玻璃由于具備透光性與反射性,而且容易上色,經(jīng)常被運(yùn)用于對光照與色彩有一定要求的場合,例如光學(xué)儀器與各種藝術(shù)裝飾之中?,F(xiàn)代技術(shù)給玻璃行業(yè)帶來了新的生機(jī)與精力,同時(shí)也使玻璃的性能有了很大的提升。我們將簡單介紹玻璃的生產(chǎn)工藝流程,說明其優(yōu)缺點(diǎn)。
一、簡述玻璃的生產(chǎn)工藝流程
玻璃的生產(chǎn)工藝包括:配料、熔制、成形、退火等工序。分別介紹如下:
1. 配料,按照設(shè)計(jì)好的料方單,將各種原料稱量后在一混料機(jī)內(nèi)混合均勻。玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等。
2. 熔制,將配好的原料經(jīng)過高溫加熱,形成均勻的無氣泡的玻璃液。這是一個(gè)很復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)過程。玻璃的熔制在熔窯內(nèi)進(jìn)行。熔窯主要有兩種類型:一種是坩堝窯,玻璃料盛在坩堝內(nèi),在坩堝外面加熱。小的坩堝窯只放一個(gè)坩堝,大的可多到20個(gè)坩堝。坩堝窯是間隙式生產(chǎn)的,現(xiàn)在僅有光學(xué)玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產(chǎn)。另一種是池窯,玻璃料在窯池內(nèi)熔制,明火在玻璃液面上部加熱。玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C。大多數(shù)用火焰加熱,也有少量用電流加熱的,稱為電熔窯?,F(xiàn)在,池窯都是連續(xù)生產(chǎn)的,小的池窯可以是幾個(gè)米,大的可以大到400多米。
3. 成形,是將熔制好的玻璃液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品。成形必須在一定溫度范圍內(nèi)才能進(jìn)行,這是一個(gè)冷卻過程,玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài),再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài)。成形方法可分為人工成形和機(jī)械成形兩大類。
A. 人工成形。又有(1)吹制,用一根鎳鉻合金吹管,挑一團(tuán)玻璃在模具中邊轉(zhuǎn)邊吹。主要用來成形玻璃泡、瓶、球(劃眼鏡片用)等。(2)拉制,在吹成小泡后,另一工人用頂盤粘住,二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒。(3)壓制,挑一團(tuán)玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一壓。主要用來成形杯、盤等。(4)自由成形,挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品。
B. 機(jī)械成形。因?yàn)槿斯こ尚蝿趧?dòng)強(qiáng)度大,溫度高,條件差,所以,除自由成形外,大部分已被機(jī)械成形所取代。機(jī)械成形除了壓制、吹制、拉制外,還有(1)壓延法,用來生產(chǎn)厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等。(2)澆鑄法,生產(chǎn)光學(xué)玻璃。(3)離心澆鑄法,用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應(yīng)鍋。這是將玻璃熔體注入高速旋轉(zhuǎn)的模子中,由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上,旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行直到玻璃硬化為止。(4)燒結(jié)法,用于生產(chǎn)泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑,在有蓋的金屬模具中加熱,玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料。此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬(錫)表面上形成平板玻璃的方法,其主要優(yōu)點(diǎn)是玻璃質(zhì)量高(平整、光潔),拉引速度快,產(chǎn)量大。
二、浮法玻璃的生產(chǎn)工藝流程
浮法玻璃生產(chǎn)的工藝流程是在通入保護(hù)氣體(N2及H2)的錫槽中完成的,具體操作如下:熔融玻璃從池窯中連續(xù)流入并漂浮在相對密度大的錫液表面上,在重力和表面張力的作用下 ,玻璃液在錫液面上鋪開、攤平、形成上下表面平整、硬化、冷卻后被引上過渡輥臺。輥臺的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng) ,把玻璃帶拉出錫槽進(jìn)入退火窯,經(jīng)退火、切裁,就得到平板玻璃產(chǎn)品 。
浮法與其他成型方法比較, 其優(yōu)點(diǎn)是 : 適合于效率高率制造優(yōu)異平板玻璃 , 如沒有波筋 、 厚度均勻、上下表面平整 、互相平行 ;生產(chǎn)線的規(guī)模不受成形方法的限制 ,單位產(chǎn)品的能耗低 ; 成品利用率高; 易于科學(xué)化管理和實(shí)現(xiàn)全線機(jī)械化 、自動(dòng)化 ,勞動(dòng)生產(chǎn)率高;連續(xù)作業(yè)周期可長達(dá)幾年,有利于穩(wěn)定地生產(chǎn) ;可為在線生產(chǎn)一些新品種提供適合條件,如電浮法反射玻璃 、退火時(shí)噴涂膜玻璃、冷端表面處理等 。
相關(guān)概念
玻璃
玻璃是非晶無機(jī)非金屬材料,一般是用多種無機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料,另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等,主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽,是一種無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物,用來隔風(fēng)透光,屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃,和通過物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。
退火
退火是一種金屬熱處理工藝,指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度,保持足夠時(shí)間,然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度,改善切削加工性;清理殘余應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸,減少變形與裂紋傾向;細(xì)化晶粒,調(diào)整籌備,清理籌備缺點(diǎn)。準(zhǔn)確的說,退火是一種對材料的熱處理工藝,包括金屬材料、非金屬材料。而且新材料的退火目的也與傳統(tǒng)金屬退火存在異同。
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