浮法玻璃是我国上世纪70年代末,由洛阳玻璃厂率先引进英国皇家浮法玻璃生产线。 它是在锡槽里,玻璃浮在锡液的表面上出来的。因此,这种玻璃首先是平度好,没有水波纹。 用于制镜、汽车玻璃。不发脸,不走形,这是它的一大优点。 其次是浮法玻璃选用的矿石石英砂,原料好。生产出来的玻璃纯净、透明度好。明亮、无色。没有玻璃疔,气泡之类。
第三是结构紧密、重,手感平滑,同样厚度每平方米比平板比重大,好切割,不易破损。 全国30多条生产线都严格按照国家标准生产,这种玻璃是民用建筑的最好玻璃。它的价格,同等厚度相比,仅比平板玻璃每平方米高4元左右。 生产工艺:
浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体(N2及H2)的锡槽中完成的 。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在重力和表面张力的作用下 ,玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动 ,把玻璃带拉出锡槽进入退火窑,经退火、切裁,就得到平板玻璃产品 。浮法与其他成型方法比较, 其优点是 : 适合于高效率制造优质平板玻璃 , 如没有波筋 、 厚度均匀、上下表面平整 、互相平行 ;生产线的规模不受成形方法的限制 ,单位产品的能耗低 ; 成品利用率高; 易于科学化管理和实现全线机械化 、自动化 ,劳动生产率高;连续作业周期可长达几年,有利于稳定地生产 ;可为在线生产一些新品种提供适合条件,如电浮法反射玻璃 、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等 。 普通平板玻璃与浮法玻璃有什么不同
A:普通平板玻璃与浮法玻璃都是平板玻璃。只是生产工艺、品质上不同。
普通平板玻璃是用石英砂岩粉、硅砂、钾化石、纯碱、芒硝等原料,按一定比例配制,经熔窑高温熔融,通过垂直引上法或平拉法、压延法生产出来的透明五色的平板玻璃。普通平板玻璃按外观质量分为特选品、一等品、二等品三类。按厚度分为2、3、4、5、6mm五种。 B:浮法玻璃是用海沙、石英砂岩粉、纯碱、白云石等原料,按一定比例配制,经熔窑高温熔融,玻璃液从池窑连续流至并浮在金属液面上,摊成厚度均匀平整、经火抛光的玻璃带,冷却硬化后脱离金属液,再经退火切割而成的透明五色平板玻璃。玻璃表面特别平整光滑、厚度非常均匀,光学畸变很小的特点。浮法玻璃按外观质量分为优等品、一级品、合格品三类。按厚度分为3、4、5、6、8、10、12mm七种。
C:普通平板玻璃外观质量等级是根据波筋、气泡、划伤、砂粒、疙瘩、线道等缺陷多少而判定。浮法玻璃外观质量等级是根据光学变形、气泡、夹杂物、划伤、线道、雾斑等缺陷多少来判的。
玻璃定义----玻璃:一种较为透明的固体物质,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。普通玻璃化学氧化物的组成(Na2O·CaO·6SiO2),主要成份是二氧化硅。广泛应用于建筑物,用来隔风透光。
中国古代亦称琉璃,是一种透明、强度及硬度颇高,不透气的物料。玻璃在日常环境中呈化学惰性,亦不会与生物起作用,故此用途非常广泛。玻璃一般不溶于酸(例外:氢氟酸与玻璃反应生成SiF4,从而导致玻璃的腐蚀);但溶於强碱,例如氢氧化铯。玻璃是一种非晶形过冷液体。融解的玻璃迅速冷却,各分子因为没有足够时间形成晶体而形成玻璃。
浮法玻璃的组成和作用,浮法玻璃主要有以下几种氧化物组成
二氧化硅:是玻璃的主要形成氧化物,是玻璃中的骨架,二氧化硅能提高玻璃的机械强度,化学稳定性。热稳定性,软化温度。耐热性。硬度,透明度和粘度,含量较高时需要较高的
的熔化温度,而且可能引起析晶。
氧化钠:是玻璃的网络外体氧化物,能降低玻璃的融化温度,是良好的助溶剂,并且能降低玻璃的粘度,增加玻璃的热膨胀系数,改善玻璃的析晶性能。但氧化钠能降低玻璃的接卸强度,热稳定性,在潮湿的环境下是玻璃产生霉变,因此含量不可过高。
氧化钙:是玻璃的网络外体氧化物,在玻璃中起稳定剂的作用,能提高玻璃的机械强度,硬度和化学稳定性,在高温时能降低玻璃的粘度有利于玻璃融化和澄清,,在低温时能增加玻璃的粘度和提高硬化速度。但氧化钙含量过高易使玻璃析晶,使玻璃发脆,降低玻璃的热稳定性。
氧化镁:其作用与氧化钙相似,但是氧化镁的加入客服了氧化钙析晶力强的特点,加宽了作业温度的范围,有利于玻璃成型。
三氧化二铝:是玻璃体的中间氧化物,能提高玻璃的稳定性和机械强度,降低玻璃的析晶倾向和热膨胀系数,改善玻璃的热稳定性,并可减少对耐火材料的腐蚀。但三氧化二铝的熔化温度较高,因此其含量一般较低。 浮法玻璃中的主要原料:硅砂:(引入二氧化钙)。纯碱(引入氧化钠)。白云石(引入氧化钙氧化镁)。石灰石(引入氧化钙)。长石(引入三氧化二铝)。芒硝。碳粉(主要引入碳) 辅助原料主要有澄清剂、着色剂、脱色剂、碎玻璃 澄清剂:往玻璃配合料或玻璃熔体中加入一种高温时本身能气化或分解放出气体,以促进排除玻璃液中气泡的物质 。
常见的澄清剂有:变价氧化物类 、硫酸盐类 、卤化物类及复合澄清剂 。
1)变价氧化物类的澄清剂 这类澄清剂的特点是在一定温度下分解放出氧 ,以As2O3、Sb2O3、CeO2为代表。 2)A.As2O3
3)As2O3是高效澄清剂,用量一般为0.2~0.5%,与硝酸盐(钠)共用。
4)但As2O3剧毒;As2O3本身易气化挥发,随烟气排出,对环境造成危害。 5)Sb2O3的澄清机理类似于As2O3,但毒性较小,密度大,放出氧气的温度低。 6)Sb2O3与As2O3配合使用,效果更好,同时可降低As2O3的用量。 CeO2是高温澄清剂,无毒。
熔窑温度低于1510℃时,玻璃液温度在1400℃以下,CeO2不会分解,起不到澄清作用。 熔窑温度的高低与CeO2的用量用关系,由于玻璃液在1400℃以上停留的时间较短,过量的CeO2分解不完,后期接触还原性介质会放出O2,产生微小气泡。 一般用量小于0.5%
)硫酸盐类澄清剂 以硫酸盐应用最多,往往以芒硝、重晶石、石膏等引入。 这种澄清剂在分解后产生O2和SO2。 其反应过程为:
用量小于2%,浮法玻璃小于1%,注意控制,玻璃REDOX数。使用时要注意芒硝与碳粉的比例与熔窑气氛,同时,玻璃熔制温度要求高。 硫酸盐属于高温澄清剂,温度越高,澄清效果越好。
用量一般小于2%,与碳粉配合使用,对窑炉气氛有要求。
还原性硫澄清理论认为,硫酸盐在玻璃熔化和澄清中的作用主要有:表面活性剂作用、界面湍动作用、高温排气作用、均化作用
卤化物类的澄清剂 这类澄清剂以不同的方式来降低熔体的粘度。
属于这类澄清剂的有氟化物、氯化物,一般以CaF2、NaCl、Na2SiF6等形式引入。对玻璃的粘度和表面张力影响较大。
氟化物在熔体中,是以形成[FeF6]3-无色基团,与Si生成挥发物SiF4,断裂玻璃结构而起澄
清作用。
卤化物类的澄清剂对耐火材料侵蚀性非常强,大大降低窑炉的使用寿命。
复合澄清剂 一是它直接以高价形式出现,省却了由低价氧化成高价,再有高价氧化态分解放出氧气转化过程,既节约了硝酸盐的用量,又减少了单个澄清剂被还原和挥发的损失; 二是几种澄清剂混合,使氧的分解温度范围扩大(1200~1450℃),也就是使澄清温度范围扩大,等有利于澄清。 这类澄清剂有焦锑酸钠(Na2H2Sb2O7.4H2O) 、硫锑酸钠 (10Na2O.4Sb2O5.9SO3.10H2O) 、砷锑酸钠(Na2AsSbO7) 、重金属冶炼废渣
2.3.2 着色剂:离子着色;胶态着色,硫硒化合物着色 脱色剂(1)化学脱色
化学脱色是借助于脱色剂的氧化作用,使着色能力强的低价铁氧化物(FeO)变成为着力能力较弱的三价铁氧化物(Fe2O3),同时使玻璃被有机物沾染的黄色消除。 澄清剂一般都为化学脱色剂。 物理脱色三原色 红、绿、蓝
物理脱色是往玻璃中加入一定数量的能产生互补色的着色剂,使玻璃由于FeO、Fe2O3、Cr2O3、TiO2所产生黄绿色到蓝绿色得到互补。
常用的物理脱色剂有:二氧化锰、硒、氧化钴,氧化钕、氧化镍等。 2.3.4 碎玻璃(1)使用碎玻璃的意义 回收碎玻璃加以重熔具有经济上的意义;
有利于配合料的熔化、澄清、节能降耗、提高产能、降低成本等; 有利于资源的循环使用,符合环境保护和可持续发展战略。 (2)碎玻璃的用量一般以配合料的15%~30%较好 。 有时可以突破该限制。
碎玻璃的粒度碎玻璃的块度既不能过大也不能过小;
过大时玻璃液均化困难,影响玻璃板面质量,严重时在玻璃板上产生波筋; 也不能为粉状,会带入过多气体,增加澄清困难; 一般在15~30mm为宜。 注意 事项二次挥发; 二次积累 ; 表面吸附 ; 重熔热分解 ;
碎玻璃成分均匀,尽量与制品成分相同 。
玻璃的主要成分是二氧化硅,玻璃质地硬且脆,是一种无色的透明材料,并可添加各种成分制成茶色玻璃、淡墨色玻璃、钴蓝色玻璃等。 玻璃按主要成分分类: 玻璃按主要成分可以分为非氧化物玻璃和氧化物玻璃。非氧化物玻璃品种和数量很少,主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。氧化物玻璃通常按玻璃中二氧化硅以及碱金属、碱土金属氧化物的不同含量,又分为: 1.石英玻璃 石英玻璃的二氧化硅含量大于99.5%,其热膨胀系数低、耐高温、化学稳定性好、透紫外光和红外光、熔制温度高、粘度大、成型较难。石英玻璃多用于半导体、电光源、光导通信、激光等技术和光学仪器中。 2.高硅氧玻璃 高硅氧玻璃的二氧化硅含量约96%,其性质与石英玻璃相似。 3.钠钙玻璃 钠钙玻璃以二氧化硅含量为主,还含有15%的氧化钠和16%的氧化钙,其成本低廉、易成型,适宜大规模生产,其产量占实用玻璃的90%。钠钙玻璃可用于生产
玻璃瓶罐、平板玻璃、器皿、灯泡等。 4.铅硅酸盐玻璃 铅硅酸盐玻璃主要成分有二氧化硅和氧化铅,具有独特的高折射率和高体积电阻,与金属有良好的浸润性,可用于制造灯泡、真空管芯柱、晶质玻璃器皿图(如图为JAZZ系列水晶餐具)、火石光学玻璃等 5.铝硅酸盐玻璃 铝硅酸盐玻璃以二氧化硅和氧化铝为主要成分,软化变形温度高,用于制作放电灯泡、高温玻璃温度计、化学燃烧管和玻璃纤维等 。 6.硼硅酸盐玻璃 又称耐热玻璃或硬质玻璃,以氧化硅和氧化钡为主要成分,具有良好的耐热性和化学稳定性,硼硅酸盐玻璃发明于1912年,其商标名为Pyrex。 它是第一种耐高温,有较好抗热冲击能力的玻璃材料(如图硼硅酸盐玻璃材料制作的玻璃珠宝)。硼硅酸盐玻璃可以用来制作咖啡壶、炉子、实验室用的玻璃器皿、吊灯(如图耐热玻璃制作的吊灯)及其它在高温环境中工作的设备。它抗酸和抗化学介质腐蚀的能力很强、热膨胀率很低,因此被用来制作天文望远镜的镜片和其它精密仪器。另外,硼硅酸盐玻璃还可以用作树脂的强化纤维。 7.磷酸盐玻璃 磷酸盐玻璃以五氧化二磷为主要成分,折射率低、色散低,用于光学仪器中。 玻璃的基本性能有如下几方面: (一)强度 玻璃抗拉强度较弱,抗压强度较强。玻璃和陶瓷一样,也是脆性材料。 (二)硬度 玻璃的硬度较高,比一般金属硬,不能用普通刀具进行切割。根据玻璃的硬度可以选择磨料、磨具和其它的加工方法。 (三)光学特性 玻璃是一种高度透明的物质。如普通平板玻璃,能透过可见光线的80~90%,紫外线大部分不能透过,但红外线较易通过。 (四)电学性能 常温下玻璃是电的不良导体。而温度升高时,玻璃的导电性迅速提高,熔融状态时变为良导体。 (五)热性质 玻璃是热的不良导体,一般承受不了温度的急剧变化。 (六)化学稳定性 玻璃的化学性质较稳定。玻璃的耐酸腐蚀性较高,而耐碱腐蚀性较差。玻璃长期受大气和雨水的侵蚀,会在表面产生磨损,失去表面的光泽。尤其一些光学玻璃仪器易受到周围介质的作用,破坏玻璃的透光性,在使用和保存中应加以注意。 设计中常见的玻璃材料 玻璃是一种硬且脆的透明非晶体材料,具有良好的抗风化、抗化学介质腐蚀(氢氟酸、碱除外)性。下面介绍几种常用的玻璃材料: 1.平板玻璃是建筑玻璃中用量最大的一类,按表面状态可分为普通平板玻璃、磨光玻璃、磨砂玻璃、花纹玻璃等品种。 2.平板玻璃还可以通过着色、表面处理、复合等工艺制成具有不同色彩和各种特殊性能的制品,如热反射玻璃、真空玻璃、镭射玻璃、中空玻璃、钢化玻璃、夹丝网玻璃、夹层玻璃、颜色玻璃、低辐射镀膜玻璃等。 (二)器皿玻璃 器皿玻璃具有清洁卫生、美观、透明、化学稳定性高、不透气、易于密封、保持盛装物品性质不变、可以多次周转使用、原料丰富、价格低廉等一系列优点,成为食品、医药、化学工业广泛采用的包装材料。玻璃瓶罐的主要缺点是机械强度低、易破损和盛装单位物品的重量大。 玻璃的热处理 玻璃制品的热处理,一般包括退火和淬火两种工艺。 1.退火 退火就是消除或减小玻璃制品中热应力的热处理过程。 为了消除玻璃中的永久应力,必须将玻璃加热到低于玻璃转变温度附近的某一温度进行保温均热,以消除玻璃各部分的温度梯度,使应力松弛。这个选定的保温均热温度,称为退火温度。 玻璃在退火温度下,由于黏度较大,应力虽然能够松弛,但不会发生可测得的变形。玻璃的最高退火温度是指在此温度下经过3分钟保温可消除95%的应力,一般相当于退火点的温度,也叫退火上限温度;最低退火温度是指在此温度下经3分钟保温只能消除5%的应力,也叫退火下限温度。最高退火温度至最低退火温度之间称为退火温度范围。 玻璃制品的退火工艺过程包括加热、保温、慢冷及快冷四个阶段。 光学玻璃和某些特种玻璃制品,对退火的要求十分严格,必须要通过退火,使玻璃结构均匀,以达到要求的光学性能,这种退火称为精密退火。薄壁制品(灯泡等)和玻璃纤维在成型后,由于热应力很小,除适当地控制冷却速度外一般不再进行退火。 2.淬火 淬火就是使玻璃表面形成一个有规律、分布均匀的压力层(表面),以提高玻璃制品的机械强度和热稳定性。 淬火玻璃同一般玻璃比较,其抗弯强度,抗冲击强度以及热稳定性等都有很大的提高。