玻璃熔制工藝原理

化學 物理 水水水水 2017-05-21

玻璃的熔制過程是將配合料經過高溫加熱形成均勻、純淨‘、透明並符合成型要求的玻璃液的過程,是玻璃製造過程中的主要過程之一。熔制速度和熔制的合理性對玻璃的產量、質量、合格率、生產成本、燃料消耗和池窯壽命等影響很大。玻璃的熔制過程包括一系列物理、化學、物理化學反應過程,一般可分為5個階段。(1)硅酸鹽形成階段:配合料入窯後,在800~1000度的溫度範圍發生一系列物理的、化學的和物理—化學的反應,如粉料受熱、水分蒸發、鹽類分解、多晶轉變、組分熔化以及石英砂與其他組分之間進行的固相反應。這個階段結束時,大部分氣態產物從配合料中逸出,配合料最後變成由硅酸鹽和二氧化硅組成的不透明燒結物。硅酸鹽形成速度取決於配合料性質和加料方式。(2)玻璃形成階段:當溫度升到1200度時,燒結物中的低共熔物開始熔化,出現了一些熔融體,同時硅酸鹽與未反應的石英砂反應,相互熔解。伴隨著溫度的繼續升高,硅酸鹽和石英砂完全熔解與熔融體中,成為含大量可見氣泡、條紋、在溫度上和化學成分上不夠均勻的透明的玻璃液。在浮法玻璃生產過程中,硅酸鹽形成階段與玻璃形成階段之間沒有明顯的界限,即在硅酸鹽階段尚未結束時,玻璃液形成階段已經開始,並且硅酸鹽形成進行得極為迅速,而玻璃液形成卻很緩慢。這是由於在實際生產中,配合料被直接投入到1300度左右的投料池中,硅酸鹽形成極快(約3~5min),而玻璃液的形成必須等待石英砂粒的完全熔解。因此要劃分這兩個階段很困難,所以生產上把這兩個階段視作一個階段,稱為配合料熔化階段。(3)玻璃液澄清階段:隨著溫度繼續升高,達到1400~1500度時,玻璃液的黏度約為10Pa.s,玻璃液在形成階段存在的可見氣泡和溶解氣體,由於溫度升高,體積增大,玻璃液黏度降低而大量逸出,直到氣泡全部排出。(4)玻璃液的均化階段:當不了液長時間處於高溫下,由於對流、擴散、溶解等作用,玻璃液中的條紋逐漸消除,化學組成和溫度逐漸趨向均一。此階段結束時的溫度略低於澄清溫度。玻璃液的均化過程早在玻璃液形成階段時已開始,然而主要的還是在澄清後期進行。它與澄清過程混在一起,沒有明顯界限,可以看作一面澄清,一面均化,且澄清加速了均化的過程,均化的結束在澄清之後,並一直延續到冷卻階段。此外,攪拌是提高均勻的一個很好的方法。(5)玻璃液冷卻階段:將澄清和均化了的玻璃均勻降溫,使玻璃液具有成型所需的黏度。在冷卻階段應不破壞不了液的質量。浮法玻璃冷卻階段結束的溫度在1100~1050度左右。

相關推薦

推薦中...