【正文】 太陽能高硼硅玻璃管生產(chǎn)工藝培訓資料山東泰和光能有限公司2009年9月16日42 / 42目 錄一、玻璃基礎知識玻璃是在熔融時能形成連續(xù)網(wǎng)絡結構的氧化物（如氧化硅、氧化硼、氧化磷等），其熔融體在冷卻過程中黏度逐漸增大并硬化而不結晶的硅酸鹽無機非金屬材料。玻璃與結晶狀態(tài)不同，它的質點的排列僅在短距離內呈規(guī)則性，超過一定距離，排列的規(guī)則性逐漸消失而形成無規(guī)則性，因此，玻璃具有各向同性，即在不同的方向上具有相同的性質。（1）光學性質玻璃的光學性質主要從折射率，色散率，反射率以及透過率四個方面考量。a 折射率當光從一種介質進入到另一種介質時，在兩種介質的界面處，一部分光進入到另一種介質中，并且改變了原來的傳播方向，這種現(xiàn)象稱為光的折射。折射率是物質光學性質中最基本的性質。對透明玻璃，特別是光學玻璃，折射率是玻璃使用過程中最重要的物理性質。b 色散率多列波在媒質中傳播，它們的頻率不同，傳播的速度亦不同，這種現(xiàn)象叫色散。對于光波，復合光通過三棱鏡等分光器被分解為各種單色光的現(xiàn)象，叫做光的色散。不同波長的光線玻璃具有不同的折射率，將折射率對波長作圖，可得玻璃的色散曲線。c 反射率當光從一種介質射入另一種介質時，在兩種介質的界面上，一部分光被反射回原來的介質中，這種現(xiàn)象叫做光的反射。鏡面反射率取決于反射光線的介質的折射率及入射角。反射又分為鏡面放射和漫反射。當一束平行的入射光線射到粗糙的表面時，因面上凹凸不平，造成反射光線向不同的方向無規(guī)則的反射，這種現(xiàn)象叫做漫反射。漫發(fā)射光是指從光源發(fā)出的光進入樣品內部，經(jīng)過多次反射，折射，散射及吸收后返回樣品表面的光。漫反射的測量在提取樣品組成和結構信息方面更為直接可靠。d 透過率強度為I0的光束通過玻璃，強度降為I，它們的比值I0/I稱為透過率。透過率高說明玻璃透光性能較好。（2）熱學性質一般來講，材料的熱學性質主要包括:熱容、熱膨脹、導熱性、熱穩(wěn)定性等。玻璃的熱容隨溫度上升而增加。在轉變溫度 (Tg)以下，熱容的增加不顯著；溫度升至Tg以上時，熱容迅速增加；熔融態(tài)玻璃的熱容隨著溫度的上升而急劇增加。玻璃的熱脹系數(shù)主要由玻璃的化學組成決定，Na2O和K2O顯著地提高熱脹系數(shù)；石英玻璃的熱脹系數(shù)最小。增加SiO2 的含量可獲得低熱脹系數(shù)的玻璃。玻璃是熱的不良導體，當玻璃突然遇冷時，常常因收縮差異引起的體積效應造成局部或表面張應力，致使玻璃破裂。能經(jīng)受急劇的溫度變化而不破裂的性能稱為玻璃的熱穩(wěn)定性，它主要取決于玻璃的熱脹系數(shù)、彈性模量和強度。鈉鈣玻璃熱脹系數(shù)大，耐急冷急熱能力差。硼硅酸鹽玻璃熱脹系數(shù)小，耐急冷急熱能力強，稱為耐熱玻璃；熱脹系數(shù)最低的石英玻璃，熱穩(wěn)定性最好。（3）電學性質在室溫下玻璃是電的絕緣體,當玻璃被加熱時,。玻璃電熔是將電流通過電極引入玻璃液中,通電后兩電極間的玻璃液在交流電的作用下產(chǎn)生焦耳熱,從而達到熔化和調溫的目的。玻璃導電性與溫度有一定的相關性，在生產(chǎn)玻璃需要溫度很高，用熱電偶測量困難時可采用測量玻璃液導電率的方式來控制玻璃液的溫度。，其成分中SiO280%，B2O312%，平均線熱膨脹系數(shù)(20300度)為α=(177。)106k1，由此得名。：一級抗水解性能：耐水性能：在98度時耐水性為一級，在121度時耐水性為二級；化學穩(wěn)定性高：耐堿性能:A2級，耐酸性能Na20≤100μgm2；耐高溫沖擊：可以耐受230度的高溫沖擊而不會炸裂；玻璃機械性能好，耐用，耐沖擊；太陽照射累計100小時后，其太陽透射比不會下降。 二、工藝流程玻璃制造工藝分為熔融法和非熔融法。熔融法是傳統(tǒng)的制造方法。工藝流程為：原料預加工、配合料制備、熔制、成型、退火和后加工，即得成品。工業(yè)化生產(chǎn)普通玻璃多用熔融法。對于不同形狀的玻璃制品，常用的玻璃成型方法有吹制法、壓制法、拉引法、澆筑法、壓延法等。玻璃的后加工分為冷加工、熱加工和化學處理三大類。冷加工包括研磨拋光、切割、噴砂、鉆孔。熱加工包括燒口、火拋光、火切割、火鉆孔、真空成型和玻璃燈工。、易揮發(fā)、易分層、易分相等特殊性，一般的生產(chǎn)工藝方法為：配合料混合均勻后加送入電熔窯內，熔化好的玻璃液經(jīng)流液洞進入上升道、料道，玻璃液在料道經(jīng)溢流排泄掉表層廢料，將均化好、滿足成型溫度的玻璃液供給供料機，再經(jīng)勻料筒、吹氣桿、料碗、端頭進入真空跑道、保溫跑道、激光檢測、水平拉管機成型，然后經(jīng)分選機、梳理機分揀合格玻璃管，最后經(jīng)人工包裝后，運輸入庫。工藝流程圖如下：玻璃熔制溫度約1600度配合料熔窯流液洞水淬上升道玻璃液輸送，形成可供成型的溫度溫度約1300度溢流供料道供料機料碗端頭真空、保溫跑道水平拉管機質量檢測廢品分選機梳理機不合格品檢驗、包裝合格品運輸入庫切斷機拉管機保溫跑道真空跑道供料道電熔窯玻璃管生產(chǎn)簡圖三、主要原材料及要求：石英砂，五水硼砂，硼酸，食鹽，氫氧化鋁，碎玻璃。1石英砂石英砂又稱硅砂，引入二氧化硅的原料。主要由SiO2(質優(yōu)者可達99%以上)組成，并含少量的Al2OCaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2和Fe2O3等。其中，F(xiàn)e2O3是有害成分，它能使玻璃著色而降低透明度。某些石英砂還含有CrO3，它是一種著色能力比Fe2O3強3050倍的著色劑，使玻璃著成綠色。TiO2使玻璃著成黃色。因此，在制造無色玻璃制品時，應控制這些氧化物的含量。SiO2是形成玻璃的最主要成分，它以硅氧四面體[Si04]的結構組成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡結構，從而形成玻璃的骨架，因此又稱為玻璃形成體氧化物。SiO2本身就可形成玻璃，即石英玻璃。引入二氧化硅可以提高玻璃的熔制溫度、黏度、化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、硬度和機械強度，但同時又能降低玻璃的熱脹系數(shù)和密度。SiO2的缺點是熔點高、黏度大，導致玻璃熔化、澄清和均化困難，能耗增加。石英砂的顆粒組成與顆粒大小對原料制備、玻璃熔制、有重要影響，因此是評價其質量的重要指標。在同一份石英砂中顆粒大小不同，其鐵、鋁氧化物含量也不相同，粒度越小其鐵鋁含量越高。，－。石英砂的技術要求化學成分 SiO2＞99％ Fe2O3＜％粒度范圍 32－150目 150目以下超細粉≤10% 32目以上≯0%2五水硼砂五水硼砂是引入B2O3和導電Na+的原料。B203也是玻璃形成氧化物，它以硼氧三角體[BO3]和硼氧四面體[B04]為結構組元，在硼硅酸玻璃中與硅氧四面體共同組成結構網(wǎng)絡。B2O3能降低玻璃的熱脹系數(shù)，提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性和力學性能，增加玻璃的折射率，改善玻璃的光澤，B2O3還起助熔劑作用，降低玻璃熔融溫度，加速玻璃的澄清和降低玻璃的結晶能力。B2O3常隨水蒸氣揮發(fā)，當B2O3的引人量過高時，會導致玻璃熔體的黏度降低、玻璃的熱脹系數(shù)增大和硬度降低等，發(fā)生反?，F(xiàn)象。對硼砂的質量要求：B2O335%,Fe3O2%,SO42%。3硼酸硼酸（H3BO3）也是提供B2O3的重要原料。，%,%。硼酸為無色透明鱗片狀晶體，微有光澤，觸之有脂肪感，易融于水。硼酸在玻璃熔制的過程中易揮發(fā)。玻璃工業(yè)對硼酸的質量要求是：H2BO399%,Fe3O2%,SO42%。4食鹽高硼硅玻璃熔化溫度高，難于澄清，采用傳統(tǒng)的澄清劑，澄清效果不明顯?，F(xiàn)在普遍采用氯化鈉作為澄清劑，氯化鈉的沸點為1 413 ℃。在更高的溫度下，氯化鈉便會從玻璃液擴散到殘余氣泡內，使之膨脹，從而上升溢出玻璃液。5氫氧化鋁是提供氧化鋁的主要原料。A1203能提高玻璃的黏度，降低玻璃的結晶傾向，提高玻璃的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機械強度、硬度和折射率，減輕玻璃對耐火材料的侵蝕，并有助于氟化物的乳濁。因此，絕大多數(shù)玻璃中都引人1%%的Al203，一般不超過8%10%。6碎玻璃碎玻璃在使用過程中又稱孰料，生產(chǎn)中對玻璃的用應對生產(chǎn)工藝制度影響很大，在配合料中加入碎玻璃可以使熔化進行得較為順利，也可以降低氣泡率。碎玻璃的加入可降低生產(chǎn)成本和能源消耗，增加熔出率，消除廢渣公害和改善生態(tài)環(huán)境。電熔窯正常運行時，碎玻璃量控制在30%左右。碎玻璃應經(jīng)過挑選，清洗后破碎成20mm左右的小塊。碎玻璃的比例過大，使玻璃含鐵量增加，影響玻璃質量。四、主要生產(chǎn)設備高硼硅玻璃管生產(chǎn)的主要設備有冷頂電熔窯，料道，供料機，真空跑道、保溫跑道，拉管機，切斷設備，分選機，梳理機等。電熔窯都是指冷頂電熔窯。高硼硅玻璃生產(chǎn)采用冷頂電熔爐熔制，配合料在電熔窯中熔化成玻璃液，然后拉制成玻璃管。冷頂電熔爐為全電能運行，在整個熔化池的表面有著連續(xù)分布的均勻的配合料復蓋層。全電熔窯采用“冷頂”式垂直熔制工藝。整個熔化池玻璃液表面覆蓋著配合料層，阻擋了熔體向窯頂熱輻射，使窯爐上部空間溫度降到150℃以下。同時配合料中大部分揮發(fā)成分在覆蓋層中冷凝回流至玻璃，而熔制過程中放出的CO2等氣體很容易穿過覆蓋層進入空間。配合料層下玻璃熔體慢慢地往下流入電極區(qū)，玻璃在此區(qū)內完全熔化后，開始澄清，再流向熔化池下部，完成澄清勻化過程。熔制好的玻璃經(jīng)流液洞、上升道和供料道進入工作池。電熔窯由爐體、加熱電極、電控系統(tǒng)等組成。爐體上半部為融化部，混合料在此熔化成玻璃液，均化澄清部在電熔窯的下部，熔化的玻璃液在此均化、澄清，形成可以成型的玻璃液。全電窯熔化硼硅玻璃料層溫度曲線分布啟動電極主熔底插電極均化澄清部熔化部電熔窯流液洞上升道供料道冷頂電熔窯示意圖①砌窯材料電熔窯采用無縮孔的電熔耐火材料，而且兒個磚面都經(jīng)加工磨平，使磚縫十分嚴密。通常在耐火材料廠進行預拼裝，經(jīng)檢驗合格后發(fā)給用戶。用在電熔窯中的耐火材料，必須考慮其電阻率，要與所熔制的玻璃相比較。當然，在熔制鈉鈣玻璃和其他軟玻璃時，這是不成問題的。但在熔制像E玻璃一類的硬玻璃時必須特別小心謹慎，以免出現(xiàn)電流流向磚塊而不通過玻璃，一旦這樣，將造成耐火材料