【正文】 前　言原料是材料生產(chǎn)的基礎(chǔ)，其作用主要是根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成和所應(yīng)具有的相應(yīng)性能提供合適的化學(xué)成分和加工處理過程。 raw materials。整個(gè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容完整，結(jié)合了生產(chǎn)過程中的實(shí)際情況，對實(shí)際生產(chǎn)有一定的指導(dǎo)意義。因此在浮法玻璃原料車間設(shè)計(jì)中工藝方案的確定和裝備設(shè)備的選取尤為重要。原料車間的核心任務(wù)就是把質(zhì)量和粒度都符合要求的粉料經(jīng)破碎、篩分等工藝流程制備成制定玻璃品種生產(chǎn)過程中所需的配合料，并最終送進(jìn)窯頭進(jìn)行熔制。洛陽理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 450t/d浮法玻璃原料車間工藝的初步設(shè)計(jì) 姓 名 王鵬系（部） 材料科學(xué)與工程專 業(yè) 復(fù)合材料加工與應(yīng)用指導(dǎo)教師 張華 2012年 5月450t/d浮法玻璃原料車間工藝的初步設(shè)計(jì)摘 要浮法玻璃是現(xiàn)如今生產(chǎn)平板玻璃的廣范使用方法，并且原料車間又是浮法玻璃生產(chǎn)過程中的最為主要的環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)是450t/d浮法玻璃原料車間工藝的初步設(shè)計(jì)，其主要是對浮法玻璃原料車間的設(shè)計(jì)方案和工藝流程進(jìn)行闡述。該環(huán)節(jié)過程中的精準(zhǔn)配料和生產(chǎn)過程中的穩(wěn)定運(yùn)行決定了所生產(chǎn)玻璃質(zhì)量的優(yōu)劣。對于原料車間內(nèi)的合理化布局，每一部分的緊密銜接都是保證玻璃質(zhì)量的關(guān)鍵，本設(shè)計(jì)中主要敘述了現(xiàn)如今玻璃行業(yè)的發(fā)展情況和存在的問題，原料成分的選取和配比計(jì)算，設(shè)備選取和經(jīng)濟(jì)效益等部分，最后通過手繪和CAD繪圖倆種方式對原料車間的整體布局進(jìn)行了繪制。關(guān)鍵詞：浮法玻璃；原料；工藝流程；平衡計(jì)算450t/d float glass raw materials workshop process the preliminary designABSTRACTFloat glass is the production of flat glass is now a wide range of use, and workshop materials is the most major part of the float glass production process. The design is a process of preliminary design of the 450t / d float glass workshop materials, which is mainly described the design and process of float glass workshop materials. The core task of the workshop materials to meet the requirements of quality and particle size powder by crushing and screening process was prepared with the materials needed in the development of varieties of glass production process, and ultimately sent to the kiln head melting. The link in the process of precise ingredients and production processes in the stable operation of the quality of glass produced by the pros and cons. Therefore, the process scheme for the design of the float glass workshop materials and equipment, equipment selection is particularly important. Rationalized within the workshop materials, each part of closely coordinated to ensure that the key to glass quality, now is now glass sectors of the economy and the problems are mainly described the design, selection of ingredients and the ratio calculation, equipment selection and economic benefits, part of the last handpainted and CAD drawing two ways the overall layout of the workshop materials were drawn. The contents of the integrity of the entire design, bined with the actual situation in the production process, some guidance on the actual production.KEY WORDS: Float glass。 process。優(yōu)質(zhì)適宜的原料是生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的前提和保證。針對所需原料不同的產(chǎn)地，選取標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制的不同對玻璃質(zhì)量和性質(zhì)造成的影響加以闡述。玻璃科學(xué)的發(fā)展，加深了對玻璃的形成和結(jié)構(gòu)理論、相平衡，特別是玻璃的性質(zhì)和成分依從關(guān)系的認(rèn)識(shí)，從而為玻璃成分的設(shè)計(jì)提供了重要的理論基礎(chǔ)。由于新技術(shù)的發(fā)展，人們對玻璃材料的性能提出了各種新的要求，而傳統(tǒng)的玻璃形成系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。由此可見，玻璃成分設(shè)計(jì)是一個(gè)十分復(fù)雜的問題。此設(shè)計(jì)是450t/d浮法玻璃原料車間工藝初步設(shè)計(jì)，主要是依據(jù)浮法玻璃需要的性質(zhì)和工藝性能從而設(shè)計(jì)玻璃的原料車間以及原料的組成成分，設(shè)計(jì)出一個(gè)低能耗又環(huán)保的方案。因此，“十二五”規(guī)劃中也對玻璃行業(yè)的發(fā)展提出了具體的要求。在新的形勢下，玻璃行業(yè)必須按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，轉(zhuǎn)變增長方式，有效的調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，才能促進(jìn)玻璃行業(yè)的健康發(fā)展。（2）根據(jù)玻璃形成區(qū)域圖和相圖，使所設(shè)計(jì)的成分能夠形成玻璃，并在一般情況下具有較小的析晶傾向。（4）所設(shè)計(jì)的玻璃原料車間應(yīng)當(dāng)具有低成本、低能耗和降低 污染的要求。在此基礎(chǔ)上，再引入一些盡量不使玻璃的原有性質(zhì)變差，而同時(shí)能賦予玻璃其他必要性質(zhì)的氧化物，擬定出玻璃的設(shè)計(jì)成分。最后，針對材料的來源以及原料車間的合理設(shè)置，最大限度的節(jié)約能源，節(jié)約成本和消耗，提高生產(chǎn)效率，從而生產(chǎn)出高質(zhì)量的平板玻璃。玻璃成品上的缺陷，在很大程度上是由原料和原料制備中的弊病造成的。為此，制定出玻璃生產(chǎn)使用原料的質(zhì)量規(guī)范，對原料提出了各種要求。即使玻璃夜的溫度相同，也會(huì)使玻璃的密度、粘度以及顏色等發(fā)生變化。為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)浮法玻璃，對各種原料的化學(xué)組成，允許波動(dòng)范圍如下要求：（1）硅砂硅質(zhì)原料是玻璃最主要的原料，它引入玻璃中的主要成分是SiO2，SiO2在浮法玻璃成分中所占百分比，通常為71%~73%。因此要求，%177。% ；Fe2O3≤%177。（2）長石SiO2＜70%177。%；Fe2O3＜%177。%；（3）白云石CaO＞%177。%；Al2O3＜%177。%；（4） 石灰石CaO＞54%177。%；Al2O3＜%177。%；（5） 純堿浮法玻璃應(yīng)采用重堿，Na2CO3＞99%；NaCl＜%；~。原料粒度組成合理，可使原料華學(xué)成分波動(dòng)降到最低限度。在同一種原料的不同粒級中，特別是細(xì)級別中，其化學(xué)成分含量差異顯著。另外，細(xì)級別多，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸過程中，受到振動(dòng)和成錐作用的影響，與粗級別間，產(chǎn)生強(qiáng)烈的離析。玻璃各種原料，除各自的粒度分布要合理外，他們相互間的粒度分布要合理匹配，才能使配合料分層降低到最小程度，配合料均勻度處于最佳狀態(tài)。但還要考慮工廠的經(jīng)濟(jì)性，所以不對原料粒度作硬性規(guī)定。這些天然礦物中含有危害玻璃質(zhì)量的雜質(zhì)。由于重礦物在玻璃熔化過程中，難以完全熔化而被殘留在玻璃成品上，形成固體夾雜物，通常稱之為“結(jié)石”。[4]第2章 浮法玻璃原料及成分設(shè)計(jì) 浮法玻璃的原料組成工業(yè)生產(chǎn)用的玻璃配合料，大體由7~12種組分組成。配合料中的其余組成部分，是使玻璃獲得某些必要性質(zhì)和加速熔制過程的原料，其用量少；但作用并非不重要。這些原料經(jīng)熔融反應(yīng)后即生成硅酸鹽，構(gòu)成玻璃液的主體。這些原料目前一般是以粉料進(jìn)廠。它主要引入玻璃成分中的SiO2。硅砂是配合料中最難熔化的原料，其顆粒的大小、粒度分布，甚至顆粒的形狀對于配合料的混勻、分聚、熔化和均化都有重要影響，是評價(jià)硅砂質(zhì)量的重要指標(biāo)。砂粒的形狀以棱角形為好，因?yàn)槔饨切蔚谋砻娣e大，與助熔劑的接觸機(jī)會(huì)多，在混合、運(yùn)輸過程中不易分層。它主要引入玻璃成分中的CaO和MgO。由于需要引入MgO，所以又以用白云石為主。白云石粉料生產(chǎn)一般為干法加工。石灰石是自然界分布很普遍的一種沉積巖。它比石灰石純度高得多，但價(jià)格也貴得多。石灰石粉料的生產(chǎn)一般采用干法生產(chǎn)。長石中常見伴生礦物是石英和云母，有害雜質(zhì)是Fe2O3。由于混合堿效應(yīng)和鉀能改善玻璃光澤，現(xiàn)在玻璃企業(yè)一般側(cè)重于使用鉀長石。純堿是一種化工原料，其主要成分是Na2CO3，引入玻璃成分中的Na2O。玻璃工業(yè)采用煅燒純堿，煅燒純堿為白色粉狀物，易溶于水，極易吸附空氣中的水分潮解、結(jié)塊，需要儲(chǔ)存于干燥倉庫中。芒硝是一種化工原料，主要成分是Na2SO4，%、%，無色斜方晶體。她在玻璃熔制過程中的主要作用是促進(jìn)熔化，加速澄清，是一種有效的澄清劑。雖然芒硝水有利于石英砂的熔化，但是對耐火材料侵蝕嚴(yán)重，甚至可以在玻璃板上形成白色的芒硝泡。為了促進(jìn)Na2SO4充分分解，應(yīng)把芒硝于還原劑預(yù)先均勻混合，然后加入到配合料中。因?yàn)樵阱a槽成型過程中，弱還原氣氛使硫與錫反應(yīng)生成SnS ，SnS易揮發(fā)污染錫槽空間也會(huì)在玻璃原板上形成“錫斑”。根據(jù)作用的不同，分為澄清劑、著色劑、氧化劑、助溶劑等。往配合料或玻璃熔體中加入一種高溫時(shí)本身能氣化或分解放出氣體，以促進(jìn)排除玻璃液中氣泡的物質(zhì)，稱為澄清劑。它必須與硝酸鹽共同使用才能達(dá)到最佳效果。如何硝酸鹽一起使用，低溫時(shí)與硝酸鹽分解逸出的氧形成五氧化二銻（Sb2O5），五氧化二銻在高溫時(shí)又分解放出氧，進(jìn)入到玻璃夜中的氣泡中，降低了氣泡中的分壓，使之能繼續(xù)吸收氣體，體積增大而從玻璃液中排出，促進(jìn)了玻璃液的澄清。凡能使玻璃著色的物質(zhì)稱為著色劑。根據(jù)著色劑在玻璃種呈現(xiàn)的狀態(tài)不同，分為離子著色劑、膠體著色劑和硫硒著色劑三類。實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)玻璃顏色的需要，添加不同的著色劑。對浮法玻璃透明度危害最大的是微量的鐵，其次是鉻、釩和鈦等。此外鐵還可以通過耐火材料、燃料和熔制操作工具等途徑進(jìn)入玻璃。脫色方法主要有化學(xué)脫色和物理脫色兩種。在熔制過程采用的化學(xué)脫色作用，在成型過程中全部消失。目前使用的還原劑主要以碳粉為主，其次還有石油焦。碳粉的用量很小，但其作用非常重要。碳粉用量不足，Na2SO4不能被充分分解，會(huì)在玻璃液面上產(chǎn)生過量芒硝水，進(jìn)入成型流，最終會(huì)在玻璃板面上出現(xiàn)白色芒硝泡；碳粉過量，可能使玻璃液中的Fe2O3被還原成FeO，使玻璃著成黃色，還會(huì)使Fe2O3還原成FeS和生成Fe2O3，與多硫化鈉形成棕色的著色團(tuán)——硫鐵化鈉，使玻璃著成棕色。如果原料的化學(xué)氧需要（COD）值大，則需要酌情減少還原劑的用量，否則會(huì)導(dǎo)致澄清效果差，使玻璃產(chǎn)生氣泡缺陷。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(shí)間相應(yīng)縮短，熔化速度提高。當(dāng)熔制一些不能加入澄清劑，且僅能在還原條件下熔制的顏色玻璃時(shí)，碎玻璃的用量可以適當(dāng)提高。碎玻璃的用量以配合料熔成的玻璃量來計(jì)算，公式如下：碎玻璃用量（%）= （21） 浮法玻璃的成分設(shè)計(jì)普通浮法玻璃成分是在普通平板玻璃成分基礎(chǔ)上根據(jù)浮法成型特點(diǎn)設(shè)計(jì)出來的，是由鈉鈣硅玻璃組成演變而來的。 玻璃生產(chǎn)的特點(diǎn)（1）玻璃成型的溫度比較高。s；經(jīng)過攤平拋光區(qū)，溫度在900~1050℃；~ Pas；然后在拉薄區(qū)溫度從850℃下降到700℃,s，在此區(qū)域玻璃受張力作用伸展變薄，且厚度和寬度按比例減少。（2）玻璃成型速度快。（3）玻璃液流流在錫槽錫夜面上后，由于玻璃液表面張力，錫液表面張力和玻璃錫液表面張力共同作用的結(jié)果，使玻璃液攤平、伸展、自拋光，從而得到光潔平整、不產(chǎn)生光學(xué)畸變的表面。 浮法玻璃對成分要求（1）玻璃粘度溫度曲線和表面張力要適合浮法成型和自身拋光的需要；同時(shí)料性要短，以適合于高速拉引。s）的數(shù)值，此值通常 在260~290℃之間，值愈小，硬化速度愈快。由于浮法成型階段溫度均化較高，故對玻璃析晶上限溫度可以放寬，即玻璃析晶上限溫度可以略高。析晶上限溫度應(yīng)比成型溫度低25℃以上。玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性要好，不易風(fēng)化（發(fā)霉）。有機(jī)械強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。但是隨著CaO含量的增加，會(huì)使玻璃發(fā)脆并容易產(chǎn)生析晶。為了得到好的表面質(zhì)量和減少玻筋，采用低的Al2O3含量；為了增加透光率，降低Fe2O3含量。一般化學(xué)成分組成：CaO+MgO含量為11%~13%，CaO/~；%以下。但在實(shí)際生產(chǎn)中該系統(tǒng)的組成范圍為12%~14%Na2O；5%~12%CaO；69%~73%SiO2。綜上所述，根據(jù)國內(nèi)和國外的情況，現(xiàn)提出普通浮法玻璃的化學(xué)成分范圍。[56,18] 表21 普通玻璃與浮法玻璃化學(xué)成分及其構(gòu)成 （%）化學(xué)成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2O/K2OSO3普通玻璃~~~浮法玻璃~~~~