浮法玻璃原料知识培训讲义.docx

第一章：浮法玻璃原料1-1 概述用于制备浮法玻璃协作料的各种物质，统称为浮法玻璃原料制造浮法玻璃的大局部矿物原料如硅砂、砂岩、白云石、石灰石等资源丰富、价格低廉依据它们的用量和作用不同，分为主要原料和关心原料两类主要原料系指往浮法玻璃中引入各种组成氧化物的原料，如硅砂、白云石、石灰石、长石、纯碱等按所引入的氧化物的性质，又分为酸性氧化物原料、碱金属氧化物原料、碱土金属和二价金属氧化物原料、多价金属氧化物原料按所引入的氧化物在玻璃构造中的作用，又分为玻璃形成氧化物原料、中间体氧化物原料、网络外体氧化物原料关心原料是指使浮法玻璃获得某些必要的性质和加速熔制过程的原料它们的用量少，但它们的作用并不是不重要的依据作用的不同，分为澄清剂、着色剂、脱色剂、乳浊剂、氧化剂、助熔剂等在制造浮法玻璃时，各种原料在高温条件下，经过极其简单的物理变化和化学反响，除局部气体逸出外，其余绝大局部都被熔融成均质透亮的玻璃液原料不但打算了平板玻璃的工艺性能，还直接影响着玻璃的质量、能耗、本钱和熔窑寿命等各项经济技术指标因此，只有玻璃的化学组成选择合理、原料成分稳定、协作料的组成均匀，再加上稳定的熔化和成型作业，才能获得化学成分均匀和温度均匀的玻璃液，为玻璃的优质高产打下根底。

相反，对于原料的选购、治理、加工和协作等工艺过程的微小疏忽都可能酿成重大事故由于一个现代化的大、中型浮法玻璃熔窑里容纳着一两千吨玻璃液，每天要投入数百吨协作料，而且在生产过程中各工序之间是连续作业，环环紧扣，彼此影响很大，一旦消灭操作失误，就会造成质量事故，其影响在短时间内是难以消退的平板玻璃生产“大四稳”操作阅历，即原料稳、燃料稳、熔化稳和成型稳，把原料的稳定作为根底就是这个道理381-2 主要原料1-2.1 引入酸性氧化物的原料〔一〕引入二氧化硅的原料二氧化硅SiO，相对分子质量 60.09 , 密度 2.4～2.65g/cm3, 熔点 1710℃,2它是形成玻璃的主体，也是构成玻璃的根底在浮法玻璃成分中含量一般在70%以上依据现代玻璃构造学说，SiO2是浮法玻璃的骨架，它的空隙间布满着其他氧化物因此，浮法玻璃所具有的一系列主要优良性能，如透亮度、机械强度、化学稳定性和热稳定性等，都是由SiO2是供给的SiO2的主要缺点是熔点高、粘度大，因而熔化比较困难例如，熔制全部由SiO2组成的石英玻璃，需要 2000℃左右的高温因此，在浮法玻璃成分中要参加适量的助熔剂引入二氧化硅的原料有硅砂，砂岩，石英岩等。

它们在浮法玻璃中的用量较大，约占协作料总重量的 60%左右硅砂硅砂的主要成分是二氧化硅，它是由石英岩，长石和其它岩石受水和碳酸酐以及温度变化等作用，渐渐分解分化生成硅砂常含有：AlO 、CaO、MgO、Fe O 、Na O、K O 等杂质CaO、MgO、Na O、2 3 2 3 2 2 2K O 和肯定含量以下的Al O2 2、MgO 对浮法玻璃的质量并无影响，但它们的含量应当3稳定Fe O 、Cr O 、V O 、TiO能使玻璃着色，降低玻璃的透亮度，是有害杂质2 3 2 3 2 3 3硅砂颗粒度与颗粒组成，是重要的质量指标颗粒大时会使熔化困难，并经常产生结石、条纹等缺陷细的硅砂颗粒熔化速度快，但过细的砂粒简洁飞扬，结块，使协作料不易混合均匀通过生产实践，一般认为：熔制的硅砂最适宜的颗粒尺寸为 0.15～0.8 毫米之间其中 0.25～0.5 毫米的不应少于 90%,0.1 毫米以下的颗粒不超过 5%砂岩砂岩是石英砂在高压作用下，由胶结物胶结而成的矿岩一般说来，砂岩所含的杂质较少，而且稳定砂岩的硬度高，近于莫式七级，开采比硅砂简单，而且一般需经过裂开、粉碎、过筛等加工处理粉碎后的砂岩通常称为石英砂。

石英岩石英岩系石英颗粒彼此严密结合而成，是砂岩的变质岩石英岩硬度较砂岩高〔莫式七级〕，强度大，使用状况与砂岩一样〔二〕引入三氧化二铝的原料三氧化二铝Al O ，相对分子质量 101.94 , 密度 3.99 g/cm3, 熔点 2050℃,2 3Al O 属于中间体氧化物玻璃成分中引入适量 Al O能够降低玻璃的析晶倾向、提2 3 2 3高化学稳定性、增加玻璃的机械强度，同时还能改善玻璃的成型性能，显著提高玻璃液的粘度，这有利于提高拉引速度，增加产量但是， Al O 含量过多时，玻璃2 3的熔化和澄清比较困难，甚至可能在玻璃原板上消灭波筋、线道等缺陷，因此浮法玻璃中 Al O 的含量一般在 1%以下2 3引入三氧化二铝的原料有硅砂、长石、三氧化二铝、氢氧化铝等长石浮法玻璃常用的长石是钾长石和钠长石KO(Na O)•Al O •6SiO2 2 2 3 2 ，它们的化学组成波动较大，常含有较高的Fe O2 3玻璃，一般不承受长石因此，质量要求较高的浮法对长石的质量要求：Al O>16%; Fe O <0.3%;R O(Na O+K O)>12%2 3三氧化二铝与氢氧化铝2 3 2 2 2三氧化二铝Al O 与氢氧化铝AL(OH)都是化工产品，一般纯度较高。

2 3 3三氧化二铝 Al O 与氢氧化铝 AL(OH)均为白色结晶粉末，三氧化二铝在理论2 3 3上含 100%的 Al O ，氢氧化铝在理论上含 Al O 65.40%，HO 34.60%因它们的价2 3 2 3 2格较贵，一般生产浮法玻璃不承受硅砂有局部地方〔如内蒙古、江苏新沂、湖北当阳等地〕所产硅砂中含有较高的三氧化二铝，可以与石英砂搭配使用，满足一般浮法玻璃生产的需要1-2.2 引入碱金属氧化物的原料〔一〕引入氧化钠的原料氧化钠NaO，相对分子质量 62 , 密度 2.27g/cm3, NaO 是玻璃网络外体氧化2 2物它能够降低玻璃液的粘度，增加玻璃液的流淌性，改善析晶性能，使玻璃易于熔融，是玻璃良好的助熔剂Na O 能提高玻璃的热膨胀系数，降低玻璃的热稳定性、2化学稳定性和机械强度，在潮湿环境中是浮法玻璃易发霉的根源所在故含量不宜过高，在浮法玻璃中一般不超过 16 %引入Na O 的原料主要有纯碱和芒硝，有时也承受一局部硝酸钠2纯碱纯碱是引入浮法玻璃中氧化钠的主要原料，分为结晶纯碱〔Na CO•10HO〕与煅烧纯碱〔NaCO 〕两类2 3 22 3纯碱的主要成分是碳酸钠〔 Na CO 〕，分子量 105.99 ,理论上含有 58.53%的2 3Na O 和 41.17%的CO 。

在熔制时Na O 转入玻璃液中，CO那么作为废气逸出2 2 2 2浮法玻璃生产中主要承受煅烧纯碱〔 Na CO 〕煅烧纯碱可分为轻质和重质两2 3种轻质纯碱的假密度为 0.1 克/厘米 3,是白色粉末，易于飞扬、分层，不易与其它原料均匀混合；重质纯碱的假密度为 0.98 克/厘米 3,是白色颗粒，不易飞扬、分层倾向也较小，有助于协作料的均匀混合放置较久的纯碱，经常含有肯定的水分，在使用时应进展水分的测定在熔制玻璃时NaO 的挥发量约为本身重量的 0.5%左右在计算协作料时应加以考虑2对纯碱的的质量要求：Na CO >98%;NaCl< 0.7%; Fe O <0.1%;Na SO <0.1%2 3 2 3 2 4芒硝芒硝分为自然的，无水的，含水的多种无水芒硝是白色或浅绿色结晶，它的主要成分是硫酸钠〔Na SO 〕, 分子量为 142.02 ,理论上含有 43.7%的 Na O 和2 4 256.3%的SO 2无水芒硝，884℃熔融，热分解温度较高，在1120～1220℃之间但在复原剂的作用下，其分解温度可以降低到 500～700℃,反响速度也相应地加快复原剂一般使用煤粉，也可以使用焦碳粉、锯末等。

为了促使 Na SO 充分分2 4解，应当把芒硝与复原剂预先均匀混合，然后参加到协作料内对芒硝的质量要求：Na SO >97%;NaCl< 1%;2 4硝酸钠硝酸钠NaNO ，又称硝石，我国所用的都是化工产品，分子量为86 ,理论上含3有 36.5%的Na O硝酸钠是无色或浅黄色六角形的结晶在湿空气中易吸水潮解，2熔点 318℃,加热至 350℃,那么分解放出氧2NaNO =2NaNO +O3 2 2连续加热，那么生成的亚硝酸钠又分解放出氮和氧4NaNO =2Na O+2N +3O2 2 2 2硝酸钠是澄清剂、脱色剂和氧化剂在生产某些本体着色玻璃，需要氧化气氛的熔制条件时，必需用硝酸钠引入一局部 NaO硝酸钠的质量要求：NaNO> 98% ;Fe O2 32 3<0.01%; NaCl< 0.7%硝酸钠在空气中易吸水潮解、结块，应储存在枯燥的仓库或密闭箱中1-2.3 引入碱土金属氧化物的原料〔一〕引入氧化钙的原料氧化钙 CaO，分子量 56.08 , 密度 3.2～3.4g/cm3, 熔点 2570℃, CaO 是二价的网络外体氧化物，在玻璃中主要起稳定剂作用，即提高玻璃化学稳定性和机械强度。

高温时它能降低玻璃液粘度，促进玻璃的熔化和澄清，低温时能增加玻璃液粘度，提高硬化速度，为高速拉制制造良好的条件这有利于提高拉引速度，增加产量但是，CaO 含量过多时，易使玻璃析晶，发脆，降低热稳定性CaO 主要是通过石灰石来引入的石灰石是自然界分布极广的一种沉积岩，外观呈白色、灰色、浅红色或淡黄色主要化学成分是碳酸钙纯粹的碳酸钙分子量为100，含CaO 56.08%，CO243.92%石灰石硬度 3，比重2.7,常含有石英、粘土、碳酸镁、氧化铁等杂质，质地软，易于粉碎对石灰石的质量要求是：CaO≥53.0%；Fe O <0.15%2 3〔二〕引入氧化镁的原料氧化镁 MgO，分子量 40.32 , 密度 3.65g/cm3, 熔点 2800℃, MgO 在钠钙硅酸盐玻璃中是二价的网络外体氧化物，MgO 作用与CaO 相像，但以 MgO 取代局部CaO可降低玻璃的析晶力量和结晶速度，增加玻璃液的高温粘度，提高玻璃的化学稳定性和机械强度，便于调整玻璃的料性同时由于它的存在，可降低玻璃的退火温度， 缩短玻璃的退火时间，使玻璃具有韧性而结实耐用MgO 过多，会使玻璃产生线道，因此MgO 宜把握≤4%。

引入氧化镁的原料有白云石、菱镁矿等白云石白云石又叫苦灰石，是碳酸钙和碳酸镁的复盐分子式 CaCO·MgCO，理论上3 3含 MgO 21.9 %，CO247.7%一般为白色或淡灰色，含铁杂质较多时，呈黄色或褐色，比重 2.8～2.95,硬度为 3.5～4白云石中常见的杂质是石英、方解石和黄铁矿对白云石的质量要求是：MgO ＞ 20%；CaO＜ 32%。