【導(dǎo)讀】《無機非金屬材料工藝學(xué)》。土木與材料工程系。013409101陳盼盼設(shè)計題目。純堿揮散率%；玻璃獲得率%；碎玻璃摻入率20%；螢石含率%；芒硝含率15%；煤粉含率%；計算基礎(chǔ)100Kg玻璃液；計算精度。設(shè)有30%的CaF2與SiO2反應(yīng)，生成SiF4而揮發(fā)，SiO2的摩爾量為，CaF2. 玻璃的設(shè)計成分見表1，各種原料的化學(xué)成分見表2。試設(shè)計合適的原料配量表。畫出玻璃制備工藝流程圖，并簡要敘述各環(huán)節(jié)主要工藝參數(shù)與注意事項。設(shè)螢石用量為xkg,根據(jù)螢石含率得。由白云石和菱鎂石引入的各氧化物量見表5. 設(shè)純堿理論用量為xkg，揮發(fā)量為ykg，則。校正硅砂和砂巖用量:. 已知條件，碎玻璃參入率為20%，各種原料含水率見表2，配合料含水量為5%，混合機容量為1200kg干基。硅砂的濕基用量=/（%）=kg

　　

【正文】 是在錫槽中進行的。玻璃液由熔窯經(jīng)流槽進入錫槽后，其成型過程包括自由展薄、拋光、拉引等，為此討論以下四個相應(yīng)問題： ? 玻璃液在錫液面上的浮起高度。玻璃液與錫液互不浸潤、互無化學(xué)反應(yīng)。錫液的密度大于玻璃液，因而玻璃液浮于錫液表面，如圖 231l所示。其浮起高度h1，和沉入深度 h2可用下式表示： (23 2) 式中： dg、 dτ —— 玻璃液與錫液的密度； H —— 玻璃液在錫液面上的自由厚度。 ? 浮法玻璃的自由厚度。當(dāng)浮在錫液面上的玻璃液不受到任何外力作用時所顯示的厚度稱自由厚度。它決定于下列各力之間的平衡：玻璃液的表 面張力 σ g 、錫液的表面張力 σ t 、玻璃液與錫液界面上的表面張力 σ gt 以及玻璃液與錫液的密度 d g 、 d τ 。其間的關(guān)系可用下式表 一般的成型方法有吹制（機吹，人工吹），壓制，離心旋轉(zhuǎn)，燒制（輔助作用）。 玻璃模具一般采用生鐵鑄件。模具質(zhì)量的好壞也會影響產(chǎn)品品質(zhì)，因為有的鐵質(zhì)有砂子，則出來的產(chǎn)品就粗糙，有凸粒，在高溫下，易 脫鐵屑而沾在產(chǎn)品上。 一般的模具都有幾個排氣孔，排氣孔很少，一般不影響產(chǎn)品的成型效果，排氣效果好的模具，產(chǎn)品的圖案，字母則較清晰，模合縫的大小也會影響產(chǎn)品利角的輕重， １８ 模具必須預(yù)熱后方可使用，否則剛產(chǎn)出的產(chǎn)品易破裂。 熔化的料入模具有自動進料與人工操作兩種自動進料，每種產(chǎn)品生產(chǎn)前都調(diào)好進料量，而人工操作則完全靠工人的經(jīng)驗了，所以人工操作時，量的多少是很重要的，量太多易使邊太厚。太少，則可能產(chǎn)品不完整，因人工剪料控制的問題，易出現(xiàn)產(chǎn)品邊避和底的厚薄以及產(chǎn)品輕重不一致等問題。 吹制 產(chǎn)品靠氣壓而成 ，所以與氣壓的大小有很大的關(guān)系，氣壓太大，可能出現(xiàn)底部薄，口部厚，氣壓太小，則口部可能太薄或根本吹不到，口部卻缺少了。一般的吹制產(chǎn)品有瓶類，罐類。 壓制 是通過內(nèi)模壓入外模，把玻璃料擠壓成型。兩模間的空隙影響產(chǎn)品的厚薄，而內(nèi)模是通過氣壓來控制的，所以氣壓太大可能減少兩模上下的空隙，使產(chǎn)品底變薄：若氣壓太小，則相反。一般直筒的杯壯都采用壓制，但如產(chǎn)品比較高且邊要求較薄，則一般用吹，而這種產(chǎn)品最薄處在中部，所以中部易破。 離心旋轉(zhuǎn) 用模具安裝在電動機上，通過模具一定的轉(zhuǎn)速把料甩開成型。電動轉(zhuǎn)速太小，可能甩 不開，而使產(chǎn)品不完整，轉(zhuǎn)速太大，可能把料甩出去了或料全甩到上部，使上端厚，底部薄，一般盤壯物采用此方法。 產(chǎn)品出模后需要用鉗夾出來，若鉗生銹，則可能使產(chǎn)品上沾有銹班，無法清除，所以必須保證鉗的干凈無銹，一般用玻璃水去擦試，或采用無銹材質(zhì)的鉗。 一般的產(chǎn)品到此時就可進行后段工序 — 燒邊，但有些產(chǎn)品無法用一種模成型，而需要再熔接，熔接必須在產(chǎn)品剛出模時就進行，并且要熔接的另一部分必須是剛挑出的熔化的料，這樣才能熔接好，否則易接不牢或炸裂產(chǎn)品。 ? 燒邊 產(chǎn)品剛出模，一般的口部都不圓滑，而要用高溫將之燒圓滑，多 用火力。 ? 褪火 產(chǎn)品出模后溫度很高約 500600 度，若這樣自然冷卻，則會炸爆，故要采用褪火設(shè)備使溫度慢慢降低。褪火設(shè)備是一個頂部和兩側(cè)封閉的輸送帶形狀，一般長 10 幾米，寬 1 米左右，共有幾個不同的溫度帶，初段溫一般與出模產(chǎn)品的溫度一樣，即 500600 度，然后逐漸減低，末溫一般是 60 度左右，褪火時間不宜太短，否則產(chǎn)品極易炸裂，并且一般產(chǎn)品都不是當(dāng)時炸裂，而是以后或在運輸中會炸掉。 １９ ? 檢查后進入后段加工，如貼花紙或蒙砂等。 ? 玻璃產(chǎn)品容易出現(xiàn)的問題： A 炸裂 有很多炸裂的產(chǎn)品在剛褪火后是沒 有炸裂的，而是在包裝箱中或由于碰撞或自動炸裂，主要是退火不夠或包裝不良造成。 B 汽泡 產(chǎn)品上有一個個大小不等的汽泡，主要是受料的純度和回收料的含量，以及爐內(nèi)溫度的影響，料含雜質(zhì)越多或加收料含量越高，以及爐內(nèi)溫度達不到，都可能產(chǎn)生汽泡。 C 水紋 表面不光滑，有皺或水波紋，主要是由于溫度不夠而影響的，或模溫太低。 D 雜質(zhì)或斑點 是由于料內(nèi)含有雜質(zhì)或熔化的料混在其中，包括料花，黑點 黑斑等 E 邊避太薄或太厚 主要是人工操作時剪料的多或少所致。 F 表面有銹斑 主要的模具或夾鉗的磨擦所致。 G 模合線太粗或太利 兩塊模的吻合度不好或壓力太大。 H 產(chǎn)品不完整。字體不清晰 料太少或壓力不足， 或溫度太低以及排氣不良所致。 I 產(chǎn)品表面臟 環(huán)境差 清潔不足或操作不當(dāng)使污物吸附在產(chǎn)品表面上。 ２０ MgOAl2O3SiO2 為重要的高溫陶瓷材料體系之一，在窯具、電路基板、蜂窩陶瓷等方面具有廣泛用途。現(xiàn)利用煤矸石、工業(yè)氧化鋁、菱鎂礦為原料，輔以組分氧化物調(diào)節(jié)，配制分子式為 的陶瓷配方，若煤矸石用量為 50 wt%，其余 Al2O3 由工業(yè)氧化鋁、 MgO 由菱鎂礦補充，配方最終由分析純組分氧化物試劑調(diào)節(jié)至配方要求。 請問配制 1Kg 該陶瓷粉料時，需要各種原料各多少 (精確 )？其中，煤矸石、磷鎂礦化學(xué)成分如表所示，工業(yè)氧化鋁按純物質(zhì)計。 表 1 煤矸石化學(xué)組成 Composition SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 CaO Mass fraction/wt% 65 25 5 3 2 表 2 磷鎂礦化學(xué)組成 Composition MgCO3 FeCO3 CaCO3 Mass fraction/wt% 95 3 2 ：陶瓷的具體計算如下 計算坯式的分子量 將坯式改寫為： (MgO)(CaO) (Al2O3)(Fe2O3)(SiO2)5 1mol熟料的質(zhì)量如下表： 項目 MgO CaO Al2O3 Fe2O3 SiO2 合計 氧化物摩爾數(shù) 5 氧化物分子質(zhì)量 氧化物質(zhì)量 （ g） 氧化物所占百分比 100 ２１ 計算分解百分比 由 MgCO3分解生成 MgO 的百分比 MgO/MgCO3=由 FeCO3 分解生成 Fe2O3 的百分比 Fe2O3/2FeCO3=由 CaCO3 分解生成 CaO 的百分比 CaO/CaCO3= 初步計算 因為熟料為 1000g，設(shè) 煤矸石用量為 55 wt%， 則煤矸石的用量為 550g 煤矸石引入的氧化物的量 （ g） ,見下表： SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 CaO 11 設(shè)磷鎂礦的量為 Xg，經(jīng)計算，按照加氧化鎂足夠的方法添加磷鎂礦，這樣其他兩種氧化物就不會加多。 % 1000－ =X9 5% X= 量 SiO2： % 1000－ = Al2O3： % 1000－ = Fe2O3： % 1000－ － = CaO： % 1000－ 11－ = 煤矸石 +磷鎂礦 +純組分氧化物試劑 =550+++++ = ２２ 550／ =% 對煤矸石的量進行調(diào)整： 假設(shè)煤矸石的用量為 553g 煤矸石引入的氧化物量 （ g） ,見下表： SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 CaO 設(shè)磷鎂礦的量為 Xg，經(jīng)計算，按照加氧化鎂足夠的方法添加磷鎂礦，這樣其他兩種氧化物就不會加多。 % 1000－ =X9 5% X= 分氧化物試劑的量 SiO2： % 1000－ = Al2O3： % 1000－ = Fe2O3： % 1000－ － = CaO:： % 1000－ － = 煤矸石 +磷鎂礦 +純組分氧化物試劑 =553++++ + = 553／ =% ２３ 對煤矸石的量進行調(diào)整 假設(shè)煤矸石的用量為 煤矸石引入的氧化物量 （ g） ,見下表： SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 CaO 設(shè)磷鎂礦的量為 Xg，經(jīng)計算，按照加氧化鎂足夠的方法添加磷鎂礦，這樣其他兩種氧化物就不會加多。 % 1000－ =X 95% X= SiO2： % 1000－ = Al2O3： % 1000－ = Fe2O3： % 1000－ － = CaO:： % 1000－ － = 煤矸石 +磷鎂礦 +純組分氧化物試劑 =+ + + + + = ／ =% 綜上可知：煤矸石的加入量為