玻璃工艺学
第一章 引言
广义的玻璃包括单质玻璃、有机玻璃和无机玻璃，狭义的玻璃仅指无机玻璃。
玻璃具有良好的光学和电学性能，较好的化学稳定性，有一定的耐热性能，透明而质硬，可以用多种成型方法和加工方法制成形状多变、大小不一的玻璃制品，并且可以通过调整玻璃的化学组成改变其性能，以满足不同使用条件的需要。制造玻璃的原料易于获得，价格低廉。因此，玻璃制品被广泛应用于建筑、轻工、交通、医药、化工、电子、航天等各个领域。
一.平板玻璃概况
平板玻璃是与国民经济和人民生活密切相关的极为重要的原材料和生活资料。
机制平板玻璃自 20 世纪问世以来，有诸多的生产方法，如：有槽法、无槽法、平拉法、对辊法和格拉威伯尔法，总称为传统工艺。采用上述方法生产的平板玻璃统称为普通平板玻璃。
1957 年，英国人匹尔金顿 (Pilkington) 发明了浮法工艺 (PB 法 ) ，并获得了专利权。匹尔金顿公司于 1959 年建厂，生产出质量可与磨光玻璃相媲美的浮法玻璃，拉制速度数倍乃至十数倍于传统工艺，生产成本却相差无几。
1963 年美国、日本等玻璃工业发达的国家，争先恐后地向英国购买 PB 法专利，纷纷建立了浮法玻璃生产线，在极短的时间内，浮法玻璃取代了昂贵的磨光玻璃，占领了市场，满足了汽车制造工业的要求，使连续磨光玻璃生产线淘汰殆尽。随着浮法玻璃生产成本的降低，可生产品种的扩大 (O ． 5 ～ 50ram 厚度 ) ，又逐步取代了平板玻璃的传统工艺，成为世界上生产平板玻璃最先进的工艺方法。
1975 年，美国匹兹堡公司 (PPG) 发明了新浮法 (LB 法 ) ，并获得了专利权。
浮法工艺的出现，使世界平板玻璃产量有了大幅度的提高，从 1960 年的 434 万 t 增长到 1990 年的 2300 万 t ，折合 2mm 厚玻璃 46 亿 m 2 ，平均年增长率 5.7 ％，其中浮法玻璃约占 80 ％， 1994 年世界平板玻璃的产量约为 2500 ～ 2600 万 t 。
二.我国平板玻璃工业的发展
我国的玻璃工业解放前一直处于十分落后的状态，设备简陋，技术水平也很低，新中国成立 40 多年来，我国玻璃工业生产技术、科研和设计能力都得到了飞速的发展，取得了很大的成就，玻璃产量由建国初期的 91.2 万重箱增加到 1993 年的 1.1 亿重箱 ( 见表 2 — 1 — 1) 。
1971 年在洛阳建成的第一条工业化浮法生产试验线标志着具有中国特色的浮法生产技术的开始， 1985 年 9 月投产的洛阳浮法二线，窑熔化能力扩大到 400t ／ d ，实现了我国浮法技术从小到大的突破，工艺水平和装备水平得到了改进和完善，玻璃质量也大幅度提高，到目前为止已自行设计建设了洛阳、秦皇岛、杭州、江门、南宁、太原、蚌埠、通辽、海渤湾、沈阳、大连、商丘、昆明等近 30 条浮法玻璃生产线。
表 2.1.1 全国平板玻璃历年产量统计
三.国外平板玻璃工业技术、产品发展趋势
浮法工艺是目前世界上生产平板玻璃最先进的工艺方法，具有产量高、质量好、品种多、规格大、效率高、易操作管理和经济效益好等优点，各国均致力于发展浮法技术。
目前，美、英、德、法、意、日、比等工业发达国家，几乎全部采用浮法技术生产平板玻璃，第三世界国家也在积极发展浮法技术，在平板玻璃总产量中浮法玻璃所占比例已达 80 ％，据不完全统计，已有 36 个国家和地区 ( 不包括中国大陆 ) 建成投产了 137 条浮法玻璃生产线。
随着浮法工艺的发展，玻璃熔窑规模趋于大型化，目前平板玻璃熔窑的日熔化能力已普遍采用 400t 至 700t 级，有的已达 900t 级。
浮法生产线生产管理的自动化程度不断提高，国外许多浮法线程度不同地实现了以计算机和监视装置控制的自动化生产，有的实现了全部自动化。此外，深加工玻璃多功能化，节能、环保也是国外当今浮法玻璃生产技术的趋势。
从平板玻璃产品看，国外平板玻璃生产已从单纯增加平板玻璃产量为主转向开发高技术和深加工的新型玻璃产品。
目前，工业发达国家约 70 ％原板玻璃经再加工后使用，其中美国、德国二次加工玻璃在建筑方面的用量已达建筑玻璃总用量的 40 ％～ 50 ％，并兼顾节能与装饰效果，镀膜玻璃的使用也日趋广泛，建筑玻璃产品经历了第一代无色透明玻璃、压花和夹丝玻璃，第二代无色或有色钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃，直至第三代的热反射或低辐射中空玻璃，目前，日本、美国等工业发达国家又在潜心研制新一代技术密集型建筑玻璃，并有一大批独具功能的产品相继问世。
四.我国平板玻璃技术、产品的发展方向
我国的玻璃工业尽管取得了举世瞩目的成就，但与世界发达国家相比，技术水平仍有很大差距，如品种少、装备水平低、热耗高、质量差等，浮法生产线各项指标比较如下表 ( 表 2-1-2 ) 所示。
表 2-1-2 各国浮法玻璃生产各项指标的比较
此外，目前浮法玻璃的板宽、厚度、颜色、表面平整度等指标均低于国际先进水平，因此，我国的玻璃工业要赶上和超过世界先进水平还需要付出艰苦的努力，应进一步调整技术、产品、企业结构，大力发展高档优质浮法，进一步开发深加工玻璃产品，同时，努力发展与玻璃工业相关的原料基地、优质耐火材料配套、技术开发、装备研制和制造等，充分发挥我国的原料和能源优势，使玻璃工业更好地为国民经济服务。
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