玻璃生产过程中析晶的形成机理

玻璃生产过程中析晶的形成机理

安徽金冠玻璃有限公司2号炉为工作池马蹄火焰池炉，建筑面积25.42万平方米。它有1台6级延迟，1台6级延迟，1台4级提升装置和1台气泡机。生产高白料产品于2005年8月开始生产。配方设计组成为氧化钙10%,三氧化二铝1.9%,二氧化硅72.7%,碱金属氧化物14.5%。正常生产至10月9日,2号支料道产品出现大面积析晶结石,影响产品产量和质量。1分析晶体成因的原因1.1气调温度和粘度对结晶晶核生长的影响从热力学观点来看,玻璃内能高于同成分晶体的内能,因此熔体在冷却过程中,必然导致析晶。熔体的能量和晶体的能量差越大,析晶的倾向越大。从动力学观点来看,冷却时熔体的粘度增加极快,析晶受到很大的阻力,就可能不析晶而形成过冷的液体(即玻璃)。在液相温度以上结晶就被熔化,而在常温时,玻璃的粘度极大,因此都不可能析晶。一般熔体在对应于粘度为103～105Pa·s温度范围内能形成晶核。在玻璃生产过程中如果不能迅速越过此温度区间,便会析晶。1.2在特定情况下产生析晶在瓶罐玻璃的生产过程中,供料道中的玻璃液温度一般都在1100℃以上,高于瓶罐玻璃的液相温度,只要料道温度均匀,便不会产生析晶。瓶子在成型过程中,从料滴到制成瓶子只经过10s左右,降温速度极快,迅速越过析晶温度区,所以也不会产生析晶。但是,在某些特定情况下也可能出现析晶:⑴在供料道中泥筒附近,玻璃液的温度适宜于析晶,如果玻璃液流速较慢,也会产生析晶。⑵供料机的泥碗流料孔如果粘挂着玻璃,也可能产生玻璃析晶,并附着在料滴上,从而使玻璃瓶上出现一缕析晶。⑶在熔窑的工作池和供料道的角落处,玻璃液停滞不动而且温度较低,这便具备了玻璃析晶的温度和时间条件,便可能产生玻璃析晶。当作业条件发生变化时,在角落处析晶的玻璃液便会被玻璃液生产流带出,从而在玻璃制品上出现析晶。⑷配合料混合不良或在运输过程中分层,会使配合料局部成分偏离配方设计成分,如果这部分液相温度较高,即使熔炉正常作业条件下,也可能出现析晶。⑸玻璃窑炉在其使用晚期,池壁较薄,散热迅速,如果熔炉因故障而降温,池壁附近的玻璃液便会急速冷却,可能产生析晶,恢复正常生产时,这部分玻璃便会成为析晶来源。2玻璃析晶的结构针对以上可能产生析晶的原因,我们深入实际进行排查。⑴成型温度测定,料道(空间)温度为1180℃,料盆(空间)温度为1022℃。⑵从配方组成上查,因为玻璃组成是引起玻璃析晶的内因,对玻璃的析晶有重要的作用。理论计算该配方组成析晶温度为920～1035℃,退火温度为544℃,液相温度为715℃,析晶指数为11,相对料滴温度为1165℃,由此可见,该组成不是导致析晶的主要因素。⑶供料机泥碗流料孔侧无粘料现象。⑷打开泥盆盖板观察时,发现在匀料筒前有扭曲变形的块状,即析晶。⑸对配合料的检查未发现异常情况。我们采用肉眼观察和化学分析的方法对结石进行检验。肉眼观察该结石为白色,用放大镜观察呈现较细针状。化验结果氧化钙含量29%,远大于设定值,二氧化硅含量为62.2%。根据以上结果,我们初步判定此晶体为硅灰石晶体。3采取措施和措施的影响3.1料温、慢、料温根据检查情况,可判定此次析晶的原因为成型时机速较慢、料温较低。为了降低供料温度,在原油枪加热孔吹进压缩空气进行降温,导致匀料筒前温度较低,且温度分布不均匀,加之玻璃液流速较慢,导致析晶。3.2保温及成型工艺⑴在熔化池和工作池过火孔设置闸板,适当降低工作池玻璃液温度,停止向料道吹冷却风,并加强工作池和料道保温。⑵适当提高机速,提高料道中玻璃液流速。⑶在不影响熔制工艺的条件下,调整玻璃组成,改善成型工艺,使成型温度提高,并降低其析晶能力,决定三氧化二铝提高0.2%,氧化钙降低0.