簡(jiǎn)析玻璃的生產(chǎn)加工過(guò)程

發(fā)布時(shí)間:
2016-10-13

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玻璃是如何生產(chǎn)出來(lái)的呢?玻璃的生產(chǎn)工藝包括:配料、熔制、成形、退火等工序。
1.配料,按照設(shè)計(jì)好的料方單,將各種原料稱(chēng)量后在一混料機(jī)內(nèi)混合均勻。玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、長(zhǎng)石、純堿、硼酸等。
2.熔制,將配好的原料經(jīng)過(guò)高溫加熱,形成均勻的無(wú)氣泡的玻璃液。這是一個(gè)很復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。玻璃的熔制在熔窯內(nèi)進(jìn)行。熔窯主要有兩種類(lèi)型:一種是坩堝窯,玻璃料盛在坩堝內(nèi),在坩堝外面加熱。小的坩堝窯只放一個(gè)坩堝,大的可多到20個(gè)坩堝。坩堝窯是間隙式生產(chǎn)的,現(xiàn)在僅有光學(xué)玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產(chǎn)。另一種是池窯,玻璃料在窯池內(nèi)熔制,明火在玻璃液面上部加熱。玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C。大多數(shù)用火焰加熱,也有少量用電流加熱的,稱(chēng)為電熔窯。現(xiàn)在,池窯都是連續(xù)生產(chǎn)的,小的池窯可以是幾個(gè)米,大的可以大到400多米。
3.成形,是將熔制好的玻璃液轉(zhuǎn)變成具有固定形狀的固體制品。成形必須在一定溫度范圍內(nèi)才能進(jìn)行,這是一個(gè)冷卻過(guò)程,玻璃首先由粘性液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軕B(tài),再轉(zhuǎn)變成脆性固態(tài)。成形方法可分為人工成形和機(jī)械成形兩大類(lèi)。
A.人工成形。又有:(1)吹制,用一根鎳鉻合金吹管,挑一團(tuán)玻璃在模具中邊轉(zhuǎn)邊吹。主要用來(lái)成形玻璃泡、瓶、球(劃眼鏡片用)等。(2)拉制,在吹成小泡后,另一工人用頂盤(pán)粘住,二人邊吹邊拉主要用來(lái)制造玻璃管或棒。(3)壓制,挑一團(tuán)玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一壓。主要用來(lái)成形杯、盤(pán)等。(4)自由成形,挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品。
B.機(jī)械成形。因?yàn)槿斯こ尚蝿趧?dòng)強(qiáng)度大,溫度高,條件差,所以,除自由成形外,大部分已被機(jī)械成形所取代。機(jī)械成形除了壓制、吹制、拉制外,還有:(1)壓延法,用來(lái)生產(chǎn)厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等。(2)澆鑄法,生產(chǎn)光學(xué)玻璃。(3)離心澆鑄法,用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應(yīng)鍋。這是將玻璃熔體注入高速旋轉(zhuǎn)的模子中,由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上,旋轉(zhuǎn)繼續(xù)進(jìn)行直到玻璃硬化為止。(4)燒結(jié)法,用于生產(chǎn)泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑,在有蓋的金屬模具中加熱,玻璃在加熱過(guò)程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料。此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬(錫)表面上形成平板玻璃的方法,其主要優(yōu)點(diǎn)是玻璃質(zhì)量高(平整、光潔),拉引速度快,產(chǎn)量大。
4.退火,玻璃在成形過(guò)成中經(jīng)受了激烈的溫度變化和形狀變化,這種變化在玻璃中留下了熱應(yīng)力。這種熱應(yīng)力會(huì)降低玻璃制品的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。如果直接冷卻,很可能在冷卻過(guò)程中或以后的存放、運(yùn)輸和使用過(guò)程中自行破裂(俗稱(chēng)玻璃的冷爆)。為了消除冷爆現(xiàn)象,玻璃制品在成形后必須進(jìn)行退火。退火就是在某一溫度范圍內(nèi)保溫或緩慢降溫一段時(shí)間以消除或減少玻璃中熱應(yīng)力到允許值。
此外,某些玻璃制品為了增加其強(qiáng)度,可進(jìn)行剛化處理。包括:物理剛化(淬火),用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車(chē)擋風(fēng)玻璃等;和化學(xué)剛化(離子交換),用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。綱化的原理是在玻璃表面層產(chǎn)生壓應(yīng)力,以增加其強(qiáng)度。
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