拉制平板玻璃的工藝發(fā)展與應(yīng)用

拉制平板玻璃的工藝發(fā)展與應(yīng)用

3.3拉氏法的玻璃成分拉法的平板層包括垂直槽法、無槽法、旭法和和平拉法。3.3.1平板玻璃的基本生產(chǎn)方法從20世紀30年代到70年代,垂直有槽引上法一直為我國平板玻璃的基本生產(chǎn)方法,此生產(chǎn)方法在80年代以前所生產(chǎn)的平板玻璃數(shù)量,占我國總產(chǎn)量的90%以上,以后逐步為浮法所取代,目前采用此法生產(chǎn)的工廠已較少。3.3.1.波格朗日乘子法⑴玻璃板的厚度和寬度易于調(diào)節(jié)通過調(diào)整槽子磚的深度,槽子口形狀和冷卻能力,可以控制引上量和引上速度以達到調(diào)節(jié)玻璃板的厚度和寬度,板厚也比較均勻。⑵可以制造有色貼層玻璃將小型池窯中熔化的有色玻璃液,以薄層注入槽子磚一側(cè)所附加的槽口中,引上時有色玻璃液就貼附在無色玻璃一側(cè),隨引上機的拉引,形成有色貼層平板玻璃裝飾材料。采用此法,池窯不必換料,即可制造各種彩色貼層平板玻璃與乳白平板玻璃。⑶廠房占地面積小,設(shè)備投資費用低。⑷玻璃表面質(zhì)量不理想表面容易出現(xiàn)波筋,平整度也不如浮法平板玻璃。⑸槽子磚槽口附近的玻璃液容易產(chǎn)生析晶,需定期停止引上作業(yè),用加熱槽子磚及周圍玻璃液的方法,挖出有析晶的玻璃液,俗稱打爐;再次引上時,槽子磚界面的玻璃液易產(chǎn)生氣泡;槽子磚使用壽命僅2～3個月即需要更換,打爐和更換槽子磚均影響引上作業(yè)的連續(xù)性,亦即減少玻璃產(chǎn)量。3.3.1.玻璃成分對形貌的影響最初垂直引上法采用的成分為鈉鈣玻璃成分,其平均值(%)為SiO272.12,Al2O30.85,Fe2O30.14,CaO9.92,MgO0.15,Na2O16.54,SO30.24。此類型成分在槽口容易產(chǎn)生失透石結(jié)晶,打爐周期短,化學(xué)穩(wěn)定性差,成本也比較高。以后,前蘇聯(lián)學(xué)者在此成分基礎(chǔ)上加入Al2O3與MgO,形成鋁鎂成分系統(tǒng),代表成分(%)為SiO271.2,Al2O31.8,CaO8.0,MgO3.5,Na2O15.0,SO30.5。我國北方各廠結(jié)合當?shù)睾X高的硅砂資源,將Al2O3提高到2%左右,CaO略有降低。再后,前蘇聯(lián)為了利用含鎂較高的原料代替白云石,使玻璃成分中的MgO高達4.0%～4.3%,CaO含量降低,結(jié)晶上限溫度略有提高,但結(jié)晶生長速度(失透石結(jié)晶)降低了9倍左右,并增加了玻璃表面張力,有利于提高引上速度,稱為高鎂成分。我國沈陽玻璃廠最早使用高鎂成分,以后在國內(nèi)許多工廠得到推廣。各種類型的垂直有槽引上玻璃成分見表3-3。對上述我國部分工廠垂直有槽引上玻璃性能測試結(jié)果見表3-4。從表3-4可以看出,在No.1、No.3、No.4三種玻璃中,No.1玻璃析晶上限溫度比較低,析晶速度比較小,在成形溫度粘度(104Pa·s)下,其失透石析晶速度比No.4玻璃低2.75;透輝石析晶速度比No.3玻璃低1.99倍,比No.4玻璃低2.34倍,故No.1玻璃槽口析晶比較少,玻璃表面平整度好,引上作業(yè)周期延長。日本鈴木由郎研究了加入Li2O、B2O3、As2O3、SO3、P2O5等微量組分對平板玻璃析晶出硅灰石、透輝石、失透石、鱗石英的影響,發(fā)現(xiàn)可以降低析晶溫度和最大析晶速度。浙江大學(xué)和杭州玻璃廠進行了No.5成分引入P2O5的試驗,P2O5含量對析晶溫度和最大析晶速度影響分別見圖3-2和圖3-3,在此兩圖上均見到P2O5為0.35%時,具有最低析晶溫度和析晶速度。加入P2O5玻璃較易熔化,料堆較快變小,泡界線整齊,熔化能力提高了6.4%。每重量箱標準煤耗量降低6%。玻璃的粘度溫度曲線也符合成形機要求,加入P2O5后與未加入P2O5玻璃的粘度對比見圖3-4,P2O5等引入降低高溫時的粘度,增加低溫粘度,有利于熔化和提高引上速度,所以No.6成分在國內(nèi)得到推廣,No.7為2000年某工廠實際生產(chǎn)所用添加微量P2O5的成分。No.8為北美、No.9為東歐、No.10和No.11為前蘇聯(lián)所用成分,No.8、No.9、No.10含Al2O3均比國內(nèi)低,玻璃波筋少,表面質(zhì)量好,但引上速度也低。通過以上分析比較,我國國內(nèi)所用玻璃成分特點為Al2O32.2%～2.4%,CaO+MgO10.3%～10.7,R2O14.4%～14.8%,Al2O3相對含量高,成形粘度大,成形范圍廣,槽口玻璃液粘度能經(jīng)受溫度與成分波動,容易達到成形穩(wěn)定,而且引上速度高,有利于提高產(chǎn)量,但玻璃表面質(zhì)量受到一定影響。3.3.2垂直無槽引用法玻璃成分的垂直無槽引用法不是一個槽子，而直接將其誘導(dǎo)到自由液中的平板玻璃法主要指氨基酸法，包括旭法3.3.2.玻璃在析晶中的常用成分⑴避免了有槽引上法由槽子磚帶來的砂粒、波筋等缺陷。⑵連續(xù)引上作業(yè)周期比較長,可連續(xù)運轉(zhuǎn)兩個月左右。⑶單機產(chǎn)量比有槽引上法要高。⑷玻璃表面質(zhì)量比有槽引上法和平拉法好,但不及浮法。⑸由于從自由液面引上,容易產(chǎn)生玻璃組成不均勻,橫向溫度不均勻引起的玻璃板厚度不均勻。匹茲堡法成形溫度比有槽引上法要高100℃,因此對玻璃析晶性能的要求不如有槽引上法嚴格,玻璃成分范圍可以廣一些。常用成分見表3-5。No.1～3為我國工廠應(yīng)用的成分,No.4為前南斯拉夫成分,No.5為羅馬尼亞成分,No.6～No.8為美國專利介紹的成分,No.9為前蘇聯(lián)成分,No.10為美國工廠應(yīng)用的成分,No.11為歐洲工廠應(yīng)用的成分。美國專利成分的粘度溫度特性見表3-6。將表3-5中各種成分進行對比,可以發(fā)現(xiàn)CaO、MgO含量和R2O含量波動比較大,CaO由6.36%到8.9%,MgO由2.8到4.43%,R2O由13.7%到15.9%,均可滿足成形的要求。3.3.2.析晶性能分析旭法所用玻璃成分與有槽引上法相似,但要求玻璃成分穩(wěn)定,國外采用成分(%)為:SiO272,Al2O31.4,Fe2O30.15～0.2,CaO7.4,MgO3.9,Na2O14.9,P2O50.2～0.45,加入P2O5也是為改善析晶性能。3.3.3colbun最初開發(fā)了玻璃組件的水平拉法，但該方法在1916年的生產(chǎn)中得到了采用，因此被稱為colbun法或ovenscolbun法。此后，glarber公司改進了該法，并將其稱為格法。對于在中國生根發(fā)芽的馬的平拉法，它被稱為小平拉法?，F(xiàn)在，中國的小平拉法基本上已經(jīng)被廢除，20多公里的生產(chǎn)線被用來安裝平拉法是將玻璃帶從成形池的自由液面連續(xù)向上拉引,上升到一定高度時,利用轉(zhuǎn)向輥轉(zhuǎn)為水平方向拉引,隨即送入退火窯進行退火和冷卻。3.3.3.薄玻璃生產(chǎn)薄玻璃⑴拉引速度比垂直有槽引上快,生產(chǎn)效率高。⑵能生產(chǎn)0.5mm的薄玻璃,板寬也可達到4m左右。⑶玻璃表面不會產(chǎn)生有槽引上法容易出現(xiàn)的波筋,但下表面和轉(zhuǎn)向輥接觸處會出現(xiàn)麻點。3.3.3.玻璃成分及檢測表3-7中No.1到No.8均為國內(nèi)平拉法成分,其中No.4、No.8為淺池平拉,No.7為深池平拉,No.5