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玻璃是如何生产的?

1.配料,按照设计的物料清单,将称量好的各种原料放入混合机中混合均匀。玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。

2.熔化,将配合好的原料经过高温加热,形成均匀无气泡的玻璃液。这是一个非常复杂的物理化学反应过程。玻璃熔化在窑炉中进行。窑炉主要有两种类型:一种是坩埚窑,玻璃材料盛装在坩埚内,在坩埚外加热。较小的坩埚窑只放1个坩埚,较大的可多达20个坩埚。坩埚窑是间隙生产,现在只有光学玻璃和彩色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑,玻璃料在窑池中熔化,在上部开火将玻璃液加热。大多数玻璃的熔化温度在1300~1600℃。大部分采用火焰加热,也有少数采用电流加热,称为电熔窑。现在,池窑已连续化生产,小池窑可达几米,大可达400多米。

3.成型,是将熔融好的玻璃液体转变为具有固定形状的固体产品。成形必须在一定的温度范围内进行,这是一个冷却过程,玻璃首先从粘性液态转变为塑性态,然后转变为脆性固态。成型方法可分为手工成型和机械成型两大类。

A.人工成型。
(1)吹制,用镍铬合金吹制管,挑取一组玻璃于模具中,边翻边吹制。主要用于成型玻璃泡、瓶子、球(用于刮伤眼镜镜片)等。
(2)拉制,吹成小气泡后,另一个工人用顶板粘住,两个人同时吹拉主要用于制作玻璃管或棒。(3)压制,挑一团玻璃,用剪刀剪断,使其落入凹模中,然后用凸模压制。主要用于成型杯、盘等。
(4)自由成型,拾取材料然后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。

B.机械成型。由于手工成型劳动强度大、温度高、条件差,所以,除自由成型外,大部分已被机械成型所取代。机械成型除压制、吹塑、拉拔外,还有
(1)压延法,用于生产厚平板玻璃、刻花玻璃、夹丝玻璃等。
(2)铸造法,生产光学玻璃。
(3)离心铸造法,用于制造大口径玻璃管、器皿和大容量反应锅。这是将熔融玻璃注入高速旋转的模具中,由于离心力使玻璃紧贴在模具壁上,并持续旋转直至玻璃硬化。
(4)烧结法,用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉中添加发泡剂,在有盖的金属模具中加热,玻璃在加热过程中形成大量闭孔气泡,是一种非常好的隔热、隔音材料。此外,平板玻璃还有垂直引导法、平板拉制法、浮法等成形方法。浮法是让玻璃流浮在熔融金属(锡)表面形成平板玻璃的方法,主要优点是玻璃质量高(平整、光洁)、拉引速度快、产量大。

4.退火,玻璃在成型过程中发生剧烈的温度变化和形状变化,这种变化在玻璃上留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却,很可能在冷却过程中或以后在储存、运输和使用过程中自身破裂(俗称玻璃冷爆)。为了消除冷爆现象,玻璃制品成型后必须进行退火处理。退火是在一定温度范围内保温或缓冷一段时间,以消除或降低玻璃中的热应力至允许值。

此外,某些玻璃产品为了增加其强度,可以进行硬化。包括:物理强化(淬火),用于较厚的玻璃、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等;化学硬化(离子交换),用于手表表罩玻璃、航空玻璃等。硬化的原理是在玻璃表层产生压应力,以增加其强度。


发布时间:2023年6月7日