玻璃熔制及熔窯---玻璃熔制過程ppt課件.ppt

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1、浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備第三章玻璃的熔制及熔窯------熔制過程玻璃的熔制過程硅酸鹽形成階段玻璃形成階段玻璃液澄清階段玻璃液均化階段玻璃液冷卻階段配合料的熔化階段，約需32min不透明燒結(jié)物800℃~900℃1200℃完成透明的玻璃液1400~1500℃干凈的玻璃液均勻的玻璃液溫度降低200~300℃適合成型的玻璃液說明：五個(gè)階段相互聯(lián)系相互影響，并不是嚴(yán)格按照順序進(jìn)行，常常是同時(shí)進(jìn)行或交替進(jìn)行。1300~1400℃硅酸鹽的形成階段配合料在高溫的作用下，各個(gè)組分本身、各個(gè)組分之間經(jīng)歷一系列的物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)和物

2、理化學(xué)反應(yīng)，最后變成硅酸鹽和SiO2不透明燒結(jié)物的過程。約需3~4min。β—石英→α石英575℃α石英→α鱗石英875℃α鱗石英→α方石英1470℃熔化1710℃1.定義：2.配合料中各單組分的加熱變化a.多晶轉(zhuǎn)變：如SiO2、芒硝等無水芒硝（斜方晶系）→偏位芒硝（單斜晶系）235℃左右熔融884℃分解大于1200℃硅酸鹽的形成階段b.鹽類分解：如碳酸鹽、硫酸鹽、硝酸鹽例如：純堿—700℃左右開始分解放出CO2；石灰石500℃左右開始分解；白云石700℃左右MgCO3（先）分解完全，CaCO3（后）分解很少；硝

3、酸鈉350℃左右開始分解。c.脫水：結(jié)晶水、結(jié)構(gòu)水、化學(xué)結(jié)合水d.熔融：固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)硅酸鹽的形成階段b.形成復(fù)鹽3.各組分之間（多組分）的加熱反應(yīng)a.固相反應(yīng):c.形成硅酸鹽d.生成低共熔物注：多組分配合料中碳酸鹽分解和硅酸鹽形成開始的溫度低，反應(yīng)速度快。在實(shí)際生產(chǎn)中（投料口溫度達(dá)1300℃）各種反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。完成時(shí)間極短（大概只有3~4min）。固相之間的反應(yīng)（大量氣體逸出，CaCO3與MgCO3的分解）形成復(fù)鹽其他組分與SiO2作用形成硅酸鹽形成低共熔物少量液相出現(xiàn)固液之間的反應(yīng)開始，液相增加（由硅酸鹽與游

4、離SiO2組成的不透明燒結(jié)物）硅酸鹽的形成階段4.配合料組分在加熱過程中的揮發(fā)損失意義：在配料設(shè)計(jì)過程充分考慮到揮發(fā)損失量，保證配料計(jì)算的準(zhǔn)確度。玻璃中容易揮發(fā)的組分及揮發(fā)率：組分Na2O（純堿引入）Na2O（芒硝引入）K2OZnOPbOB2O3FSe揮發(fā)率（%）3.26.0124.014155090注：SiO2和Al2O3的揮發(fā)率通常很小，但當(dāng)配合料中含有氟化物時(shí)，需要考慮SiO2的揮發(fā)量，一般每份CaF2，SiO2的揮發(fā)量為0.33份，每份Na2SiF6，SiO2的揮發(fā)量為0.6或0.4份。硅酸鹽的形成影響原

5、料揮發(fā)量的因素：（1）熔制溫度：溫度越高，揮發(fā)量越大。熔制溫度由1450℃變化到1550℃，揮發(fā)率將增加一倍。（2）同一種氧化物，原料不同，揮發(fā)量不同。無水硼砂比硼酸和十水硼砂低。（4）配合料中的水分越高，Se的揮發(fā)率越高。（3）氧化物在原料中的含量越高，揮發(fā)量越高。（5）同一種氧化物在不同的玻璃中揮發(fā)率不同。硅酸鹽的形成影響配合料熔化的因素：（1）熔制溫度：溫度越高，反應(yīng)速度提高。溫度每提高10℃，反應(yīng)速度約增加10%。（2）原料的形式：復(fù)合原料可以降低熔制溫度，同時(shí)有利于玻璃液的澄清均化。玻璃的形成石英顆粒的

6、消失玻璃的形成過程：配合料中難熔的石英顆粒在各種硅酸鹽和液相的作用下，逐漸溶解、擴(kuò)散而消失，形成透明的玻璃液。約需要28~29min。石英顆粒固體表面的溶解：速度快b.溶解后的SiO2自表面想熔體擴(kuò)散：速度慢玻璃的形成速度主要取決于石英顆粒的擴(kuò)散速度玻璃的形成影響石英砂顆粒在熔體中溶解速度的主要因素：（1）溶解的SiO2從表向熔體的擴(kuò)散系數(shù)；（2）砂粒表面的SiO2與熔體中SiO2的濃度梯度；（3）交界層的厚度；（4）接觸面積。而擴(kuò)散系數(shù)與熔體的粘度有關(guān)，越大，擴(kuò)散系數(shù)越小。玻璃的形成玻璃形成的動力學(xué)：1.玻璃成

7、分：τ---熔化速度常數(shù)，表示玻璃相對難熔的特征。τ是一經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，要綜合各種因素后確定熔化溫度。玻璃的形成2.石英顆粒的尺寸：τ---形成玻璃的時(shí)間石英顆粒越小，反應(yīng)時(shí)間越短。注：過小，結(jié)團(tuán)而成為大顆粒，反而不宜熔化。3.熔體溫度：τ---形成玻璃的時(shí)間b、t與玻璃成分、原料顆粒度等相關(guān)的常數(shù)玻璃的形成4.配合料及投料質(zhì)量a.原料的顆粒級配難熔的小一些、易熔的大一些；密度小的粗一些，密度大的細(xì)一些。b.配合料質(zhì)量均勻性與水分含量c.投料方式薄層投料、均勻投料d、碎玻璃玻璃液的澄清玻璃液中可見的氣體夾雜物消除的過程

8、，稱為玻璃液的澄清過程。澄清溫度大概為1400℃~1500℃種類：O2、N2、CO2、SO2、SO3、NO2、NO、H2O、H2等1.定義：2.玻璃液中氣體（1）來源與種類a.配合料空隙中帶入的空氣b.鹽類分解放出的氣體c.易揮發(fā)物質(zhì)揮發(fā)及水分蒸發(fā)和分解d.耐火材料氣孔中氣體的排出及被侵蝕過程釋放的氣體e.燃料燃燒產(chǎn)物玻璃液的澄清a.可見氣泡（2）氣體的存在形式b.溶解氣