玻璃熔制及熔窑---玻璃熔制过程剖析
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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。