发布时间 : 星期日 文章浮法玻璃原料车间工艺的初步设计更新完毕开始阅读
洛阳理工学院毕业设计（论文）
莫氏硬度为3.其主要造岩矿物是方解石。方解石可替代石灰石。它比石灰石纯度高得多，但价格也贵得多。方解石是生产浮法玻璃的优质原料。石灰石粉料的生产一般采用干法生产。
当玻璃配合料中由硅质原料引入的Al2O3不能满足玻璃成分需要时，一般用长石来补充。长石中常见伴生矿物是石英和云母，有害杂质是Fe2O3。产地不同，其化学成分相差很大。由于混合碱效应和钾能改善玻璃光泽，现在玻璃企业一般侧重于使用钾长石。长石粉料的生产一般为干法加工。
纯碱是一种化工原料，其主要成分是Na2CO3，引入玻璃成分中的Na2O。纯碱熔点低，化学性质活泼，是玻璃生产过程中的助熔剂。玻璃工业采用煅烧纯碱，煅烧纯碱为白色粉状物，易溶于水，极易吸附空气中的水分潮解、结块，需要储存于干燥仓库中。纯碱价格在浮法玻璃主要原料中最高，是影响玻璃成本的重要因素之一。
芒硝是一种化工原料，主要成分是Na2SO4，理论上含Na2O43.66%、SO356.34%，无色斜方晶体，相对密度为2.68。引入玻璃成分中的部分Na2O。她在玻璃熔制过程中的主要作用是促进熔化，加速澄清，是一种有效的澄清剂。由于芒硝分解温度高于熔点，在熔融时往往形成芒硝溶液，称为芒硝水。虽然芒硝水有利于石英砂的熔化，但是对耐火材料侵蚀严重，甚至可以在玻璃板上形成白色的芒硝泡。在还原剂的作用下，其分解温度可以降低，还原剂一般使用煤粉、石油焦等。为了促进Na2SO4充分分解，应把芒硝于还原剂预先均匀混合，然后加入到配合料中。在浮法玻璃生产中，芒硝的用量应严格控制不宜超过5%。因为在锡槽成型过程中，弱还原气氛使硫与锡反应生成SnS ，SnS易挥发污染锡槽空间也会在玻璃原板上形成―锡斑‖。
2.1.2 辅助原料
辅助原料的用量较少，主要以改善玻璃的熔化、澄清和成型性能或使产品具有某些特殊性能，使玻璃获得某些必要的性能和加速熔制过程的原料。根据作用的不同，分为澄清剂、着色剂、氧化剂、助溶剂等。如加入萤石作助溶剂，加入三氧化锑作澄清剂，加入碳粉作还原剂，加入硒、铅
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作着色剂等。
往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，称为澄清剂。三氧化锑为白色结晶粉末。它必须与硝酸盐共同使用才能达到最佳效果。单独作用时，在低温就升华挥发，仅起到鼓泡作用。如何硝酸盐一起使用，低温时与硝酸盐分解逸出的氧形成五氧化二锑（Sb2O5），五氧化二锑在高温时又分解放出氧，进入到玻璃夜中的气泡中，降低了气泡中的分压，使之能继续吸收气体，体积增大而从玻璃液中排出，促进了玻璃液的澄清。一般三氧化二锑的用量为0.5%~1%，硝酸盐的用量是氧化锑用量的4~8倍。
凡能使玻璃着色的物质称为着色剂。着色剂的作用是使玻璃对光线产生选择性吸收，呈现一定的颜色。根据着色剂在玻璃种呈现的状态不同，分为离子着色剂、胶体着色剂和硫硒着色剂三类。浮法玻璃常用离子着色剂，即过渡金属元素和稀土金属元素的化合物。实际生产中，可根据玻璃颜色的需要，添加不同的着色剂。
高质量的浮法玻璃，具有良好的透明度。对浮法玻璃透明度危害最大的是微量的铁，其次是铬、钒和钛等。这些杂质主要来源是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。此外铁还可以通过耐火材料、燃料和熔制操作工具等途径进入玻璃。因此浮法玻璃的脱色主要是减弱和中和铁的着色作用。脱色方法主要有化学脱色和物理脱色两种。采用脱色方法并不能从根本上消除着色源，尤其浮法玻璃成型是在弱还原气氛中进行。在熔制过程采用的化学脱色作用，在成型过程中全部消失。因此，浮法玻璃生产主要通过严格控制氧化铁含量来达到生产透明度高的玻璃产品。
目前使用的还原剂主要以碳粉为主，其次还有石油焦。碳粉的主要成分是C，它能降低Na2SO4的分解温度。碳粉的用量很小，但其作用非常重要。还原剂的用量，要根据实际情况进行调整，实际为4%~6%，有时甚至在6.5%以上。碳粉用量不足，Na2SO4不能被充分分解，会在玻璃液面上产生过量芒硝水，进入成型流，最终会在玻璃板面上出现白色芒硝泡；碳粉过量，可能使玻璃液中的Fe2O3被还原成FeO，使玻璃着成黄色，还会使Fe2O3还原成FeS和生成Fe2O3，与多硫化钠形成棕色的着色团——硫铁
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化钠，使玻璃着成棕色。应当引起注意的是，还原剂的用量还依赖于各种原料，尤其是硅砂中的有机物含量（还原性物质）。如果原料的化学氧需要（COD）值大，则需要酌情减少还原剂的用量，否则会导致澄清效果差，使玻璃产生气泡缺陷。
碎玻璃又称熟料，是玻璃生产不可缺少的一种原料具有特殊的性质，且在原料总用量中占15%~30%的比例或更高（如生产TFT玻璃可达40%），碎玻璃加入后可提高熔化率，有助于澄清和均化。配合料的熔融主要是SiO2的熔融，随着碎玻璃用量的增加，配合料的熔融时间相应缩短，熔化速度提高。当碎玻璃加入量合适时，碎玻璃的助熔作用使玻璃熔体粘度降低，缩短澄清和均化时间。当熔制一些不能加入澄清剂，且仅能在还原条件下熔制的颜色玻璃时，碎玻璃的用量可以适当提高。一般浮法玻璃配合料中碎玻璃加入量为20%左右。碎玻璃的用量以配合料熔成的玻璃量来计算，公式如下：
碎玻璃用量（%）=（2-1）
碎玻璃量
[碎玻璃量?配合料量（1副）?玻璃获得率]?100%2.2 浮法玻璃的成分设计
普通浮法玻璃成分是在普通平板玻璃成分基础上根据浮法成型特点设计出来的，是由钠-钙-硅玻璃组成演变而来的。根据浮法玻璃成型工艺的特点和要求，与普通平板玻璃相比，浮法玻璃成分中Al2O3的含量要适当的减少，一般不应超过2.0%；而CaO和MgO的总含量可以适当增加，等于或略大于12%；Na2O+K2O可以在14%左右；Fe2O3含量国外都控制在0.1%以下，国内一般不大于0.15%，高档优质无色浮法玻璃Fe2O3含量不大于0.08%。
2.2.1 玻璃生产的特点
（1）玻璃成型的温度比较高。玻璃液由流槽流入锡槽，温度在1120℃~1150℃；粘度为102Pa·s；经过摊平抛光区，温度在900~1050℃；粘度为102.7~103.2 Pa·s；均匀流入的玻璃液在锡槽表面摊平并抛光，在经徐冷区，
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温度为850~900℃，玻璃液粘度由103.2~104.25Pa·s；然后在拉薄区温度从850℃下降到700℃,粘度由104.25Pa·s增加到105.25Pa·s，在此区域玻璃受张力作用伸展变薄，且厚度和宽度按比例减少。最后进入硬化区，使玻璃硬化，进入退火窑而不变形。
（2）玻璃成型速度快。一般6mm玻璃拉引速度为120m/h，甚至更高。 （3）玻璃液流流在锡槽锡夜面上后，由于玻璃液表面张力，锡液表面张力和玻璃锡液表面张力共同作用的结果，使玻璃液摊平、伸展、自抛光，从而得到光洁平整、不产生光学畸变的表面。为此必须在成型温度范围内，使玻璃保持一定粘度与表面张力。
2.2.2 浮法玻璃对成分要求
（1）玻璃粘度-温度曲线和表面张力要适合浮法成型和自身抛光的需要；同时料性要短，以适合于高速拉引。浮法玻璃的硬化速度通常以粘度103.2Pa·s冷却到106.65Pa·s，相对应的温度之间的温差表示，即?t=t4.2(粘度为104.2泊的温度)~t7.65（粘度为107.65泊的温度）（1泊=0.1Pa·s）的数值，此值通常 在260~290℃之间，?t值愈小，硬化速度愈快。
（2）玻璃析晶上限温度要低于成型温度。由于浮法成型阶段温度均化较高，故对玻璃析晶上限温度可以放宽，即玻璃析晶上限温度可以略高。浮法玻璃允许的析晶上限温度（开始结晶温度）应低于1025℃。析晶上限温度应比成型温度低25℃以上。
（3）玻璃成型时，不易产生玻筋、条纹等缺陷。玻璃的化学稳定性要好，不易风化（发霉）。玻璃的透明度高，可见光透射率达到国际要求以上。有机械强度高，热稳定性好等特点。
普通浮法玻璃拉引速度比垂直引上快得多，因此在成型中必须采用硬化速度快的短性玻璃成分，即调整CaO含量到8%~9%。但是随着CaO含量的增加，会使玻璃发脆并容易产生析晶。因此MgO控制在4%左右，以改善玻璃的析晶性能。为了得到好的表面质量和减少玻筋，采用低的Al2O3含量；为了增加透光率，降低Fe2O3含量。浮法玻璃成分的特点是高钙、低铝、中镁、微铁。一般化学成分组成：CaO+MgO含量为11%~13%，CaO/MgO为1.5~3.0；Al2O3含量在2.0%以下。
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