玻璃的熔制及成型
3 玻璃的熔制及熔(1)讲解
（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%
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、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。
B.二次气泡（灰泡，直径小于0.1mm） ①硫酸盐和其他盐类的继续分解； ②溶解气体的析出； ③耐火材料气泡 ④玻璃液流股间的化学反应； ⑤电化学反应
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）
玻璃的熔制过程
玻璃的熔制过程玻璃是一种广泛应用于制造建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等工业领域的无机非金属材料。
玻璃的基础原料主要是硅酸盐类物质，包括石英砂、长石、白云石等。
玻璃的制造涉及到多种工艺步骤，其中最主要的过程是熔制。
玻璃的熔制过程，一般分为两个阶段：玻璃原料熔融和玻璃成形。
1. 玻璃原料熔融玻璃原料熔融是制造玻璃的第一步。
首先要将玻璃原料送到炉中，然后在炉内进行高温熔化。
玻璃熔化的温度通常在1300-1600℃之间。
炉内的高温条件有助于熔化原料，并促进原料之间的充分混合。
玻璃熔化过程中，炉内的温度、炉膛的结构、炉膛的加热方式、气氛以及熔化时间等因素都对玻璃性质有很大的影响。
其中，炉温的控制是其中最为关键的一个因素。
炉温过低时，原料无法充分熔化，熔击出来的玻璃比较粗糙；而炉温过高时，虽然玻璃可以很快熔化，但却会使得玻璃成分中的气体难以释放，造成玻璃内部气泡增多，影响玻璃的质量。
同时，熔制过程中原料的混合也是影响玻璃质量的重要因素之一。
原料混合过程中必须注意保持物料配比的稳定，以确保每份原料的比例都是正确的，否则会影响玻璃性能的均匀性和稳定性。
2. 玻璃成形玻璃原料熔融后，需要将其通过成形工艺，将其变成需要的形状。
玻璃成形技术大致可以分为两大类，即自由成形技术和模压成形技术。
自由成形技术包括吹制、拉伸、浸涂等；模压成形技术包括平板压制、吹瓶、挤出等。
自由成形技术中的吹制是最常用的一种方法。
吹制工艺是先将玻璃熔液通过玻璃管或小片，吹成一个球体，然后在模具上加工形状，最后风冷固化。
玻璃吹制的工艺简单，成本低，成品形态多，应用非常广泛。
而模压成形技术，如平板压制、吹瓶、挤出等，则需要利用模具或挤压机来对玻璃进行成形。
这类制品比较规整且饱满，常常用于制备工艺精密的玻璃器具、仪器件等。
总之，玻璃熔制过程经历了玻璃原料熔融和玻璃成形两个阶段。
通过高温下的熔融，使玻璃原料混合均匀，在成型过程中呈现出所需的形态，从而制备成建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等多种应用领域中的产品。
玻璃熔制的五个阶段
( 一 ) 硅酸盐的形成硅酸盐生成反应在很大程度上是在固体状态下进行的，配合料各组分在加热过程中经过了一系列的物理的、化学的和物理化学变化，结束了主要反应过程，大部分气态产物逸散，到这一阶段结束时配合料变成了由硅酸盐和剩余 SiO 2 组成的烧结物。
对普通钠钙硅玻璃而言，这一阶段在 800 ～900℃ 终结。
从加热反应看，其变化可归纳为以下几种类型：多晶转化：如 Na 2 SO 4 的多晶转变，斜方晶型 - 单斜晶型；盐类分解；如 CaCO 3 ——CaO+CO 2 ；生成低共熔混合物：如 Na 2 SO 4 -Na 2 CO 3 ；形成复盐：如 MgC0 3 +CaCO 3 —— MgCa(CO 3 ) 2 ；生成硅酸盐：如 CaO+SiO 2 —— CaSiO 3 ；排除结晶水和吸附水：如 Na 2 SO 4 ? 10H 2 O —— Na 2 SO 4 +10H 2 O 。
( 二 ) 玻璃的形成烧结物继续加热时，在硅酸盐形成阶段生成的硅酸钠、硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁及反应后剩余的 SiO 2开始熔融，它们间相互溶解和扩散，到这一阶段结束时烧结物变成了透明体，再无未起反应的配合料颗粒，在 1200 ～1250℃ 范围内完成玻璃形成过程。
但玻璃中还有大量气泡和条纹；因而玻璃液本身在化学组成上是不均匀的，玻璃性质也是不均匀的。
由于石英砂粒的溶解和扩散速度比之其他各种硅酸盐的溶扩散速度低得多，所以玻璃形成过程的速度实际上取决于石英砂粒的溶扩散速度。
石英砂粒的溶扩散过程分为两步，首先是砂粒表面发生溶解，而后溶解的 SiO 2 向外扩散。
这两者的速度是不同的，其中扩散速度最慢，所以玻璃的形成速度实际上取决于石英砂粒的扩散速度。
由此可知，玻璃形成速度与下列因素有关：玻璃成分、石英颗粒直径以及熔化温度。
除 SiO 2 与各硅酸盐之间的相互扩散外，各硅酸盐之间也相互扩散，后者的扩散有利于 SiO 2 的扩散。
玻璃的熔制及熔-1
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☐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。
☐（4）玻璃液均化阶段☐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。
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、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。
玻璃生产工艺
玻璃生产工艺玻璃是一种重要的建筑材料和工业原料，其生产工艺经过多年的发展和改进，已经相当成熟和高效。
本文将介绍玻璃的生产工艺，包括原料准备、熔制、成型、调质和包装等环节。
首先是原料准备。
玻璃的主要原料是石英砂、碳酸钠和石灰石等，这些原料经过粉碎、筛分和配料混合后，得到均匀的原料混合物。
原料质量的稳定与否，直接影响着玻璃的质量。
接下来是熔制环节。
将原料混合物投入玻璃窑中，加热到高温条件下。
在窑内的高温下，原料逐渐熔化并混合，形成玻璃熔体。
熔化温度一般在1500摄氏度左右，不同的玻璃种类所需的熔化温度也有所不同。
然后是成型过程。
玻璃熔体经过熔化后，可以分为两种成型方法：一种是通过浸入法，即将熔融玻璃浸入液体中，使其成型为液体中的玻璃流；另一种是通过剪切法，即利用切割工具，将熔融玻璃切割成所需形状。
浸入法主要用于较大的玻璃板和玻璃窗的生产，而剪切法主要用于玻璃容器和玻璃器皿的生产。
调质是保证玻璃质量的重要环节。
调质包括退火和快速冷却两个步骤。
退火是指将成型后的玻璃加热到一定温度，并使其缓慢冷却，以减少内部应力和提高玻璃的强度和透明度。
快速冷却则是通过将玻璃迅速放入冷水中，使其快速冷却，从而使玻璃表面形成较高的压缩应力，提高玻璃的强度和硬度。
最后是包装环节。
成品玻璃经过质量检验后，需要进行包装，以便储存和运输。
常见的玻璃包装方式包括木箱、纸板包装和海绵垫等。
在包装过程中，需要注意避免玻璃的碰撞和损坏，以保证产品的完好性。
总结而言，玻璃的生产工艺经过原料准备、熔制、成型、调质和包装等环节，每一个环节都是保证玻璃质量的重要组成部分。
随着科技的发展和工艺的改进，玻璃的生产工艺也在不断进步，以提高产能、降低能耗和环境污染，并且不断满足市场需求的多样化趋势。
《玻璃是怎样炼成的》总结
《玻璃是怎样炼成的》总结
玻璃是怎样炼成的总结
玻璃是一种常见的无机非晶固体材料，它由多种原料经过特定
工艺加工而成。
本文总结了玻璃炼成的基本过程和一些原料的应用。
1. 基本过程：
玻璃的炼成过程主要包括以下几个步骤：
- 配制原料：根据玻璃的种类和所需的性质，选择和配制适当
的原料，如二氧化硅、碳酸钠等。
- 熔化：将配制好的原料放入高温熔炉中，加热至高温使其熔
化成液态。
- 成型：将熔化好的玻璃液通过成型工艺，如浇铸、注塑等，
使其得到所需的形状。
- 热处理：对成型后的玻璃制品进行加热处理，使其内部结构
稳定，并消除应力。
- 表面处理：对玻璃制品表面进行加工处理，如抛光、喷砂等，以改善其光洁度和观感。
2. 原料的应用：
- 二氧化硅：是制作玻璃的主要原料之一，具有良好的化学稳定性和耐高温性。
- 碳酸钠：是常见的玻璃网络形成剂，用于调节玻璃的熔点和粘度。
- 石英砂：含有高纯度二氧化硅，常用于制造光学玻璃和光纤等高精度产品。
- 氧化金属：如氧化钛、氧化铁等，被用于调节玻璃的颜色和光学性能。
总之，玻璃的炼成包括原料的配制、熔化、成型、热处理和表面处理等环节。
不同的玻璃种类和性质需要不同的原料和工艺来制作，以满足不同的应用需求。
玻璃的熔制及成型
4. 玻璃液的均化
澄清后的玻璃液中存在着条纹及其它不均匀体，需经过 均化过程才能获得化学组成均匀一致的玻璃液。 均化过程就是不均匀体在玻璃液中溶解、扩散的过程。 改善玻璃液均化效果的措施主要有：
保证原料和配合料质量,对配合料进行粒化、烧结等预处理；
3. 原料
原料的种类
原料的挥发
原料的粒度
4. 配合料的质量
配合料中水份、碎玻璃均起到了促进玻璃融化的作用；
配合料的气体率大小，不仅影响玻璃的得率，更重要得是
影响玻璃的澄清过程； 配合料的成分均匀性是确保玻璃液成分均匀的重要前提。
5. 熔制作业制度
合理的作业制度是正常生产的保证，也是获得高产量
（1）侵蚀介质的种类
配合料组分与耐火材料发生低共熔作用；
玻璃液渗透到耐火材料孔隙中，与之发生交代反应， 加剧耐火材料的蚀变； 配合料和玻璃液的挥发物，与耐火材料表面反应，或 渗入耐火材料气孔形成冷凝物，侵蚀耐火材料； 重金属，极易沉入玻璃池窑底部，与池底耐火材料发 生低共熔作用而侵蚀耐火材料。
不变。 （1）硅质耐火材料的蚀变
（2）电熔锆刚玉（AZS）耐火材料的蚀变
（3）格子砖的蚀变
（1）硅质耐火材料的蚀变
硅质耐火材料在日用玻璃池窑上用做大碹及胸墙等的
耐火材料。因此主要承受碱性挥发物的侵蚀。在正常使用 情况下，窑温不高于1600oC时，硅质是很耐侵蚀的。
表面蚀变
内部蚀变 多晶蚀变
进行人工均化(如机械搅拌、池底鼓泡等)，加强扩散；
采用先进的熔制技术(如电熔窑可减少挥发)； 对挥发量大的玻璃液可采用密封和液面挡料、撇料、定期池底
玻璃熔制过程的五个阶段
玻璃的熔制过程通常分为以下五个主要阶段，每个阶段对最终玻璃质量起着至关重要的作用：
1. 原料准备
•玻璃熔制的原料主要包括硅砂（SiO2）、碱金属氧化物（如Na2O）和助熔剂（如CaO）。
原料需要经过筛分、混合、干燥等处理，确保原料均
匀并去除杂质。
通常还会加入碎玻璃（废玻璃），帮助提高熔化效率。
2. 熔化
•在熔窑中，混合好的原料在高温（1300-1500℃）下加热熔化，形成均匀的液态玻璃。
熔化过程需要较长时间，以确保所有成分充分反应，减少
气泡和夹杂物。
这一阶段至关重要，决定了玻璃的基本性质。
3. 澄清
•在熔化完成后，玻璃液需要经过澄清阶段。
此时，熔融玻璃中的气泡和未完全溶解的固体颗粒会逐渐上升并排出。
通常会通过提高温度或使用
澄清剂（如硝酸钾或硝酸钠）来加速气泡的消除。
4. 均化
•在气泡排除后，玻璃液需要均化，即通过搅拌或控制温度，使玻璃液中的各成分分布更加均匀，确保不同区域的化学成分和物理性质一致。
这
一过程能够防止玻璃内部出现成分不均或结构缺陷。
5. 成形与退火
•成形：玻璃液冷却至适当温度后，会进行成形，常见的成形方法包括浮法（用于生产平板玻璃）、吹制法（用于生产瓶子、玻璃器皿）等。
•退火：成形后的玻璃需要经过退火炉进行缓慢冷却。
退火过程可以缓解玻璃内部的应力，防止玻璃在冷却过程中因热应力而开裂。
这五个阶段共同作用，确保玻璃的结构完整性、透明度和机械性能。
玻璃生产工艺流程介绍
玻璃生产工艺流程介绍玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退火等工序。
分别介绍如下：1．配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。
玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。
2．熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。
这是一个很复杂的物理、化学反应过程。
玻璃的熔制在熔窑内进行。
熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。
小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多到20个坩埚。
坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。
另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。
玻璃的熔制温度大多在1300~1600゜C。
大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔窑。
现在，池窑都是连续生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以大到400多米。
3．成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。
成形必须在一定温度范围内才能进行，这是一个冷却过程，玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。
成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。
A．人工成形。
又有（1）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中边转边吹。
主要用来成形玻璃泡、瓶、球（划眼镜片用）等。
（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。
（3）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一压。
主要用来成形杯、盘等。
（4）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。
B．机械成形。
因为人工成形劳动强度大，温度高，条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。
机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有（1）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。
（2）浇铸法，生产光学玻璃。
（3）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。
这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻璃硬化为止。
玻璃熔制及熔窑---玻璃熔制过程
玻璃液的澄清
（4）几种气体在玻璃液中的性质
CO2：物理溶解度随着T升高，过饱和程度的增加而降低；玻璃液 的吸收能力随碱性氧化物浓度增加而增加。化学溶解为主 SO2：低于1200℃时玻璃液的吸收能力随着T升高而增大，超1200℃ 时，溶解量迅速减少。化学溶解为主 O2与N2：一般情况下以物理溶解为主，溶解度很小
硅酸盐的形成
影响配合料熔化的因素：
（1）熔制温度：温度越高，反应速度提高。温度每提高10 ℃， 反应速度约增加10%。 （2）原料的形式：复合原料可以降低熔制温度，同时有利于 玻璃液的澄清均化。
玻璃的形成
玻璃的形成过程：配合料中难熔的石英颗粒在各种硅酸盐 和液相的作用下，逐渐溶解、扩散而消失，形成透明的玻 璃液。约需要28~29min。 a. 石英颗粒固体表面的溶解：速度快 石英颗粒 的消失 b. 溶解后的SiO2自表面向熔体扩散：速度慢 玻璃的形成速度 主要取决于石英 颗粒的扩散速度
CO2 SO2
CO2 SO2
CO2 SO2
SO2 CO2 SO2 O2 澄清剂分 解的气体
PCO2熔体=PCO2气泡 PSO2熔体=PSO2气泡 P熔体=P气泡
平衡
玻璃液的澄清
气泡在玻璃液中上浮的过程： 气泡上浮的条件： 气泡在玻璃液中受到压力与浮力，只有气 泡的浮力大于压力时，气泡才能上浮排出。 气泡所受到的压力：窑气的压力（约0.1MPa）； 气泡所受玻璃液的压力（池深1.5m计算，压力为0.0368MPa） 2σ/r（σ——表面张力， r——气泡的半径)
r=1mm时， 2σ/r =0.6kPa； r= 0.001mm时， 2σ/r= 0.6MPa。
结论:表面张力对大气泡的影响可以忽略，对小气泡的影响巨大
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（2）耐火材料的性能
耐火材料的相组成 耐火材料由一个或多个晶相、玻璃相及气孔组成。具有 网状交织分布的晶相的耐火材料耐侵蚀性能较好。 耐火材料侵蚀后形成物的黏度
侵蚀物的粘度大，耐火材料受侵蚀后在其表面上形成一层
较难移动的保护膜，从而减少进一步的侵蚀。
（3）池窑作业的工艺制度
温度制度 温度波动的破坏
对于普通硅酸盐玻璃，
τ＝
SiO2+Al2O3 Na2O+K2O
对于含硼硅酸盐玻璃，
τ＝
SiO2＋Al2O3 Na2O+K2O＋0.5 B2O3 SiO2＋Al2O3 Na2O+0.5 B2O3＋0.125 PbO
对于含铅硅酸盐玻璃，
τ＝
其中：氧化物—各氧化物在玻璃中的重量百分数； —表示玻璃相对难熔的特征值；
（3）搅拌与鼓泡
在池窑上增设搅拌与鼓泡装置可提高玻璃液的澄清和均化
速度。搅拌装置通常设置在池窑的卡脖、供料道等处，鼓泡通 常设在熔化池的料堆区和热点区。 （4）电助熔 （5）富氧燃烧 （6）高压与真空熔炼
1. 影响耐火材料蚀变的因素
（1）侵蚀介质的种类
（2）耐火材料的性能 （3）池窑作业的工艺制度
3. 原料
原料的种类
原料的挥发
原料的粒度
4. 配合料的质量
配合料中水份、碎玻璃均起到了促进玻璃融化的作用；
配合料的气体率大小，不仅影响玻璃的得率，更重要得是
影响玻璃的澄清过程； 配合料的成分均匀性是确保玻璃液成分均匀的重要前提。
5. 熔制作业制度
合理的作业制度是正常生产的保证，也是获得高产量
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 ②⑤
玻璃液 ① ④ ③ 气泡
①② 从过饱和的玻璃液中析出气体，进入气泡或炉气；
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
热稳定性，甚至会使制品自行破裂。 按其成因可分为： 配合料结石 耐火材料结石 析晶结石
3. 条纹、线道、结瘤
定义：玻璃主体内存在的异类玻璃态夹杂物。 特点：属于一种比较普遍的玻璃不均匀性方面的缺陷。 化学组成上、物理性质上（折射率、密度、粘度、 表面张力、热膨胀、机械强度、颜色）与玻璃的 主体不同。 形成原因： 配合料混合不均匀 某些组分的挥发 耐火材料蚀变形成
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，
水化物的分解
晶相转变
个别组分的挥发
化学结合水的分解
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，这需要澄清和均化过程去完成。
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联的因素都将影响
玻璃熔制的质量。
1. 玻璃组成 2. 玻璃液的黏度、表面张力的影响
3. 原料
4. 配合料的质量 5. 熔化作业制度的影响 6. 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
AZS砖的蚀变主要是： 玻璃相结合物被溶解；
刚玉与碱性氧化物发生变代反应，生成β-Al2O3和霞石。
（3）格子砖的蚀变
由于配合料及玻璃液的挥发物，燃料燃烧废气中某些
成分（如SO3）等随烟气进入蓄热室，在格子砖的表面侵 蚀形成腐蚀性冷凝液，形成对耐火材料的侵蚀。 此外，热作用也是格子砖易损的原因之一。对于下层
（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，存在于玻璃液中的气体的种类也不用破坏。
1. 气泡
按大小分为：大泡、小泡、针尖泡； 按形成原因分为：一次气泡、二次气泡、耐火材料气泡等。 二次气泡 澄清好的玻璃液中重新析出的气泡。造成二次气泡有 物理、化学两方面原因： 物理原因：
降温后玻璃液又一次升温超过一定限度
化学原因： 与玻璃的化学组成和使用的原料有关。（含钡玻璃）
保证玻璃液的热均匀性，并防止 出现温度波动，以免引起二次气 泡。
1. 玻璃组成
玻璃组成是配方计算的依据，并最终决定了玻璃制品的 性质。另一方面，它从本质上决定了玻璃的熔制的难易程度。
其中的难熔氧化物如SiO2、Al2O3等越高，易熔成分如Na2O
等越少，则玻璃熔化温度越高。 Volf据此提出硅酸盐玻璃熔化速度常数（τ）的概念，以 评估玻璃的熔化速度。
气氛的影响
液面制度
玻璃液面附近耐火材料的侵蚀过程 （左：产生熔融层 中：熔融层移去 右：玻璃液渗透）
2. 常见耐火材料的蚀变
变代反应——指在气化－热液的作用下，耐火材料的物质
或组份发生带入或带出，以至使原物质被新 物质取代。 特点：原结构的破坏和新结构的形成是同时发生的。整个
过程是在有溶液参与的固态下进行的。变代反应前后体积
（2）电熔锆刚玉（AZS）耐火材料的蚀变
AZS砖具有较强的抗侵蚀能力，用于池窑的高温和玻璃液
直接接触部位的部位。 AZS砖标号越高，ZrO2含量越高，斜锆
石相越多，抗侵蚀性能越好。此外，AZS砖中玻璃相受蚀后常 生成含ZrO2的高粘度长石质玻璃，这层高粘度的玻璃液滞留在 砖表面，保护了砖体的进一步蚀变。
高温
BaO + O2
BaO2
低温
BaO + O2
2. 结石
结石是玻璃液中的晶态（固态）夹杂物。它是玻璃熔体 缺陷中破坏性最大的缺陷，因而也是限制最严的缺陷。它不 仅破坏了玻璃制品的外观和光学均一性，而且降低了玻璃制 品的使用价值。结石与它周围玻璃的膨胀系数相差愈大，产
生的局部应力也就愈大。这就大大降低了制品的机械强度和
进行人工均化(如机械搅拌、池底鼓泡等)，加强扩散；
采用先进的熔制技术(如电熔窑可减少挥发)； 对挥发量大的玻璃液可采用密封和液面挡料、撇料、定期池底
放料 等方法；
5. 玻璃液的冷却
为使玻璃液满足成型所需的 粘度要求，经高温澄清、均化后 的玻璃液需进一步降温冷却。整
个冷却过程应力求平稳进行，以
③④ 气泡中分离出来的气体，进入炉气或溶解在玻璃中； ⑤ 气体从炉气进入到玻璃液中。
（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
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
优质玻璃的重要前提之一，同时维持合理的作业制度也是 降低玻璃熔化过程的低耗、延长玻璃池窑窑龄的有效手段。 （1）温度制度 （2）压力制度 （3）泡界线 （4）液面
（5）气氛制度
6. 加速玻璃熔化的辅助手段
（1）助熔剂
助熔剂又称加速剂。 较低温度下先生成液相，然后与SiO2反应生成玻璃； 降低高温玻璃熔体的黏度，提高玻璃的透热性。 （2）澄清剂 常用的澄清剂有白砒、三氧化二锑、芒硝、食盐等。
出氧气，它溶解于玻璃液中经扩 散进入核泡，使气泡长大而排除。
4. 玻璃液的均化
澄清后的玻璃液中存在着条纹及其它不均匀体，需经过 均化过程才能获得化学组成均匀一致的玻璃液。 均化过程就是不均匀体在玻璃液中溶解、扩散的过程。 改善玻璃液均化效果的措施主要有：
保证原料和配合料质量,对配合料进行粒化、烧结等预处理；
不变。 （1）硅质耐火材料的蚀变
（2）电熔锆刚玉（AZS）耐火材料的蚀变
（3）格子砖的蚀变
（1）硅质耐火材料的蚀变
硅质耐火材料在日用玻璃池窑上用做大碹及胸墙等的
耐火材料。因此主要承受碱性挥发物的侵蚀。在正常使用 情况下，窑温不高于1600oC时，硅质是很耐侵蚀的。
表面蚀变
内部蚀变 多晶蚀变
与值相应的熔化温度
值
6