玻璃熔制二

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。

玻璃熔融工艺一、玻璃熔窑的类型、结构及特点按照熔窑的生产能力可分为坩埚窑和池窑。

1.坩埚窑坩埚窑是指在坩埚中熔化玻璃的一种间歇式作业的玻璃熔窑。

其结构主要包括作业室、喷火筒（小炉）、燃烧室、漏料坑、蓄热室等部分。

在作业室内安放8～12只坩埚（要求特殊的玻璃也有仅置放一只坩埚进行熔制）。

配合料可分3～5批加入到各坩埚中。

当配合料在坩埚中完成熔制、澄清和冷却过程后即可进行成型。

在成型结束后，又再重新分批加入配合料，进行下一循环的熔制周期。

坩埚窑的熔制周期从第一次加料开始到此坩埚料成型结束，一般为一昼夜。

对难熔的玻璃也可适当地延长熔制时间，但这样会对其他坩埚的熔制、澄清和成型带来影响。

坩埚窑占地、投资少，同一窑内可熔制多种不同组成或不同颜色的玻璃，生产灵活性大，适用于生产品种多、产量少、质量要求较高或有特殊工艺要求的玻璃。

对要求高温熔制、低温成型的硒硫化镉类着色的玻璃，或低价铁着色类的玻璃尤为合适。

但坩埚窑的生产能力低、燃料消耗大，难以实现机械化和自动化生产。

坩埚窑按废气余热回收设备分为蓄热室和换热器两种；按火焰在窑内的流动方向分为倒焰式、平焰式、联合火焰式；按坩蜗数量分为单坩埚窑、双坩埚窑和多坩埚窑；按燃料品种区分有全煤气、半煤气和燃油坩埚窑等。

以下选取4种坩埚窑进行介绍。

（1）蓄热室坩埚窑采用蓄热室作为废气余热回收设备的坩埚窑。

（2）换热室坩埚窑采用换热器作为废气余热回收设备的坩埚窑。

（3）倒焰式坩埚窑窑内火焰呈倒转流动的坩埚窑。

火焰由位于窑底的喷火口向上喷出，然后沿着坩埚自上向下经窑底吸火孔排出。

其特点是温度沿整个坩埚高度分布比较均匀，上下温差小，由于火焰自窑底排出，窑底部温度较高，因而使窑底和坩埚都容易损坏，限制了窑内温度的提高。

图 2.5（a）为倒焰式坩埚窑示意图。

倒焰式坩埚窑可以配置换热器，也可配置蓄热室。

（4）平焰式坩埚窑图2.5（b）所示为窑内火焰呈水平方向流动的坩埚窑。

火焰在坩埚上部流动，可以提高火焰温度，加强传热过程，有利于提高熔化率。

玻璃熔制工艺的操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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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。

玻璃的熔化制度及控制玻璃是一种无机非晶体材料，其制备过程中熔化是关键的步骤。

熔化是指将固态物质加热至其熔点以上的温度，使其变为液态物质。

下面将介绍玻璃的熔化制度及控制。

首先，玻璃的主要原料是二氧化硅（SiO2）、碱金属氧化物（如碳酸钠、碳酸钾）和辅助氧化剂（如氧化铅、氧化锑）。

这些原料需要按照一定的配方比例进行混合。

其中二氧化硅是玻璃的主要成分，其含量通常在55%~75%之间。

碱金属氧化物用来降低玻璃的熔化温度和粘度，提高玻璃的可流动性。

辅助氧化剂则可以改善玻璃的物理性质。

其次，在玻璃的熔化过程中，温度是非常重要的参数。

通常，玻璃的熔化温度在1200℃~1600℃之间。

温度过高会导致玻璃的质量下降，而温度过低则会导致玻璃无法达到流动状态。

因此，控制熔化温度是非常关键的。

可以通过调节炉内的加热速度、燃烧炉的火力大小、冷却系统的效果等方式来控制熔化温度。

此外，还可以通过在玻璃中掺入一定的助熔剂（如氟化物）来调整熔化温度。

第三，熔化时间也对玻璃的质量有影响。

一般来说，短时间内快速熔化的玻璃质量较差，容易产生气泡和不均匀的结构。

相反，长时间慢速熔化的玻璃质量较好，结构均匀。

因此，在实际生产中，需要根据玻璃配方、熔化温度和工艺要求等因素来确定合适的熔化时间。

一般而言，熔化时间在几小时到几十小时之间。

最后，熔化过程中控制玻璃中的杂质也是很重要的。

杂质的存在会影响玻璃的透明度、抗拉强度和耐热性等性能。

因此，需要采取措施来减少、消除杂质的影响。

通常可以通过提高炉内的温度和加大炉内的搅拌来促进杂质的挥发和排除。

另外，还可以通过添加一定的氧化剂来氧化和消除杂质。

综上所述，玻璃的熔化制度及控制需要考虑原料的配方比例、熔化温度、熔化时间和控制杂质等因素。

只有在合适的条件下熔化，才能得到质量优良的玻璃制品。

实验1玻璃的高温熔制一实验的目的与意义在实际生产中，玻璃熔制是关键环节。

在教学、科研和生产中，玻璃的熔制实验也是一项非常重要的实验，因为在进行玻璃新品种的开发或对玻璃生产工艺进行改革中，就必须通过多次或反复进行玻璃的熔制实验来寻找合理玻璃成分、了解玻璃熔制过程各种因素的影响、提出合理熔制工艺制度和具有指导生产实践的各种数据。

玻璃的高温熔制实验的目的如下：①在实验条件下，依据指定配方进行配合料的制备，并根据玻璃熔制制度（温度制度、压力制度、气氛制度、液面制度），进行玻璃的熔制和成形，完成一整套玻璃材料制备过程的基本训练（玻璃熔制和成形由指导教师操作）②了解熔制玻璃的设备及其测试仪器，掌握使用方法③观察熔制温度、保温时间对熔化过程的影响④根据实验结果分析玻璃成分、熔制制度的合理性注意：由于学院实验条件所限，玻璃成分的设计、原料的选择、配料计算和制定玻璃熔制制度在课堂教学阶段中进行说明，，指导教师做配料、玻璃熔制和成形演示实验，学生记录实验结果并进行分析，做实验报告。

二实验原理玻璃的熔制过程是一个复杂的过程，它包括一系列物理变化、化学变化和物理化学变化过程。

物理变化是配合料的加热、吸附水分的蒸发排除、某些单独组分的熔融、某些组分的多晶转变、个别组分的挥发；化学变化是固相反应、各种盐类的分解、水化合物的分解、化学结合水的排除、组分间的相互反应及硅酸盐的生成；物理化学变化是低共熔物生成、组分或生成物间的相互溶解、玻璃和炉气介质之间的相互作用、玻璃液和耐火材料的相互作用及玻璃液和其中夹杂气体的相互作用。

正因为有了这些反应和现象，由各种原料通过机械混合而成的配合料才能变成复杂且具有一定物理化学性质的熔融玻璃液。

若以硅酸盐玻璃为例，依据熔制过程中的不同实质，大致可分为硅酸盐形成、玻璃的形成、澄清、均化和冷却五个阶段。

但必须指出，这五个阶段不是严格顺序进行的，而是彼此之间有着相互密切的关系，各个阶段有交叉。

不管怎样，玻璃熔制就是配合料经高温加热熔化成均匀的、无气泡的并符合成形要求的玻璃液的过程。

高硼硅玻璃熔制工艺《本厂》第二节第二节《影响玻璃熔制过程的工艺因素》玻璃在熔制过程中受各种因素的影响，这在生产管理中十分重要。

玻璃生产是实践性很强的工业生产，影响玻璃制品质量的因素很多，也较为复杂，因此要生产出优质合格的产品，各个生产环节必须严格按工艺规程执行，尤其重要的是玻璃熔制过程。

一、《配合料的影响》①配合料的化学组成：配合料的化学组成对玻璃熔制过程速度起决对性影响。

⒈玻璃熔制速度常数÷ㄈτ=﹙SiO2﹢Al2O3﹚／﹙Na2O＋kzQ)钠钙硅玻璃。

τ=﹙SiO2﹢Al2O3﹚／(NaD＋k20+0.5в0Q3)钠钙硅硼玻璃。

τ是1个无因次值，仅表示配合料的化学组分影响玻璃熔化的难易程度。

τ值愈大表明愈难溶解，要求的熔化温度愈高。

通常熔点低的氧化物Nao、k2o、B2o3、Bao、pbo等含量愈多。

通常熔点高的氧化物SiO2、Al2O3、zYo2等的含量愈少的玻璃愈容易熔化。

以上τ值也说明这点。

⒉在配合料中引入适量助熔剂，这对加速玻璃的熔制过程非常有利。

气化物如萤石是玻璃常用的助熔剂，在高温下它能降低玻璃的粘度，提高适热性。

而且可与SiO2反应生成SiF4QI气体，因此可以加速玻璃的形成和澄清均化过程。

氧化锂是具有强助熔作用的原料，在高温下能很好的降低玻璃的粘度。

引入含氧化锂的矿物原料，成本低而助熔效果很好通常引入0.1﹪含量的Li20、它与采铺助电熔的效果相当。

Li20的引入还可提高玻璃的性能，在硼硅玻璃中，它能降低分相的倾向，从而提高玻璃的抗水性能。

二、《原料的粒度》⒈原料的粒度对熔化的影响很大，因为玻璃形成过程是组份的化学反应。

各种原料要有严格的颗粒度要求，其中化工原料如纯碱、硼砂等容易受潮结块，矿物原料如石英砂、长石等粒度容易粗细不匀。

在实际生产中从原料标准库存条件，严格筛选等各方面加强管理控制。

⒉在原料中石英砂的颗粒度对熔制的影响为显著。

过大的石英颗粒使溶化困难，熔化不好的粗砂粒，会在玻璃中形成结石、条纹等缺陷。

沙子，主要成分，石英（sio2玻璃是一种奇特的物质，主要成份是石英砂，其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，具有质硬、抗磨损，高透光率及抗腐特性，其广泛用途已有悠久历史。

现时制造玻璃之技术一日千里，其用途日益增加，由钟表、器皿、门窗、灯饰以及高科技如电子部件及太空科技等，都不可缺少玻璃。

们日常接触最多的莫如「平板玻璃」，厚的用于门窗，薄的用于钟表及医学化验用途上，其制造方法是将溶炉中的玻璃溶浆用水平或牵引方法（又称浮法）及用垂直式牵引方法制成。

溶浆经牵引出溶炉后亦同时作有系统的冷却，冷却完成后便成「平板玻璃」，平板玻璃的厚度主要决定于牵引时的速度，牵引速度越快，可制造出的厚度越薄。

普通的平板玻璃虽然从正面看似光亮通透，但从侧面近边缘之处看是略带青色，因玻璃颜色深浅取决于制造玻璃之主要原料-石英砂的纯净度及含铁量之多寡。

通常钟表业所选用的薄玻璃较优质，但价值较贵，其主要分别在于所用石英砂原料较优，含铁量甚低（一般在万分之三以下））玻璃用原料多为天然矿石，因此制造玻璃，首先要将各种矿石进行粉碎，加工成粉料，然后根据玻璃成分，制成配合料，送入玻璃熔窑进行熔化，形成玻璃液。

合格的玻璃液流经喂料池，并从喂料口流出形成料股。

料股的温度，中碱玻璃一般为1150～1170℃，无碱玻璃为1200～1220℃。

料股经每分钟近’200次剪切成球坯。

球坯经溜槽、分球器，并由分球板拨动，分别滚入不同的漏斗，然后落到由三个旋转方向相同的辊筒所构成的成球槽中。

球坯在辊筒上旋转及其自身的表面张力作用，逐渐形成光滑圆整的玻璃球。

其直径的大小，由玻璃液流股的粗细、流速和剪刀速度所决定。

玻璃球离辊筒时，温度还很高。

为防止粘球，需经冷球盘或蛇形跑道予以冷却。

为减少玻璃球内外温差而产生的残余应力，需经退火使之缓慢冷却。

然后储存于球仓中以备质量检验.们知道固体材料可以分为有机材料和无机材料两大类。

玻璃池窑第一章、玻璃熔制工艺原理玻璃的熔制过程是将配合料经过高温加热形成均匀、纯净、透明并符合成型要求的玻璃液的过程，是玻璃制造过程中的主要过程之一。

熔制速度和熔制的合理性对玻璃的产量、质量、合格率、生产成本、燃料消耗及窑的寿命等影响很大。

玻璃的熔制过程包括一系列物理、化学、物理化学反应过程，一般分为五个阶段：（1）硅酸盐形成阶段：（2）玻璃形成阶段：(3）玻璃液澄清阶段： (4)玻璃液均化阶段(5)玻璃液冷却阶段以上五个阶段设实际是两个过程即配合料的熔化与玻璃的形成。

要完成这样的过程，合理的熔制工艺是正常生产的保证。

池窑的工艺制度包括温度、压力、泡界线、液面、气氛与换向等。

为达到高产、优质、低耗、长窑龄的要求，要求熔窑四稳作业，即温度稳、窑压稳、泡界线稳、液面稳。

玻璃熔制的温度制度，即熔化部的温度制度。

浮法玻璃熔窑通常采用数字光学高温计测量小炉腿温度，并与窑顶热电偶比较。

（2）玻璃熔制的压力分布：玻璃液面处的压力为零压力与微正压，不能为负压。

因为负压状态将吸收冷空气，改变窑内气氛，降低窑温，增加能耗，使窑内温度分布不均匀。

但窑压不能过大，过大窑炉冒火严重，增加燃料消耗，加剧窑体烧损，并不利于澄清和冷却。

(3) 玻璃熔制的泡界线制度：A. 泡界线的形成：投料机将配合料推进，配合料同时受到投料回流对料堆施加的阻止其前进的反向力，在高温熔化下，料堆熔化，未熔粉料和反应放出的气体形成泡沫稠密区，这与清净的玻璃液面间形成了一条整齐明晰的分界线，线内玻璃形成反应激烈进行，由很多泡沫。

线外，液面像镜子一样明亮，这条分界线就是泡界线。

B泡界线的控制：泡界线的形状、位置的稳定是熔化作业正常与否的重要标志，影响到窑的产量和玻璃液的质量。

从泡界线的成因看，其位置应与玻璃的热点一致。

在实际操作中，为防止跑料，将泡界线向投料口方向适当移一些，但要保证熔化面积，以保证产量和质量。

泡界线向澄清区凸出，两边对称，最好不能偏斜。

玻璃的熔化制度及控制配合料投入熔窑之后，很快就产生含有大量气泡的一层熔融的玻璃薄膜，厚度约10余mm，熔融体不断向下流淌，逐渐形成小料堆及密集的泡沫层，最后小料堆完全消失，只有泡沫层留在熔化带内，有待进一步的澄清及均化。

配合料上表面由火焰辐射和对流，下表面受1300℃左右投料回流玻璃液传热面进行熔化。

配合料、泡沫层、玻璃液的吸热是不同的。

泡沫层为配合料吸热量的50%，玻璃液为30〜 40%。

玻璃液的导热系数很小，50mm深处辐射热量已被吸收约90%，依靠玻璃液的辐射传热将上层热量依次向深层传递，加热下层玻璃液，它与玻璃吸热性的关系极大。

无色玻璃透热性好，投料回流玻璃液的温度高，带的热量多，加速了玻璃配合料的熔融。

配合料不断地吸收投料回流的热量，回流温度不断降低，距投料口越近回流温度越低，比重增大而下沉，经由窑池深部又流到热点。

投料回流量大有利于熔化及节能（约占化料热耗15〜20% ）,能延长配合料堆在熔化部高温带的逗留时间，热交换充分，还能阻止泡沫熔融体越过热点。

加大投料回流就必须突出热点，温差应为100〜300度。

稳定的投料回流是稳定池底温度、熔化及泡界线的重要因素。

含铁高、颜色较深的玻璃透热性差，投料回流小、温度低，能耗也高。

一、熔化火焰及其控制火焰是进行热交换的主体，它以辐射、对流、传导的方式将热量传给配合料、玻璃液及窑体。

在耐火材料允许的条件下温度应高些，横向温差尽可能小些，火焰覆盖面积尽可能大。

各小炉的温度是由熔化温度制度决定的。

1、窑内气氛及火焰亮度在理论上，空气过剩系数等于1时为中性，小于1为还原性，大于1时为氧化焰。

对于纯碱-芒硝配合料到1#、2#小炉应为还原焰，不使煤粉烧掉，保证芒硝分解所需的煤粉，但还原性不宜太强，防止芒硝过早分解完，在澄清时过饱和不足，达不到硫澄清的目的，在玻璃液中残留的小气泡不能浮出。

如果太弱甚至是氧化焰，芒硝不能完全分解，在澄清后或均化带仍在热分解，产生SO2、、SO3气体，对于SO2玻璃液是不能吸收的，气泡残留在玻璃液中。