玻璃的原料与熔解.doc

玻璃的原料与熔制一、 玻璃的定义一般来说，熔体因受冷却，黏度逐渐增大而形成的非晶态固体物质称为玻璃。玻璃必须满足以下两个条件：1、固体具有原子的排列对X射线呈现不规则的网络结构；2、玻璃与其他物质区别的条件是所有的玻璃均显示转变现象。一）玻璃的分类：A: 1、容器玻璃，2、平板玻璃，3、纤维玻璃，如用于建筑、化工管道等的隔热保温及对塑料等材料的增强，4、特种玻璃，耐热玻璃器皿，CRT玻壳玻璃，平板显示器玻璃等。B: （钠钙硅玻璃，石英玻璃，铅玻璃，硼硅酸盐玻璃、碱钡硅玻璃等）Low-E镀膜玻璃：对短波辐射是透明的，可见光可通过，对长波辐射不透过，对常温热能起阻挡作用，也就是说冬暖夏凉。二）玻璃的主要成分（钠钙硅玻璃）1、二氧化硅（60%-70%）玻璃的最主要部分，也是构成玻璃的基础，故称为玻璃形成体氧化物，是玻璃的“骨架”，结构为硅氧四面体。它赋予了玻璃一系列优良的性能：透明度、机械强度、透紫外光性、化学稳定性和热稳定性等。缺点是熔点高、黏度大，使玻璃熔化、澄清和均化困难，能耗增加。石英砂和砂岩，所含二氧化硅高于97.5% ，难熔物要少。2、氧化钙形成玻璃的主要成分之一，玻璃网络外体或网络调整体。能加速玻璃的熔化和澄清过程。高温降低玻璃的黏度，低温增加玻璃黏度，既可以调整玻璃的料性，利于玻璃的成型。含量过大的如大于10% ，玻璃容易析晶。3、氧化镁网络外体，能提高玻璃的化学稳定性和机械强度，并能降低玻璃的析晶。氧化钙与氧化镁一般由白云石、石灰石、方解石和白垩等4、氧化铝有四面体和八面体两种配位结构。少量起补网作用，提高玻璃的化学稳定性和热稳定性，称为网络中间体。随氧化铝增加，玻璃液黏度增加和表面张力增大，不利于熔化和澄清，也不利于均化。长石：钾长石、氢氧化铝5、氧化钠断网作用，是网络外体氧化物，能大幅降低玻璃液的黏度，降低熔化温度。增加玻璃液的流动性，是良好的助熔剂。纯碱：一般为重质碱，芒硝、天然含碱岩石（霞石）6、其他：氧化钾，氧化硼。助熔剂：纯碱、钾碱、萤石、铅丹等；澄清剂：白砒，三氧化锑、硝酸钠、芒硝等；主要原料：石英砂，纯碱、白云石、石灰石、氢氧化铝、芒硝、硝酸钠、焦锑酸钠、碎玻璃等。二、 玻璃的熔制与工艺制度玻璃的熔制过程是将配合料经过高温加热形成均匀、纯净、透明并符合成型要求的玻璃液的过程，是玻璃制造过程中的主要过程之一。一）熔制一般可将玻璃的熔制过程分为5各阶段。1. 硅酸盐形成阶段（3-5分钟）2. 玻璃形成阶段(30分钟)此上两阶段可视为配合料熔化阶段，影响配合料熔化的因素：温度、原料的形式，一般复合原料可以降低熔制温度。3. 玻璃液澄清阶段（1400-1500）影响澄清因素：配合料的气体率（15%-20%），澄清温度，窑炉压力，改善措施：加澄清剂、玻璃液沸腾搅拌、增加鼓泡等4. 玻璃液均化阶段影响澄清因素：配合料的均匀性、熔制作业的稳定性及耐火材料的质量等。改善措施：鼓泡和搅拌5. 玻璃液冷却阶段（1100-1050）注意：冷却部一般不采用强烈的冷却措施，而且严格采取保温措施，尽可能使玻璃液的降温均匀一致。二）工艺制度合理的熔制工艺制度是正常生产的保证，熔制的工艺制度包括：温度、压力、泡界线、液面、气氛和换向等。最主要的是熔制四稳作业：温度稳、压力稳、泡界线稳和液面稳。1. 温度制度“山”形曲线：热点突出，泡界线清晰稳定桥型曲线：熔化高温带长，利于提高玻璃配合料的熔化速度和玻璃液的澄清。双高曲线：核心是减少泡沫稠密区小炉燃料分配。合理分配了燃料，降低了能耗。2. 压力稳定、微正压。过高：增加燃料、加剧窑体烧损、不利于澄清，过低：吸入冷空气，降低窑炉温度，改变气氛，增加能耗，还会使窑炉内温度分布不均匀。3. 泡界线在正常作业条件下，进入窑炉的配合料受3方面的作用，一是投料机将料堆向前推进的力，另一是从热点向投料口的对流对料堆施加的阻止其前进的反方向的力，第三是高温熔化作用，在三者的作用平衡时，料堆就在窑炉的某一位置消失。泡界线的形状、位置的稳定是熔化作业正常与否的重要标志，也影响窑炉的产量和玻璃液的质量。4. 液面控制玻璃液面波动主要是投入量和拉引量不平衡引起。玻璃液面的波动不仅严重影响成型作业和加快池壁砖的蚀损，波动剧烈时还会产生溢料现象，蚀损胸墙砖和小炉地板砖。5. 气氛控制窑炉内气体或火焰按其化学组成成分以及具有的氧化或还原能力分为：氧化、中性和还原气氛三种。气氛制度的制定主要与配合料组成、澄清剂种类、生产玻璃颜色等有关。火焰明亮：氧化。火焰不良、稍微有点浑：中性。火焰发浑：还原。可以通过调节空气过剩系数来调节窑炉内的气氛。三、 玻璃的缺陷1. 气泡： 澄清泡：原因：澄清不良，对策：增强热障、改善澄清条件、提高澄清温度、调整澄清剂用量等。 二次气泡（重沸泡）：原因：由于物理的（热重沸或机械重沸）和化学的原因，造成溶于玻璃液中的气体重新析出而形成的气泡。对策：减少澄清后的玻璃温度及机械波动。 芒硝泡：未熔化好的玻璃液、小炉下的配合料、燃烧不充分，1#小炉为氧化气氛。对策：调解熔化、调整烧抢和风气比、增加配合料中的碳粉、1#小炉调为还原焰。 耐火材料杂质泡：位置复杂，几乎没有规律性，视具体情况采取对应措施。 搅拌泡：原因：搅拌杆入玻璃液面不合适，对策：采取改变搅拌转速和调整液流状态。2.