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[科普中国]-浮法成型

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浮法成型是制作平板玻璃的生产工艺。浮法玻璃生产的成型过程是在通入保护气体(N2及H2)的锡槽中完成的 。熔融玻璃从池窑中连续流入并漂浮在相对密度大的锡液表面上,在重力和表面张力的作用下,玻璃液在锡液面上铺开、摊平、形成上下表面平整、硬化、冷却后被引上过渡辊台。辊台的辊子转动 ,把玻璃带拉出锡槽进入退火窑,经退火、切裁,就得到浮法玻璃产品 。浮法与其他成型方法比较, 其优点是: 适合于高效率制造优质平板玻璃,如没有波筋、厚度均匀、上下表面平整 、互相平行;生产线的规模不受成形方法的限制,单位产品的能耗低; 成品利用率高; 易于科学化管理和实现全线机械化、自动化,劳动生产率高;连续作业周期可长达几年,有利于稳定地生产1。

工艺产生早在1902年,美国的希奇柯克(Hitchcook)和黑尔(Heal)就曾提出了使玻璃液飘浮在熔融金属表面,进行热处理的设想。但由于当时还没有连续水平成型方法而未能实现。

据称英国皮尔金顿(Pilkington)平板玻璃兄弟有限公司的阿拉斯塔·皮尔金顿,于1952年一次偶然的机会,看到一层油飘浮在水面上,于是最早的这种浮法的设想就在他脑子里产生。该公司根据上述这一设想,于1953年初开始着手试验。据报导该公司集中了大批科技人员,经过七年多的不断努力、花了400万英镑的费用,终于发明了一种生产平板玻璃的革命性的方法——浮法工艺(Float Process)。用这种方法生产的平板玻璃称为浮法玻璃。它是因玻璃液飘浮在熔融金属表面获得抛光成型而得名的。制得的玻璃表面平整而无波筋,可与机械磨光玻璃相媲美2。

优点浮法玻璃与机械磨光玻璃相比较,具有以下明显的优点:

(1)建设快:由于浮法玻璃生产不需要庞大的砂子分级和机械磨光设备的制造和安装,因此其建设速度要比连续机械磨光线快得多。国外,一般从筹建到投产只需一年左右。

(2)投资省:由于浮法玻璃生产不需大量的砂子分级和研磨抛光设备投资,而且其占地面积相对来讲也比较小,因此,其基建费用只需相同规模的双面连续磨光玻璃生产线的50%左右。

(3)质量好:浮法玻璃的平整度、平行度和透光度完全可以与机械磨光玻璃相媲美。而其他性能如机械强度和热稳定性,都要比机械磨光玻璃好。

(4)产量高:浮法玻璃的产量,主要取决于玻璃熔窑的熔化量和玻璃带成型的拉引速度,对于相同厚度的玻璃,浮法的拉引速度,比连续压延磨光玻璃要快好几倍,而且其板宽加大也比较容易,所以其生产量很高。

(5)成本低:由于浮法玻璃生产线可以长期连续生产,不仅产量大,而且机械化自动化水平高,生产工人少、劳动生产率高,设备维修费用少。因此,生产成本要比机磨玻璃低得多,基本与普通窗玻璃相接近。

总之,浮法工艺的问世,确实是平板玻璃生产工艺技术的一次重大突破,是本世纪平板玻璃生产的所有成就中最重大的成就2。

产品特点对于浮法玻璃来说,由于厚度的均匀性比较好,其产品的透明度也比较强,所以经过锡面的处理,比较光滑,在光滑的作用下火焰以及抛光的作用下,形成了一种表面比较整齐、平面度比较好,光学性能比较强的玻璃,这种浮法玻璃的装饰特性特别好,更具有良好的透明性、明亮性、纯净性、以及室内的光线明亮等特点,视野的广阔性能,同时还要具有建筑门窗、天然采光的材料的最佳首选材料,更是极富应用的建筑材料之一,可以说,在建筑玻璃的多种种类来看,这种浮法玻璃应用最大,是进行玻璃深加工的最为重要的原片之一。超白的浮法玻璃以透明度纯净度最佳为主要特色1。

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学