浮法玻璃课程设计说明书.docx
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目 录
摘要 1
Abstract 2
前言 3
第一章玻璃的发展 4
第二章玻璃的设计特点 5
2.1玻璃的定义及特征 5
2.2玻璃组成的设计原则：
5
第三章浮法玻璃的成分及物料的衡算 6
3.1浮法玻璃化学成分 6
3.2物料的衡算 6
3.3工艺参数 7
第四章浮法平板玻璃的工艺 11
4.1玻璃的熔制过程 11
4.2浮法玻璃的成型原理 13
4.3浮法玻璃的成型基本过程 14
4.4玻璃的退火 15
4.5厚玻璃的退火 17
4.6薄玻璃的退火 17
第五章设备的选型 18
5.1进行设备选型的原则 18
5.2设备的特点及其选择 19
5.3设备的作用和使用 19
致谢 23
参考文献 24
附录 25
武汉工程大学优点与信息工程学院课程设计说明书
摘 要
玻璃的化学组分可以改变玻璃的性能，从而满足不同的用途；能加工成多种多样的形状和大小、造型美观、经久耐用的玻璃制品；制造玻璃的原料丰富，价格低廉。
因此，玻璃被广泛用于建筑、轻工、交通、医疗、卫生、食品、化工电子、航天等各个领域。
现在最常用的方法是浮法工艺，由于成本低，产量高，所以逐步取代了平板玻璃的传统工艺。
在本设计中，我们根据玻璃中各成分的量计算出需要的各种原料的量，然后根据所需要的原料计划设备的选型，从而将浮法玻璃的成型工艺进行了详细的设计与介绍。
关键词：
浮法玻璃； 熔制； 成型； 计算
0
武汉工程大学优点与信息工程学院课程设计说明书
Abstract
Glasschemicalcomponentcanchangethepropertiesofglass,soastomeetdifferentuse;canbeprocessedintoavarietyofshapesandsizes,handsomeinappearance,durableglassproducts;glassmakingrichrawmaterials,lowprices.Therefore,theglassiswidelyusedinconstruction,lightindustry,transportation,medical,health,food,chemicalandelectronics,aerospaceandotherfields.
Nowthemostcommonlyusedmethodisthefloatprocess,duetolowcost,highyield,sograduallyreplacedthetraditionalprocessofflatglass.Inthisdesign,weaccordingtotheglasscomponentsandcalculatetheneedsofthevariousrawmaterials,thenaccordingtotherequiredrawmaterialplanandequipmentselection,thefloatglassprocesscarriedoutadetaileddesignandpresentation.
Keywords：
floatglass;melting;molding;calculate
24
前 言
玻璃是一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。
普通玻璃化学玻璃的组成（Na2O·CaO·6SiO2），主要成份是二氧化硅。
广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。
浮法玻璃因熔融玻璃液漂浮在熔融锡液表面成型为平板玻璃而得名。
浮法生产的成型过程是在通入保护气体的锡槽中完成的。
浮法玻璃应用广泛，分为着色玻璃、浮法银镜、浮法白玻/汽车挡风级、浮法白玻/各类深加工级、浮法白玻/扫描仪级、浮法白
玻/镀膜级、浮法白玻/制镜级。
其中超白浮法玻璃具有广泛的用途及广阔的市场前景，主要应用在高档建筑、高档玻璃加工和太阳能光电幕墙领域以及高档玻璃家具、装饰用玻璃、仿水晶制品、灯具玻璃、精密电子行业、特种建筑等。
1981年，我国科技人员在经历
了十多年试验和探索之后宣布，“洛阳浮法技术”作为世界第3种浮法玻璃工艺技
术诞生。
浮法玻璃技术的特殊化发展特性是当今浮法技术发展的另一大特点和趋势。
由于浮法技术具有产品质量高、生产线规模大、玻璃板宽易于调节、较易操作、连续作业周期长、易于实现机械化和自动比等优势和特点，其向电子信息玻璃、光学玻璃、其它持种玻璃等领域拓展的势头会越来越强劲，也必将给这些领域的发展带来新的活力。
第一章 玻璃的发展
最初由火山喷出的酸性岩凝固而得，约公元前3700年前，古埃及人已制出玻璃装饰品和简单玻璃器皿，当时只有有色玻璃。
约公元前1000年前，中国制造出无色玻璃。
公元12世纪，出现了商品玻璃，并开始成为工业材料。
18世纪，为适应研制望远镜的需要，制出光学玻璃；1874年，比利时首先制出平板玻璃。
1906年，美国制出平板玻璃引上机，此后，随着玻璃生产的工业化和规模化，各种用途和各种性能的玻璃相继问世。
现代，玻璃已成为日常生活、生产和科学技术领域的重要材料。
300多年前，一艘欧洲腓尼基人的商船，满载着晶体矿物“天然苏打”，航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。
由于海水落潮，商船搁浅了。
于是船员们纷纷登上沙滩。
有的船员还抬来大锅，搬来木柴，并用几块“天然苏打”作为大锅的支架，在沙滩上做起饭来。
船员们吃完饭，潮水开始上涨了。
他们正准备收拾一下登船继续航行时，突然有人高喊：
“大家快来看啊，锅下面的沙地上有一些晶莹明亮、闪闪发光的东西！
”船员们把这些闪烁光芒的东西，带到船上仔细研究起来。
他们发现，这些亮晶晶的东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。
原来，这些闪光的东西，是他们做饭时用来做锅的支架的天然苏打，在火焰的作用下，与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的晶体，这就是最早的玻璃。
后来腓尼基人把石英砂和天然苏打和在一起，然后用一种特制的炉子熔化，制成玻璃球，使腓尼基人发了一笔大财。
大约在4世纪，罗马人开始把玻璃应用在门窗上。
到1291年，意大利的玻璃制造技术已经非常发达。
“我国的玻璃制造技术决不能泄漏出去，把所有的制造玻璃的工匠都集中在一起生产玻璃！
”就这样，意大利的玻璃工匠都被送到一个与世隔绝的孤岛上生产玻璃，他们在一生当中不准离开这座孤岛。
1688年，一名叫纳夫的人发明了制作大块玻璃的工艺，从此，玻璃成了普通的物品。
第二章 玻璃的设计特点
2.1玻璃的定义及特征
玻璃的定义：
一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料。
普通玻璃化学氧化物的组成（Na2O·CaO·6SiO2）,主要成份是二氧化硅。
广泛应用于建筑物，用来隔风透光，属于混合物。
玻璃的特性：
1.各向同性：
均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同。
2.介稳性：
当熔体冷却成玻璃体时，它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化。
3.可逆渐变性：
熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的。
4.连续性：
熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的。
浮法工艺优点多例如建设快，质量好，产量高，成本低，品种多等。
所以为进一步提高产品质量和产量，节约成本，我们将使用浮法工艺来生产玻璃。
2.2玻璃组成的设计原则：
根据组成、结构和性能的关系，使设计出来的玻璃满足预订的性能要求。
根据玻璃成型或相图，使设计出的组成在成型区内，并且析晶倾向小。
根据生产条件，使设计出的玻璃能适应熔制、成形、退火及精加工的要求。
1.熔制方面。
要求玻璃易于熔化、澄清和均化，要有适合的气体比，对耐火材料的侵蚀要小。
2.成形退火方面。
要求玻璃的R——温度曲线应符合成形作业要求，塑性“长”“短”既要考虑成形方法和设计要求，又要保证退火要求。
3.加工方面。
适合于切、钻、磨等冷加工要求和钢化、热弯、热熔等热加工要求。
4.设计玻璃的成本低廉，原料易得，符合环保要求。
第三章 浮法玻璃的成分及物料的衡算
3.1浮法玻璃化学成分
SiO2：
硅砂，硅石粉
降低玻璃热膨胀系数，提高热稳定性、化学稳定性、软化温度、硬性机械强度
AL2O3：
硅砂，白云石
降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性、机械强度、硬度和折射率
Fe2O3：
硅砂，石灰石
属于杂质，少量可以引起玻璃着色
CaO：
石灰石，白云石
能增加的化学稳定性，在高温时能够降低玻璃的粘度，有利于玻璃的澄清和融化，在温度降低时，玻璃的粘度增加，成型后必须立刻进行退火，否则易炸裂
MgO：
白云石
可以改善玻璃的成型性能，降低结晶倾向和结晶速度，增加玻璃的高温粘度，提高玻璃的化学稳定性和机械强度
Na2O：
纯碱，芒硝
可以降低玻璃的粘度，使玻璃易于融化，有利于降低溶质温度，节约能源的作用，是最好的助熔剂。
碎玻璃
可以节约原料，加速玻璃熔制过程，节约能耗，提高融化率，有利于澄清和均化，改善成型性能，而且保管简便
3.2物料的衡算
物料衡算的目的：
计算各种原料的需要量以及从原料进厂至成品出厂各工
序所需处理的物料量，作为工厂原料需要量，运输量，工艺设备选型计算的依据
根据玻璃组成和所用的化学组成来进行配料计算。
在计算中，应该认为在加热的过程中全部分解逸出，而分解后的氧化物则全部转入玻璃组成中去。
随着对制品质量要求不断的提高，必须考虑会影响玻璃组成的各种因素。
例如，耐火材料的侵蚀，原料的飞料损失以及玻璃的组成等。
因而在配料计算时，应对某些组成作适当的增件和修正，以保证设计组成尽如期望而实现。
3.3工艺参数
（1）芒硝含率 芒硝含率指由芒硝引入的Na2O与芒硝和纯碱引入的Na2O
总质量之比，即
芒硝含率=芒硝中引入Na2O量/芒硝中引入的Na2O量+纯碱中引入的Na2O量芒硝含率随原料供应和熔化情况而异，一般应该在3%---6%之间
（2）碎玻璃掺入量 碎玻璃掺入率指配合料中碎玻璃用量与配合料总量之比，即碎玻璃掺入量=碎玻璃量/生料量+碎玻璃量
它随着熔化条件与碎玻璃的贮存量而增减，正常情况下一般应为15%---25%
表2.原料成分表
表1
玻璃的设计成分
单位：
%
硅砂
硅石粉
白云石
纯碱
芒硝
石灰石
SiO2
91.60
99.35
4.00
2.60
Al2O3
4.21
0.34
0.40
0.40
CaO
0.52
0.15
31.00
54.00
MgO
0.17
0.10
21.20
0.94
Na2O
3.21
57.91
42.79
Fe2O3
0.29
0.05
0.19
0.13
损失量
2
2
0.5
0.5
0.5
0.5
含水量
2
3
0.1
1
0.5
0.1
表2 各种原料的化学成分
SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O Fe2O3 SO3
72.8 0.9 8.2 4.52 13.26 0.12 0.20
玻璃获得率83% 芒硝含率4%
碎玻璃掺入量19% 计算基础100
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