【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 加速了均化的進(jìn)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(gè)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(duì)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(duì) 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(duì)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(dá)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(xiàng)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(chǔ)存過程中不受到較大振動(dòng)，以免引起分層現(xiàn)象。 ④加料方式。加料方式的不同會(huì)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(qiáng)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(qiáng)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(dòng)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(kuò)散速度比各種硅酸鹽的溶解和擴(kuò)散速度慢得多，所以玻璃形成過程的速度實(shí)際上取決于石英砂粒的溶解和擴(kuò)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(gè)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(jià)、二價(jià)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(jià)氧化物時(shí)，因在低溫時(shí)變價(jià)氧化物吸收 O2由低價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)，使其溶解度增加，而在高溫時(shí)高價(jià)氧化物分解放出 O2變?yōu)榈蛢r(jià)氧化物，其溶解度又降低。這也是變價(jià)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(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。并且氣體總是由分壓高的相進(jìn)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(jìn)入到有 B氣體的氣泡中時(shí)，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(huì)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(jī)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(shí)泡沫多，延長(zhǎng)了澄清時(shí)間，而且氣泡難以消除；氣體率過小，則玻璃液難以形成強(qiáng)烈的翻滾，氣泡也難以消除。 澄清溫度的過低或過高，澄清時(shí)間的不足或過長(zhǎng)，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(huì)帶來相反的結(jié)果，主要由于玻璃液在高溫時(shí)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(huì)加劇玻璃液對(duì)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(huì)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(zhǎng)澄清時(shí)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(dá)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(shí)，就是主體玻璃與不均體兩者的性質(zhì)不同，這將對(duì)玻璃制品產(chǎn)生不利影響，如因膨脹系數(shù)不同將會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力；光學(xué)性質(zhì)不同將會(huì)產(chǎn)生光畸變；粘度和表面張力不同將會(huì)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(duì)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(kuò)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(kuò)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(kuò)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(kuò)散速度是非常緩慢的，提高擴(kuò)散速度的方法是提高熔制溫度和減小玻璃液粘度。同時(shí)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(zhǎng)。其結(jié)果不僅增加了擴(kuò)散面積，而且會(huì)增加濃度梯度，加強(qiáng)了玻璃液的擴(kuò)散均化作用。但是玻璃液在浮法熔窯中的流動(dòng)屬層流而不是湍流，故對(duì)流均化過程的作用是有限的。增加玻璃液的對(duì)流雖然能夠強(qiáng)化均化作用，但對(duì)耐火材料的侵蝕作用也增強(qiáng)。 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(shí)，一方面由于氣泡上升的翻騰作用，帶動(dòng)氣泡附近的玻璃液流動(dòng)，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(shí)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(jìn)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(qiáng)制均化技術(shù) 強(qiáng)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(duì)玻璃液進(jìn)行強(qiáng)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(zhǎng)大，并攪動(dòng)四周玻璃液，起到強(qiáng)制均化和促進(jìn)澄清的作用。如在熔化部熱點(diǎn)附近適當(dāng)位置設(shè)置一排鼓泡點(diǎn)，鼓出的氣泡上升時(shí)，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(gè)循環(huán)流動(dòng)區(qū)域，并推動(dòng)兩股循環(huán)流向前后兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，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(zhǎng)時(shí)間滯留在熔化區(qū)域中，得以充分熔化，并不會(huì)越出鼓泡帶進(jìn)入澄清區(qū)，即不會(huì)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?yàn)椴煌a(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(jìn)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(gè)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(huì)存在一定溫差，即熱不均勻性。熱不均勻性超過一定范圍時(shí)，將對(duì)生產(chǎn)帶來不利影響。因此在實(shí)際生產(chǎn)過程中，冷卻部一般不采用強(qiáng)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(diǎn)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(duì)于獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低消耗、長(zhǎng)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