CN111763011A - 高铝硅玻璃工艺配方 - Google Patents

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张大朋
王庭魁
成战强
张玉
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/16—Special features of the melting process; Auxiliary means specially adapted for glass-melting furnaces
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Abstract

本发明公开了高铝硅玻璃工艺配方，原料以重量份数计包括：SiO2(60～70)、P2O5(2～5)、Al2O3(10～20)、CaO(2～5)、MgO(3～8)、Fe2O3(0.25～0.75)、C(0.2～0.5)、SnO2(0.1～0.3)、ZrO2(0.2～0.5)、BaO(3～8)、B2O3(3～8)；其生产工艺是：(一)对原料进行研磨、混料；(二)熔融生成液态玻璃；(三)对液态玻璃进一步加工成型，并进行切割、磨边、清洗、干燥，冷却至常温后得到成品的高铝硅玻璃。本发明具有保持良好的透光性、减少阳光热辐射和紫外线的透过、满足建筑用玻璃的高性能要求的有益效果。

Description

高铝硅玻璃工艺配方
技术领域
本发明涉及玻璃制造技术领域，具体的说是一种高铝硅玻璃工艺配方。
背景技术
随着建筑行业科技水平的不断发展，玻璃墙、玻璃吊顶以成为建筑行业的主流施工方式，玻璃墙、玻璃吊顶的出现，能够提高建筑物整体美观性，使其更具有观赏性，在施工过程中往往采用高铝硅玻璃，但是出于安全考虑，玻璃墙、玻璃吊顶所用的玻璃材质必须满足耐高温(降低火灾对建筑物的影响)、耐高压(具有一定能力的承重效果)、高韧性(不易断裂)、适宜物理钢化的膨胀系数，现有技术的铝硅玻璃产品，只能生产有碱的超薄铝硅玻璃，大量添加氧化钾、氧化钠等碱金属氧化物来增加导电率从而达到降低熔制温度的目的，氧化钾、氧化钠增加的同时，玻璃产品的理化性能下降，而且只能生产厚度在0.55～6.0mm之间的玻璃，并且所生产的有碱铝硅玻璃膨胀系数大，玻璃厚度无法满足工业设备上高强度、高韧性、高杨氏模量、高软化点、理化性能稳定的工况安全需求。
同时在高铝硅玻璃在作为玻璃墙、玻璃吊顶使用时，传统高铝硅玻璃的吸热效果不佳，导致建筑室内温度过高，而增加其吸热效果又难以保证其透光性，导致透光率下降造成建筑采光不足的问题。
因此，人们迫切希望有这样一种玻璃材料，它既能保持良好的透光性，又能尽量减少阳光热辐射和紫外线的透过，同时满足建筑用玻璃的高性能要求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明目的是提供一种保持良好的透光性、减少阳光热辐射和紫外线的透过、满足建筑用玻璃的高性能要求的高铝硅玻璃工艺配方。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：高铝硅玻璃工艺配方，所述高铝硅玻璃的原料以重量份数计包括：SiO2(60～70)、P2O5(2～5)、Al2O3 (10～20)、CaO(2～5)、MgO(3～8)、Fe2O3(0.25～0.75)、C(0.2～0.5)、 SnO2(0.1～0.3)、ZrO2(0.2～0.5)、BaO(3～8)、B2O3(3～8)；
所述高铝硅玻璃的生产工艺是，具有如下步骤：
(一)将所述高铝硅玻璃的原料SiO2、P2O5、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、 C、SnO2、ZrO2、BaO、B2O3进行研磨至400～600μm，将研磨后的原料混料机中混合2～5min至各组分混合均匀；
(二)将步骤(一)中获得的混合原料在熔窑中加热10～20min熔融，加热温度控制在900～1050℃，使之形成均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃，在熔融过程中对其进行搅拌，搅拌频率控制在20～30r/min；
(三)将步骤(二)中生成的液态玻璃加工成型，并进行切割、磨边、清洗、干燥，冷却至常温后得到成品的高铝硅玻璃。
所述步骤(二)中采用天然气辅助电熔炉加热使混合原料进行熔融，在所述天然气辅助电熔炉处安装红外线测温仪，通过所述红外线测温仪检测天然气辅助电熔炉内温度进而通过控制天然气流量、电熔炉输出功率对其温度进行控制，使其保持在900～1050℃。
所述步骤(二)中采用耐高温搅拌机对混合原料进行不断搅拌，所述耐高温搅拌机的搅拌叶的转速为40～60r/min，每转动20～30r，停转0.5min。
所述耐高温搅拌机的搅拌叶以及搅拌轴***涂有耐高温涂层，所述耐高温涂层的材质包括石英砂、黏土、白云石。
所述步骤(三)在对所述液态玻璃进行成型处理时，将生成的所述液态玻璃进行静置澄清，将上层的澄清部分通过铂金管路输入模具中浇注成型。
所述步骤(三)在冷却处理过程中，将经过成型、切割、磨边、清洗、干燥后的高铝硅玻璃移入风栅进行间歇吹风冷却，将温度降低至450～500℃时，进行持续吹风使温度降低至45～50℃。
本发明的有益效果：不添加氧化钾、氧化钠等碱金属氧化物来增加导电率以到降低熔制温度的目的，而是通过添加MgO使玻璃的高温黏度降低而提高熔融性和成型性，并抑制玻璃的分相，添加B2O3起助熔剂作用，同时添加 ZrO2显著增加玻璃的硬度、机械强度，提升杨氏模量值，提高玻璃的化学稳定性；
SnO2作为澄清剂存在，添加BaO作为玻璃结构网络外体氧化物，BaO能增加玻璃的折射率、密度、光泽和化学稳定性，提升高铝硅玻璃的透光效果；
添加Fe2O3、C，是使玻璃获得红外吸收能力所必须的成分，使本发明具有高吸热的效果，避免传统高铝硅玻璃隔热效果不好的问题。
具体实施方式
实施例1
高铝硅玻璃工艺配方，高铝硅玻璃的原料以重量份数计包括：SiO2(60～ 70)、P2O5(2～5)、Al2O3(10～20)、CaO(2～5)、MgO(3～8)、Fe2O3(0.25～ 0.75)、C(0.2～0.5)、SnO2(0.1～0.3)、ZrO2(0.2～0.5)、BaO(3～8)、 B2O3(3～8)；
高铝硅玻璃的生产工艺是，具有如下步骤：
(一)将高铝硅玻璃的原料SiO2、P2O5、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、C、 SnO2、ZrO2、BaO、B2O3进行研磨至400～600μm，将研磨后的原料混料机中混合2～5min至各组分混合均匀；
(二)将步骤(一)中获得的混合原料在熔窑中加热10～20min熔融，加热温度控制在900～1050℃，使之形成均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃，在熔融过程中对其进行搅拌，搅拌频率控制在20～30r/min；
(三)将步骤(二)中生成的液态玻璃加工成型，并进行切割、磨边、清洗、干燥，冷却至常温后得到成品的高铝硅玻璃。
实施例2
针对实施例1做进一步描述，本发明中，步骤(二)中采用天然气辅助电熔炉加热使混合原料进行熔融，能够保证高铝硅玻璃原料的充分熔融，在天然气辅助电熔炉处安装红外线测温仪，通过红外线测温仪检测天然气辅助电熔炉内温度进而通过控制天然气流量、电熔炉输出功率对其温度进行控制，使其保持在900～1050℃，达到对熔融温度的精确控制；
步骤(二)中采用耐高温搅拌机对混合原料进行不断搅拌，耐高温搅拌机的搅拌叶的转速为40～60r/min，每转动20～30r，停转0.5min，加快高铝硅玻璃原料的熔融速度；
耐高温搅拌机的搅拌叶以及搅拌轴***涂有耐高温涂层，耐高温涂层的材质包括石英砂、黏土、白云石；
步骤(三)在对液态玻璃进行成型处理时，将生成的液态玻璃进行静置澄清，将上层的澄清部分通过铂金管路输入模具中浇注成型；
步骤(三)在冷却处理过程中，将经过成型、切割、磨边、清洗、干燥后的高铝硅玻璃移入风栅进行间歇吹风冷却，将温度降低至450～500℃时，进行持续吹风使温度降低至45～50℃。
实施例3
针对实施例1中高铝故意玻璃的各原料的用途、功能做进一步说明：
SiO2是形成高铝硅酸盐玻璃骨架所必需的成分，能提高玻璃的强度、化学稳定性，当SiO2的含量过低，则玻璃的耐熔性不够，若含量过高，玻璃变得难熔；
P2O5是改善玻璃光学性能所必需的成分，能提高玻璃的透光率以及红外吸收率。P2O5的含量过低，则其对玻璃光学性能的改善作用不足，若含量过高，则玻璃的原料成本显著增加；
Al2O3能提玻璃的化学稳定性，同时能抑制含磷玻璃的分相，但是Al2O3含量过高，则玻璃的熔融性变差，且Al2O3对P2O5的作用产生负面影响；
CaO在高温时能降低玻璃的黏度，促进玻璃的熔化和澄清，是必需的成分，如果CaO的含量过低，则玻璃的黏度太大，难以熔化，若CaO含量过高，则玻璃的耐失透性恶化，同时玻璃的料性过短，不利于成型；
MgO是使玻璃的高温黏度降低而提高熔融性和成型性的成分，且能抑制玻璃的分相，如果MgO含量过低，则无法获得显著的改善熔融性的效果，且玻璃易分相，如果MgO含量过高，则玻璃易失透；
Fe2O3是使玻璃获得红外吸收能力所必须的成分，Fe2O3的含量过低，则玻璃的红外吸收能力不足，Fe2O3的含量过高，则玻璃的可见光透过率严重降低，无法满足要求；
C是调节玻璃亚铁值所必需的成分。原料引入铁元素为Fe2O3，因此需要用碳粉将其部分还原为二价铁离子。如果碳粉的含量过低，则玻璃中的二价铁离子不足，其红外吸收能力较弱，如果碳粉含量过高，碳粉对二价铁离子比例的提高作用已不明显，同时碳粉含量过高会对生产不利；
SnO2作为澄清剂存在，是必须的成分；
ZrO2能显著增加玻璃的硬度、机械强度，提升杨氏模量值，提高玻璃的化学稳定性有显著的作用；
BaO是玻璃结构网络外体氧化物，BaO能增加玻璃的折射率、密度、光泽和化学稳定性；
B2O3属于玻璃的形成氧化物，B2O3还起助熔剂作用。
实施例4
本发明相对于传统高铝硅玻璃的有点以及原理为：不添加氧化钾、氧化钠等碱金属氧化物来增加导电率以到降低熔制温度的目的，而是通过添加 MgO使玻璃的高温黏度降低而提高熔融性和成型性，并抑制玻璃的分相，添加B2O3起助熔剂作用，同时添加ZrO2显著增加玻璃的硬度、机械强度，提升杨氏模量值，提高玻璃的化学稳定性；
SnO2作为澄清剂存在，添加BaO作为玻璃结构网络外体氧化物，BaO能增加玻璃的折射率、密度、光泽和化学稳定性，提升高铝硅玻璃的透光效果；
添加Fe2O3、C，是使玻璃获得红外吸收能力所必须的成分，使本发明具有高吸热的效果，避免传统高铝硅玻璃隔热效果不好的问题。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.高铝硅玻璃工艺配方，其特征在于，所述高铝硅玻璃的原料以重量份数计包括：SiO2(60～70)、P2O5(2～5)、Al2O3(10～20)、CaO(2～5)、MgO(3～8)、Fe2O3(0.25～0.75)、C(0.2～0.5)、SnO2(0.1～0.3)、ZrO2(0.2～0.5)、BaO(3～8)、B2O3(3～8)；
所述高铝硅玻璃的生产工艺是，具有如下步骤：
(一)将所述高铝硅玻璃的原料SiO2、P2O5、Al2O3、CaO、MgO、Fe2O3、C、SnO2、ZrO2、BaO、B2O3进行研磨至400～600μm，将研磨后的原料混料机中混合2～5min至各组分混合均匀；
(二)将步骤(一)中获得的混合原料在熔窑中加热10～20min熔融，加热温度控制在900～1050℃，使之形成均匀、无气泡并符合成型要求的液态玻璃，在熔融过程中对其进行搅拌，搅拌频率控制在20～30r/min；
(三)将步骤(二)中生成的液态玻璃加工成型，并进行切割、磨边、清洗、干燥，冷却至常温后得到成品的高铝硅玻璃。
2.根据权利要求1所述的高铝硅玻璃工艺配方，其特征在于：所述步骤(二)中采用天然气辅助电熔炉加热使混合原料进行熔融，在所述天然气辅助电熔炉处安装红外线测温仪，通过所述红外线测温仪检测天然气辅助电熔炉内温度进而通过控制天然气流量、电熔炉输出功率对其温度进行控制，使其保持在900～1050℃。
3.根据权利要求1所述的高铝硅玻璃工艺配方，其特征在于：所述步骤(二)中采用耐高温搅拌机对混合原料进行不断搅拌，所述耐高温搅拌机的搅拌叶的转速为40～60r/min，每转动20～30r，停转0.5min。
4.根据权利要求3所述的高铝硅玻璃工艺配方，其特征在于：所述耐高温搅拌机的搅拌叶以及搅拌轴***涂有耐高温涂层，所述耐高温涂层的材质包括石英砂、黏土、白云石。
5.根据权利要求1所述的高铝硅玻璃工艺配方，其特征在于：所述步骤(三)在对所述液态玻璃进行成型处理时，将生成的所述液态玻璃进行静置澄清，将上层的澄清部分通过铂金管路输入模具中浇注成型。
6.根据权利要求1所述的高铝硅玻璃工艺配方，其特征在于：所述步骤(三)在冷却处理过程中，将经过成型、切割、磨边、清洗、干燥后的高铝硅玻璃移入风栅进行间歇吹风冷却，将温度降低至450～500℃时，进行持续吹风使温度降低至45～50℃。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114031292A (zh) * 2021-12-07 2022-02-11 中氢国储(杭州)精密制造有限公司 高铝硅玻璃管配方及高铝硅玻璃管的制作方法
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