玻璃及加工工艺学习教案

1、会计学1玻璃及加工工艺玻璃及加工工艺第一页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第1页/共77页第二页，编辑于星期日：十七点 三十二分。 玻璃具有一系列的优良特性，如坚 硬、透明，气密性、不透性、装 饰性、化学耐蚀性、耐热性及电学、光学等性能，而且能用吹，拉、压、铸、槽沉等多种成型和加工方法制成各种形状和大小的制品。玻璃的基本特性第2页/共77页第三页，编辑于星期日：十七点 三十二分。(1)强度 玻璃的强度取决于其化学组成、杂质含量及分布、制品的形状、表面状态和性质、加工方法等。玻璃是一种脆性材料，其强度一般用抗压，抗张强度等来表示。玻璃的抗张强度较低，由于玻璃的脆性和玻璃表面的瑚裂纹所引起的。玻

2、璃的抗压强度约为抗张强度的1415倍。(2)硬度 玻璃的硬度较大，硬度仅次子金刚石、炭化硅等材料，它比一般金属硬，不能用普通刀和锯进行切割；玻璃的硬度值在莫氏硬度57之间，可根据玻璃的硬度选择磨料、磨具和加工方法，如雕刻、抛光、研磨和切割等。第3页/共77页第四页，编辑于星期日：十七点 三十二分。(3)光学性质 玻璃是一种高度透明的物质，具有一定的光学常数、光谱特性，具有吸收或透过紫外线和红外线、感光、光变色、光储存和显示等重要光学性能。各种玻璃的性能也有很大的差别，如有的铅玻璃具有防辐射的特性。一般通过改变玻璃的成分及工艺条件，可使玻璃的性能有很大的变化。(4)电学性能 常温下玻璃是电的不良

3、导体。温度升高时，玻璃的导电性迅速提高，熔融状态时则变为良导体。(5)热性质 玻璃的导热性很差，一般经受不了温度的急剧变化。制品越厚，承受温度急剧变化的能力越差。第4页/共77页第五页，编辑于星期日：十七点 三十二分。 玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。平板玻璃主要分为三种：即引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。由于浮法玻璃由于厚度均匀、上下表面平整平行，再加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响，浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。 特种玻璃则品种众多。一、玻璃的分类：一、玻璃的分类：第5页/共77页第六页，编辑于星期日：十七点 三十二分。(1)(1) 普通平

4、板玻璃：普通平板玻璃： 1、 3-4厘玻璃，画框表面。 2、 5-6厘玻璃，外墙窗户、门扇等小面积透光造型等。 3、 7-9厘玻璃，室内屏风等较大面积但又有框架保护的造型。 4、 9-10厘玻璃，室内大面积隔断、栏杆。 5、 11-12厘玻璃，地弹簧玻璃门和人流较大的隔断之中。 6、 15厘以上玻璃，一般市面上销售较少，往往需要订货， 较大面积的地弹簧玻璃门外墙整块玻璃墙面。 第6页/共77页第七页，编辑于星期日：十七点 三十二分。(2) 钢化玻璃。钢化玻璃。普通平板玻璃经过再加工处理而成一种预应力玻璃。钢化玻璃相对于普通平板玻璃来说，具有高强度和不容易破碎两大特征。 (3) 磨砂玻璃。磨砂玻

5、璃。是在普通平板玻璃上面再磨砂加工而成。一般厚度多在9厘以下，以5、6厘厚度居多。 (4) 喷砂玻璃。喷砂玻璃。性能上基本上与磨砂玻璃相似，不同的改磨砂为喷砂。由于两者视觉上类同，很多业主，甚至装修专业人员都把它们混为一谈。 第7页/共77页第八页，编辑于星期日：十七点 三十二分。(5) 压花玻璃。压花玻璃。是采用压延方法制造的一种平板玻璃。透光不透明。 (6) 夹丝玻璃。夹丝玻璃。是采用压延方法，将金属丝或金属网嵌于玻璃板内制成的一种具有抗冲击平板玻璃，受撞击时只会形成辐射状裂纹而不至于堕下伤人。故多采用于高层楼宇和震荡性强的厂房。 (7) 中空玻璃。中空玻璃。多采用胶接法将两块玻璃保持一定

6、间隔，间隔中是干燥的空气，周边再用密封材料密封而成，主要用于有隔音要求的装修工程之中。 (8) 夹层玻璃。夹层玻璃。夹层玻璃一般由两片普通平板玻璃(也可以是钢化玻璃或其他特殊玻璃)和玻璃之间的有机胶合层构成。当受到破坏时，碎片仍粘附在胶层上，避免了碎片飞溅对人体的伤害。多用于有安全要求的装修项目。 第8页/共77页第九页，编辑于星期日：十七点 三十二分。(9) 防弹玻璃。防弹玻璃。实际上就是夹层玻璃的一种，只是构成的玻璃多采用强度较高的钢化玻璃，而且夹层的数量也相对较多。多采用于银行或者豪宅等对安全要求非常高的装修工程之中。 (10) 热弯玻璃。热弯玻璃。由优质平板玻璃加热软化在模具中成型，再

7、经退火制成的曲面玻璃。样式美观，线条流畅，在一些高级装修中出现的频率越来越高。 (11) 玻璃砖。玻璃砖。玻璃砖的制作工艺基本和平板玻璃一样，不同的是成型方法。 其中间为干燥的空气。多用于装饰性项目或者有保温要求的透光造型之 中。 (12) 玻璃纸。玻璃纸。也称玻璃膜，具有多种颜色和花色。根据纸膜的性能不同，具有不同的性能。绝大部分起隔热、防红外线、防紫外线、防爆等作用。第9页/共77页第十页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第10页/共77页第十一页，编辑于星期日：十七点 三十二分。专业汽车玻璃供应商 全球汽车玻璃产能相对集中，Asahi、NSG（2006年收购Pilkington）、Sai

8、nt-Gobain和PPG集中了全球62%的平板玻璃产能以及75%左右的汽车玻璃产能。第11页/共77页第十二页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第12页/共77页第十三页，编辑于星期日：十七点 三十二分。双辽市：1*600t/d汽车级+1*400t/d建筑级浮法玻璃生产线福清市：2*600t/d汽车级+1*600t/d建筑级浮法玻璃生产线海南省：2*600t/d汽车级浮法玻璃生产线，07年底投产通辽市：1*500t/d+1*400t/d建筑级浮法玻璃生产线长春：汽车玻璃产能100万套上海：汽车玻璃产能120万套北京：汽车玻璃产能120万套(3Q07投产)福清：汽车玻璃产能300万套广州：汽车

9、玻璃产能300万套(3Q07投产)重庆：汽车玻璃产能100万套(3Q07投产) 目前福耀玻璃全国汽车玻璃市场占有率达到50%，公司在国内主要汽车生产基地投资建设了汽车玻璃生产线，预计新线投产后汽车玻璃产能扩张60%。（第六位）第13页/共77页第十四页，编辑于星期日：十七点 三十二分。1 1、我国玻璃工业已成为世界上生产规模最大的工业体系、我国玻璃工业已成为世界上生产规模最大的工业体系 近年来我国平板玻璃产量迅速增长，浮法产量比重已达近年来我国平板玻璃产量迅速增长，浮法产量比重已达85%85%以上，以上，全国现有浮法线约全国现有浮法线约164164条。条。 我国自主设计日产我国自主设计日产70

10、0700吨、日产吨、日产900900吨生产线均已建成投产，装备水平也相对吨生产线均已建成投产，装备水平也相对较高。较高。 我国安全玻璃生产企业已上千家，生产能力达我国安全玻璃生产企业已上千家，生产能力达1 1亿亿m2m2以上，中空玻璃生产线达以上，中空玻璃生产线达千余条，能力亿千余条，能力亿m2m2，从总量上讲，平板玻璃、加工玻璃生产能力都大于市场，从总量上讲，平板玻璃、加工玻璃生产能力都大于市场需求、但优质超薄玻璃、特种玻璃仍然依靠进口。需求、但优质超薄玻璃、特种玻璃仍然依靠进口。 据统计，据统计，20042004年年1 1月月1111月份工业用玻璃进口额亿美元，列建材进口产品第月份工业用玻

11、璃进口额亿美元，列建材进口产品第一位，初加工玻璃进口同比增长一位，初加工玻璃进口同比增长204.5%204.5%，列主要建材进口产品增幅第一，工业用，列主要建材进口产品增幅第一，工业用玻璃进口同比增长玻璃进口同比增长84.5%84.5%，列第二位，说明结构需求仍然不足，列第二位，说明结构需求仍然不足国内玻璃工业现状第14页/共77页第十五页，编辑于星期日：十七点 三十二分。2 2、国内外的差距、国内外的差距 我国浮法玻璃发展速度过快，但整体技术水平有待提高。我国浮法玻璃发展速度过快，但整体技术水平有待提高。 我国浮法玻璃与国外相比在工艺技术或产品质量都存在明显差距。发达国家熔窑规模平均要比我国

12、大我国浮法玻璃与国外相比在工艺技术或产品质量都存在明显差距。发达国家熔窑规模平均要比我国大505080%80%，能耗要低，能耗要低202030%30%，锡耗要低，锡耗要低1 1倍之多，窑龄延长倍之多，窑龄延长1 1倍，劳动生产率是我国的倍，劳动生产率是我国的5 51010倍。倍。 我国近年建设的大型优质浮法玻璃生产线有相当多是请外国公司设计，并选用外国设备。我国近年建设的大型优质浮法玻璃生产线有相当多是请外国公司设计，并选用外国设备。 我国优质玻璃深加工的关键技术，也是依靠国外引进。我国优质玻璃深加工的关键技术，也是依靠国外引进。第15页/共77页第十六页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第1

13、6页/共77页第十七页，编辑于星期日：十七点 三十二分。9.3 玻璃原料及加工第17页/共77页第十八页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第18页/共77页第十九页，编辑于星期日：十七点 三十二分。备注中有意义第19页/共77页第二十页，编辑于星期日：十七点 三十二分。颚式破碎机反击式破碎机四、原料的破碎与粉碎第20页/共77页第二十一页，编辑于星期日：十七点 三十二分。优点：优点：过粉碎的物料少，能破碎坚硬的物料，设备的磨损小，常用作中块砂岩的细碎设备。过粉碎的物料少，能破碎坚硬的物料，设备的磨损小，常用作中块砂岩的细碎设备。缺点：缺点：入料粒度不能过大、产量偏低、噪声和震动大。入料粒度不能

14、过大、产量偏低、噪声和震动大。 相对转动的主动辊和从动辊，将物料拽入两辊之间，压碎物料。相对转动的主动辊和从动辊，将物料拽入两辊之间，压碎物料。第21页/共77页第二十二页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第22页/共77页第二十三页，编辑于星期日：十七点 三十二分。工作原理工作原理适用于筛分砂岩适用于筛分砂岩、白云石、长石、白云石、长石、石灰石、纯碱、石灰石、纯碱、芒硝等粉料，、芒硝等粉料，但不适用于含水但不适用于含水量高的物料。其量高的物料。其优点是运转平稳优点是运转平稳、密闭性好、振、密闭性好、振动小、噪声小，动小、噪声小，其缺点是筛面利其缺点是筛面利用率仅为整个筛用率仅为整个筛面的面的

15、1/61/6，因而产，因而产量低量低 第23页/共77页第二十四页，编辑于星期日：十七点 三十二分。主要用来筛分砂岩。其优点是筛分效率高、构造简单、维修方便、密闭性好，能分出多种粒级的物料，电耗低。其缺点是振动和噪声大，若筛与筛间分隔不当易蹦大颗粒。主要用来筛分砂岩。其优点是筛分效率高、构造简单、维修方便、密闭性好，能分出多种粒级的物料，电耗低。其缺点是振动和噪声大，若筛与筛间分隔不当易蹦大颗粒。 第24页/共77页第二十五页，编辑于星期日：十七点 三十二分。用于硅砂筛分用于硅砂筛分倾斜安装的筛面被传动系统带动而摇动，砂粒从筛孔漏出，杂物从筛低端排除。倾斜安装的筛面被传动系统带动而摇动，砂粒从

16、筛孔漏出，杂物从筛低端排除。第25页/共77页第二十六页，编辑于星期日：十七点 三十二分。9.4 玻璃的熔制 玻璃的熔制是指将配合料经过高温熔融，形成均匀无气泡井符合成形要求的玻璃液的过程，它是玻璃生产中很重要的环节，足获得优质玻璃制品的重要保证。 玻璃的熔制是一个非常复杂的工艺过程。它包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应，其结果是使各种原料混合物变成复杂的熔融物，即玻璃蔽。各种配合料在加热至高温并形成玻璃的过程中所发生的变化，从工艺角度而论，大致可以分为硅酸盐的形成、玻璃的形成、迢漓、均化和冷却五个第26页/共77页第二十七页，编辑于星期日：十七点 三十二分。一、 玻璃熔制过程第2

17、7页/共77页第二十八页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第28页/共77页第二十九页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第29页/共77页第三十页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第30页/共77页第三十一页，编辑于星期日：十七点 三十二分。液炉AAPP液炉AAPP液泡AAPP液泡AAPP炉气中气体炉气中气体气泡中气体气泡中气体漂浮排出漂浮排出玻璃液中气体玻璃液中气体第31页/共77页第三十二页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第32页/共77页第三十三页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第33页/共77页第三十四页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第34页/共77页第三十五页，编辑于星期日：

18、十七点 三十二分。第35页/共77页第三十六页，编辑于星期日：十七点 三十二分。连续式窑连续式窑按熔制过程的连续性分按熔制过程的连续性分间歇式窑间歇式窑按使用的热源分按使用的热源分电热窑电热窑火焰窑火焰窑火焰火焰-电热窑电热窑 按窑内火焰流动走向分按窑内火焰流动走向分横火焰窑横火焰窑马蹄焰窑马蹄焰窑纵火焰窑纵火焰窑换热式窑换热式窑 按废气余热回收设备分按废气余热回收设备分蓄热式窑蓄热式窑第36页/共77页第三十七页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第37页/共77页第三十八页，编辑于星期日：十七点 三十二分。浮法生产用横焰窑工作原浮法生产用横焰窑工作原理图理图配合料由投料口进入熔化部，由窑的一

19、侧的小炉喷焰加热，火焰把热量传配合料由投料口进入熔化部，由窑的一侧的小炉喷焰加热，火焰把热量传给配合料，熔化与澄清后的玻璃液进入冷却部，经流槽口进入锡槽。燃烧给配合料，熔化与澄清后的玻璃液进入冷却部，经流槽口进入锡槽。燃烧后的废气进入另一侧的小炉，经蓄热室、烟道、烟囱排出，后的废气进入另一侧的小炉，经蓄热室、烟道、烟囱排出，横横截截面面图图平面图平面图第38页/共77页第三十九页，编辑于星期日：十七点 三十二分。山型温度曲线山型温度曲线投料口卡脖温度桥型温度曲线桥型温度曲线投料口卡脖温度第39页/共77页第四十页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第40页/共77页第四十一页，编辑于星期日：十七

20、点 三十二分。第41页/共77页第四十二页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第42页/共77页第四十三页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第43页/共77页第四十四页，编辑于星期日：十七点 三十二分。物物理理成成型型热塑成型热塑成型 成型成型冷成型冷成型化化学学成成型型吹吹制制成成型型拉拉制制成成型型压压制制成成型型压压延延成成型型浇浇铸铸成成型型离离心心成成型型喷喷吹吹成成型型浮浮法法成成型型 玻璃的成型是将熔融的玻璃液加工成具有一定形状和尺寸的玻璃制品的工艺过程。第44页/共77页第四十五页，编辑于星期日：十七点 三十二分。1234567891-玻璃液玻璃液 2-流槽流槽 3-闸板闸板 4

21、-碹顶碹顶 5-玻璃带玻璃带 6-锡液锡液 7-槽底槽底 8-保护气体管道保护气体管道 9-过渡辊台过渡辊台第45页/共77页第四十六页，编辑于星期日：十七点 三十二分。重油燃烧气氛保护锡槽熔窑熔融玻璃熔融锡牵引辊玻璃带浮法玻璃的制造过程示意图浮法玻璃的制造过程示意图增加的第46页/共77页第四十七页，编辑于星期日：十七点 三十二分。浮法玻璃工艺示意图 增加的第47页/共77页第四十八页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第48页/共77页第四十九页，编辑于星期日：十七点 三十二分。式中，式中，h h1 1、h h、d dg g、d d、分别为浮起高度、玻璃自然厚度、玻璃密度、锡液密度。、分别为

22、浮起高度、玻璃自然厚度、玻璃密度、锡液密度。hddhg)1(1（2）浮法玻璃自然厚度 概念: 浮在锡液面上的玻璃液不受到任何外力作用时所显示的厚度。 影响因素:玻璃液的表面张力g、锡液的表面张力t、玻璃液与锡液界面上的表面张力g、t 以及玻璃液与锡液的密度dg、d。)()(22gtgtgtgtddgddH第49页/共77页第五十页，编辑于星期日：十七点 三十二分。iia抛光的概念抛光的概念一般的抛光是指对物件进行机械加工，一般的抛光是指对物件进行机械加工，使它的表面变得十分光滑。使它的表面变得十分光滑。 浮法玻璃的抛光过程主要是依赖于玻璃液浮法玻璃的抛光过程主要是依赖于玻璃液表面表面张力张力的

23、作用的作用一种内力的作用实现的。一种内力的作用实现的。玻璃的表面张力玻璃的表面张力不同成分的玻璃液，其表面张力不同不同成分的玻璃液，其表面张力不同，一般变化在（，一般变化在（）1010-1-1N/mN/m范围范围内。内。对于钠钙硅玻璃，表面张对于钠钙硅玻璃，表面张力与组成的关系为：力与组成的关系为：i各种氧化物的表面张力系数各种氧化物的表面张力系数ai氧化物的含量氧化物的含量第50页/共77页第五十一页，编辑于星期日：十七点 三十二分。锡液的表面张力锡液的表面张力锡槽中的锡液是一种复杂的溶液，其杂质对锡槽中的锡液是一种复杂的溶液，其杂质对表面张力的影响很小，可以用纯锡液的表面表面张力的影响很小

24、，可以用纯锡液的表面张力来代替。张力来代替。玻璃与锡液界面上的表面张力玻璃与锡液界面上的表面张力高温下，玻璃液和锡液是两种不相容的液体高温下，玻璃液和锡液是两种不相容的液体，在它们的界面上存在表面张力。，在它们的界面上存在表面张力。两相界面上表面张力与两相的两相界面上表面张力与两相的密度差密度差有关。有关。气相密度液相密度气相密度液相密度，液，液- -气界面的表面张力气界面的表面张力液液- -液界面的表面张力液界面的表面张力第51页/共77页第五十二页，编辑于星期日：十七点 三十二分。（4）拉薄原理难点难点拉引更薄的玻璃拉引更薄的玻璃在拉薄过程中，拉力使玻璃变薄，而在拉薄过程中，拉力使玻璃变薄

25、，而表面张力有使玻璃增厚的趋势，使带表面张力有使玻璃增厚的趋势，使带宽有收缩的趋势。宽有收缩的趋势。第52页/共77页第五十三页，编辑于星期日：十七点 三十二分。解决办法解决办法拉薄的适宜粘度拉薄的适宜粘度拉薄的方法拉薄的方法 徐冷法徐冷法 重新加热法重新加热法 拉薄的措施拉薄的措施高速拉引高速拉引施加横向拉力施加横向拉力第53页/共77页第五十四页，编辑于星期日：十七点 三十二分。使用中的拉边器使用中的拉边器玻璃厚度(mm)54321.6拉边器配用台数(台)12-33-44-57第54页/共77页第五十五页，编辑于星期日：十七点 三十二分。（6）厚玻璃生产原理当玻璃液厚度大于平衡厚度时，重力

26、和侧向当玻璃液厚度大于平衡厚度时，重力和侧向力的合力大于表面张力的合力，合力方向使力的合力大于表面张力的合力，合力方向使玻璃展薄，玻璃展薄，合力合力F Fc c称为展薄力称为展薄力。玻璃愈厚，展薄力愈大。要获得厚玻璃，必玻璃愈厚，展薄力愈大。要获得厚玻璃，必须有一个阻挡力须有一个阻挡力F F0 0来平衡展薄力来平衡展薄力F Fc c，即，即cFF0第55页/共77页第五十六页，编辑于星期日：十七点 三十二分。3超薄玻璃的生产（1）概念：3mm以下的平板玻璃称为薄玻璃，而厚度在1. 5mm以下的称为超薄玻璃。第56页/共77页第五十七页，编辑于星期日：十七点 三十二分。电极法电极法挡墙拉边机法法

27、挡墙拉边机法法第57页/共77页第五十八页，编辑于星期日：十七点 三十二分。4. 厚玻璃的生产方法第58页/共77页第五十九页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第59页/共77页第六十页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第60页/共77页第六十一页，编辑于星期日：十七点 三十二分。从成型室浅层从成型室浅层玻璃液的自由玻璃液的自由液面引出原板液面引出原板，经过转向辊，经过转向辊转向转向9090由垂由垂直拉引变为水直拉引变为水平拉引，经过平拉引，经过退火后切割成退火后切割成原片。原片。 与引上法相比：成型速度快，生产周期长，与引上法相比：成型速度快，生产周期长，产品质量高；与浮法相比：便于控制厚度

28、，易生产品质量高；与浮法相比：便于控制厚度，易生产产1mm1mm以下的薄玻璃。以下的薄玻璃。第61页/共77页第六十二页，编辑于星期日：十七点 三十二分。第62页/共77页第六十三页，编辑于星期日：十七点 三十二分。主要成型设备：槽子砖、主要成型设备：槽子砖、冷却机、引上机冷却机、引上机玻璃液从唇形玻璃液从唇形的槽口引出，的槽口引出，经过冷却水包经过冷却水包的硬化，在引的硬化，在引上机机膛内退上机机膛内退火后切割成原火后切割成原片。片。第63页/共77页第六十四页，编辑于星期日：十七点 三十二分。n无槽引上法生产控制难度较大，不生产控制难度较大，不易生产易生产2mm2mm以下的薄玻璃以下的薄玻璃第64页/共77页第六十五页，编辑于星期日：十七