玻璃生产工艺课件

平板玻璃生产工艺材料与冶金工程学院材料科学与工程系李智东平板玻璃生产工艺材料与冶金工程学院11.1定义“玻璃”一词有两种含义：一是作为一种材料和制品；二是指物质的一种物理化学状态。广义的玻璃包括无机物质和有机物两大类，传统的玻璃是指无机玻璃。美国ASTM的定义为：玻璃是熔融体冷却为固体时，不结晶的无机产物。国内一般定义：经熔融冷却基本上不结晶的无机固体物质。科学定义：具有玻璃转变现象的非晶态物质（1）原子排列具有无规则的网络结构，在x射线衍射中表现为非晶态、介稳状态（2）具有玻璃转变现象、无固定熔点平板玻璃：未经加工的平板状玻璃制品，也称白玻璃、净片玻璃。安全玻璃：玻璃受到破坏时尽管破裂，但不掉下，有的虽然破碎后掉下，但碎块无尖角，均不致伤人。1.1定义“玻璃”一词有两种含义：2背景知识：晶体与玻璃晶体结构中的原子、离子或分子的空间排列是规则有序的，不论从几个原子间距的微观尺度，还是从长距离的宏观尺度来观察，晶体可以由构成它的最小结构单元(晶胞)重复周期性排列得到。玻璃的结构与晶体不同，虽然从几个原子间距的微观尺度来看，原子的排列也有规则，但从较长的距离观察时，原子排列没有可重复的周期性。人们通常把玻璃的这种结构特点叫做短程有序，长程无序。晶体与玻璃的不同结构特点决定了它们有许多不同的性质。晶体比容随温度的变化在熔点处突然下降即出现了不连续性。在熔点以上，晶体以液态形式存在，在熔点以下为晶态。玻璃没有确定的熔点，比容随温度连续变化到转变温度Tg，然后，曲线出现弯折，但变化仍然是连续的。在玻璃转变温度之上，玻璃以过冷熔体的状态存在，在转变温度以下为玻璃态。晶体与玻璃比容随温度变化的不同规律是由它们不同的结构特点决定的。背景知识：晶体与玻璃晶体结构中的原子、离子或分子的空间排列是3玻璃生产工艺课件4玻璃生产工艺课件5玻璃生产工艺课件6玻璃的发现

1.2玻璃的历史发展玻璃的发现1.2玻璃的历史发展7玻璃是已知的最古老的材料之一。4500年以前，美索不达米亚发明玻璃制造技术．主要是制作玻璃珠等装饰品。公元前1500年，埃及人用“砂芯”法制造出玻璃容器，历史上发现最早的玻璃包装材料。公元前1世纪，叙利亚出现了玻璃吹制技术。公元3世纪，罗马在日常的生活用品和建筑中已有相当多的玻璃制品。12世纪到15世纪，玻璃制造中心在威尼斯。公元17—18世纪，蒸气机问世，发明了以食盐为原料制造纯碱的技术。19世纪中叶，蓄热室池炉用于玻璃熔制并发明了半机械化成形方法。1905年，欧文斯真空吸料全自动制瓶机研制成功1915年，滴料供料机问世，使玻璃包装工业进入了一个迅猛发展的时期。1925年，出现了行列式制瓶机，用吹—吹法生产小口瓶；1940年，用压—吹法制造大口瓶，之后，行列式制瓶机不断改进。进入20世纪，玻璃工业已达到了机械化和自动化的程度。玻璃是已知的最古老的材料之一。81.3玻璃产业的发展现状国际市场优质浮法玻璃市场62％由四大公司占有（2005年）：日本旭硝子公司22％英国皮尔金顿公司15％法国圣戈班公司13％美国加迪安公司12％2006年日本板硝子公司收购英国皮尔金顿公司股权，成为世界第二大优质浮法玻璃生产企业。1.3玻璃产业的发展现状国际市场9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）、Saint-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。专业汽车玻璃供应商全球汽车玻璃产能相对集中，10国内知名大型玻璃企业上海耀华皮尔金顿玻璃有限公司中国洛阳浮法玻璃有限公司中国南玻集团股份有限公司中国福建耀华玻璃有限公司山东玻璃集团--淄博金晶科技有限公司台湾玻璃集团--青岛浮法玻璃有限公司、长江玻璃有限公司威海蓝星玻璃有限公司圣戈班韩洛玻璃有限公司浙江玻璃有限公司北玻集团--秦皇岛耀华玻璃有限公司大连旭硝子玻璃、苏州旭硝子国内知名大型玻璃企业上海耀华皮尔金顿玻璃有限公司11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：汽车玻璃产能300万套(3Q07投产)重庆：汽车玻璃产能100万套(3Q07投产)汽车玻璃生产线布局浮法玻璃生产线布局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）双辽市：1*600t/d汽车级+1*400t/d建筑级浮法玻121、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85%以上，全国现有浮法线约164条。我国自主设计日产700吨、日产900吨生产线均已建成投产，装备水平也相对较高。我国安全玻璃生产企业已上千家，生产能力达1亿m2以上，中空玻璃生产线达千余条，能力1.1亿m2，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。据统计，2004年1月～11月份工业用玻璃进口额3.68亿美元，列建材进口产品第一位，初加工玻璃进口同比增长204.5%，列主要建材进口产品增幅第一，工业用玻璃进口同比增长84.5%，列第二位，说明结构需求仍然不足1.4国内玻璃工业现状分析1、我国玻璃工业已成为世界上生产规模最大的工业体系1.4国132、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50～80%，能耗要低20～30%，锡耗要低1倍之多，窑龄延长1倍，劳动生产率是我国的5～10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。我国优质玻璃深加工的关键技术，也是依靠国外引进。2、国内外的差距142、玻璃的组成及分类2.1.根据组成可分为元素玻璃、氧化物玻璃、卤化物玻璃、硫属玻璃等等。工业生产的商品玻璃主要是氧化物玻璃，它们由各种氧化物组成。氧化物玻璃的组成主要有：SiO2，B2O3，P205，CaO，SrO，BaO，MgO，BeO，ZnO，PbO，Ti02，ZrO等。（1）玻璃形成体氧化物Si02，B2O3，P205等氧化物可以单独形成玻璃；（2）网络外体氧比物碱金属和碱土金属氧化物本身不能单独形成玻璃，但可以改变玻璃的性质；（3）中间体氧化物在一定条件下可以成为玻璃形成体的氧化物。2、玻璃的组成及分类2.1.根据组成可分为152.2.根据玻璃形成体氧化物的不同，可以分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等。由两种以上玻璃形成体氧化物组成的玻璃，则以其含量多少来命名。例如，硼硅酸盐玻璃；铝硼硅酸盐玻璃；也可将一价和二价金属氧化物包括在内，如钠—钙—硅玻璃(Na2O-CaO—SiO2系)等。2.3.根据用途把玻璃分为平板玻璃、瓶罐玻璃、器皿玻璃、医药玻璃、光学玻璃、电真空玻璃、乳浊玻璃、有色玻璃、玻璃纤维等等。2.2.根据玻璃形成体氧化物的不同，可以分为16

玻璃中主要氧化物的作用

氧化物名称所起作用增加降低二氧化硅（SiO2）熔融温度、化学稳定性、热稳定性、机械强度密度、热膨胀系数氧化钠(Na2O)热膨胀系数化学稳定性、耐热性、熔融温度、析晶倾向、退火温度、韧性氧化钙（CaO）硬度、机械强度、化学稳定性、析晶倾向、退火温度耐热性三氧化二铝(Al2O3)熔融温度、机械强度、化学稳定性析晶倾向氧化镁（MgO）耐热性、化学稳定性、机械强度、退火温度析晶倾向、韧性玻璃中主要氧化物的作用氧化物名称所起作用增加降低二氧化17常见用途钠玻璃：普通建筑玻璃、日用玻璃制品钾玻璃：高级日用器皿、化学仪器铝镁玻璃：高级建筑玻璃铅玻璃：光学仪器和高级器皿硼硅玻璃：高级化学仪器、绝缘材料石英玻璃：耐高温仪器及杀菌灯常见用途18激光内雕激光内雕19光纤照明灯液晶指示板信息显示板智能办公桌智能玻璃分隔墙框架＋玻璃的建筑物玻璃光电屋面智能玻璃构成的办公室光纤照明灯液晶指示板信息显示板智能办公桌智能玻璃分隔墙框架＋20钾玻璃铝镁玻璃钾玻璃铝镁玻璃21铅玻璃观察窗铅玻璃观察窗22硼硅玻璃硼硅玻璃23热反射玻璃热反射玻璃24玻璃马赛克玻璃马赛克25

磨砂玻璃

磨砂玻璃26压花玻璃压花玻璃27夹丝玻璃夹丝玻璃28光致变色玻璃光致变色玻璃29泡沫玻璃泡沫玻璃30镭射玻璃镭射玻璃31玻璃砖玻璃砖322平板玻璃

平板玻璃是指未经其他加工的平板状玻璃制品，也称为白片玻璃或净片玻璃。按生产方法不同，可分为普通平板玻璃和浮法玻璃。平板玻璃主要用于门窗，起采光(可见光透射比85%~90%)、围护、保温、隔声等作用，也是进一步加工成其他技术玻璃的原片。2平板玻璃平板玻璃是指未经其他加工的平板状玻璃制品，33

平板玻璃的生产过程如图所示。

2.1平板玻璃的生产过程平板玻璃的生产过程

平板玻璃的生产过程如图所示。2.1平板玻璃的生产过34

垂直引上法是利用拉引机械从玻璃溶液表面垂直向上引拉玻璃带，经冷却变硬而成玻璃平板的方法。根据引上设备不同，又分为有槽引上、无槽引上和对辊引上等方法。其特点是成型容易控制，可同时生产不同宽度和厚度的玻璃，但宽度和厚度也受到成型设备的限制，产品质量也不是很高，易产生波筋、线道、表面不平整等缺陷。2.2平板玻璃的生产方法2.2.1垂直引上法垂直引上法是利用拉引机械从玻璃溶液表面垂直向上引拉玻璃带35有槽引上法成型示意图

有槽引上法成型示意图36无槽引上法成型示意图

无槽引上法成型示意图37

水平引拉法是将玻璃带自液面引拉700～1000mm处，元板通过转向辊改为水平方向引拉，再经退火冷却而成玻璃板的方法。这种方法不需要高大的厂房，可以进行大面积切割，缺点是玻璃厚薄难以控制，板面易产生麻点，因此一般只用于小型生产。2.2.2水平引拉法水平引拉法是将玻璃带自液面引拉700～1000mm处，元38

浮法玻璃的生产过程是将熔融的玻璃液经过流槽砖进入盛有熔融锡液的锡槽中，由于玻璃液的密度较锡液小，玻璃液便浮在锡液表面上，在其本