玻璃熔制二
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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。