浮法玻璃制造工艺

当今世界上有三种类型的平板玻璃：平拉，浮法，压延。浮法玻璃在目前玻璃生产总类中占百分之九十以上，是世界建筑玻璃中的基础建筑材料。浮法玻璃生产工艺创立于1952年，为高品质玻璃生产设立了世界标准。浮发玻璃工艺包括五个主要步骤：

配料
熔化
成形和镀膜- StewartFloat^® 和 AcuraCoat^®
退火
切割和包装

I : 配料

配料是第一阶段，为熔化制备原材料。原材料包括砂，白云石，石灰石，纯碱和芒硝，用卡车或火车源源不断的运达。这些原材料都是储存在配料房中。料房中有料仓，料斗，传送带，溜槽，集尘器，以及必要的控制系统，控制着原料的输送和配合料的混合。从原料送到料房的那一刻起，它们是在不断的移动中。在配料房内部，一条长长的平传送带将原材料按次序从各种原料的料仓中一层层地连续地输送到斗式提升机，然后再送往称量装置以检测其复合重量。回收的玻璃碎片或生产线回头料会加到这些成分中。每份配合料含有大约10-30 ％的碎玻璃。干燥的材料加入混合机中搅拌成配合料，搅拌好的配合料通过传送带从配料房中送到窑头料仓储存，然后用加料机以控制的速率加入熔窑中。

Typical Glass Composition.
图1：典型的玻璃成分

Stored piles of cullet.
图 2: 碎玻璃堆场

A hopper feeds the mixed materials into the entrance end of the melting furnace, where temperatures reach 1650°C.
图 3: 用料斗将混合好的原料送入高达1650度的熔窑进口端

II : 熔化

典型的熔窑为有六个蓄热室的横火焰熔窑，大约有25米宽62米的，每天的生产能力为500吨。熔窑的主要部分是熔化池/澄清池, 工作池, 蓄热室和, 和小炉，如图4 所示，由特种耐火材料建成，外框有钢结构。配合料由加料机送到熔窑的熔化池中，熔化池靠天然气喷枪加热到1650度。熔融的玻璃从熔化池经澄清池流到卡脖区域，搅拌均匀。然后流入工作部，慢慢冷却降至大约1100度，使其在达锡槽之前达到正确的黏度。

Typical melting furnace cross section.
图 4: 典型的熔窑截面图

III : 成形和镀膜- StewartFloat^® 和 AcuraCoat^®

将澄清好的玻璃液成型成玻璃板的过程是一个按材料的自然倾向机械操纵的过程，这种材料的自然厚度为6.88毫米厚。玻璃液从熔窑通过流道区域涌出，由一个叫做闸板的可调节门控制其流量，闸板深进玻璃液± 0.15毫米左右。它浮在熔融的锡液之上- 因此叫做浮法玻璃。玻璃和锡互相不起反应，而且可以分离开；它们在分子形式上相互抵制的特性使玻璃极其光滑。

锡槽是一个密封在受控的氮和氢气氛的单元。它包括支撑钢，顶罩壳和底壳，耐火材料，锡和加热元件，还原气氛，温度传感器，计算机工艺控制系统，大约8米宽， 60米长，生产线速度可达25米/每分钟。锡槽载有近200吨纯锡，平均温度为800 ℃的

Typical float bath cross section
图 5:浮法浴炉的原理 - 较窄的一端

当玻璃在锡槽入口的末端形成一个薄层，称为玻璃板，两边各有一系列的可调拉边机进行操作。操作人员用控制程序设定退火窑和拉边机的速度。玻璃板的厚度可在 0.55 到 25 毫米之间。上部分区加热原件用来控制玻璃温度。随着玻璃板连续不断地流经锡槽，玻璃板的温度会逐渐下降，使玻璃变的平坦平行。在这一点上，可以用AcuraCoat^®热解 CVD 设备在线镀反射膜，LOW E 膜，太阳能控制膜，光伏膜，以及自洁膜。这时玻璃已准备冷却。

Glass is poured in a thin layer atop a bath of molten tin, from which it stays separate as it takes shape. Heating elements hang above and provide heat. The top roll machine speed and angle controls the glass width and thickness.
图 6: 玻璃在熔融锡液上摊成薄层，与锡液保持分离，成型成板状。靠吊挂的加热元件提供热，靠拉边机的速度和角度控制玻璃的宽度和厚度。

IV : 退火

当成型的玻璃离开锡槽时玻璃的温度为600度。如果玻璃板放在大气中冷却，玻璃表面会比玻璃内部冷却的快，这样就会造成表面严重压缩，使玻璃板产生有害的内应力

玻璃在成型前后的受热过程也是内应力形成的过程。因此通过控制热量使玻璃温度逐渐降到周围环境温度——即退火，是很必要的。实际上，退火是在一个大约6米宽120米长预先设置好温度梯度的退火窑（见图7）中进行。退火窑中包括电控加热元件和风机，以保持玻璃板横向温度的分布持续稳定。

Annealing Lehr - Section View
图 7:退火窑

退火过程的最终结果是将玻璃小心地冷却到常温而没有带来暂时应力或永久应力

V : 切割和包装

经退火窑冷却好的玻璃板通过与退火窑驱动系统相连接的辊道输送到切割区域。玻璃通过在线检测系统以排除任何缺陷，用金刚石切割轮切割，去除玻璃边缘（边料回收为碎玻璃）。然后切割成客户所需要的尺寸。玻璃表面撒上粉末介质，使玻璃板可以堆积存放而避免沾在一起或划伤。然后靠人工或自动机器将无瑕疵玻璃板分成垛进行包装，转移到仓库储存或装运给客户。

After exiting the annealing lehr, a ribbon of fully formed glass drops in temperature further as it moves down the cooling line. As it cools, an on-line inspection system checks it for flaws.
图 8: 玻璃板出了退火窑之后，玻璃板完全成型好，移动到冷却区继续降低温度。

The glass as it passes under automated cutters that score it into preprogrammed widths before cutting it lengthwise. The cutting blades are computer-adjusted to fulfill the specified dimensions for different sizes of prefabricated glass sheets.
图 9:玻璃通过自动切割机，在长度切割之前按预先设计切割宽度。计算机自动调节切刀以满足预先设计好不同尺寸的玻璃板的特定尺寸。

Workers in the warehouse transport bulk loads of glass, weighing about 7,500 Kg.
图 10: 工人在仓库运输总重约7500公斤的堆垛玻璃。