高硼硅玻璃用浮法工藝生產(chǎn)的可行性分析

　　摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了高硼硅玻璃的主要性能特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域，簡(jiǎn)述了高硼硅玻璃的主要生產(chǎn)工藝，分析了采用浮法工藝技術(shù)生產(chǎn)高硼硅平板玻璃的可能性和需要要點(diǎn)解決的主要問題。
　　
　　關(guān)鍵詞：高硼硅玻璃，浮法工藝
　　
　　一、前言：
　　
　　一般來說，高硼硅玻璃含有75～81％SiO2、2～7％Al2O3、10～13％B2O3，4～6％Na2O+K2O。同其他大多數(shù)類型的玻璃相比，高硼硅玻璃中的硅含量非常高而堿含量非常低，這使得高硼硅玻璃具有良好的光學(xué)性能、電學(xué)性能、很低的熱膨脹系數(shù)，具有較高的硬度、優(yōu)良的耐化學(xué)侵蝕性、的耐熱沖擊性，能夠在450℃高溫下長(zhǎng)期工作，其代表品種為Pyrex-7740玻璃。高硼硅玻璃的透光度可以達(dá)到90％以上，熱膨脹系數(shù)在32～40×10-7/℃之間，具有良好的視覺效果，廣泛應(yīng)用于熱水器集熱管、玻璃儀器、化工管道、耐熱玻璃制品等產(chǎn)品。隨著平板高硼硅玻璃的出現(xiàn)，特別是浮法高硼硅玻璃的生產(chǎn)，高硼硅玻璃的使用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)展，浮法高硼硅玻璃主要應(yīng)用于LCD投影儀保護(hù)蓋片、光學(xué)濾色反色鏡、醫(yī)用生物基片、生物科技DNA芯片、室外大型燈具的耐熱玻璃面板、耐熱玻璃臺(tái)面、高等防彈玻璃和高等防火玻璃等新型高等科技和安全領(lǐng)域。
　　
　　二、玻璃的主要性質(zhì)及對(duì)比：
　　
　　由于高硼硅玻璃成分具有高硅高硼中鋁低堿的特點(diǎn)，使得高硼硅玻璃生產(chǎn)具有熔化溫度非常高、高溫粘度特別大、玻璃澄清很困難、硼揮發(fā)很大、玻璃容易分層等工藝難點(diǎn)。其高硼硅玻璃與鈉鈣硅玻璃的主要性能對(duì)比如下：

表1、高硼硅玻璃與鈉鈣硅玻璃的主要性能

　　三、生產(chǎn)工藝技術(shù)簡(jiǎn)述：
　　
　　我國的高硼硅玻璃生產(chǎn)工藝技術(shù)水平與國外發(fā)達(dá)國家有非常大差距。1952年國內(nèi)采用坩堝爐手工成型生產(chǎn)小型高硼硅玻璃化工設(shè)備；1958年從德國引進(jìn)全套技術(shù)設(shè)備，采用玻璃池爐熔化連續(xù)生產(chǎn)高硼硅玻璃產(chǎn)品；1971年通過技術(shù)攻關(guān)成功實(shí)現(xiàn)池爐垂直下拉法大規(guī)模生產(chǎn)高硼硅玻璃管材；1980年以后陸續(xù)從日本NEG公司等引進(jìn)高硼硅玻璃熔化技術(shù)，使用電助熔爐垂直引下機(jī)械化成型技術(shù)生產(chǎn)大型高硼硅玻璃化工設(shè)備。目前高硼硅玻璃的熔化工藝主要采用電助熔燃?xì)?油)法、全電熔法，單純的燃?xì)夥ā⑷加头ㄓ捎诓ＡУ娜刍瘻囟冗^高，熔化率過低一般很少采用。
　　
　　一般來說，電助熔燃?xì)?油)熔化工藝的熔窯生產(chǎn)規(guī)模非常大，能夠達(dá)到幾十噸～上百噸/日熔化量，玻璃的熔化質(zhì)量較好；全電熔熔化工藝的熔窯生產(chǎn)規(guī)模相對(duì)較小，國內(nèi)現(xiàn)在主要是日熔化量10t/d左右的電熔窯，主要采用垂直下拉法生產(chǎn)熱水器集熱管、玻璃儀器、玻璃棒材等高硼硅玻璃制品，生產(chǎn)的工藝技術(shù)相對(duì)比較落后，技術(shù)水平較低。國外發(fā)達(dá)國家高硼硅玻璃全電熔窯的規(guī)模已經(jīng)可以達(dá)到日熔化量50t/d以上，主要采用水平下拉法生產(chǎn)高硼硅玻璃管材及制品，生產(chǎn)線的機(jī)械化自動(dòng)化控制水平較高，生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)。
　　
　　浮法玻璃工藝技術(shù)目前是平板玻璃生產(chǎn)工藝技術(shù)的較高水平，它廣泛應(yīng)用于鈉鈣硅平板玻璃生產(chǎn)，具有生產(chǎn)工藝技術(shù)先進(jìn)、玻璃平整度高、玻璃厚薄差小、質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)浮法玻璃生產(chǎn)線的機(jī)械和裝備及自動(dòng)化控制水平高，能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模集中生產(chǎn)制造，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低，操作維護(hù)簡(jiǎn)單方便，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，是其他平板玻璃制造技術(shù)無法比擬的。目前，該工藝技術(shù)逐步應(yīng)用于其他品種的平板玻璃生產(chǎn)，如平面顯示玻璃等特種平板玻璃生產(chǎn)。用浮法玻璃生產(chǎn)工藝技術(shù)生產(chǎn)高硼硅平板玻璃已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，德國Schott公司將先進(jìn)的高硼硅玻璃電熔熔化技術(shù)和先進(jìn)的微型浮法工藝技術(shù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系地結(jié)合起來，創(chuàng)造性的生產(chǎn)出世界上靠前塊浮法硼硅酸鹽玻璃。