1952年由英国的皮尔金顿公司发明,1959年达到完善并开始工业生产。
浮法生产原理基于玻璃液和金属液体(如锡)两者密度的差异,以及相界的表面张力作用。高温下的玻璃液在锡液上可以漂浮和扩展,玻璃液冷却成玻璃板后,其上下表面均能达到火抛光的镜面,其表面平整度、平行度可以与机械磨光玻璃相媲美。由于无须克服玻璃本身重力,可使玻璃原板板面宽度加大,拉引速度大大提高,产量和生产规模大大提高,可以生产出厚度0.5~25毫米各种厚度的平板玻璃。
浮法生产的成型过程是在浮抛锡槽中完成的。锡槽也叫浮抛窑,它安装在池窑和退火窑之间。在池窑中熔化好的玻璃液,冷却到1200℃左右后通过池窑的流料口进入流料槽,然后流入锡槽。流料槽装有闸板,可调节流量。为了不使锡氧化,锡槽内有少量氢和大量氮气保护;在锡槽的两侧对称装有数对拉边辊,控制玻璃液在表面张力作用下的收缩,同时拉边辊的转速可调,便于配合各种规格厚度玻璃的生产;锡槽的两内侧装有以石墨为材料的挡边器,在生产8毫米以上玻璃时控制玻璃的扩展。玻璃液进入锡槽后,由于玻璃摊平在锡液上,此时即产生玻璃与锡液、玻璃与气相以及锡液与气相3个界面,随之产生相应的3个界面能。当重力与界面能(表面张力)形成相平衡时,玻璃液会生成约7毫米厚的板面。该厚度称平衡厚度。若在退火窑方向有拉力作用,玻璃的厚度会减至6毫米左右,此时的厚度称为拉力作用下的平衡厚度。理论和生产实践证明,浮法生产平板玻璃,中等厚度的容易生产,薄玻璃难度较大。生产中常用的拉薄玻璃的方法有以下两种:
①低温拉薄(或称强冷重热拉薄)法。在锡槽中大致可分4个区,分别是摊平抛光区、强冷区、重热区和硬化区。首先从池窑流入锡槽中的1050℃的玻璃液(其黏度约为103帕·秒),漂在锡液上在表面张力和自重的作用下产生抛光作用,形成平整、光滑表面的玻璃带;玻璃带通过此区后迅速冷却至700℃(玻璃黏度增至108帕·秒),并用尾部拉边辊的拉力限制其不被传到前面黏度为103帕·秒的区域;然后进入加热重热区,将玻璃加热到850℃左右(黏度为106帕·秒),在该区玻璃受拉力易被拉薄,随后进入硬化区,玻璃黏度增加,以使玻璃带进入退火窑不变形。此法主要缺点是能耗大,产量很难提高,生产厚度小于3毫米的玻璃板难度较大。
②徐冷拉薄法。20世纪70年代中期为克服低温拉薄法的缺点而改进的拉薄法。该法主要是没有急冷区和重热区,当玻璃离开抛光区后,徐冷到850℃,再配合拉边机进行高速拉制,玻璃收缩率可降到28%,从而使玻璃表面质量提高,增加生产能力。
浮法玻璃生产具有产量大、速度快等特点,所以常选用料性短的玻璃成分:SiO271.0%~73.2%,Al2O30.1%~1.9%,CaO8.05%~9.19 %,MgO3.0%~4.5%,Na2O+K2O13.4%~14.5%,Fe2O3<0.13%,SO3<0.3%。浮法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;可为在线生产一些新品种提供适合条件,如电浮法反射玻璃、退火时喷涂膜玻璃、冷端表面处理等。
用浮法也可生产彩色玻璃。如将锡槽中的锡加上负极,将玻璃上面的着色金属加上正极,熔融金属或合金为电解液,通以直流电,熔融电导材料中的离子受控地迁移到它下面的有足够温度而具导电性的玻璃表层中去。当表层的金属离子达到一定厚度和密度时,控制锡槽内还原气氛,使金属离子还原成原子状态,而这些原子则形成胶态颗粒并聚积,使玻璃表面着色,从而获得不同颜色的玻璃表面。这种方法又称电浮法。