【正文】 玻璃退火的目的是消除浮法玻璃中的殘余內(nèi)應(yīng)力和光學(xué)不均勻性，以及穩(wěn)定玻璃內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。 由于玻璃屬于脆性材料，能夠承受的抗壓能力是抗張能力的 10 倍，因此，玻璃能夠承受的加熱速率可以比冷卻速率大一些。這樣外層受到壓應(yīng)力，內(nèi)層受到張應(yīng)力。 五、浮法玻璃退火技術(shù) 104 ? 浮法玻璃中熱應(yīng)力的類型與形成原因 ①暫時應(yīng)力 當(dāng)浮法玻璃處于彈性形變范圍內(nèi)（應(yīng)變溫度 Tg′以下）進(jìn)行加熱或冷卻過程時，由于其導(dǎo)熱性較差，在其內(nèi)外層之間必然產(chǎn)生一定的溫度梯度，因而在內(nèi)外層之間產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力。 浮法玻璃在退火過程中可能產(chǎn)生的熱應(yīng)力有 永久應(yīng)力 和 暫時應(yīng)力 兩種。 電加熱有鐵鉻鋁電熱絲和硅碳棒兩種。擋邊輪的材質(zhì)選用石墨 ,因而和玻璃帶不黏結(jié)，與錫液也不浸潤，且旋轉(zhuǎn)靈活，避免使玻璃帶邊部產(chǎn)生剪應(yīng)力。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 99 ? 錫槽的附屬設(shè)備 ①拉邊機 拉邊機按結(jié)構(gòu)可分為 落地式 拉邊機和 懸掛式 拉邊機兩種形式。錫槽底部應(yīng)有一定的空間高度，以便布置風(fēng)管冷卻槽底，減少槽底鋼殼的熱變形。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 97 ? 錫槽結(jié)構(gòu) ③錫槽的主體分為等寬型和前寬后窄型兩種，現(xiàn)在一般使用后者。直接影響壓力制度，密封得好，保護(hù)氣體的泄漏量就少，壓力穩(wěn)定。 ② 保護(hù)氣體量及壓力。 二則嚴(yán)重污染玻璃，產(chǎn)生各種由錫氧化物造成的缺陷，如沾錫、霧點、鋼化虹彩等等。實驗證明 H2對 SnO2的還原能力隨溫度升高而增強，隨溫度降低而減弱。 ④流道溫度不均勻時，攤開的玻璃帶在橫向上會由于溫度的不均勻而造成粘度的不均勻，這時生產(chǎn)出來的玻璃產(chǎn)品容易出現(xiàn)“條紋”等質(zhì)量缺陷。 ①流道溫度過高時，玻璃液粘度降低，進(jìn)入錫槽后攤開面積變大，造成玻璃帶過薄、過寬，這樣容易引起沾邊、滿槽等事故。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 91 ? 影響成型質(zhì)量的因素 （ 1）溫度制度 溫度制度指的是沿錫槽長度方向的溫度分布。但是當(dāng)增加拉引速度時，隨著拉引力的增加，玻璃寬度和厚度就成比例地減小，因為在玻璃帶被拉薄的同時，表面張力的作用使得玻璃帶增厚或使帶寬有所收縮，因此要使拉薄過程有效地、順利地進(jìn)行，必須選擇適宜的溫度范圍、采用合理的工藝參數(shù)和拉薄措施。浮法玻璃拋光過程的溫度范圍與攤平過程的相同（ 1065～ 996℃ ），這樣在該溫度范圍內(nèi)，能夠使玻璃液保持適宜的粘度，并保證有足夠的時間，以備拋光作用。 二是重力，它力圖使玻璃液變薄攤開，從而使其位能最低。 （ 1）玻璃液在錫液面上的攤開過程 自然界的液體自由表面是最光滑平坦的，所以密度大的液體就可以起到理想的成型模具的作用。即 1050℃ 時，玻璃液在錫液表面上約需用 1min 稍多的時間，即可消除波紋而攤平，達(dá)到平整化的要求。適于浮法玻璃自身攤平的溫度范圍為 1065～ 996℃ 。 四、浮法玻璃成型技術(shù) 84 ? 浮法玻璃成型工藝因素 在玻璃的攤平過程中，主要涉及玻璃液的平整化，亦即攤得平不平，這是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃之關(guān)鍵。但是三者對攤平、拋光和展薄都有一定作用，這三者結(jié)合才能很好的進(jìn)行浮法玻璃的生產(chǎn)。 玻璃帶成型時的作用力有兩種，即表面張力和自身重力，前者阻止玻璃液無限攤開，對玻璃表面的光潔度影響極大；后者則促使玻璃液攤開。 浮法玻璃的成型設(shè)備因為是盛滿熔融錫液的槽形容器而被稱作錫槽，它是浮法玻璃成型工藝的核心，被看作為浮法玻璃生產(chǎn)過程的三大熱工設(shè)備之一。 煙道除用作排煙供氣外，還可通過設(shè)置閘板調(diào)節(jié)氣體流量和窯內(nèi)壓力。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 79 ? 浮法玻璃熔窯 （ 5）排煙供氣系統(tǒng) 浮法玻璃熔窯排煙供氣系統(tǒng)用于保證熔窯作業(yè)連續(xù)、正常、有效地進(jìn)行。 蓄熱室是利用耐火材料做蓄熱體（稱為格子磚）蓄積從窯內(nèi)排出煙氣的部分熱量，用來加熱進(jìn)入窯內(nèi)的空氣。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 77 ? 浮法玻璃熔窯 （ 3）熱源供給系統(tǒng) 浮法玻璃熔窯熱源供給系統(tǒng)主要由小爐、噴槍等設(shè)備組成。與熔化部相同冷卻部也為矩形窯池，也分為上部空間與窯池兩部分，結(jié)構(gòu)與熔化部大致相同。 熔化部是進(jìn)行配合料熔化和玻璃液澄清、均化的部分，由于采用火焰表面加熱的熔化方式，熔化部分為上下兩部分，上部稱為火焰空間，下部稱為窯池。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 74 ? 浮法玻璃熔窯 （ 1）投料系統(tǒng) 投料系統(tǒng)由投料機和投料池組成。如果不進(jìn)行換向，那么就會造成配合料一邊熔化好，一邊熔化不好，出現(xiàn)橫向溫差過大，從而影響玻璃的質(zhì)量。 當(dāng) α 1 時，燃燒產(chǎn)物中含有一定量的 CO，具有還原能力，此時的氣氛稱為還原氣氛或還原焰。玻璃液面波動，一方面會造成成型部玻璃流的變化，從而影響玻璃成型的質(zhì)量，另一方面也會加劇玻璃液對熔窯池壁耐火材料的侵蝕，波動劇烈時還會產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，蝕損胸墻磚和小爐底板磚，大大減少熔窯的使用壽命，因此控制窯內(nèi)玻璃液面高度的穩(wěn)定是尤為重要的。在實際操作過程中，有些廠為了防止跑料，將泡界線向投料口方向適當(dāng)移一些，以便控制，但移動不能過多，以免由于熔化面積過多減小，而影響產(chǎn)量和質(zhì)量。而在線的外面，液面像鏡子一樣明亮，這條分界線就是 泡界線 。但也不能過大，窯壓過大將使熔窯冒火嚴(yán)重，不僅增加燃料消耗，而且加劇窯體燒損，并不利于玻璃液澄清和冷卻。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 67 ? 浮法玻璃熔制工藝制度 （ 2）玻璃熔制的壓力制度 池窯壓力制度用壓力分布曲線表示。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 66 ? 浮法玻璃熔制工藝制度 （ 1）玻璃熔制的溫度制度 這里的溫度制度是指熔化部的溫度制度，而非全窯的溫度制度。 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。熱不均勻性超過一定范圍時，將對生產(chǎn)帶來不利影響。 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。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。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) 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。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。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。 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。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。這就是澄清劑的作用機理。 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)到一個動態(tài)平衡。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。 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。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。 ⑨熔窯的自動化程度等。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。 ④加料方式。 ②原料性質(zhì)。在冷卻階段應(yīng)不破壞玻璃液的質(zhì)量。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 45 ? 玻璃熔制工藝原理 玻璃液的均化過程早在玻璃液形成階段時已開始，然而主要的還是在澄清后期進(jìn)行。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 44 ? 玻璃熔制工藝原理 （ 3） 玻璃液澄清階段 隨著溫度繼續(xù)升高，達(dá)到1400～ 1500℃ 時，玻璃液的粘度約為 10Pa伴隨著溫度的繼續(xù)升高，硅酸鹽和石英砂粒完全熔解于熔融體中，成為含大量可見氣泡、條紋、在溫度上和化學(xué)成分上不夠均勻的透明的玻璃液。 三、浮法玻璃熔制技術(shù) 42 ? 玻璃熔制工藝原理 （ 1） 硅酸鹽形成階段 配合料入窯后，在 800～1000℃ 溫度范圍發(fā)生一系列物理的、化學(xué)的和物理 化學(xué)的反應(yīng)，如粉料受熱、水分蒸發(fā)、鹽類分解、多晶轉(zhuǎn)變、組分熔化以及石英砂與其他組分之間進(jìn)行的固相反應(yīng)。熔制速度和熔制的合理性對玻璃的產(chǎn)量、質(zhì)量、合格率、生產(chǎn)成本、燃料消耗和池窯壽命等影響很大。 二、浮法玻璃原料及配合料制備 36 ? 浮法玻璃的配合料制備 在配合料輸送至窯頭之前，碎玻璃經(jīng)稱量后應(yīng)均勻地鋪在配合料上，要保證皮帶上的配合料從料頭到料尾都有配合料覆蓋，為此，要控制碎玻璃秤的排料速度和混合機的排料速度。 二、浮法玻璃原料及配合料制備 35 ? 浮法玻璃的配合料制備 混合好的配合料需要從混合機輸送到窯頭料倉，不同的輸送方式直接影響配合料的分料程度。 配合料的混合過程是將稱量好的各種原料混合成為均勻合格配合料的過程。其次排料時使用輸送設(shè)備，可以使物料平穩(wěn)落下，并可控制排料順序和速度，使物料形成夾層狀、起到預(yù)混的作用。缺點是秤斗存料。 二、浮法玻璃原料及配合料制備 32 ? 浮法玻璃的配合料制備 根據(jù)稱量和排料的順序，原料的稱量方式可分為增量法、減量法和 累計稱量 。 二、浮法玻璃原料及配合料制備 31 ? 浮法玻璃的配合料制備 一般采用動態(tài)實際稱量精度來作為衡量玻璃原料稱量準(zhǔn)確與否的指標(biāo)。 在配料過程中，用衡器稱取一定物料的操作過程稱為原料的稱量 。 但碎玻璃的摻入量視玻璃成分而言，對鈉鈣硅玻璃一般不宜過多，過多會使玻璃發(fā)脆，機械強度降低。配合料的熔融主要是 SiO2的熔融，隨著碎玻璃用量的增加，配合料的 熔融時間相應(yīng)縮短，熔化速度提高 。 在還原劑的作用下，其 分解溫度可以降低到500～ 700℃ 。 二、浮法玻璃原料及配合料制備 27 ? 浮法玻璃的原料 芒硝是一種化工原料，其主要成分是 Na2SO4，引入玻璃成分中的 Na2O。純堿熔點低，化學(xué)性質(zhì)活潑，是玻璃生產(chǎn)過程中的 助熔劑 。浮法玻璃配合料中引入的 CaO原料主要有白云石、石灰石、方解石和白堊（ CaO3）等，由于需要引入 MgO，所以又以用白云石為主， CaO不足部分用石灰石或方解石補充。天然硅砂也叫石英砂，硅砂是 配合料中最難熔化的原料 。 輔助原料是使玻璃獲得某些必要的特性和加速熔制過程的原料 ，用量雖然少，但作用卻很重要。其中生料根據(jù)它們的用量和作用不同，可分為 主要原料 和 輔助原料 兩大類；而 熟料是指在實際生產(chǎn)中往配合料中按一定比例加入的碎玻璃 。 二、浮法玻璃原料及配合料制備 22 ? 浮法玻璃的原料 自然界中含有玻璃構(gòu)成元素的物質(zhì)很多。 Fe3+離子著色很弱，使玻璃產(chǎn)生淡黃色。