玻璃主要用于：（1）化学工业，如器皿、瓶瓶罐罐等； (2)光学； (3)建筑，如门窗玻璃、外墙装饰玻璃。 虽然玻璃和硬质合金的用途完全不同，但玻璃工业中使用的碳石墨制品和硬质合金冶炼中使用的碳石墨制品有许多共同的特点，故在此分类。
如前所述，碳石墨材料具有良好的自润滑性能、热稳定性、耐磨性、化学稳定性和易加工性，因此可以在高低温、酸、碱、油、空气或水等环境中使用。介质中的抗磨材料，已广泛应用于机械、化工等部门。
碳石墨制品与机械等行业一样，也广泛应用于玻璃行业。 下面对它们进行分类和描述。
9.6.1普通玻璃工业用碳石墨制品
据英国、德国等国资料显示，碳石墨材料可作为玻璃生产中吹制、浇注、压制、拉伸等成型工艺的各种工具和模型，如卷轴和套管、熔炼坩埚、衬里等。插件和成型模具等。而且，很多常见的形状已经标准化。
目前，我国部分玻璃生产企业已开始使用碳石墨材料。 特别是在高温下工作、需要润滑油的零件，则采用碳石墨制品代替金属。 使用过程中无需润滑油，维护保养十分方便。 例如，用于生产平板玻璃的平辐条和转向辐条轴承、隧道窑碳石墨轴承可用于铜套、拉边机的辐条头等。
(1) 平面拉拔滚动石墨轴承。 玻璃制造厂成品车间的扁平辐条将成型的平板玻璃向前拉动，以便将其切割成所需的尺寸。 该设备有7个这样的滚筒。 辐条的两端各有一个轴承。 规格为φ/φ，转速20r/min，工作温度180℃左右，回转轴材质为耐热钢。 目前采用碳石墨材料（如M254等）制造轴承，使用寿命1年左右，且不需要润滑油。 使用效果好，操作维护非常方便。
(2) 转向辐条石墨轴承。 成品车间的转向轮辐是设备的关键部件之一。 其作用是将半凝固玻璃液从炉底拉上来，然后翻转90度。 运输方向向前。 轴承有冷却系统，采用冷却水冷却。 因此，转向辐条一端的轴承也具有密封功能。 事实证明，采用填料密封时，泄漏严重，经常流水，严重影响作业环境卫生，维护十分麻烦。 在改用碳石墨轴承的早期，尝试过未浸渍的电化学石墨材料。 由于这种材料孔隙率较大（约20%~30%），不耐磨，密封效果差，仍有大量泄漏。 同时，它在组装时很脆弱。 后来采用了浸渍巴氏合金的石墨材料，效果很好，基本无泄漏，磨损很少，用户单位非常满意。
(3)玻璃工业中的碳质耐火材料。 此外，碳质耐火材料也用于玻璃工业。 碳不被熔融玻璃润湿，在玻璃上不留下斑点或划痕，抗热震性强，不需要润滑剂，易于机械加工。 石墨制品种类繁多，在玻璃工业中有多种用途。 可用作石墨轮、玻璃板滚道、滑板、玻璃纤维导轨和辐条轮以及玻璃容器的成型材料。
9.6.2石英玻璃行业用碳石墨制品
在石英玻璃的生产过程中，特别是采用电熔法生产透明石英玻璃时，广泛使用石墨坩埚、石墨加热元件、石墨绝缘套等。 玻璃、石英工业用石墨制品如图9-34所示。 生产不透明石英玻璃时，常采用单棒法，即采用石墨棒（包括圆棒和U型棒），通电加热，将石英砂熔化成石英玻璃。 在气炼石英玻璃的生产中，也使用石墨材料来制作支撑板。 在“气炼槽沉入法”中，必须将经过一次气炼的石英块放入涂有煅烧烧结层的石墨箱中。 箱体用石墨块加压，放入高频炉或电阻炉中加热。 温度直至块体熔化并沉平，然后切断电源，冷却并退火。 这样，可以将细长的石英块压制成大直径的光学石英玻璃（也可以压制成特殊形状），并且可以减少气精玻璃的颗粒。 不均匀、可见，石墨已成为石英玻璃生产过程中不可缺少的材料。
9.6.2.1真空常压法生产透明石英玻璃
是将经过纯净处理的天然水晶块（粒径5~25mm）装入石墨坩埚中，在真空电阻炉（每炉15~）中快速熔化，直接控制成透明石英玻璃管的方法。
石墨坩埚一般为圆筒型，既是容器，又是加热元件，如图9-35中的4所示。 为了便于消除气泡，炉子的保温结构和石墨坩埚的形状应符合下部高温、上部低温的原则。
9.6.2.2 真空加压法生产石英玻璃
它将细粉碎的原料真空熔化，然后充入高压气体，然后对管内放气，从而拉制管或制造红外光学石英玻璃。 目前，真空加压法拉管所用的石墨充气机一般采用两端壁较薄、中间壁较厚的圆柱形梭形坩埚。 选择这种锥形形状的主要原因是为了减小充气机加热元件的纵向温差。 由于纵向温差的存在，芯棒周围的料层脱氧不完全。 由于局部材料层中的玻璃已经熔化并下沉，因此在芯棒周围的材料层中形成气泡。 即使延迟脱气时间，气泡也无法排出。
石墨坩埚加热元件的几何尺寸不同。 以带外径的坩埚为例，其外观及尺寸如图9-36所示。
上述两种石墨发热体，要求所用石墨材料纯度高，并经过石墨化处理。 如果未石墨化，则必须在高温下燃烧后才能使用。
在真空加热法拉管炉中，保温结构分为固定保温和活动保温两种。 固定绝缘采用石墨圆套，绝缘套尺寸根据坩埚直径确定。 采用石墨筒的固定保温方式具有很多优点：熔化效果重现性好、炉体处于热状态、可以省电、操作方便、车间环境好。
采用真空加压法熔化光学石英玻璃时，采用间接加热方式，即在石墨加热体中安装装有材料的石墨盒，石墨盒内壁镀有钨烧结层。层。
目前，采用石墨坩埚作为加热元件生产透明石英玻璃成本较高的主要原因是石墨蠕虫加热元件消耗量大。 由于目前有些厂家采用炼钢用石墨电极材料来加工螺旋加热元件，而这种材料的颗粒尺寸较大，电极本身的孔隙率较大，因此在高温下在空气中的氧化速度较快，添加二氧化碳硅电极和石墨电极的线膨胀系数不同，影响石墨坩埚的使用寿命。 为了延长石墨坩埚的使用寿命，降低生产成本，应采取以下措施：
(1)选用细粒高纯石墨制品。 虽然投资会比使用炼钢电极材料高，但这种材料抗氧化能力强，使用寿命长，不利于提高产品质量、减少产量。 成本仍然有好处。
(2)拉管后，使用过的石墨坩埚应立即在真空下高温煅烧。 煅烧温度应超过熔化温度。 碳化硅层基本上可以通过高温锻烧去除。
(3)拉管时不能打开上炉盖，防止虫孔氧化。
(4)为了不影响下一炉的生产，必须将烧红的坩埚取出，放入特制的密封石墨套内，防止其与空气接触，防止高温下氧化。
(5)为了增加使用次数，坩埚壁可适当加厚。 坩埚发生器的上下形状可加工成对称，并可双向倒置使用。
9.6.2.3 不透明石英玻璃的生产方法
此类方法有多种，有单杆法、多杆法、圆弧法、离心法、蜗杆增大法等，其中以单杆法最为成熟，应用广泛。
单棒法是利用石墨棒（包括圆棒和U型棒）通过通电加热将石英砂熔制成石英玻璃的工艺。 用于熔化不透明石英玻璃的单棒电阻炉是由铁板制成的圆柱形炉体，中间有一根可以自由旋转的横轴。 其结构如图9-37所示。 U型棒电阻炉的结构如图9-37所示。 如图9-38所示。
用于熔化不透明石英玻璃的电阻炉，使用石墨棒作为电阻加热元件。 通电后，石墨棒发热体的温度迅速上升。 当温度升高到以上时，加热元件周围的硅砂层开始熔化形成石英玻璃。 同时，二氧化硅和加热元件开始反应。 主要反应如下：
SiO2（液相）+3C（固相）=SiC（固相）+2C0↑（气相）
由于上述反应，在石墨棒的外表面接触熔融材料的地方形成致密的碳化硅层，并且看起来被填充。 在其他气体的空腔中，温度越高，熔化时间越长，反应越强烈。 碳化硅和空腔的形成有利于熔化完成后将石墨发热体从熔料中拉出。 熔化产生的不透明石英玻璃需要成型才能得到所需的产品。 要将即将在熔炉中熔化的石英玻璃块成型，首先将石墨加热棒拔出，然后将其夹紧并放入模具中吹或压成所需的形状。 成型模具为二开式，一般采用铸铁制成，但对于数量较少的小型制品，也可用石墨制成或可在大模型中设置所需形状的小石墨模型。
所谓电炉熔化法，就是将熔融物放入旋转的容器中，利用石墨电极之间的电弧来加热熔融的石英玻璃。 过去，制造商使用电解钇碳棒来制造这种类型的电极。 由于纯度和密度不够，该类电极的使用寿命较短。 石英玻璃生产厂家希望获得具有一定体积密度、电阻率、硬度、强度、燃烧速度低、电弧稳定的石墨棒作为电极。 为此，世界各地的碳制造商正在进行大量的研究工作。
据报道，一些电碳制造商首先在石墨电极上涂覆金属硅或硅化合物，以稳定电极电弧。 当电极之间产生电弧时，电极上的硅元素由于电弧的高温而开始蒸发，引起电离。 离子在电极之间形成电弧路径，从而产生极其稳定的电弧。 同时，部分硅元素被氧化混入作为原料的熔融石英中，可以使熔融状态均化，得到高纯度的石英制品。
该高纯度石英玻璃电弧熔化电极可以通过以下方法制造。
(1)在经氯气、四氯化碳或二氟二氯甲烷脱灰的石墨粉中，加入所需量的金属硅粉或硅化合物粉，用粘结剂成型，然后放入无氧化炉中烧结。在中性气氛下，可得到高纯石英玻璃电弧熔炼含有金属硅或硅化物的石墨电极。
(2)将经过氯气、四氯化碳或二氟二氯甲烷气体脱灰的石墨电极浸泡在含有硅粉或硅化合物粉的混合液中或在真空条件下，以防止硅或硅化合物浸入石墨中待电极渗出后，可将其表面逐渐加热干燥，即可得到高纯度的石英玻璃电弧熔电极。
(3)在经过氯气、四氯化碳或二氟二氯甲烷等气体脱灰的石墨电极上，将以有机物为粘结剂的硅粉或硅化合物粉末涂在石墨电极上，然后经过干燥后，得到电极对于高纯石英玻璃可采用电场强度熔炼制得。 后两种方法也可以在石英玻璃制造厂进行。 我国的实践表明，使用效果是好的。
当然，为了提高电弧的稳定性，对石墨电极施加高频电压或脉冲电压会有更好的效果。
(4)由于高纯石墨材料具有良好的耐高温性能，在高温下尺寸稳定，抗热震性能好，并且不润湿或粘附石英玻璃，因此高纯石墨材料可用于制造石英玻璃。 工具和用具。 例如，高纯石墨材料可用于制造各种形状的石墨板、石墨锥体以及各种平面、喇叭口的石墨模型。
9.6.3 小截面电极
小截面电极主要用作电阻炉中的加热元件。 此外，还可用作碳粒电阻炉的导电元件。 氧气炉、氨炉用电极规格及电阻率见表9-9。 电极和碳管（管接头）成套供货。
生产石英玻璃所用电极，直径为（22±l）mm，孔径为（10±l）mm，长度为（1000±50）mm，比电阻不大于75μΩ ·m，灰分不大于1.5%，含铁。 含量不超过0.3%，铜含量不超过0.005%，线性偏差不超过0.8%。 这种电极耐热性好，能承受400A的启动电流而不断裂。
石英加热器所用电极的直径为（8±0.5）mm，长度为（650±10）mm。 电极的曲率不应超过长度的1-0%。 电极比电阻不大于60μΩ·m，灰分不大于0.5%，极限弯曲强度不小于0.5%。
特殊结构加热炉所用石墨棒的直径为（1±0.l）mm，长度不小于40mm。 经与订货方协商，也可生产其他规格的电极，可制成棒状、管状，也可制成片状、异形电极。 灰分含量不大于0.05%，极限弯曲强度（两点距离10mm时）不小于3MPa。
