玻璃制造技术

❖ a)SiO2是硅酸盐玻璃中玻璃结构的骨架。它赋予玻 璃高强度、良好的化学稳定性、耐热性和低膨胀性， 但会使玻璃的熔融温度增高，粘度增大。SiO2的来 源是硅砂或砂岩、石英岩。
主要原料：1、酸性氧化物原料：
❖ b)玻璃中加B2O3，可降低玻璃的热膨胀性,提高折射率、耐热 急变性和耐化学侵蚀性,在温度较高时能降低玻璃粘度，温度 较低时提高玻璃粘度。B2O3的来源是硼砂或硼酸。
❖ 生产过程主要包括配合料制备、熔制、成型、 热处理和后加工等步骤。
生产过程与工艺
❖ 配合料制备：首先对原料进行预加工，包括对块状原 料的粉碎、潮湿原料的预干燥和含铁原料的除铁处理 等。
❖ 熔制：玻璃的熔制是指将配合料经过高温熔融，形成 均匀无气泡并符合成形要求的玻璃液的过程，它是玻 璃生产中很重要的环节，是获得优质玻璃制品的重要 保证。
❖ 2、玻璃液在锡面上受自身重力、表面张力和拉引力作用 下，摊开形成玻璃带，在锡槽中完成抛光与拉薄。
❖ 3、平整度好。
锡槽
生产过程与工艺—热处理
❖ 热处理，一般包括退火和淬火两种工艺。 ❖ 退火就是消除或减小玻璃制品中的热应力的热处理过
程。对光学玻璃和某些特种玻璃制品，通过退火可使 内部结构均匀，以达到要求的光学性能； ❖ 淬火就是使玻璃表面形成一个有规律、均匀分布的压 力层，以提高玻璃制品的机械强度和热稳定性。
❖ 玻璃中加BaO以调节玻璃的化学稳定性和折射率等性质。 BaO来源为 重晶石、毒晶石。
❖ 玻璃中加PbO可显著提高折射率和色散。 PbO来源为铅丹(Pb3O4)
主要原料：碎玻璃
❖ 碎玻璃也是一种主要原料，常称为熟料，能够在较低 的温度下熔融，有助于玻璃配合料的溶化，而且使用 碎玻璃可以实现废物利用和回收。
❖ 吹制成型是先将玻璃粘料压制成雏形型块，再将 压缩气体吹入处于热熔态的玻璃型罐、器皿、灯 泡等，使之吹胀成为中空制品。吹制成型可分为 机械吹制成型和人工吹制成型，用来制造瓶罐类。
三、拉制成型
❖ 拉制成型是利用机械拉引力将玻璃熔体制成 制品，分为垂直拉制和水平拉制，主要用来 生产平板玻璃、玻璃管、玻璃纤维等。
❖ 来源：有过渡金属Co、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe的 化合物，CdS、CdSe及Se、Au、Ag的化合物等。
辅助原料：
❖ 脱色剂：为了提高无色玻璃的透明度，常在玻璃熔制 时，向配合料中加入脱色剂，以去除玻璃原料中含有 的铁、铬、钛、钒等化合物和有机物的有害杂质。
❖ 包括化学脱色剂和物理脱色剂 ❖ 化学脱色剂：处理
❖ 成型后的玻璃制品，大多数还须作进一步加工， 以得到符合要求的制品。经过二次加工可以改善 玻璃制品的表面性质、外观质量和外观效果。
❖ 玻璃制品的二次加工可分为冷加工、热加工和表 面处理三大类。
后处理
❖ 冷加工：是指在常温下通过机械方法来改变玻璃制 品的外形和表面状态所进行的工艺过程。
生产过程与工艺--熔制
生产过程与工艺--成型
❖ 玻璃的成型：将熔融的玻璃液加工成具有一定 形状和尺寸的玻璃制品的工艺过程。
❖ 常见玻璃成型方法：压制成型、吹制成型、拉 制成型、压延成型、浇铸成型、浮法成型。
一、压制成型
❖ 用以制造敞口和实心制品, 如碗、盘、缸、镜片、显 像屏和锥、砖等。
二、吹制成型
❖ 生产平板玻璃有有槽垂直引上法、对辊法、 无槽垂直引上法。
四、压延成型
❖ 压延成型是用金属辊将玻璃熔体压成板状制品，主 要用来生产压花玻璃、夹丝玻璃等。
❖ 该成型分为平面压延与辊间压延成型。
五、浇铸成型
❖ 用以生产光学玻璃、建筑装饰制品等。其中离心浇注 法用以生产大直径玻璃管、器皿、大容量反应锅和玻 璃锥等。
氧化锰 ❖ 物理脱色剂：硒、氧化亚钴、氧化亚镍、二氧化锰等
❖ 助熔剂：能促使玻璃熔制过程加速的添加物称为 助熔剂或加速剂。
❖ 乳浊剂：使玻璃冷却时析出密布晶体，对光线产 生散射而不透明。
❖ 氧化剂、还原剂：玻璃熔制时,能分解放出氧的物 质称为氧化剂.
❖ 反之，成为还原剂。
生产过程与工艺
❖ 不同玻璃制品的制造方法各有其特点，但主 要工艺是相似的：
❖ 其引用原料是纯碱(Na2CO3)和钾碱(K2CO3)
3、碱土金属原料：有CaO、MgO、BaO、PbO的原 料。
❖ 玻璃中加CaO和MgO能减弱钠硅玻璃析晶倾向，增强化学稳定性，高 温时能降低玻璃粘度，促进玻璃熔化和澄清,但温度降低时粘度增加 很快,成型操作困难。CaO来源为方解石、石灰石， MgO来源为白云 石、菱镁矿。
玻璃制造技术
15级矿业工程
❖ 一、玻璃的应用 ❖ 二、生产原料 ❖ 主要原料 ❖ 辅助原料 ❖ 三、生产过程与工艺 ❖ 配合料制备 ❖ 熔制 ❖ 成型 ❖ 热处理 ❖ 后加工 ❖ 四、未来发展趋势
玻璃的应用
主要原料：需要引入的氧化物及来源
❖ 1、酸性氧化物原料：有SiO2、B2O3、Al2O3 等的原料
❖ 用于浇注的玻璃液粘度要小，在模子中凝固成型。离 心浇注时，玻璃液注入模中，然后高速旋转，玻璃液 受离心力作用紧贴到模子壁上，直到固化。
六、浮法成型
❖ 浮法是指熔窑熔融的玻璃液在流入锡槽后在熔融金属锡液 的表面上成型平板玻璃的方法。
❖ 特点：1、玻璃液温度开始1150－1100 ℃，最后600 ℃左 右引出锡槽。
❖ c)玻璃中加 Al2O3能减小玻璃析晶倾向和增强化学稳定性，提 高强度，增大玻璃粘度。其引用原料通常是伴含K2O或Na2O 和SiO2的长石,也可以用工业氧化铝等。
2、碱金属氧化物原料：有Na2O、K2O的原料
❖ 玻璃中加Na2O和K2O成分可降低熔融温度，减 小粘度,但会使玻璃的化学稳定性变差。
辅助原料：
❖ 1、澄清剂：向玻璃配合料或玻璃溶液中加入一种 高温时本身能气化或分解放出气体，以促进排除玻 璃中气泡的添加物.
❖ a.白砒（As2O3） ❖ b.氧化锑(Sb2O3) ❖ c.硫酸盐类:硫酸钠、硫酸钙等 ❖ d.氟化物类:萤石、氟硅酸钠等
辅助原料：
❖ 着色剂：使玻璃制品着色的添加剂称为着色剂， 其作用是使玻璃对光线产生选择性吸收，从而显 出一定的颜色。