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第六章玻璃的成形第一節(jié)概述

將熔融玻璃液轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄潭◣缀涡螤钪破返倪^(guò)程。成型時(shí),玻璃液①作機(jī)械運(yùn)動(dòng),即在外力作用下,質(zhì)點(diǎn)移動(dòng),達(dá)到所需形狀,此過(guò)程與玻璃液的流變性質(zhì)(粘度、表面張力、彈性等)有關(guān);玻璃工藝學(xué)第六章玻璃的成形玻璃工藝學(xué)1②與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生熱傳遞,由于冷卻、硬化,玻璃液由粘性液態(tài)可塑態(tài)脆性固態(tài),此過(guò)程與玻璃液及周?chē)橘|(zhì)的熱物理性質(zhì)(比熱、導(dǎo)熱率、透熱性、熱傳遞系數(shù)等)有關(guān)。玻璃工藝學(xué)②與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生熱傳遞,由于冷卻、硬化,玻璃液由粘性液態(tài)2一、玻璃的主要成形性質(zhì)(補(bǔ)充內(nèi)容、不做要求)熔融玻璃在可塑狀態(tài)下的成型與玻璃液粘度(粘度—溫度)、固化速度(溫度—時(shí)間)、硬化速度(粘度—時(shí)間)及表面張力等成型要素有關(guān)。一、玻璃的主要成形性質(zhì)(補(bǔ)充內(nèi)容、不做要求)31.粘度—溫度(Δη/ΔT)玻璃成型過(guò)程分為兩個(gè)階段:變型與定型。

成型:使玻璃具有制品所需的外形;

定型:將已成型的玻璃外形與以固定。玻璃成型范圍可選擇在粘度—溫度曲線的彎曲部分,這時(shí)的玻璃液最適宜于成型,由于成型方法不同,初始的成型粘度也不盡相同,即使成型方法相同,因單位時(shí)間產(chǎn)量不同或相同產(chǎn)品規(guī)格不一,成型時(shí)對(duì)玻璃液的粘度也有不同的要求。適用于玻璃成型操作的粘度—溫度范圍稱(chēng)為成型溫度范圍(成型操作范圍),包括從粘度為103~106.6Pa?s的軟化溫度范圍。1.粘度—溫度(Δη/ΔT)42.固化速度(ΔT/Δt)玻璃液的固化速度曲線是確定成型制度的主要依據(jù),它表示在單位時(shí)間內(nèi)玻璃液的冷卻速度。

固化速度與玻璃的組成關(guān)系密切,料性長(zhǎng)的玻璃固化速度較慢,可延長(zhǎng)成型操作時(shí)間,適宜于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品,成型操作范圍較寬。當(dāng)需加速成型速度、提高生產(chǎn)能力時(shí),希望制品能盡快的固化,以避免變形,此時(shí)可通過(guò)改變玻璃組成使料性變短。

2.固化速度(ΔT/Δt)53.硬化速度(Δη/Δt)玻璃粘度與時(shí)間的關(guān)系稱(chēng)為玻璃的硬化速度。Δη/Δt的值決定了不同規(guī)格制品的硬化速度,可通過(guò)調(diào)節(jié)玻璃組成和周?chē)鋮s介質(zhì)來(lái)獲得所需制品的硬化速度。4.表面張力在成型過(guò)程中,Δη/ΔT值決定了玻璃的成型溫度范圍,ΔT/Δt決定了玻璃成型中各個(gè)操作工序的延續(xù)時(shí)間,Δη/Δt則決定了玻璃的成型速度、冷卻介質(zhì)與冷卻溫度。3.硬化速度(Δη/Δt)在成型過(guò)程中,Δη/Δ6

二、成型制度1.成型溫度范圍即工作粘度范圍要求:玻璃液有良好的流動(dòng)性,在外力作用下易于成型,有一定的冷卻速度,不產(chǎn)生析晶和缺陷。一般玻璃液的成型粘度范圍為102~106Pa?s。成型開(kāi)始所需粘度于成型方法、玻璃的顏色和配方、制品的造型和質(zhì)量有關(guān)。成型開(kāi)始的粘度大致101.5~104Pa?s,燈泡玻璃約101.5Pa?s,平板玻璃102.5~103Pa?s,壓制玻璃為103~104Pa?s。成型終了粘度105~107Pa?s。玻璃工藝學(xué)二、成型制度玻璃工藝學(xué)7對(duì)于平板玻璃的生產(chǎn),其熔制速度快、生產(chǎn)率高,要求玻璃料的料性短、硬化速度較快,以利于高速成型。2.各階段持續(xù)的時(shí)間根據(jù)△η/△T確定,比如浮法成型中拋光區(qū)長(zhǎng)短的確定。3.冷卻介質(zhì)或成型模具的溫度玻璃工藝學(xué)對(duì)于平板玻璃的生產(chǎn),其熔制速度快、生產(chǎn)率高,8三、成型方法玻璃的成型主要有:吹制法(空心玻璃瓶)、壓制法(煙灰缸)、壓延法(壓花玻璃)、拉制成型:如玻璃管的拉制,有水平拉制(如丹納法用于日光燈、霓虹燈等薄壁玻璃管的生產(chǎn))和垂直引上法(用于生產(chǎn)厚壁管)、離心法、澆鑄法、浮法等。三、成型方法9第二節(jié)吹制成型(blowprocess)人工吹制和機(jī)械吹制人工吹制:產(chǎn)量低、強(qiáng)度大;機(jī)械吹制:由供料機(jī)將一定形狀和質(zhì)量的料滴,有規(guī)律的滴入雛形模中,如林取自動(dòng)制瓶機(jī)及行列式制瓶機(jī)。玻璃工藝學(xué)第二節(jié)吹制成型(blowprocess)人工吹制和10圖1林取10型制瓶機(jī)成形過(guò)程示意圖1-接受料滴2-真空吸口及補(bǔ)氣3-倒吹氣4-雛形模翻轉(zhuǎn)5-雛形模微開(kāi)進(jìn)行更熱6-移入成形模7-料泡在成形模中8-吹氣成形9-成品鉗出圖1林取10型11玻璃的成型課件12第三節(jié)拉制成形(drawingprocess)成形各種板材和管材。一、平板玻璃的垂直拉制法有槽法、無(wú)槽垂直引上法、對(duì)輥法玻璃平整度較差,波筋、條紋等缺陷難以避免。二、玻璃管的拉制分水平拉制和垂直引上(引下)水平拉制一般采用丹納法,此法可拉制外徑2~70mm的玻管,主要用于生產(chǎn)按碚瓶、日光燈、霓虹燈等的薄壁玻璃管第三節(jié)拉制成形(drawingprocess13圖3丹納拉管法示意圖玻璃液從池窯工作部經(jīng)流槽流出,由閘板控制流量,流出的玻璃液呈帶狀落繞在耐火材料制成的旋轉(zhuǎn)管上。旋轉(zhuǎn)管上端直徑大,下端直徑小,以一定的傾斜角安裝在機(jī)頭上,由中心鋼管連續(xù)輸入空氣。在不停的旋轉(zhuǎn)下,玻璃液從上端流到下端形成管根,管根被拉成玻璃管,經(jīng)石棉輥道引入拉管機(jī)中,拉管機(jī)的上下兩組環(huán)鏈夾持玻璃管,使之連續(xù)拉出,并按一定長(zhǎng)度截?cái)唷?/p>

14第四節(jié)平板玻璃的成型(重點(diǎn))

玻璃具有廣泛的用途,其中平板玻璃產(chǎn)量最大,占據(jù)了突出的地位。機(jī)制平板玻璃的制造方法基本有兩種:窗玻璃法和壓延、磨光玻璃法——傳統(tǒng)工藝。其中窗玻璃法:包括有槽法、無(wú)槽法、平拉法和旭法;壓延和磨光玻璃法是指玻璃液經(jīng)鋼輥(上下兩個(gè))滾壓成型、退火的玻璃。浮法成型——PB法

玻璃工藝學(xué)第四節(jié)平板玻璃的成型(重點(diǎn))玻璃工藝學(xué)15圖4垂直引上法生產(chǎn)平板玻璃示意圖圖4垂直16一、生產(chǎn)原理玻璃液漂浮在比它重的金屬液表面上,在表面張力作用下使玻璃具有光潔平整的表面,冷卻硬化過(guò)程中保持從而獲得平板玻璃的生產(chǎn)方法。浮法成型:英國(guó)皮爾金頓公司研制,1959年投產(chǎn)。玻璃工藝學(xué)一、生產(chǎn)原理浮法成型:英國(guó)皮爾金頓公司研制,1959年投產(chǎn)。17溫度在1100℃時(shí),玻璃液經(jīng)溢流口→流槽流到錫液表面上,在重力及表面張力作用下,玻璃液被攤成玻璃帶,向錫槽尾部拉引,經(jīng)拋光、拉薄、強(qiáng)化、冷卻后被引上過(guò)渡輥臺(tái),輥臺(tái)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng),把玻璃帶拉出錫槽進(jìn)入退火窯。溫度在1100℃時(shí),玻璃液經(jīng)溢流口→流槽流到錫液表面上,在重18玻璃的成型課件19

二、浮法生產(chǎn)對(duì)工藝的要求1.浮拋介質(zhì)的選擇;2.浮法玻璃的自身拋光(玻璃在錫液面上的拋光時(shí)間);3.玻璃厚度的控制(玻璃的拉薄)玻璃工藝學(xué)二、浮法生產(chǎn)對(duì)工藝的要求玻璃工藝學(xué)20(一)浮拋介質(zhì)的選擇:用作玻璃液的浮拋金屬液的要求①T=1050℃下,密度大于玻璃的密度,以保證玻璃能漂浮在金屬液上。②金屬熔點(diǎn)低于600℃,沸點(diǎn)高于1050℃,1000℃左右蒸汽壓應(yīng)盡可能低(<13.33Pa),即玻璃帶離開(kāi)浮拋窯時(shí),金屬呈液態(tài),且高溫?fù)]發(fā)少。玻璃工藝學(xué)(一)浮拋介質(zhì)的選擇:用作玻璃液的浮拋金屬液的要求玻璃工藝學(xué)21(一)浮拋介質(zhì)的選擇:③1000℃左右,不于玻璃液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。滿(mǎn)足以上要求的金屬有鎵、銦、錫三種,其中錫最便宜,無(wú)毒。錫的T熔=232℃,T沸=2270℃,ρ常=7300Kg/m3,蒸汽壓小(1027℃,0.00253Pa),純凈的錫液不污染玻璃,且不潤(rùn)濕玻璃。對(duì)錫的純度要求>99.9%。玻璃工藝學(xué)(一)浮拋介質(zhì)的選擇:玻璃工藝學(xué)22

(二)浮法玻璃的自身拋光高溫玻璃液在σ作用下,使具有光潔平整的表面,在η=102.7~103.2Pa·s范圍內(nèi)σ的拋光作用能得到充分發(fā)揮,玻璃液與錫不反應(yīng),互不侵潤(rùn),是玻璃自身拋光的先決條件。為保證拋光質(zhì)量,拋光區(qū)溫度應(yīng)嚴(yán)格分布均勻,要有足夠的時(shí)間,一般1min左右。拋光時(shí)間的計(jì)算見(jiàn)書(shū)153頁(yè)。玻璃工藝學(xué)(二)浮法玻璃的自身拋光玻璃工藝學(xué)23

(三)玻璃厚度的控制如何控制玻璃厚度是浮法生產(chǎn)平板玻璃的關(guān)鍵。了解兩個(gè):平衡厚度、表面張力的增厚作用玻璃工藝學(xué)(三)玻璃厚度的控制玻璃工藝學(xué)241.浮法玻璃的平衡厚度浮法玻璃的自由(平衡)厚度:浮在錫液面上的玻璃液在不受到任何外力作用時(shí)所顯示的厚度。(通過(guò)估算與實(shí)測(cè)H=7mm;在有拉邊輥的拉引力作用下,厚度約為5.7~6.3mm),見(jiàn)書(shū)152頁(yè)圖2-3-11。玻璃工藝學(xué)問(wèn)題:生產(chǎn)厚度>6mm的玻璃或生產(chǎn)厚度<6mm玻璃?1.浮法玻璃的平衡厚度玻璃工藝學(xué)問(wèn)題:生產(chǎn)厚度>6mm的玻25

生產(chǎn)厚度>6mm的玻璃較易,主要是限制玻璃帶的自由變寬,可在錫槽攤平拋光區(qū)設(shè)置石質(zhì)擋邊器來(lái)控制寬度,同時(shí)加大玻璃液供給量,并調(diào)整拉引速度,就可生產(chǎn)6~30mm厚的玻璃;玻璃工藝學(xué)玻璃工藝學(xué)26生產(chǎn)厚度<6mm玻璃比較困難。原因是:①玻璃橫斷面受力不夠,玻璃帶與錫液間摩擦力小,玻璃帶斷面受力小于克服玻璃內(nèi)摩擦力所需的力;②表面張力的增厚作用。玻璃工藝學(xué)生產(chǎn)厚度<6mm玻璃比較困難。原因是:①玻璃橫斷面27

2.表面張力的增厚作用。在高溫下,玻璃的粘度?。s103Pa·s),表面張力充分發(fā)揮作用。浮在錫液上的玻璃帶,橫向沒(méi)有約束力,當(dāng)縱向拉力增加時(shí),寬度縮?。ㄉ踔晾瓟啵穸雀淖儾淮?。即使利用拉邊器暫時(shí)保持寬度,玻璃帶短期被拉薄,隨后又會(huì)在表面張力的作用下,縮小寬度,厚度又回到平衡厚度。玻璃工藝學(xué)2.表面張力的增厚作用。在高溫下,玻璃的粘度?。?8控制措施:①玻璃在攤平拋光后,充分的降低溫度。降低溫度使粘度增至105Pa·s,而σ增加較小,巨大的粘滯力使表面張力難以發(fā)揮作用。相對(duì)來(lái)說(shuō),σ的增厚作用大大減弱,為玻璃拉薄創(chuàng)造條件。②設(shè)置拉邊輥。采用石墨或不與玻璃液粘接的金屬材料制成。設(shè)置在降溫區(qū)850~700℃(η=105.9~107.4Pa·s),成對(duì)對(duì)稱(chēng)的布置在玻璃帶兩側(cè)。玻璃工藝學(xué)控制措施:玻璃工藝學(xué)29

3.玻璃拉薄拉薄玻璃,必須在玻璃帶的850~700℃處設(shè)置拉邊器。拉邊器的頭部有齒條,可壓入玻璃帶,以一定的速度自轉(zhuǎn)。①拉邊輥線速度<拉引輥的拉引速度,通過(guò)調(diào)整速度差,使兩輥間玻璃帶橫斷面受到預(yù)定拉力,好像玻璃帶固定在拉邊輥上,而由拉引輥施加拉力。

玻璃工藝學(xué)3.玻璃拉薄玻璃工藝學(xué)30②拉邊輥的對(duì)數(shù)與厚度有關(guān),如板厚為5mm、3mm、2.5mm,相應(yīng)的拉邊輥對(duì)數(shù)為1對(duì)、4對(duì)、5對(duì)。如拉引3mm厚玻璃,第一對(duì)拉邊輥速度0.085m/s,最后一對(duì)0.17m/s。③設(shè)置拉邊輥后,厚度與拉引速度有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系,玻璃越薄,拉引速度越大。②拉邊輥的對(duì)數(shù)與厚度有關(guān),如板厚為5mm、331三、浮法成型的工藝制度(玻璃的拉薄方式)1.高溫拉薄法:2.低溫拉薄法:可以拉制更薄的玻璃

①?gòu)?qiáng)冷重?zé)崂》ǎ簲偲綊伖鈪^(qū):1050~900℃,η=103Pa·s,約2min強(qiáng)冷區(qū):降至900~700℃,若生產(chǎn)<6mm,強(qiáng)冷至800℃再緩冷到700℃,設(shè)置拉邊輥,加大拉引力,η=106~107Pa·s重?zé)釁^(qū):700~800℃,η=104.65~105.35Pa·s硬化區(qū):降溫至600~650℃,增大粘度,使玻璃保持原狀,拉出錫槽,進(jìn)入退火窯玻璃工藝學(xué)三、浮法成型的工藝制度(玻璃的拉薄方式)玻璃工藝學(xué)32②徐冷拉薄法攤平拋光區(qū):1050~900℃,η=102.7~103.2Pa·s,約2min徐冷區(qū):降至850℃,η=104.25Pa·s拉薄區(qū):降至700℃,η=104.25Pa·s~105.75Pa·s硬化區(qū):降溫至600~650℃,η=105.75Pa·s~1010Pa·s,粘度增大,使玻璃保持原狀,拉出錫槽,進(jìn)入退火窯②徐冷拉薄法33四、錫液的污染及其對(duì)玻璃質(zhì)量的影響1.錫液的污染主要是錫液中O、S生成SnO、SnO2或SnS、SnS2,導(dǎo)致玻璃缺陷。2.對(duì)玻璃質(zhì)量的影響SnO、SnO2使玻璃表面產(chǎn)生“霧點(diǎn)”粘錫(玻璃降溫時(shí)熔解氧);SnS、SnS2固態(tài)浮在錫面上劃傷玻璃,SnS、SnS2易揮發(fā),冷凝時(shí)落在尚沒(méi)硬化的玻璃表面上,形成坑點(diǎn),引起“光畸變點(diǎn)”。3.防止措施:①通入保護(hù)氣體,還原性惰性氣體,防止錫的氧化。一般常用N2加適量H2,比例見(jiàn)書(shū)156頁(yè)。②錫液中加入保護(hù)物質(zhì):活潑元素,優(yōu)先于O反應(yīng)生成浮渣,然后除去,如Na、Li、Mg、Cu、Zn等。玻璃工藝學(xué)四、錫液的污染及其對(duì)玻璃質(zhì)量的影響玻璃工藝學(xué)34

五、浮法玻璃成分1.滿(mǎn)足快速成型的配合料。料性短,硬化速度快,所以一般采用高鈣低堿成分。2.采用還原氣氛。為防止還原反應(yīng),配合料成分中不能含有Pb、As、Sb、Cu等易被還原的元素。3.為防止Sn污染,玻璃中SO2、SO3嚴(yán)格控制,芒硝不能用太多,芒硝引入Na2O<0.5%4.成分中Al2O3、Fe2O3含量應(yīng)較低。

六、浮法生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)玻璃工藝學(xué)五、浮法玻璃成分玻璃工藝學(xué)35各種成型法比較浮法有槽無(wú)槽平拉玻璃厚度(mm)1.7~300.4~20.4~200.6~30寬度(m)5.64.52.5~4質(zhì)量好差接近浮法近于無(wú)槽產(chǎn)量大多臺(tái)引上機(jī)高于有槽成分高鈣低堿低鈣高鎂高鈣低堿高鈣低堿特點(diǎn)缺陷多操作工藝難度大玻璃工藝學(xué)各種成型法比較浮法有槽無(wú)槽平拉玻璃厚度(mm)1.7~30036作業(yè):1.解釋浮法成型及錫液在玻璃浮法成型過(guò)程中的作用。2.解釋平衡厚度、浮法玻璃難以拉薄的原因及采取的相應(yīng)措施。作業(yè):37第六章玻璃的成形第一節(jié)概述

將熔融玻璃液轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄潭◣缀涡螤钪破返倪^(guò)程。成型時(shí),玻璃液①作機(jī)械運(yùn)動(dòng),即在外力作用下,質(zhì)點(diǎn)移動(dòng),達(dá)到所需形狀,此過(guò)程與玻璃液的流變性質(zhì)(粘度、表面張力、彈性等)有關(guān);玻璃工藝學(xué)第六章玻璃的成形玻璃工藝學(xué)38②與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生熱傳遞,由于冷卻、硬化,玻璃液由粘性液態(tài)可塑態(tài)脆性固態(tài),此過(guò)程與玻璃液及周?chē)橘|(zhì)的熱物理性質(zhì)(比熱、導(dǎo)熱率、透熱性、熱傳遞系數(shù)等)有關(guān)。玻璃工藝學(xué)②與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生熱傳遞,由于冷卻、硬化,玻璃液由粘性液態(tài)39一、玻璃的主要成形性質(zhì)(補(bǔ)充內(nèi)容、不做要求)熔融玻璃在可塑狀態(tài)下的成型與玻璃液粘度(粘度—溫度)、固化速度(溫度—時(shí)間)、硬化速度(粘度—時(shí)間)及表面張力等成型要素有關(guān)。一、玻璃的主要成形性質(zhì)(補(bǔ)充內(nèi)容、不做要求)401.粘度—溫度(Δη/ΔT)玻璃成型過(guò)程分為兩個(gè)階段:變型與定型。

成型:使玻璃具有制品所需的外形;

定型:將已成型的玻璃外形與以固定。玻璃成型范圍可選擇在粘度—溫度曲線的彎曲部分,這時(shí)的玻璃液最適宜于成型,由于成型方法不同,初始的成型粘度也不盡相同,即使成型方法相同,因單位時(shí)間產(chǎn)量不同或相同產(chǎn)品規(guī)格不一,成型時(shí)對(duì)玻璃液的粘度也有不同的要求。適用于玻璃成型操作的粘度—溫度范圍稱(chēng)為成型溫度范圍(成型操作范圍),包括從粘度為103~106.6Pa?s的軟化溫度范圍。1.粘度—溫度(Δη/ΔT)412.固化速度(ΔT/Δt)玻璃液的固化速度曲線是確定成型制度的主要依據(jù),它表示在單位時(shí)間內(nèi)玻璃液的冷卻速度。

固化速度與玻璃的組成關(guān)系密切,料性長(zhǎng)的玻璃固化速度較慢,可延長(zhǎng)成型操作時(shí)間,適宜于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的制品,成型操作范圍較寬。當(dāng)需加速成型速度、提高生產(chǎn)能力時(shí),希望制品能盡快的固化,以避免變形,此時(shí)可通過(guò)改變玻璃組成使料性變短。

2.固化速度(ΔT/Δt)423.硬化速度(Δη/Δt)玻璃粘度與時(shí)間的關(guān)系稱(chēng)為玻璃的硬化速度。Δη/Δt的值決定了不同規(guī)格制品的硬化速度,可通過(guò)調(diào)節(jié)玻璃組成和周?chē)鋮s介質(zhì)來(lái)獲得所需制品的硬化速度。4.表面張力在成型過(guò)程中,Δη/ΔT值決定了玻璃的成型溫度范圍,ΔT/Δt決定了玻璃成型中各個(gè)操作工序的延續(xù)時(shí)間,Δη/Δt則決定了玻璃的成型速度、冷卻介質(zhì)與冷卻溫度。3.硬化速度(Δη/Δt)在成型過(guò)程中,Δη/Δ43

二、成型制度1.成型溫度范圍即工作粘度范圍要求:玻璃液有良好的流動(dòng)性,在外力作用下易于成型,有一定的冷卻速度,不產(chǎn)生析晶和缺陷。一般玻璃液的成型粘度范圍為102~106Pa?s。成型開(kāi)始所需粘度于成型方法、玻璃的顏色和配方、制品的造型和質(zhì)量有關(guān)。成型開(kāi)始的粘度大致101.5~104Pa?s,燈泡玻璃約101.5Pa?s,平板玻璃102.5~103Pa?s,壓制玻璃為103~104Pa?s。成型終了粘度105~107Pa?s。玻璃工藝學(xué)二、成型制度玻璃工藝學(xué)44對(duì)于平板玻璃的生產(chǎn),其熔制速度快、生產(chǎn)率高,要求玻璃料的料性短、硬化速度較快,以利于高速成型。2.各階段持續(xù)的時(shí)間根據(jù)△η/△T確定,比如浮法成型中拋光區(qū)長(zhǎng)短的確定。3.冷卻介質(zhì)或成型模具的溫度玻璃工藝學(xué)對(duì)于平板玻璃的生產(chǎn),其熔制速度快、生產(chǎn)率高,45三、成型方法玻璃的成型主要有:吹制法(空心玻璃瓶)、壓制法(煙灰缸)、壓延法(壓花玻璃)、拉制成型:如玻璃管的拉制,有水平拉制(如丹納法用于日光燈、霓虹燈等薄壁玻璃管的生產(chǎn))和垂直引上法(用于生產(chǎn)厚壁管)、離心法、澆鑄法、浮法等。三、成型方法46第二節(jié)吹制成型(blowprocess)人工吹制和機(jī)械吹制人工吹制:產(chǎn)量低、強(qiáng)度大;機(jī)械吹制:由供料機(jī)將一定形狀和質(zhì)量的料滴,有規(guī)律的滴入雛形模中,如林取自動(dòng)制瓶機(jī)及行列式制瓶機(jī)。玻璃工藝學(xué)第二節(jié)吹制成型(blowprocess)人工吹制和47圖1林取10型制瓶機(jī)成形過(guò)程示意圖1-接受料滴2-真空吸口及補(bǔ)氣3-倒吹氣4-雛形模翻轉(zhuǎn)5-雛形模微開(kāi)進(jìn)行更熱6-移入成形模7-料泡在成形模中8-吹氣成形9-成品鉗出圖1林取10型48玻璃的成型課件49第三節(jié)拉制成形(drawingprocess)成形各種板材和管材。一、平板玻璃的垂直拉制法有槽法、無(wú)槽垂直引上法、對(duì)輥法玻璃平整度較差,波筋、條紋等缺陷難以避免。二、玻璃管的拉制分水平拉制和垂直引上(引下)水平拉制一般采用丹納法,此法可拉制外徑2~70mm的玻管,主要用于生產(chǎn)按碚瓶、日光燈、霓虹燈等的薄壁玻璃管第三節(jié)拉制成形(drawingprocess50圖3丹納拉管法示意圖玻璃液從池窯工作部經(jīng)流槽流出,由閘板控制流量,流出的玻璃液呈帶狀落繞在耐火材料制成的旋轉(zhuǎn)管上。旋轉(zhuǎn)管上端直徑大,下端直徑小,以一定的傾斜角安裝在機(jī)頭上,由中心鋼管連續(xù)輸入空氣。在不停的旋轉(zhuǎn)下,玻璃液從上端流到下端形成管根,管根被拉成玻璃管,經(jīng)石棉輥道引入拉管機(jī)中,拉管機(jī)的上下兩組環(huán)鏈夾持玻璃管,使之連續(xù)拉出,并按一定長(zhǎng)度截?cái)唷?/p>

51第四節(jié)平板玻璃的成型(重點(diǎn))

玻璃具有廣泛的用途,其中平板玻璃產(chǎn)量最大,占據(jù)了突出的地位。機(jī)制平板玻璃的制造方法基本有兩種:窗玻璃法和壓延、磨光玻璃法——傳統(tǒng)工藝。其中窗玻璃法:包括有槽法、無(wú)槽法、平拉法和旭法;壓延和磨光玻璃法是指玻璃液經(jīng)鋼輥(上下兩個(gè))滾壓成型、退火的玻璃。浮法成型——PB法

玻璃工藝學(xué)第四節(jié)平板玻璃的成型(重點(diǎn))玻璃工藝學(xué)52圖4垂直引上法生產(chǎn)平板玻璃示意圖圖4垂直53一、生產(chǎn)原理玻璃液漂浮在比它重的金屬液表面上,在表面張力作用下使玻璃具有光潔平整的表面,冷卻硬化過(guò)程中保持從而獲得平板玻璃的生產(chǎn)方法。浮法成型:英國(guó)皮爾金頓公司研制,1959年投產(chǎn)。玻璃工藝學(xué)一、生產(chǎn)原理浮法成型:英國(guó)皮爾金頓公司研制,1959年投產(chǎn)。54溫度在1100℃時(shí),玻璃液經(jīng)溢流口→流槽流到錫液表面上,在重力及表面張力作用下,玻璃液被攤成玻璃帶,向錫槽尾部拉引,經(jīng)拋光、拉薄、強(qiáng)化、冷卻后被引上過(guò)渡輥臺(tái),輥臺(tái)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng),把玻璃帶拉出錫槽進(jìn)入退火窯。溫度在1100℃時(shí),玻璃液經(jīng)溢流口→流槽流到錫液表面上,在重55玻璃的成型課件56

二、浮法生產(chǎn)對(duì)工藝的要求1.浮拋介質(zhì)的選擇;2.浮法玻璃的自身拋光(玻璃在錫液面上的拋光時(shí)間);3.玻璃厚度的控制(玻璃的拉?。┎AЧに噷W(xué)二、浮法生產(chǎn)對(duì)工藝的要求玻璃工藝學(xué)57(一)浮拋介質(zhì)的選擇:用作玻璃液的浮拋金屬液的要求①T=1050℃下,密度大于玻璃的密度,以保證玻璃能漂浮在金屬液上。②金屬熔點(diǎn)低于600℃,沸點(diǎn)高于1050℃,1000℃左右蒸汽壓應(yīng)盡可能低(<13.33Pa),即玻璃帶離開(kāi)浮拋窯時(shí),金屬呈液態(tài),且高溫?fù)]發(fā)少。玻璃工藝學(xué)(一)浮拋介質(zhì)的選擇:用作玻璃液的浮拋金屬液的要求玻璃工藝學(xué)58(一)浮拋介質(zhì)的選擇:③1000℃左右,不于玻璃液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。滿(mǎn)足以上要求的金屬有鎵、銦、錫三種,其中錫最便宜,無(wú)毒。錫的T熔=232℃,T沸=2270℃,ρ常=7300Kg/m3,蒸汽壓?。?027℃,0.00253Pa),純凈的錫液不污染玻璃,且不潤(rùn)濕玻璃。對(duì)錫的純度要求>99.9%。玻璃工藝學(xué)(一)浮拋介質(zhì)的選擇:玻璃工藝學(xué)59

(二)浮法玻璃的自身拋光高溫玻璃液在σ作用下,使具有光潔平整的表面,在η=102.7~103.2Pa·s范圍內(nèi)σ的拋光作用能得到充分發(fā)揮,玻璃液與錫不反應(yīng),互不侵潤(rùn),是玻璃自身拋光的先決條件。為保證拋光質(zhì)量,拋光區(qū)溫度應(yīng)嚴(yán)格分布均勻,要有足夠的時(shí)間,一般1min左右。拋光時(shí)間的計(jì)算見(jiàn)書(shū)153頁(yè)。玻璃工藝學(xué)(二)浮法玻璃的自身拋光玻璃工藝學(xué)60

(三)玻璃厚度的控制如何控制玻璃厚度是浮法生產(chǎn)平板玻璃的關(guān)鍵。了解兩個(gè):平衡厚度、表面張力的增厚作用玻璃工藝學(xué)(三)玻璃厚度的控制玻璃工藝學(xué)611.浮法玻璃的平衡厚度浮法玻璃的自由(平衡)厚度:浮在錫液面上的玻璃液在不受到任何外力作用時(shí)所顯示的厚度。(通過(guò)估算與實(shí)測(cè)H=7mm;在有拉邊輥的拉引力作用下,厚度約為5.7~6.3mm),見(jiàn)書(shū)152頁(yè)圖2-3-11。玻璃工藝學(xué)問(wèn)題:生產(chǎn)厚度>6mm的玻璃或生產(chǎn)厚度<6mm玻璃?1.浮法玻璃的平衡厚度玻璃工藝學(xué)問(wèn)題:生產(chǎn)厚度>6mm的玻62

生產(chǎn)厚度>6mm的玻璃較易,主要是限制玻璃帶的自由變寬,可在錫槽攤平拋光區(qū)設(shè)置石質(zhì)擋邊器來(lái)控制寬度,同時(shí)加大玻璃液供給量,并調(diào)整拉引速度,就可生產(chǎn)6~30mm厚的玻璃;玻璃工藝學(xué)玻璃工藝學(xué)63生產(chǎn)厚度<6mm玻璃比較困難。原因是:①玻璃橫斷面受力不夠,玻璃帶與錫液間摩擦力小,玻璃帶斷面受力小于克服玻璃內(nèi)摩擦力所需的力;②表面張力的增厚作用。玻璃工藝學(xué)生產(chǎn)厚度<6mm玻璃比較困難。原因是:①玻璃橫斷面64

2.表面張力的增厚作用。在高溫下,玻璃的粘度小(約103Pa·s),表面張力充分發(fā)揮作用。浮在錫液上的玻璃帶,橫向沒(méi)有約束力,當(dāng)縱向拉力增加時(shí),寬度縮小(甚至拉斷),而厚度改變不大。即使利用拉邊器暫時(shí)保持寬度,玻璃帶短期被拉薄,隨后又會(huì)在表面張力的作用下,縮小寬度,厚度又回到平衡厚度。玻璃工藝學(xué)2.表面張力的增厚作用。在高溫下,玻璃的粘度小(65控制措施:①玻璃在攤平拋光后,充分的降低溫度。降低溫度使粘度增至105Pa·s,而σ增加較小,巨大的粘滯力使表面張力難以發(fā)揮作用。相對(duì)來(lái)說(shuō),σ的增厚作用大大減弱,為玻璃拉薄創(chuàng)造條件。②設(shè)置拉邊輥。采用石墨或不與玻璃液粘接的金屬材料制成。設(shè)置在降溫區(qū)850~700℃(η=105.9~107.4Pa·s),成對(duì)對(duì)稱(chēng)的布置在玻璃帶兩側(cè)。玻璃工藝學(xué)控制措施:玻璃工藝學(xué)66

3.玻璃拉薄拉薄玻璃,必須在玻璃帶的850~700℃處設(shè)置拉邊器。拉邊器的頭部有齒條,可壓入玻璃帶,以一定的速度自轉(zhuǎn)。①拉邊輥線速度<拉引輥的拉引速度,通過(guò)調(diào)整速度差,使兩輥間玻璃帶橫斷面受到預(yù)定拉力,好像玻璃帶固定在拉邊輥上,而由拉引輥施加拉力。

玻璃工藝學(xué)3.玻璃拉薄玻璃工藝學(xué)67②拉邊輥的對(duì)數(shù)與厚度有關(guān),如板厚為5mm、3mm、2.5mm,相應(yīng)的拉邊輥對(duì)數(shù)為1對(duì)、4對(duì)、5對(duì)。如拉引3mm厚玻璃,第一對(duì)拉邊輥速度0.085m/s,最后一對(duì)0.17m/s。③設(shè)置拉邊輥后,厚度與拉引速度有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系,玻璃越薄,拉引速度越大。②拉邊輥的對(duì)數(shù)與厚度有關(guān),如板厚為5mm、368三、浮法成型的工藝制度(玻璃的拉薄方式)1.高溫拉薄法:2.低溫拉薄法:可以拉制更薄的玻璃

①?gòu)?qiáng)冷重?zé)崂》ǎ簲偲綊伖鈪^(qū):1050~900℃,η=103Pa·s,約2

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