假如我问大家:“你知道玻璃吗?”大家必定会觉得很可笑,玻璃谁不知道呀!玻璃是通明的,硬而脆,容易碎。
但假如我问大家:“玻璃是什么?它又是怎样制造出来的呢?”在座的可能很少有人能正确回答。确实,讲到玻璃咱们都很了解。咱们的住房用玻璃采光,轿车用玻璃挡风;咱们每天看电视,电视机的显像管是玻璃做的;患有近视和老化眼疾朋友们戴的眼镜是玻璃;照相机、摄像机、望远镜都离不开光学玻璃透镜;喝酒的朋友用的酒瓶、酒杯都是玻璃做的;装修用的工艺美术品,好多是用彩色玻璃做的;各种电光源都少不了玻璃外壳;指挥交通的红绿灯、航空信号灯是用彩色玻璃做的等等。总归,能够毫不夸张地说,咱们的日常日子一刻也离不开玻璃。玻璃之所以有如此广泛的使用,是因为它有通明、坚硬、耐腐蚀、电绝缘等优秀功能,而且制造玻璃的质料丰厚、价格低廉、生产工艺相对简洁,能用多种成形办法制成各种形状的制品。
那么玻璃是如何生产出来的呢?玻璃的生产工艺包括:配料、熔制、成形、退货等工序。我吗来了解下关键的熔制工序。
熔制,将配好的原料经过高温加热,形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型:一种是坩埚窑,玻璃料盛在坩埚内,在坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚,大的可多到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的,现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑,玻璃料在窑池内熔制,明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在1300——1600゜C。大多数用火焰加热,也有少量用电流加热的,称为电熔窑。现在,池窑都是连续生产的,小的池窑可以是几个米,大的可以大到400多米2。
电熔窑,玻璃熔窑的一种,当人们发现高温玻璃能导电后,电能可作热源来熔化玻璃,即用电熔窑来熔化玻璃。电熔窑逐渐开始了部分取代火焰窑的步伐。
用火焰表面加热的玻璃池窑历史悠久,虽在长期使用过程中在结构上作了不少改进,但是仍存在一些严重缺点:如热效率低,窑体结构复杂,体积庞大,工作环境恶劣等。
在20世纪40年代后期真正把电熔窑用于商业生产。从使用效果看,电熔窑优点突出,表现为:熔化率高、结构简单、自动化程度高和劳动环境好等。
其主要原理是以电能为热源。一般在窑膛侧壁安装碳化硅或二硅化钼电阻发热体,进行间接电阻辐射加热。有的熔制特殊玻璃的坩埚窑采用感应加热方式,靠在窑中及玻璃液中感应产生涡电流进行加热。池窑直接用窑内的玻璃液作发热电阻,可在玻璃液不同深度处布置多组和多层电极,使玻璃液发热,并通过调节耗电功率控制温度制度。采用这种方式时,玻璃液面以上的空间温度很低(称冷炉顶),因而能量基本消耗于熔制玻璃和窑壁散热,没有烟气带走热量的损失和排放烟气时对环境的污染,热利用率高,并且无需设置燃烧系统和余热回收系统。电池窑可自动控制,管理人员少,劳动条件好,但电力资源消耗大。适用于熔制难熔玻璃、易挥发玻璃和深色玻璃。大型电池窑生产瓶罐玻璃能力达到每天150t。