2.玻璃簡介
玻璃是一種透明的半固體，半液體物質，在熔融時形成連續網路結構，冷卻過程中粘度逐漸增大並硬化而不結晶的矽酸鹽類非金屬材料。普通玻璃化學氧化物的組成(na2o·cao·6sio2)，主要成分是二氧化矽。
玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃。非氧化物玻璃品種和數量很少，主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃。硫系玻璃的陰離子多為硫、硒、碲等，可截止短波長光線而通過黃 、紅光 ，以及近、遠紅外光，其電阻低，具有開關與記憶特性。
鹵化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光學玻璃。
玻璃廣泛應用於建築物，用來隔風透光，有石英玻璃、矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、氟化物玻璃、高溫玻璃、耐高壓玻璃、防紫外線玻璃、防爆玻璃等。通常指矽酸鹽玻璃，以石英砂、純鹼、長石及石灰石等為原料，經混和、高溫熔融、勻化後，加工成形，再經退火而得。廣泛用於建築、日用、醫療、化學、電子、儀表、核工程等領域。
玻璃簡單分類主要分為平板玻璃和深加工玻璃。平板玻璃主要分為三種：即引上法平板玻璃（分有槽/無槽兩種）、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。
由於浮法玻璃具有厚度均勻、上下表面平整平行，再加上勞動生產率高及利於管理等方面的因素影響，浮法玻璃正成為玻璃製造方式的主流。我們在奧格玻璃廠實習是所參觀的生產線就是一條平板浮法玻璃生產線。奧格玻璃****有500噸/日**鍍膜玻璃生產線和700噸/日特種玻璃生產線。
3.玻璃的生產工藝
主要包括：①原料預加工。將塊狀原料（石英砂、純鹼、石灰石、長石等）粉碎，使潮濕原料乾燥，將含鐵原料進行除鐵處理，以保證玻璃質量。
②配合料製備。③熔製。玻璃配合料在池窯或坩堝窯內進行高溫（1550~1600度）加熱，使之形成均勻、無氣泡，並符合成型要求的液態玻璃。
④成型。將液態玻璃加工成所要求形狀的製品，如平板、各種器皿等。⑤熱處理。
通過退火、淬火等工藝，消除或產生玻璃內部的應力、分相或晶化，以及改變玻璃的結構狀態。
玻璃的生產工藝包括：配料、熔製、成形、退火等工序。
（1） 配料，按照設計好的料方單，將各種原料稱量後在一混料機內混合均勻。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、長石、純鹼、硼酸等。
（2） 熔製，將配好的原料經過高溫加熱，形成均勻的無氣泡的玻璃液。這是乙個很複雜的物理、化學反應過程。玻璃的熔製在熔窯內進行。
熔窯主要有兩種型別：一種是坩堝窯，玻璃料盛在坩堝內，在坩堝外面加熱。小的坩堝窯只放乙個坩堝，大的可多到20個坩堝。
坩堝窯是間隙式生產的，現在僅有光學玻璃和顏色玻璃採用坩堝窯生產。另一種是池窯，玻璃料在窯池內熔製，明火在玻璃液面上部加熱。玻璃的熔製溫度大多在1300~1600゜c。
大多數用火焰加熱，也有少量用電流加熱的，稱為電熔窯。現在，池窯都是連續生產的，小的池窯可以是幾個公尺，大的可以大到400多公尺。
（3） 成形，是將熔製好的玻璃液轉變成具有固定形狀的固體製品。成形必須在一定溫度範圍內才能進行，這是乙個冷卻過程，玻璃首先由粘性液態轉變為可塑態，再轉變成脆性固態。成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類。
a． 人工成形。吹製，用一根鎳鉻合金吹管，挑一團玻璃在模具中邊轉邊吹。主要用來成形玻璃泡、瓶、球（劃眼鏡片用）等。
拉製，在吹成小泡後，另一工人用頂盤粘住，二人邊吹邊拉主要用來製造玻璃管或棒。壓制，挑一團玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一壓。主要用來成形杯、盤等。
自由成形，挑料後用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接製成工藝品。
b． 機械成形。因為人工成形勞動強度大，溫度高，條件差，所以，除自由成形外，大部分已被機械成形所取代。機械成形除了壓制、吹製、拉製外，還有壓延法，用來生產厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等。
澆鑄法，生產光學玻璃。離心澆鑄法，用於製造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋。這是將玻璃熔體注入高速旋轉的模子中，由於離心力使玻璃緊貼到模子壁上，旋轉繼續進行直到玻璃硬化為止。
燒結法，用於生產泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入發泡劑，在有蓋的金屬模具中加熱，玻璃在加熱過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，其主要優點是玻璃質量高（平整、光潔），拉引速度快，產量大。
(4) 退火，玻璃在成形過成中經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力。這種熱應力會降低玻璃製品的強度和熱穩定性。如果直接冷卻，很可能在冷卻過程中或以後的存放、運輸和使用過程中自行破裂（俗稱玻璃的冷爆）。
為了消除冷爆現象，玻璃製品在成形後必須進行退火。退火就是在某一溫度範圍內保溫或緩慢降溫一段時間以消除或減少玻璃中熱應力到允許值。
(5)此外，某些玻璃製品為了增加其強度，可進行剛化處理。包括：物理剛化（淬火），用於較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等；和化學剛化（離子交換），用於手錶表蒙玻璃、航空玻璃等。
剛化的原理是在玻璃表面層產生壓應力，以增加其強度。
4.平板玻璃的成型方法
平板玻璃是指未經其他加工的平板狀玻璃製品，也稱白片玻璃或淨片玻璃。按生產方法不同，可分為普通平板玻璃和浮法玻璃。平板玻璃是建築玻璃中生產量最大、使用最多的一種，主要用於門窗，起採光（可見光透射比85%90%）、圍護、保溫、隔聲等作用，也是進一步加工成其他技術玻璃的原片。
平板玻的用途有兩個方面：3～5mm的平板玻璃一般是直接用於門窗的採光，8～12mm的平板玻璃可用於隔斷。另外的乙個重要用途是作為鋼化、夾層、鍍膜、中空等玻璃的原片。
前面提到平板玻璃按照成型方法主要分為三種：即垂直引上法平板玻璃（分有槽/無槽兩種）、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。
4.1垂直引上法成型
可分為有槽垂直引上法、無槽垂直引上法兩種。
( 1 ) 有槽垂直引上法
是玻璃液通過槽子磚縫隙成型平板玻璃的方法。用有槽法生產窗玻璃的過程是玻璃液經槽口成型、水包冷卻、機膛退火而成原板，原板經採板而成原片。其中，玻璃性質、板根的成型、邊子的成型、原板的拉伸力是玻璃成型機理的四個關鍵部分。
（2）無槽垂直引上法
有槽與無槽引上室裝置的主要區別是：有槽法採用槽子磚成型，而無槽法採用沉入玻璃液內的引磚並在玻璃液表面的自由液面上成型。 由於無槽引上法採用自由液面成型，所以由槽口不平整 ( 如槽口玻璃液析晶、槽唇侵蝕等 ) 引起的波筋就不再產生，其質量優於有槽法，但無槽引上法的技術操作難度大於有槽引上法。
4.2平拉法成型
平拉法與無槽垂直引上法都是在玻璃液的自由液面上垂直拉出玻璃板。但平拉法垂直拉出的玻璃板在 500 ～ 700m 沒高度處，經轉向輥轉向水平方向，由平拉輥牽引，當玻璃板溫度冷卻到退火上限溫度後，進入水平輥道退火窯退火。玻璃板在轉向輥處的溫度約 620 ～ 690 ℃。
4.3浮法成型
浮法是指熔窯熔融的玻璃液在流入錫槽後在熔融金屬錫液的表面上成型平板玻璃的方法
熔窯的配合料經熔化、澄清、冷卻成為 1150 ～ 1100 ℃ 左右的玻璃液，通過熔窯與錫槽相連線的流槽，流入熔融的錫液面上，在自身重力、表面張力以及拉引力的作用下，玻璃液攤開成為玻璃帶，在錫槽中完成拋光與拉薄，在錫槽末端的玻璃帶已冷卻到 600 ℃ 左右，把即將硬化的玻璃帶引出錫槽，通過過渡輥臺進入退火窯。浮法玻璃的成型是在錫槽中進行的。玻璃液由熔窯經流槽進入錫槽後，其成型過程包括自由展薄、拋光、拉引等。
並要求在錫槽中引入保護氣體，其目的在於防止錫的氧化以保持玻璃的拋光度，減少產生虹彩、沾錫、光畸變等缺陷，減少錫的損失等。一般，保護氣體由氮氣和氫氣組成。
奧格玻璃****採用浮法玻璃生產流程，這裡我們對浮法玻璃生產工藝流程做重點介紹。
5.浮法玻璃生產工藝
浮法玻璃是因玻璃液漂浮在熔融金屬表面獲得拋光成型而得名的，是熔融的玻璃液從熔窯內連續流入充有保護氣體（n2和h2）的錫槽內漂浮在金屬錫液面上，經過攤平、拋光形成厚度均勻、兩表面平行、平整和拋光的玻璃帶的玻璃，是平板玻璃（板狀的矽酸鹽玻璃）的一種。
5.1浮法玻璃的原料
浮法玻璃化學成分基礎系統為na-ca-si三元系統，化學成分主要包括：二氧化矽（sio2）、氧化鈉（na2o）、氧化鈣（cao）、氧化鎂（mgo）、氧化鋁（al2o3）、氧化鐵（fe2o3）等。經過人們長時間生產實踐得出「高鈣、中鎂、低鋁、微鐵」的化學組合成分是生產優質浮法玻璃的條件之一：
高鈣：浮法玻璃拉引速度快，在成型中必須採用硬化速度快的「短」性玻璃成分，即調整cao到8%～9%；
中鎂：cao含量增加，使玻璃發脆並容易產生矽灰石析晶（cao.sio2 ）。
因此mgo控制在4%左右，以改善玻璃的析晶效能；低鋁：鋁高將增加玻璃的粘度，不利於均化和澄清，將al2o3的含量降低到1.3%以下； 微鐵：
熔化時著色能力強的fe2+被氧化為著色能力弱的fe3+，但在錫槽中又被還原成fe2+因此嚴格限制在0.1%以內。
目前，我國浮法玻璃企業通常使用的原料主要包括石英砂（矽砂）、長石、白雲石、石灰石、純鹼、芒硝、碳粉等。
浮法玻璃由加工合格的各種原料按照配方製備的配合料經熔化、澄清並冷卻至1150～1100℃左右的玻璃液，通過與錫槽連線的流道及深入錫槽內的流槽，連續流入錫槽內並漂浮在相對密度大的錫液表面上，在自身重力、表面張力、拉邊機以及過渡輥臺拉力的共同作用下，玻璃液在錫液面上鋪開、攤平、拉薄（積厚），成型為上下表面平整的玻璃帶，在錫槽尾部外過渡輥臺及與之連線的退火窯傳動輥的牽引下，被引上過渡輥臺，傳送入退火窯，進退火、切裁，就得到了浮法玻璃產品。
5.2浮法玻璃熔製技術
浮法玻璃的熔製過程是將合格的配合料經過高溫加熱形成均勻、純淨、透明並符合成型要求的玻璃液的過程，是浮法玻璃製造過程中的主要過程之一。熔製速度和熔製的合理性對玻璃的產量、質量、合格率、生產成本、燃料消耗和池窯壽命等影響很大。熔製技術工藝流程示意圖如下：
根據熔製過程中的不同特點，從加熱配合料到最終成為符合成型要求玻璃液的過程，可分為五個階段，即矽酸鹽形成階段、玻璃液形成階段、玻璃液澄清階段、玻璃液均化階段和玻璃液冷卻階段。直觀地，也可分為配合料堆的反應燒結階段；矽酸鹽形成及其熔化物熔化階段，主要是殘餘石英砂溶解於已形成的矽酸鹽中；澄清消除氣泡階段，主要是降低各種氣體在玻璃液中的過飽和程度；逐漸冷卻至成型溫度階段。
合理的熔製工藝制度是正常生產的保證。熔窯熔製四穩作業（即溫度穩、壓力穩、泡界線穩、液面穩）對於獲得高產、優質、低消耗、長窯齡起了重要作用。
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