玻璃的生產(chǎn)原理及工藝是什么 簡述玻璃生產(chǎn)工藝流程

        玻璃是目前使用較廣泛、應(yīng)用范圍較廣的無機(jī)非金屬材料，能夠應(yīng)用于建筑、日用、藝術(shù)、儀表等領(lǐng)域，種類十分豐富。本篇文章中我們將介紹玻璃的生產(chǎn)原理以及工藝流程是什么，并著重說明玻璃加工成型有哪些方法。

一、玻璃的生產(chǎn)原理及工藝是什么

        原理:

        普通的浮法玻璃的主要成分是硅酸鈣和硅酸鈉,主要反應(yīng)如下:

        Na2CO3+SiO2 =(高溫)Na2SiO3+CO2

        CaCO3+SiO2=(高溫)CaSiO3+CO2

        工藝:

        主要包括:①原料預(yù)加工.將塊狀原料(石英砂、純堿、石灰石、長石等)粉碎,使潮濕原料干燥,將含鐵原料進(jìn)行除鐵處理,以保證玻璃質(zhì)量.②配合料制備.③熔制.玻璃配合料在池窯或坩堝窯內(nèi)進(jìn)行高溫(1550~1600度)加熱,使之形成均勻、無氣泡,并符合成型要求的液態(tài)玻璃.④成型.將液態(tài)玻璃加工成所要求形狀的制品,如平板、各種器皿等.⑤熱處理.通過退火、淬火等工藝,清理或產(chǎn)生玻璃內(nèi)部的應(yīng)力、分相或晶化,以及改變玻璃的結(jié)構(gòu)狀態(tài).

        磨砂玻璃加工方法:先將需要加工的平板玻璃平放在墊有粗呢或棉毯的工作臺(tái)上,再在玻璃面上堆放適量的細(xì)金剛砂,用粗瓷碗反扣住金剛砂,用雙手輕壓碗底轉(zhuǎn)圈推動(dòng).也可使用較高號水磨石地面用的磨石研磨.研磨操作應(yīng)從四周邊角開始逐步移向中間,直至把玻璃面研磨呈均勻的乳白色,達(dá)到透光不透過即可.

        銀光刻花玻璃加工方法:先把平板玻璃用清水洗凈晾干后滿涂石蠟,然后在石蠟上刻掉成各種花紋,用1:5濃度的氫氟酸溶液腐蝕玻璃面.然后倒去氫氟酸清除石蠟,用水把玻璃清洗干凈為止.

        其他如彩色玻璃可采用裱貼或噴涂方法加工,具體方法從略.在地面和立墻上彈線,令做好下部墻體結(jié)構(gòu)、骨架立柱橫梁的固定,玻璃加工裁割安裝上部及全部木(金屬)骨架,玻璃安裝,鑲邊油漆及清理.

二、簡述玻璃生產(chǎn)工藝流程

        玻璃的生產(chǎn)工藝包括:配料、熔制、成形、退火等工序.分別介紹如下:

        1. 配料,按照設(shè)計(jì)好的料方單,將各種原料稱量后在一混料機(jī)內(nèi)混合均勻.玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等.

        2. 熔制,將配好的原料經(jīng)過高溫加熱,形成均勻的無氣泡的玻璃液.這是一個(gè)很復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)過程.玻璃的熔制在熔窯內(nèi)進(jìn)行.熔窯主要有兩種類型:一種是坩堝窯,玻璃料盛在坩堝內(nèi),在坩堝外面加熱.小的坩堝窯只放一個(gè)坩堝,大的可多到20個(gè)坩堝.坩堝窯是間隙式生產(chǎn)的,現(xiàn)在僅有光學(xué)玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產(chǎn).另一種是池窯,玻璃料在窯池內(nèi)熔制,明火在玻璃液面上部加熱.玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C.大多數(shù)用火焰加熱,也有少量用電流加熱的,稱為電熔窯.現(xiàn)在,池窯都是連續(xù)生產(chǎn)的,小的池窯可以是幾個(gè)米,大的可以大到400多米.

        3. 成形,是將熔制好的玻璃液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品.成形必須在一定溫度范圍內(nèi)才能進(jìn)行,這是一個(gè)冷卻過程,玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài),再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài).成形方法可分為人工成形和機(jī)械成形兩大類.

        A. 人工成形.又有(1)吹制,用一根鎳鉻合金吹管,挑一團(tuán)玻璃在模具中邊轉(zhuǎn)邊吹.主要用來成形玻璃泡、瓶、球(劃眼鏡片用)等.(2)拉制,在吹成小泡后,另一工人用頂盤粘住,二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒.(3)壓制,挑一團(tuán)玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一壓.主要用來成形杯、盤等.(4)自由成形,挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品.

        B. 機(jī)械成形.因?yàn)槿斯こ尚蝿趧?dòng)強(qiáng)度大,溫度高,條件差,所以,除自由成形外,大部分已被機(jī)械成形所取代.機(jī)械成形除了壓制、吹制、拉制外,還有(1)壓延法,用來生產(chǎn)厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等.(2)澆鑄法,生產(chǎn)光學(xué)玻璃.(3)離心澆鑄法,用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應(yīng)鍋.這是將玻璃熔體注入高速旋轉(zhuǎn)的模子中,由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上,旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行直到玻璃硬化為止.(4)燒結(jié)法,用于生產(chǎn)泡沫玻璃.它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑,在有蓋的金屬模具中加熱,玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料.此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法.浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬(錫)表面上形成平板玻璃的方法,其主要優(yōu)點(diǎn)是玻璃質(zhì)量高(平整、光潔),拉引速度快,產(chǎn)量大.

三、有關(guān)概念

3.1 玻璃

        玻璃是非晶無機(jī)非金屬材料，一般是用多種無機(jī)礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學(xué)組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復(fù)鹽，是一種無規(guī)則結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)固體。廣泛應(yīng)用于建筑物，用來隔風(fēng)透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過物理或者化學(xué)的方法制得的鋼化玻璃等。有時(shí)把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃。

3.2 加工

        加工是指對貨物進(jìn)行更新產(chǎn)；受托加工貨物，是指委托方提供原料及主要材料，受托方按照委托方的要求制造貨物并收取加工費(fèi)的業(yè)務(wù)。加工就是按照一定的籌備程序或者規(guī)律對轉(zhuǎn)變物質(zhì)進(jìn)行合目的改造過程。加工可能是化學(xué)過程，也可能是物理過程，還可能是復(fù)合過程。

3.3 石蠟

        又稱晶形蠟，碳原子數(shù)約為18～30的烴類混合物，主要組分為直鏈烷烴(約為80%～95%)，還有少量帶個(gè)別支鏈的烷烴和帶長側(cè)鏈的單環(huán)環(huán)烷烴(兩者合計(jì)含量20%以下)。石蠟是從貨品蒸餾所得的潤滑油餾分經(jīng)溶劑精制、溶劑脫蠟或經(jīng)蠟冷凍結(jié)晶、壓榨脫蠟制得蠟膏，再經(jīng)脫油，并補(bǔ)充精制制得的片狀或針狀結(jié)晶。根據(jù)加工精制程度不同，可分為全精煉石蠟、半精煉石蠟和粗石蠟3種。 每類蠟又按熔點(diǎn)，一般每隔2℃，分成不同的品種，如52，54，56，58等牌號。粗石蠟含油量較高，主要用于制造火柴、纖維板、篷帆布等。全精煉石蠟和半精煉石蠟用途很廣，主要用做食品、口服藥品及某些商品(如蠟紙、蠟筆、蠟燭、復(fù)寫紙) 的組分及包裝材料，烘烤容器的涂敷料，用于水果保鮮，電器元件絕緣，提高橡膠舒緩老化性和增加柔韌性等。也可用于氧化生成合成脂肪酸。

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