玻璃主要成分石英砂、白云石、石灰岩、芒硝(元明粉)等等。玻璃制造过程是石英砂配合其他化学原料在高温(摄氏1300度)烧制后冷却而成的结晶体。玻璃简单分类主要分为平板玻璃和深加工玻璃。平板玻璃主要分为三种:即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。由于浮法玻璃具有厚度均匀、上下表面平整平行,再加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响,浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。
在玻璃熔制过程中能分解产生气体,或能降低玻璃粘度促使玻璃液中气泡排除的物质,如氧化砷、氧化锑、硫酸盐氟化物,用的最多的是硫酸钠(元明粉),元明粉在浮法玻璃生产中主要用作玻璃液澄清剂。
一、玻璃生产中会用到的化工原料
1、普通玻璃:偏硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅等。
2、石英玻璃:以纯净的石英为主要原料制成的玻璃,成分仅为二氧化硅。
3、钢化玻璃:与普通玻璃成分相同。
4、钾玻璃:氧化钾、氧化钙、二氧化硅。
5、硼酸盐玻璃:二氧化硅、氧化硼。
6、有色玻璃:在普通玻璃制造过程中加入一些金属氧化物。如Cu2O-红色、CuO-蓝绿色、CdO-浅颜色、Co2O3-蓝色、Ni2O3-墨绿色、MnO2-蓝紫色、胶体Au-红色、胶体Ag-黄色。
7、变色玻璃:用稀土元素的氧化物作为着色剂的高等有色玻璃。
8、光学玻璃:在普通的硼硅酸盐玻璃原料中加入少量对光敏感的物质,如氯化银、溴化银等,再加入较少量的敏化剂,如氧化铜等,使玻璃对光线变得更加敏感。
9、彩虹玻璃:在普通玻璃原料中加入大量氟化物、少量的敏化剂和溴化物制成。
10、防护玻璃:在普通玻璃制造过程加入适当辅助料,使其具有防止强光、强热或辐射线透过而保护人身安全的功能。如灰色-重铬酸盐,氧化铁吸收紫外线和部分可见光;蓝绿色-氧化镍、氧化亚铁吸收红外线和部分可见光;铅玻璃-氧化铅吸收X射线和r射线;暗蓝色-重铬酸盐、氧化亚铁、氧化铁吸收紫外线、红外线和大部分可见光;加入氧化镉和氧化硼吸收中子流。
二、玻璃生产工艺案例
1、原料预加工
将块状原料(石英砂、纯碱、石灰石、长石等)粉碎,使潮湿原料干燥,将含铁原料进行除铁处理,或者采用含铁量极低的石英砂,以保证玻璃质量和制造低铁超白玻璃。
2、配合料制备
根据产品的不同,配合料的组成略有区别。例如普通浮法玻璃的配合料(按照1重量箱即50公斤计算),需要消耗石英砂33.55公斤、石灰石2.96公斤、白云石8.57公斤、纯碱11.39公斤、芒硝0.55公斤、长石3.45公斤、碳粉0.03公斤等。
3、熔制
玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温(1550-1600度)加热,使之形成均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃。
4、成型
将液态玻璃加工成所要求形状的制品,如平板玻璃、各种器皿等。
5、热处理
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通过退火、淬火等工艺,消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化,以及改变玻璃的结构状态。
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