世界工业技术玻璃的发展动向 [复制链接]

第5版()
专栏：经济资料介绍

世界工业技术玻璃的发展动向
王楚模
自二十世纪来，特别是自第二次世界大战以来，玻璃工业有了很大进展，产量不断增长，新品种不断涌现，应用范围也日益扩大。现在，玻璃已由简单的硬脆性材料，发展成为具有多种用途的精确性能的工程技术材料。玻璃的应用已从日用品、装饰品和建筑材料，发展到国民经济许多部门必不可少的材料。在许多重要工业部门和尖端科学技术中，某些特殊玻璃日益占居重要的地位。玻璃工业原来是硅酸盐工业的重要组成部分，现在许多玻璃制品已越出了硅酸盐的旧有范围，向其它方面发展，如硼酸盐、磷酸盐、铝酸盐、锗酸盐、锑酸盐、碲酸盐、碳酸盐、硝酸盐、硫酸盐玻璃，以及硫属化合物和卤族化合物玻璃等。新的玻璃品种具有不同的物理化学特性，相继出现于各个工业技术部门。
当前玻璃工业的主要品种，是建筑玻璃、工业技术玻璃和日用品玻璃。据估计：全世界玻璃年产量已超过二千万吨，普通平板玻璃已达到十亿平方米，磨光玻璃已达到一亿平方米以上，连续玻璃纤维已达到二十五万吨以上，各种玻璃容器在三百五十亿个以上。美国玻璃年产量已超过八百万吨，苏联约二百万吨，其次是日本、西德、法国、英国和比利时等产量较多。
平板玻璃是玻璃工业主要基础品种之一，平板玻璃的生产水平在某些意义上标志着一个国家的玻璃工业发展水平。一九五六年以来，世界普通平板玻璃增长三亿多平方米，平均每年增长百分之八左右。一九六一年平板玻璃合计产量，苏联为一万五千三百万平方米，美国为一万四千九百八十万平方米，日本为一万三千三百一十三万平方米。自一九五一年至一九六一年十年间，日本增长了一点八五倍，其次为苏联、法国和西德等，增长一倍左右。
玻璃池窑熔化能力按全窑底面积计算，一般国家每昼夜每平方米熔化情况，平板玻璃通常在五百——九百公斤，器皿玻璃八百——二千公斤。美国平板玻璃为九百——一千三百公斤，器皿玻璃二千六百公斤。池窑连续作业使用寿命通常为二——三年，最长的有比利时一座八机窑使用了六年二个月二十四天。熔窑的周期生产能力每平方米一般国家通常在一千吨左右，美国和西德都达到每周期每平方米一千七百——二千吨。熔融温度正向高温发展。以前熔窑最高温度很少超过摄氏一千四百七十度，近十年来好些国家已提高到摄氏一千五百四十度，个别熔窑已达到摄氏一千五百九十度。提高熔化部温度和熔化能力增长率之间有着直线的比例关系。在摄氏一千四百——一千五百度之间，熔化部温度每提高摄氏十度，熔窑加热面积单位产量则提高百分之六以上。
提高熔化效率和延长熔窑寿命的关键，取决于耐火材料和高热值燃料的利用。近十多年来相继出现多种优质电熔耐火材料用来砌筑窑炉。例如，含氧化锆百分之三十至百分之三十五的电熔锆刚玉大砖荷重软化点为摄氏一千七百二十度，并有良好的抗玻璃液化学侵蚀性能。电熔莫来石、石英、铬铝、各型钢玉和稳定硅砖等新品种耐火材料，各具有不同的技术性能，用于窑的不同部位。玻璃工业用高热值燃料已很广泛。美国已大量用天然气和石油煤气，部分用重油、电—煤气和电熔。
普通平板玻璃仍以有槽垂直引上、无槽垂直引上和平拉三种成型方法为主。本世纪二十年代所出现的有槽垂直引上法（即弗克法），至今仍是许多国家的平板玻璃主要成型方法。不过尽管这种方法操作较易，控制方便，但生产玻璃规格局限，波筋较多，引上速度不高，目前在好些国家有被后来出现的无槽垂直引上法所取代的趋势。无槽引上法生产效率较高，玻璃外观质量好，还可降低玻璃中的含碱量，从而节约用碱，降低成本。现在英国窗玻璃厂已全部采用无槽引上法。比利时一九五五年只有一个玻璃厂用无槽引上法，而一九六○年十一个玻璃厂中则已有十个厂采用无槽引上法。美国一九四四年用无槽引上法生产平板玻璃只占百分之二十八，而一九五八年则为百分之四十三。苏联近几年来也大力推广无槽引上法。平拉法最大优点是速度快，玻璃规格变化幅度大。近几年来，美国和日本采用波筋消除器来改善有槽引上法玻璃质量，效果不差。目前在日本，有槽引上法和平拉法并存，日本鹤见玻璃厂已废止无槽引上法。此外，一九五九年英国比尔金顿玻璃公司开始采用浮法生产平板玻璃，浇注和压延生产某些特殊平板玻璃也占有显著位置。
磨光玻璃是多种工业技术玻璃的基础，各国磨光玻璃的生产不仅绝对产量不断增加，而且其占普通平板玻璃总产量的比重也越来越大。美国磨光玻璃设备能力已达到七千万平方米，一九六○年产量为六千三百万平方米，苏联一九六一年为四百一十四点七万平方米，日本为三百六十七点二万平方米。发展速度以日本最快，一九五一年至一九六一年十年间增长了十四点三倍。磨光玻璃占平板玻璃总产量的比重是：苏联一九五三年占百分之一点零五，一九六一年占百分之二点七一；美国一九五三年占百分之三十二点六，一九六○年占百分之三十八点四；日本一九五三年占百分之零点八八，一九六一年占百分之二点七六。磨光玻璃总产量中连续磨光玻璃占百分之九十五以上。迄今已有十多个国家建成了五十多套连续磨光机组，其中单面连续研磨和抛光机组约占百分之六十五，双面连续研磨单面连续抛光机组约占百分之三十。双面连续研磨和抛光机组目前除比利时和美国已经投入生产外，其余各国还处在研究试验或设计阶段。由于设备、技术操作和经济等原因，目前各国仍以建立双面连续研磨单面连续抛光机组为主。单机磨光机组由于工艺制度变化灵活，对某些特殊玻璃品种的磨光仍有其重要地位。一九五九年英国比尔金顿玻璃公司首先生产浮法磨光玻璃。浮法磨光是将玻璃通过熔融金属浴槽进行火磨，然后退火，玻璃质量接近机械抛光玻璃。这是一种很有前途的新法。最近美国和印度等国也在兴建浮法磨光玻璃生产单位。
玻璃纤维是第二次世界大战末期才兴起来的品种，主要用于电绝缘、增强塑料和保温材料等。连续玻璃纤维美国在一九四○年仅生产六百吨，一九六二年估计已达到十六万四千五百吨，苏联一九六二年为八千三百吨。五十年代以后出现了池窑拉丝和玻璃纤维表面处理等新技术。这种纤维产量大，质量高，成本低，制品柔软、耐磨和能洗，在工业和民用中用途大为扩大。
玻璃新品种发展十分迅速。通过玻璃组成、性能、成型和加工等理论和工艺的研究，已涌现出具有不同光学、力学、热学、电磁学和化学性能的玻璃制品。双层玻璃是很好的嵌窗玻璃新品种。变色玻璃、漫光玻璃、吸热玻璃、电热玻璃、贴层玻璃、玻璃饰面砖和玻璃空心砖等是优良的建筑玻璃新品种。安全玻璃中有钢化玻璃、夹层玻璃和夹丝玻璃。最近采用化学处理、热化学处理、离子交换等方法制造出高强度玻璃，它的机械强度比普通玻璃高出十五至二十倍。微晶玻璃是一种具有微晶结构的半透明或不透明的玻璃结晶材料。它比高碳钢硬，比铝轻，机械强度比普通玻璃大六倍，热稳定性同石英玻璃接近，电绝缘性能同高频瓷接近，化学稳定性同硼硅酸盐玻璃一样，而且成本低，原料供应方便，适宜于大批生产。透红外线玻璃方面已具有各种不同透过极限的透红外线玻璃，以及对各种不同波长红外光具有选择性吸收和透过能力的红外线滤光玻璃。防护玻璃方面有各种吸收γ射线的玻璃和防护高能粒子玻璃。宇宙飞船用的窗玻璃，透明度高，耐高压，耐高温，耐很高的急冷急热的变化，能防红外线、紫外线、X射线、γ射线和宇宙射线等，在各种射线的长时间辐射后，保持原有的透光度，并且具有超高强性。此外，还有半导体玻璃、抗氢氟酸玻璃、抗钠蒸汽和铯蒸汽的玻璃、耐辐射光学玻璃、高敏感度的剂量计玻璃、高绝缘性能的电工玻璃、透紫外线玻璃、吸红外线玻璃、易熔玻璃、金属釉面的透明玻璃涂层和玻璃原子燃料等。