【文章內(nèi)容簡介】 加速了均化的進程，均化的結(jié)束在澄清之后，并一直延續(xù)到冷卻階段。此外，攪拌是提高均勻性的一個很好的方法。 （ 5） 玻璃液冷卻階段 將澄清和均化了的玻璃液均勻降溫，使玻璃液具有成型所需的粘度。在冷卻階段應(yīng)不破壞玻璃液的質(zhì)量。浮法玻璃冷卻階段結(jié)束的溫度在1100～ 1050℃ 左右。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 46 ? 影響浮法玻璃熔制的因素 ①配合料化學(xué)組成。它對玻璃熔制速度有決定性影響，配合料化學(xué)組成不同所需熔化溫度就不相同，配合料中堿金屬氧化物等氧化物的總量對 SiO2和 Al2O3總量比值越高，則配合料越容易熔化。 ②原料性質(zhì)。原料性質(zhì)及其種類選擇對熔制影響很大，如石英砂顆粒大小、形狀及所含雜質(zhì)的難熔性；配合料氣體含率，所含氣體的化學(xué)組成；為引入同一氧化物而達到最有利于熔制的礦物及化工原料的合理選擇等，都影響玻璃熔制速度和熔化質(zhì)量。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 47 ? 影響浮法玻璃熔制的因素 ③配合料的調(diào)制，包括配合料的均勻性、含水量、碎玻璃用量的控制等。其中，配合料的均勻性是一項主要的工藝指標(biāo)，是否混合均勻?qū)ΣＡз|(zhì)量和熔制速度有極大關(guān)系，因此，應(yīng)盡可能地將配合料混合均勻，并注意在輸送和儲存過程中不受到較大振動，以免引起分層現(xiàn)象。 ④加料方式。加料方式的不同會影響熔化速度、熔化區(qū)的溫度、液面狀態(tài)和液面高度的穩(wěn)定，從而影響玻璃產(chǎn)量和質(zhì)量。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 48 ? 影響浮法玻璃熔制的因素 ⑤熔制的溫度制度。熔制溫度決定玻璃的熔化速度，溫度越高，硅酸鹽生成反應(yīng)越劇烈，配合料顆粒熔解越快，玻璃液形成速度也越快。提高熔化溫度是強化玻璃熔制、增加熔窯生產(chǎn)能力的有效措施，在條件允許的情況下應(yīng)盡可能提高熔化溫度，以強化熔制過程。 ⑥窯內(nèi)壓力、氣氛、玻璃液面以及泡界線是否穩(wěn)定。 ⑦熔窯耐火材料、加熱燃料的種類及質(zhì)量。 ⑧窯爐結(jié)構(gòu)及攪拌器等輔助設(shè)施的應(yīng)用。 ⑨熔窯的自動化程度等。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 49 ? 浮法玻璃的形成 （ 1）玻璃形成過程 在玻璃形成階段，配合料的熔化過程中，由于石英砂粒的溶解和擴散速度比各種硅酸鹽的溶解和擴散速度慢得多，所以玻璃形成過程的速度實際上取決于石英砂粒的溶解和擴散速度。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 50 ? 浮法玻璃的形成 （ 2）玻璃液的澄清 由于配合料的分解、部分組分的揮發(fā)、氧化物的氧化還原反應(yīng)、玻璃與耐火材料的相互作用等原因而析出大量氣體，其中大部分氣體將逸散于空間，剩余氣體的大部分將溶解于玻璃液中，而少部分則以氣泡的形式存在于玻璃液中。 玻璃的澄清過程就是消除玻璃液中氣泡的過程 。值得指出的是，玻璃澄清的排泡與去氣是兩個不同的概念，前者是 排除玻璃液中的可見氣泡 ，后者則是要全部排除玻璃液中的氣體，包括化學(xué)結(jié)合的氣體。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 51 ? 浮法玻璃的形成 （ 2）玻璃液的澄清 ①玻璃中氣體的存在形式 存在于玻璃液中的氣體主要有三種狀態(tài)，即可見氣泡、溶解的氣體、化學(xué)結(jié)合的氣體。此外，還有吸附在玻璃熔體表面上的氣體。常見的氣體有 CO SO SO N OH2O、 H2等氣體， N2以物理狀態(tài)存在于玻璃中，其他氣體大部分以化學(xué)結(jié)合狀態(tài)存在。 CO2 它在玻璃熔液中的溶解度，取決于能生成比較穩(wěn)定的碳酸鹽的含量，如果堿性氧化物濃度增加，玻璃液吸收 CO2的能力也隨之增大。而 CO2的物理溶解卻隨溫度的升高、過飽和程度的增加而降低。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 52 ? 浮法玻璃的形成 （ 2）玻璃液的澄清 SO2 它能與配合料、玻璃液相互作用形成硫酸鹽或再次分解為 SO2或 SO3。澄清劑芒硝在高溫下受熱分解放出 SO2和 O2或 SO3。隨著玻璃中含堿量的增加，玻璃液中的 SO2再次與一價、二價金屬氧化物生成硫酸鹽而增多。 c. O2 O2在玻璃中的溶解度是微小的。只有當(dāng)玻璃液中存在變價氧化物時，因在低溫時變價氧化物吸收 O2由低價轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r，使其溶解度增加，而在高溫時高價氧化物分解放出 O2變?yōu)榈蛢r氧化物，其溶解度又降低。這也是變價氧化物能成為玻璃澄清劑的原因。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 53 ? 浮法玻璃的形成 （ 2）玻璃液的澄清 ②澄清過程中氣體間的轉(zhuǎn)化與平衡 玻璃的澄清過程，就是如何利用玻璃液中溶解的氣體、氣泡中的氣體以及爐氣三者的平衡關(guān)系，即氣泡中包含多種氣體，其分壓各不相同，但應(yīng)與各自在玻璃液中的氣體分壓、窯氣中的氣體分壓相同，彼此達到一個動態(tài)平衡。并且氣體總是由分壓高的相進入分壓低的相。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 54 ? 浮法玻璃的形成 （ 2）玻璃液的澄清 氣體間的轉(zhuǎn)化與平衡除了與上述氣體的分壓有關(guān)系，還與氣泡中所含的氣體種類有密切的關(guān)系。根據(jù)道爾頓分壓定律，當(dāng)一種 A氣體進入到有 B氣體的氣泡中時，氣泡的總壓將增加， B氣體的分壓卻減小，原有的平衡被打破，就將會從周圍玻璃液中吸收 B氣體，直到兩相中 B氣體的分壓相等為止。這就是澄清劑的作用機理。 氣體在玻璃中的溶解度與溫度有關(guān)，溫度越高，氣體的溶解度越小。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 55 ? 浮法玻璃的形成 （ 2）玻璃液的澄清 ③影響玻璃澄清的因素 氣體率過大，則熔制時泡沫多，延長了澄清時間，而且氣泡難以消除；氣體率過小，則玻璃液難以形成強烈的翻滾，氣泡也難以消除。 澄清溫度的過低或過高，澄清時間的不足或過長，都不利于澄清。一般澄清溫度比熔化溫度要高一些，但溫度過高，也會帶來相反的結(jié)果，主要由于玻璃液在高溫時粘度降低，容易滲透到耐火材料的微小孔道里，將其中所含氣體排出，使玻璃液中容易產(chǎn)生微小氣泡，此外也會加劇玻璃液對耐火材料的侵蝕，使耐火材料中的 Al2O3溶于玻璃液中，局部增加了玻璃液的粘度，不利于澄清。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 56 ? 浮法玻璃的形成 （ 2）玻璃液的澄清 ③影響玻璃澄清的因素 窯內(nèi)氣體組成或壓力保持穩(wěn)定是很重要的，否則會破壞已建立的平衡狀態(tài)，不利于玻璃液的澄清。窯內(nèi)必須保持微正壓，正壓過大，不利于氣體的排除。溫度升高，粘度降低，有利于氣泡的排除，但要考慮到耐火材料的使用壽命。 ④加速澄清的措施 延長澄清時間、提高澄清溫度、玻璃液沸騰攪拌、鼓泡、加澄清劑等。在配合料中引入適量的澄清劑是一種最常見的方法。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 57 ? 浮法玻璃的形成 （ 3）玻璃液的均化 玻璃液的均化目的是要達到化學(xué)均一性和熱均一性。 當(dāng)玻璃液存在化學(xué)不均時，就是主體玻璃與不均體兩者的性質(zhì)不同，這將對玻璃制品產(chǎn)生不利影響，如因膨脹系數(shù)不同將會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力；光學(xué)性質(zhì)不同將會產(chǎn)生光畸變；粘度和表面張力不同將會產(chǎn)生波筋、條紋等缺陷；化學(xué)成分不同還可能產(chǎn)生析晶、析泡等傾向等。由此可知，不均勻的玻璃液對浮法玻璃制品的產(chǎn)量和質(zhì)量將有重大的影響。 玻璃液的均勻性與配合料的均勻性、熔制作業(yè)的穩(wěn)定性及耐火材料的質(zhì)量等有關(guān)。玻璃形成和澄清階段玻璃液中不均體的溶解和擴散是主要的均化過程。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 58 ? 浮法玻璃的形成 （ 3）玻璃液的均化 ①玻璃液中不均體的溶解與擴散 玻璃液中的不均質(zhì)體，即玻璃組分的濃度差引起的分子擴散，由玻璃液中某組分較多的部分向該組分較少的部分轉(zhuǎn)移。在靜止的玻璃液中不均體的擴散速度是非常緩慢的，提高擴散速度的方法是提高熔制溫度和減小玻璃液粘度。同時溫度升高也降低玻璃液的表面張力，有利于玻璃液的均化。 ②玻璃液的表面張力 降低玻璃液表面張力產(chǎn)生的均化效果比降低玻璃液粘度更有效。表面張力小的條紋和不均體，容易被均化；表面張力大的條紋和不均體，即使受到剪切力作用也很難伸長和消失，因此降低玻璃熔體的表面張力，有助于玻璃均化。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 59 ? 浮法玻璃的形成 （ 3）玻璃液的均化 ③玻璃液的對流 玻璃液在玻璃熔窯內(nèi)所處位置不同，其溫度也不同，因此導(dǎo)致玻璃液產(chǎn)生對流。由于在液流斷面上存在著速度梯度，因此玻璃液中的不均體被拉長。其結(jié)果不僅增加了擴散面積，而且會增加濃度梯度，加強了玻璃液的擴散均化作用。但是玻璃液在浮法熔窯中的流動屬層流而不是湍流，故對流均化過程的作用是有限的。增加玻璃液的對流雖然能夠強化均化作用，但對耐火材料的侵蝕作用也增強。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 60 ? 浮法玻璃的形成 （ 3）玻璃液的均化 ④玻璃液中氣泡上升 當(dāng)氣泡由玻璃液深處向上浮升時，一方面由于氣泡上升的翻騰作用，帶動氣泡附近的玻璃液流動，在其斷面形成速度梯度，促使不均體均化；另一方面若氣泡上升時遇到不均質(zhì)體，由于氣泡的上升力給予不均體以拉力，使它拉成線條，有利于均化進行。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 61 ? 浮法玻璃的形成 （ 3）玻璃液的均化 ⑤玻璃液的強制均化技術(shù) 強制均化技術(shù)主要包括攪拌、鼓泡等。 它是利用設(shè)置攪拌器對玻璃液進行強制均化的有效措施。攪拌器的形式有垂直攪拌器和水平攪拌器兩種，浮法玻璃生產(chǎn)使用的攪拌器一般設(shè)置在卡脖上。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 62 ? 浮法玻璃的形成 （ 3）玻璃液的均化 鼓泡是將凈化的壓縮空氣，從窯底鼓泡管鼓入玻璃液中，使它在熔窯深層的玻璃液中產(chǎn)生一定壓力的氣泡，并迅速上升到玻璃液的表面而破裂。在上升過程中能吸收玻璃液中的小氣泡，使其自身迅速長大，并攪動四周玻璃液，起到強制均化和促進澄清的作用。如在熔化部熱點附近適當(dāng)位置設(shè)置一排鼓泡點，鼓出的氣泡上升時，在熔窯的寬度方向形成一排“氣幕”，將熔化池沿縱向分成兩個循環(huán)流動區(qū)域，并推動兩股循環(huán)流向前后兩個方向運動，前面的環(huán)流有著阻擋玻璃液回流的作用，后邊的環(huán)流迫使配合料較長時間滯留在熔化區(qū)域中，得以充分熔化，并不會越出鼓泡帶進入澄清區(qū)，即不會跑料。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 63 ? 浮法玻璃的形成 （ 4）玻璃液的冷卻 即便是澄清均化很好的玻璃液，也不能馬上成型制成產(chǎn)品，這是因為不同產(chǎn)品其成型溫度不相同或要求玻璃液的粘度不相同。浮法玻璃的成型溫度在 1100℃ 左右，因此必須將熔化并澄清均化好的玻璃液的溫度由 1350℃ ，均勻降至 1100℃ 左右，然后進入錫槽成型。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 64 ? 浮法玻璃的形成 （ 4）玻璃液的冷卻 冷卻過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的有兩個因素，玻璃液的熱均勻程度和是否產(chǎn)生二次氣泡。在玻璃液的冷卻過程中，不同位置的玻璃液之間多少總會存在一定溫差，即熱不均勻性。熱不均勻性超過一定范圍時，將對生產(chǎn)帶來不利影響。因此在實際生產(chǎn)過程中，冷卻部一般不采用強烈的冷卻措施，而且嚴(yán)格采取保溫措施，盡可能使玻璃液的降溫均勻一致。 二次氣泡的特點是直徑小、數(shù)量多、分布均，又稱為再生泡或灰泡。不同玻璃產(chǎn)生二次氣泡的原因不同，一般產(chǎn)生的原因有鹽類的繼續(xù)分解、溶解氣體的析出、耐火材料氣泡作用、其他化學(xué)反應(yīng)。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 65 ? 浮法玻璃熔制工藝制度 合理的熔制工藝制度是正常生產(chǎn)的保證。熔窯熔制四穩(wěn)作業(yè)（即溫度穩(wěn)、壓力穩(wěn)、泡界線穩(wěn)、液面穩(wěn)）對于獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗、長窯齡起了重要作用。 在配合料熔制過程中，熔化操作的基本原則就是保證“四小穩(wěn)”，即保證熔化溫度穩(wěn)定、保證窯壓穩(wěn)定、保證玻璃液面穩(wěn)定和保證泡界線穩(wěn)定。 池窯的工藝制度包括溫度、壓力、泡界線、液面、氣氛和換向等。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 66 ? 浮法玻璃熔制工藝制度