mm）影响气泡变大的因素：一是多个小气泡（可见）集合为一个大气泡（由于小气泡相距较远较难进行）；二是溶解的气体渗入气泡，使之扩大

5、（实际进行）；三是澄清剂分解的气体渗入气泡或玻璃液。澄清剂分解的气体若渗入气泡，则使得气泡中某一种气体的分压比原来的分压大，相应的其他气体的分压就比液体中该气体的分压减小，就可以从液体中吸收该气体，使气泡增大；澄清剂分解的气体若渗入玻璃液中，则液体中气体的分压就大于气泡中的分压，气泡可以从液体中吸收，使使气泡增大。b.中气泡（0.1~0.01mm）这类气泡较小，气泡之间不会相容变大，只能靠澄清剂来澄清。c.微小气泡（＜0.01mm）这类气泡在澄清过程中不会消失，在后期会溶解于玻璃液中。（7）表面张力的影响A

6、.气泡在玻璃液中所受的压力P=窑气的压力（约0.1MPa）+气泡所受玻璃液的压力（最大0.0368MPa）+2σ/rσ——表面张力R——气泡的半径只有气泡的浮力大于P时，气泡才能上浮排出。r=1mm时，2σ/r=0.6kPa；r＜0.01mm时，2σ/r＞0.06MPa；R=0.001mm时，2σ/r=0.6MPa。可以看出，表面张力对大气泡的影响可以忽略，对小气泡的影响则是巨大的。玻璃液中存在的微小气泡，在温度降低时，内部的压力急剧增大，使气泡内的气体分压明显大于玻璃液中气体的分压，从而溶解于玻璃液中；温

7、度升高时，气泡又会析出。B.新气泡的产生澄清好的玻璃液一般不能再次产生气泡。原因是：新生气泡的半径r≈0，需要克服的2σ/r≈∞。（8）影响澄清的因素A.配合料中的气体率一般15~20%B.澄清温度温度高，黏度小，有利于澄清；熔窑温度受耐火材料的限制。C.窑压微正压（9）加速澄清的措施A.延长澄清时间B.提高澄清温度C.搅拌D.鼓泡E.加澄清剂（最常用）3.1.4玻璃液的均化（1）目的达到化学成分和热均一性（2）原因膨胀系数不同将产生结构应力；光学性质不同将产生光畸变；产生玻筋、条纹；析晶。（3）均化过程不

8、均体的溶解与扩散是主要的均化过程；扩散系数是温度和黏度的函数；提高均化的方法是提高熔制温度和减小玻璃液的黏度。（4）影响均化的因素A.温度温度越高，黏度越小，溶解扩散速度越快；B.黏度玻璃液的黏度越小，溶解扩散速度越快，可选择降低黏度的配方或原料；C.表面张力表面张力越小，越易均化；表面张力大的条纹和不均体，即使受到剪切力作用也难以伸长和消失；D.玻璃液的对流玻璃液的对流有利于均化，但对耐火材料侵蚀加大；E.气泡