【正文】 進玻璃的熔化和澄清，增加生產(chǎn)效率。工業(yè)原料有無水硼砂、硬硼鈣石、無水硼酸等。g. Fe2O3Fe2O3是由各種原料的雜質(zhì)，和耐火材料被侵蝕引入的。它的含量雖低，但危害卻很大。它能夠使玻璃強烈著色，降低玻璃透明度和透熱性，增加了玻璃液上下層溫度差，因而使熔化，澄清困難，造成黏度不均，對退火過程產(chǎn)生不良影響。（2）輔助原料a．著色劑：添加著色劑后，可制成著色玻璃。根據(jù)著色機理不同，著色劑可分為以下三類：1）離子著色劑2）膠體著色劑3）化合物著色劑b．乳濁劑：使玻璃產(chǎn)生乳白不透明的原料稱乳濁劑。最常用的原料有氟化物（螢石、氟硅酸鈉）、磷酸鹽（磷酸鈣、骨灰、磷灰石）等。一般來說，添加后除光學性質(zhì)外不會對其他性質(zhì)引起太大的變化。c．澄清劑：澄清劑在玻璃中能分解產(chǎn)生氣體，降低玻璃粘度，促使玻璃中氣泡的排除。某些澄清劑幾乎完全揮發(fā)，而不能留在玻璃體中。一般添量在1%以下，對玻璃制品的性質(zhì)也很少會引起大幅度的變化。d．脫色劑：主要指減弱鐵氧化物的影響。根據(jù)脫色機理可分為物理脫色和化學脫色。 玻璃配合料的計算 配合料制備是玻璃制造工藝的重要組成部分之一。當原料玻璃成分和有關工藝參數(shù)選定之后，如何按要求的玻璃成分和現(xiàn)有的原料組成，準確無誤地計算出完全符合要求的配料單十分重要。有不少論文討論了用計算機計算配料單的方法，這些方法基本上遵循同一模式：對于給定的一種玻璃品種，用人工方法計算某些系數(shù)，建立方程組，再用計算機求解方程組，得到配料單。只要把玻璃成分和原料組成、工藝參數(shù)等輸入計算機，計算機就自動建立并求解方程組，并根據(jù)各種原料的含水率、揮發(fā)率等，自動調(diào)整各種原料的用量，給出實用的原料配料單。這種全自動的配料單計算方法，將在今后的實踐過程中被大量的使用。 本次設計的配料計算，直接采用計算機進行數(shù)據(jù)處理，本次采用的程序可用于平板玻璃、玻璃纖維、瓶罐玻璃的配料計算。 打開程序輸入配合比后如下圖所示圖22 玻璃原料配合比計算軟件 點擊“開始計算”，進入下一步，得到方程組后直接點“計算結(jié)果”，即可得到玻璃配料的組成結(jié)果，如下圖顯示：圖23 玻璃原料配合比軟件計算結(jié)果 玻璃性質(zhì)的計算 A. 計算玻璃性質(zhì)的重要性及軟件說明 隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對平板玻璃、器皿玻璃、瓶罐玻璃、燈具玻璃等的需求量越來越大，對花色品種的要求越來越廣泛。為了滿足這種日益增長的需要，玻璃工作者要不斷改進玻璃的組成和生產(chǎn)工藝，要用科學的方法預先估算所設計的玻璃的個中物理性質(zhì)。 這次所運用的計算玻璃性質(zhì)的軟件能夠加速和簡化玻璃性質(zhì)的計算過程，且保證達到所要求的計算精度。 將玻璃的成份組成輸入程序后，我們能夠得到如下的18種玻璃的性質(zhì)：1）折射率nd2）平均色散nF－nC3）熱膨脹系數(shù)α4）折射率溫度系數(shù)β5）熱光系數(shù)WD 6）彈性模量E 7）剪切模量G8）導熱系數(shù)λ9）克分子體積VM10）克分子折射度RM11）應力光學系數(shù)C112）應力光學系數(shù)C213）非線性折射率n214）應力熱光常數(shù)P15）應力雙折射系數(shù)Q16）密度d17）泊松比μ18）阿貝系數(shù)υB. 程序界面操作及玻璃性質(zhì)結(jié)果打開軟件后，進入界面，勾選玻璃中氧化物成分后點確定，如下圖所示：圖24 玻璃性質(zhì)計算軟件氧化物選擇界面接下來輸入氧化物的含量，并勾選需要計算的性質(zhì)，如下圖所示：圖25 玻璃性質(zhì)計算軟件性質(zhì)選擇計算界面點擊計算后，即可顯示計算結(jié)果，如下圖所示：圖26 玻璃性質(zhì)計算軟件計算結(jié)果顯示界面 錫槽的理論及結(jié)構(gòu)設計 錫槽概述浮法是目前世界上最先進的玻璃生產(chǎn)成型工藝。它具有高速，生產(chǎn)厚度范圍大，成本低，布局簡單，便于實現(xiàn)全線生產(chǎn)自動化等優(yōu)點。浮法玻璃的成型是在自由錫液面上進行的，玻璃液所受的重力完全由錫液承受，玻璃在成型過程中能緩慢均勻地冷卻，便面張力能夠充分發(fā)揮作用，使玻璃表面得以拋光。浮法玻璃的拋光在錫槽中進行，錫槽中具有高溫和均勻的溫度場，錫液溫度分布可自由調(diào)節(jié)，且橫向溫差極小；玻璃液與錫液幾乎不浸潤，無化學反應，玻璃有足夠的拋光時間。在成型過程中對玻璃帶各部位粘度控制的方法是多種多樣的，玻璃的攤薄、拋光、展?。ɑ蚍e厚）、冷卻等各個階段層次分明。玻璃帶離開成型室至退火窯，玻璃與傳動輥接觸時，對玻璃的壓力很小，是單輥承托，且溫度低，輥子對玻璃的質(zhì)量不會造成缺陷。浮法的成型原理遠比其他傳統(tǒng)方法優(yōu)越得多。圖27 錫槽 錫槽是浮法玻璃生產(chǎn)最關鍵的熱工設備。因為由熔融玻璃液成型為表面平整、光滑、質(zhì)量可以與機械磨光玻璃相媲美的玻璃，是通過錫槽來實現(xiàn)的。玻璃帶在錫槽中成型有它自身的特點，因此錫槽的結(jié)構(gòu)必須適應這些成型特點要求。錫槽是盛有錫液的矩形或前寬后窄中間收縮的喇叭型槽子。它與其他熱工設備的最大不同是錫槽中盛有在高溫下極易氧化的錫液，所以錫槽空間必須充滿防止錫液氧化的保護氣體，并保持微正壓；同時，必須采取嚴格的密封措施和不斷補充新鮮的保護氣體。由于同樣的原因，錫槽不能采用普通的燃料加熱，而只能用電加熱，以免錫液氧化。錫液氧化不僅要消耗大量價格很高的工業(yè)純錫，而且無法生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的浮法玻璃。由于錫槽中盛有熔點低、滲透性很強的錫液，所以錫槽必須防止錫液滲透的措施。所用耐火材料的質(zhì)量和砌筑時的脹縫、或用耐熱混凝土搗打時的膨脹縫都要嚴格控制外，整個槽體要外包鋼板，底部鋼板外殼還必須采取吹風冷卻措施。 錫槽結(jié)構(gòu)形式的另一個特點是必須滿足浮法玻璃生產(chǎn)工藝的可調(diào)節(jié)性要求。可調(diào)節(jié)性是指錫槽的縱向和橫向溫度調(diào)節(jié)、玻璃液流量、保護氣體用量及其配比和分配，以及玻璃帶在錫槽中的形狀和尺寸的控制等等。此外，為了防止錫液氧化、保證玻璃質(zhì)量，整個錫槽必須嚴格密封。A. 浮法玻璃成型工藝過程池窯中熔化好的玻璃液，在1100℃左右的溫度下，沿流道口流入錫槽，由于玻璃的密度只有錫液密度的1/3左右（見表22），因而漂浮在錫液面上，并在其流動過程中形成厚度均勻的玻璃原板。玻璃冷卻到600～620℃時，被過渡輥臺抬起，在輸送輥道的牽引力作用下，離開錫槽，進入退火窯退火，制成浮法玻璃。表22 玻璃的錫的密度溫度/℃密度/（g/cm3）玻璃錫室溫1000 玻璃帶在錫液上成型受兩種作用力，即表面張力和自身重力，表面張力阻止玻璃無限攤開，對玻璃表面的光潔度影響很大；后者使得玻璃液攤開。當表面張力同自身受到的重力達到平衡時，在錫液面上的玻璃帶就獲得自然厚度。 玻璃的黏度、表面張力和自身的重力對浮法玻璃的成型起決定作用。其中黏度起定型的作用，表面張力主要起拋光的作用，重力則主要起攤平的作用。但是三者都對攤平、拋光和展薄起一定的作用，只有三者很好的結(jié)合才能更好的控制浮法玻璃的生產(chǎn)。實踐證明欲得到平整的玻璃帶，必須具備下列條件：適于平整化的均勻的溫度場；足夠的攤平時間。 由于玻璃液在成型過程中被逐漸冷卻，也就是溫度逐漸降低黏度不斷增大，所以在錫槽設計和生產(chǎn)過程中，適當延長高溫區(qū)長度或延長高溫區(qū)作用時間，都對玻璃的平整化有利。當然，若玻璃黏度降低過多，不足以克服玻璃本身的慣性，就可能拉不走，這樣就會降低產(chǎn)量或增大錫槽長度以至于增加設備投資。因此必須找到最佳的攤平時間，以保證產(chǎn)量和質(zhì)量，提高經(jīng)濟效益。B. 錫槽結(jié)構(gòu)設計要求錫槽是浮法工藝的核心，對錫槽設計要嚴格按要求進行：1）錫槽設計必須符合生產(chǎn)線的工藝技術(shù)要求。錫槽的設計必須適合玻璃成分、生產(chǎn)能力、玻璃板寬、玻璃品種的要求。錫槽規(guī)模必須與熔窯，退火窯的規(guī)模相適應。錫槽的結(jié)構(gòu)適合玻璃液攤平、拋光、拉?。ɑ蚍e厚）、冷卻定型的工藝要求。2）錫槽的結(jié)構(gòu)必須密閉性好，不漏風，以保證保護氣體的純度和錫槽的熱工制度穩(wěn)定。3）錫槽的設計必須保證其準確的可調(diào)性。這包括錫槽橫向和縱向溫度調(diào)節(jié)，玻璃液流量調(diào)節(jié)，玻璃帶在錫槽中形狀和尺寸的控制，錫液對流的控制，保護氣體純度，成份和分配量。4）錫槽的設計必須方便操作，使用周期長。圖28 錫槽縱剖面圖C. 錫槽的工藝分區(qū)浮法成型工藝比傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的玻璃質(zhì)量好的一個主要原因，是它的成型是在幾十米長的錫槽中來完成的。而且玻璃帶在錫槽中的溫度可以根據(jù)成型工藝要求加以自動調(diào)節(jié)控制。因此就需要根據(jù)浮法成型工藝要求，將幾十米長的錫槽，分成若干個工藝區(qū)，為浮法玻璃生產(chǎn)提供充分和必要的條件。根據(jù)浮法成型工藝特點要求，通常將錫槽分成拋光、預冷、拉?。ɑ蛟龊瘢┏尚秃屠鋮s四個工藝區(qū)。在本次設計中，因為高硼硅玻璃進入錫槽的溫度高達1350℃，為了解決玻璃液進入錫槽后的降溫問題和在如此高溫下錫的揮發(fā)對玻璃液的污染問題，我們在傳統(tǒng)的錫槽4個工藝分區(qū)的基礎上，在入口端增加了一個新的分區(qū)——T區(qū)。1）T區(qū)：T區(qū)主要解決高硼硅玻璃進入錫槽后的降溫問題和在如此高溫下錫的揮發(fā)對玻璃液的污染問題，在后面的敘述中我將詳細地對它的結(jié)構(gòu)進行介紹。2）拋光區(qū)：錫槽拋光區(qū)的功能是使從流槽流入錫槽的玻璃液在這里攤平拋光。由于玻璃液在其重力和表面張力的作用下達到平衡，使玻璃表面光滑平整。為了得到足夠?qū)挼牟Ａ?，玻璃液在該區(qū)有一個伸展攤開的過程。因此，此區(qū)必須要有足夠高的溫度，而且橫向溫度必須均勻，以使玻璃的粘度下而均勻，才能使玻璃液得以充分攤平。通常玻璃液在此區(qū)的粘度不大于103泊，相應溫度不低于1000 0C。3）預冷區(qū)：玻璃帶在錫槽中浮拋的整個過程是冷區(qū)過程。預冷區(qū)是在生產(chǎn)小于6mm玻璃時，需要借助拉邊機在玻璃液帶上面的兩邊施加橫向拉力，以抵消玻璃表面張力使玻璃帶收縮的力。而只有當玻璃液帶進入拉薄成型區(qū)前，必須在此區(qū)將玻璃液帶從1100C預冷卻到900C左右。但在實際生產(chǎn)中，為了防止玻璃帶擺動，穩(wěn)定生產(chǎn)，也常在此區(qū)的兩側(cè)安置拉邊機或擋邊器。4）拉?。ɑ蛟龊瘢┏尚蛥^(qū)：在正常生產(chǎn)情況下，玻璃液在拋光區(qū)攤平拋光形成的玻璃帶，在退火窯傳動設備的拉引力作用下形成的厚度大約是6mm。在生產(chǎn)厚度大于6mm的 玻璃時，需要在拋光區(qū)的兩側(cè)設置擋邊器或拉邊機擺角反過來傳動以抵消玻璃液的重力使玻璃攤開的作用。在這兩種情況下只要將玻璃帶逐步冷卻下來就行了。而對于生產(chǎn)厚度小于6mm的玻璃，則需要用拉邊機對玻璃帶兩邊施加橫向拉力把玻璃拉薄。以防止玻璃帶收縮。否則，當拉引速度加快，把玻璃帶拉薄的同時，玻璃帶隨之收縮，不符合生產(chǎn)板寬的要求。，其相應的溫度大約為900780 0C。 玻璃在錫槽中這個溫度范圍的區(qū)域是拉薄成型區(qū)。錫槽拉薄成型區(qū)的長度，主要決定于玻璃帶的拉引速度，但也與玻璃帶進一步拉薄的程度有關。要求生產(chǎn)的玻璃越薄，則需要拉邊機的對數(shù)越多，此區(qū)的長度也就越長。通常該區(qū)長度為錫槽寬段長度的3/5—2/3，視采用拉邊機的對數(shù)而定。5）冷卻區(qū)：錫槽冷卻區(qū)的長度，包括收縮段在內(nèi)的后面窄段的全部長度。玻璃帶經(jīng)拉薄成型后，在此區(qū)要以較快的速度冷卻下來，以使玻璃的粘度急劇增大而不在收縮。由于此區(qū)較長，一般又分為冷卻一區(qū)和冷卻二區(qū)。D. 錫槽結(jié)構(gòu)和材質(zhì)的匹配 a. 進口端　連接熔窯末端和錫槽的通道，它由流道、流槽、安全閘板、調(diào)節(jié)閘板、頂碹、側(cè)墻、擋焰磚、蓋板磚、擋氣磚等部分組成。 1）對進口端的要求 與熔窯和錫槽的銜接要求緊湊，不能使玻璃液外漏；阻止熔窯氣氛進入錫槽，以免影響玻璃質(zhì)量；盡量減少錫槽的保護氣體逸出。 2）進口端的主要部件 ①流道、流槽　流道采用喇叭形結(jié)構(gòu)，凡接觸玻璃液的部位采用國外進口的α—β電熔剛玉磚，頂部為熔融石英蓋板，設置兩道調(diào)節(jié)閘板，一道安全閘板。調(diào)節(jié)閘板采用下傳動裝置，操作靈活，便于更換流槽及調(diào)節(jié)閘板。流槽采用部分伸進錫槽內(nèi)的耐火磚，采用彎鉤形。采用彎鉤形玻璃液落差小，流動平穩(wěn)，使玻璃液不易產(chǎn)生滯流、線道、條紋等，便于玻璃液在錫槽內(nèi)攤平，保持恒定厚度。 ②頂碹、側(cè)墻　頂碹由喇叭和平碹組成，選用硅質(zhì)耐火材料。側(cè)墻一般采用黏土磚，在適當?shù)奈恢昧粲屑訜峥锥?，以便在必要時用氣體或液體烯料對流道進行加熱，或用水平硅碳棒電加熱。 ③安全閘板、調(diào)節(jié)閘板　安全閘板由鎳鉻耐熱鋼制成，當發(fā)生事故時，整體落下起到截流作用。調(diào)節(jié)閘板通過控制機構(gòu)調(diào)節(jié)玻璃液流量，從而控制玻璃帶寬度。調(diào)節(jié)閘板是常用易損部件，所以選用耐侵蝕、抗熱沖擊性能好的熔融石英陶瓷。 ④其他部件　擋陷磚、蓋板磚、擋氣磚采用了磚線石。 b. 主體部分　錫槽采用前寬后窒窄型。主體部分包括槽底、胸墻、頂蓋、鋼結(jié)構(gòu)、電加熱、保護氣體、冷卻裝置等部分。整坐錫槽外殼由鋼結(jié)構(gòu)制作，錫槽支撐鋼結(jié)構(gòu)采用框架式結(jié)構(gòu)，槽底鋼結(jié)構(gòu)為縱向滾動式，槽頂為吊掛式密封罩。錫槽槽底按成形工藝要求沿錫槽縱向分為不同深度的錫液區(qū)，錫槽內(nèi)設置三道石墨擋坎。錫槽池壁的石墨內(nèi)襯從進口斜段開始一直安裝到收縮段結(jié)束。胸墻部分分為上胸墻及操作邊封兩部分，上胸墻采用優(yōu)質(zhì)的保溫材料，操作封全部為活動邊封，胸墻上設有兩對氣體導流裝置。錫槽兩側(cè)共設置9對全自動拉邊機和兩對直線電機，拉邊桿與錫槽之間采用不銹鋼波紋管密封。槽頂磚為組合平頂結(jié)構(gòu)形式，電加熱采用進口三相磚硅碳棒，配有33個電加熱區(qū)。 c. 出口端　出口端即過渡輥臺，其結(jié)構(gòu)很大程度上決定了錫槽氣密性的好壞。過渡輥臺由密封罩、渣箱、輥子以及傳動裝置組成。密封罩是方型鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)設質(zhì)保溫材料。在上部安裝第一道擋簾，將錫槽出口的空間縮小到僅讓玻璃帶通過，在每根輥子上部設有擋簾，分割上部空間，擋簾的材質(zhì)采用耐高溫陶瓷纖維。下部的渣箱與錫槽連接一起，隨同錫槽一起膨脹后移。在渣箱的側(cè)壁上留有扒渣門，以便清理碎玻璃碴。E. 錫槽的附屬設備錫槽在操作過程中，根據(jù)工藝要求在不同的位置必須設置一些主要使用設備，介紹如下。1）拉邊機　拉邊機是浮法玻璃生產(chǎn)的主要裝備之一，它起著節(jié)流、拉薄、積厚和控制原板走向的重要作用。依靠拉邊輪牽引浮在錫槽液面上的玻璃帶前進，并通過調(diào)節(jié)拉邊輪的線速度以及拉邊輪的水平擺角、平面傾角等，達到控制玻璃帶厚度及穩(wěn)定玻璃帶寬度的目的。采用全自動拉邊機，成對控制，保證每對拉機的同步精度，有利于穩(wěn)定