浮法玻璃原料车间工艺的初步设计

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SiO2<70%±0.1% ; Al2O3 >19%±0.2%; Fe2O3<0.2%±0.1%; Na2O+K2O<10%±0.5%; (3)白云石 CaO>30.5%±0.3%; MgO>20%±0.3%; Al2O3<0.3%±0.1%; Fe2O3<0.1%±0.05%; (4) 石灰石 CaO>54%±0.3%; MgO<0.5%±0.3%; Al2O3<0.3%±0.1%; Fe2O3<0.1%±0.05%; (5) 纯碱

浮法玻璃应采用重碱, Na2CO3>99%; NaCl<0.1%; 相对密度为1.1~1.3。 (6) 芒硝 应采用无水芒硝, Na2SO3>95%; NaCl<0.3%; CaSO4<1%; 碳粉

不宜采用烟道灰 C>84%;

灰分量小于12%;[3]

1.1.2 浮法玻璃对原料粒度组成的要求 (1)原料粒度组成对玻璃熔制的影响

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玻璃原料的粒度组成与玻璃熔化的关系及其密切,如果各种原料粒度组成和相互间的粒度级配合理,将显示出许多优点。

原料粒度组成合理,可使原料华学成分波动降到最低限度。要求原料粒度组成合理,仅控制粒级的上限是远远不够的,还要控制细级别(-120目)含量。在同一种原料的不同粒级中,特别是细级别中,其化学成分含量差异显著。

细级别含量高,其表面能增大,表面吸附和凝聚效应增大,当原料混合时,发生成团现象。另外,细级别多,在储存、运输过程中,受到振动和成锥作用的影响,与粗级别间,产生强烈的离析。这种离析的结果,使得进入熔窑的原料化学成分处于极不稳定状态。

玻璃各种原料,除各自的粒度分布要合理外,他们相互间的粒度分布要合理匹配,才能使配合料分层降低到最小程度,配合料均匀度处于最佳状态。

(2)玻璃用主要原料的粒度要求

在原料粒度分布上,一般要求分散性越小越好,这是主要的趋势。但还要考虑工厂的经济性,所以不对原料粒度作硬性规定。

1.1.3 浮法玻璃对原料中难熔矿物含量的要求

硅质原料、白云石、石灰石、长石等属于天然矿物。这些天然矿物中含有危害玻璃质量的杂质。有些属于难熔重矿物(见表1-1)。由于重矿物在玻璃熔化过程中,难以完全熔化而被残留在玻璃成品上,形成固体夹杂物,通常称之为―结石‖。

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表2-1 天然矿物中常含有的难熔矿物

名称 难 熔 矿 物 种 类 硅砂 硅线石 蓝晶石 红柱石 锆英石 尖晶石 刚玉 铬铁矿 高岭土 石灰石 刚玉 尖晶石 铬铁矿 白云石 刚玉 尖晶石 铬铁矿 长石 硅线石 刚玉 锆英石 铬铁矿 尖晶石 绿柱石 熔化研究证明,重矿物最小粒度若大于40目(0.34mm),形成结石的可能性最大,小于70目(0.21mm),在标准玻璃熔化条件下,其熔化的肯能性极大,在40~70目之间,随熔化条件不同而变化。[4]

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第2章 浮法玻璃原料及成分设计

2.1 浮法玻璃的原料组成

工业生产用的玻璃配合料,大体由7~12种组分组成。而配合料的主体则由4~6种组分组成,即由玻璃的主要组成氧化物所组成。配合料中的其余组成部分,是使玻璃获得某些必要性质和加速熔制过程的原料,其用量少;但作用并非不重要。

2.1.1 主要原料

主要原料是形成玻璃结构主体的原料,它们决定着玻璃的基本物理、化学性能。这些原料经熔融反应后即生成硅酸盐,构成玻璃液的主体。主要原料有石英砂、白云石、石灰石、长石、纯碱等。这些原料目前一般是以粉料进厂。

硅质原料是玻璃制造中最主要和用量最大的原料,约占配合料总量的60%。它主要引入玻璃成分中的SiO2。硅质原料的质量对玻璃质量有决定性的影响,可用的硅质原料就其在自然界的存在状态可分为天然硅砂和加工硅砂。硅砂是配合料中最难熔化的原料,其颗粒的大小、粒度分布,甚至颗粒的形状对于配合料的混匀、分聚、熔化和均化都有重要影响,是评价硅砂质量的重要指标。最合适的粒度直径范围是0.106~0.5mm。砂粒的形状以棱角形为好,因为棱角形的表面积大,与助熔剂的接触机会多,在混合、运输过程中不易分层。

白云石主要成分是CaCO3和MgCO3,约占配合料总量的14.8%。它主要引入玻璃成分中的CaO和MgO。浮法玻璃配合料引入的CaO原料主要有白云石、石灰石、方解石和白垩(CaCO3)等。由于需要引入MgO,所以又以用白云石为主。CaO不足部分用石灰石和方解石补充。白云石粉料生产一般为干法加工。

石灰石主要成分是CaCO3,约占配合料总量的3.7%,主要引入玻璃成分中的CaO。石灰石是自然界分布很普遍的一种沉积岩,密度为2.7g/cm3,

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