【正文】 玻璃液的均化過程是一。 不均質(zhì)體的溶解與擴散 玻璃液的均化過程常按如下三種方式進行；（1）為消除這種不均體，使整個玻璃液在化學成分上達到 一定的均勻性，這就是玻璃液的均化過程。這種不均質(zhì)體的存在，對玻璃質(zhì)量的影響極大。在玻璃形成階段結束后，由于各種原因在玻璃液中仍存在著一些與主體玻璃液化學成分不一樣的局部區(qū)域。在玻璃熔體中，氟化物與SiO2反應生成SiF4而揮發(fā)，造成硅氧結構網(wǎng)絡的斷裂，使玻璃液粘度下降，從而加速了澄清過程。工業(yè)上常用的是氟化物和氯化物。 只有在14001500℃時，硫酸鹽的作用才能充分顯示 出來。與變價氧化物澄清劑As2O3 ，Sb2O3不同的是，硫酸鹽的澄清作用與熔化溫度密切相關。引 入配合料中的硫酸鹽，其陽離子本身對澄清過程不起作用。(2)硫酸鹽，硒酸鹽，碲酸鹽類澄清劑硫酸鹽分解后產(chǎn)生SO2，對氣泡的長大與溶解起著重要作用. Na2SO3是廣泛用于制造瓶罐玻璃，窗玻璃和其他鈉鈣玻璃制品的有效澄清劑。例如，在重鋇冕玻璃中，Sb2O3的效果大大超過Sn2O3。Sb2O3的作用類似于Sn2O3，也是一種常用的澄清劑。當玻璃液中As2O3濃度在1%以下時，澄清作用隨濃度增大而加快。 對于含Na2O 15%，CaO12%，SiO2 73%的玻璃液，在900—1200℃的溫度范圍內(nèi)，玻璃液吸收SO2，形成硫酸鹽，高于1200℃時，硫酸鹽開始分解，到1300℃時，硫酸鹽的熱分解結束。+ SO2→Na2SO3+(X1) SiO2SO2與玻璃液的相互作用 無論何種燃料，都含有硫化合物，因而爐氣中均含有SO2，它能與配合料及玻璃液相互作用形成硫酸鹽，例如； O2與玻璃液的相互作用 氧在玻璃液中的溶解度首先取決于變價離子的含量，吸收的氧使低價離子轉(zhuǎn)為高價離子。 氣體在玻璃液中的溶解度與溫度有關，玻璃液溫度升高，氣體在玻璃液中的溶解度減小。依據(jù)道爾頓分壓定律，當A氣體進入含有B氣體的氣泡中時，氣泡的總壓將增高，氣泡中B氣體的分壓將減小。氣體總是由分壓高的相進入分壓低的相。dd—玻璃液的密度和氣泡中氣體的密度由上式可知，氣泡上升的速度與玻璃液的粘度成反比，表明玻璃液的澄清與玻璃的組成及熔制溫度有關。r—氣泡半徑g—重力加速度V=2/9 gr2 dd/η氣泡在玻璃液中的上升速度V與玻璃液的粘度η存在下述關系；排除玻璃液中的氣泡有兩種方式同時進行。需要指出的是，玻璃液的‘去氣’與‘無泡’是兩個概念。 玻璃液的澄清指排除可見氣泡的過程。因原料種類，玻璃成分，爐氣性質(zhì)，壓力制度和熔制溫度的不同，玻璃液中的氣體種類和數(shù)量也不同。在 硅酸鹽形成與玻璃形成階段，由于配合料中部分物料的分解，部分組分的揮發(fā)，氧化物的氧化還原反應，玻璃液與爐氣及耐火材料的相互作用等原因，析出了大量氣 體，其中大部分氣體逸散而出，剩余氣體中的大部分溶解于玻璃液中，少部分以氣泡的形式存在于玻璃液，也有部分氣體與玻璃液中的某組分形成化合物。3．玻璃液的澄清玻璃液中的氣泡長大后上升到液面而排除的過程即澄清過程，是玻璃熔制過程中極為重要的一環(huán)，它與制品的產(chǎn)量和質(zhì)量有著密切的關系。在11501450℃的溫度區(qū)間，溶化溫度提高 50℃，石英砂的溶解速度就提高50%。當然，硅酸鹽形成和玻璃形成的兩個階段沒有明顯的界限，在硅酸鹽形成階段結束之前，玻璃形成階段即已開始。與 硅酸鹽形成過程相比，玻璃形成過程要慢得多。此時，擴散就越難進行，這導致石英砂的溶解速度減慢。所以石英砂粒的溶解速度決定于擴散速度。由于石英砂粒的溶解和擴散速度比之各種硅酸鹽的溶擴速度慢得多，所以玻璃形成階段的速度實際上取決于石英砂粒的溶擴速度。在用池窯熔制玻璃時，配合料直接加在高溫區(qū)，反應在約1350℃的高溫下在35分鐘內(nèi)完成，反應非常迅速，基本上是在固體狀態(tài)下進行的。 12001300℃試驗表明，配合料組成越復雜，熔融的速度就越快。石英顆粒，低共熔物，硅酸鹽熔融885℃ 末起反應的NaSO3→熔融855℃ 末起反應的NaCO3→熔融 780℃ NaCO3Ca N a (CO3)2 756℃ NaCO3NaS 865℃ Na2SO3Na2SiO3795℃ Na2SO3N a 2 CO3 740℃ 6001280℃低共熔物形成 Na2SO3Na2SC aSiO3+ M g S iO3→C 10101150℃C a O+ S iO2→C aSiO39801150℃Mg O+ SiO2→MgSiO3700900℃NaCO3+SiO2→NaSiO3+CO2 ↑ 600920℃CaCO3+SiO2→CaSiO3+CO2↑ 450700℃MgCO3+ SiO2→MgSiO3 +CO2↑ 585900℃Ca N a (CO3)2+SiO2→CaSiO3+Na2SiO3+2CO2↑ 340620℃400500℃硅酸鹽形成 Mg N a (CO3)2+SiO2→MgSiO3+Na2SiO3+2CO2↑ Na2SO3+C→Na2S+CO2↑420915℃固相反應CaCO3→CaO+CO2 300℃MgO+CO2MgCO3575℃碳酸鹽分解方石英→石英235239℃ 斜方晶型→單斜晶型400℃多晶轉(zhuǎn)變CaCO3+NaCO3→Ca N a (CO3)2300℃MgCO3+NaCO3→Mg N a (CO3)2→Na2SO4+10H2O↑復鹽的形成 100—120℃吸附水的排除以普通瓶罐玻璃為例，加熱過程中的反應大致如下；吸附水與結晶水的排除 1．硅酸鹽的形成普通鈉鈣硅玻璃的均化溫度低于澄清溫度。普通鈉鈣硅玻璃在1400—1500℃結束這一階段。對普通的鈉鈣硅玻璃而言，此階段結束于1200℃。（2）玻璃形成階段 繼續(xù)加熱時，燒結物開始熔融，原已形成的硅酸鹽與石英砂相互擴散并溶解，直到再沒有末起反應的配合料顆粒，燒結物變成了透明體。玻璃的熔制是一個十分復雜的過程，它包括一系列的物理變化，如配合料的脫水，晶型的轉(zhuǎn)化，組分的揮發(fā)；包括一系列的化學變化，如結合水的排除，碳酸鹽的分解，硅酸鹽的形成；還包括一系列的物理化學變化，如共熔體的生成，固態(tài)料的溶解，玻璃液與耐火材料間的作用等。 配合料經(jīng)高溫加熱熔融成合乎成型要求的玻璃液的過程稱為玻璃的熔制過程。玻璃的熔制 第四節(jié) 分：允許誤差小于0。水6%酸不溶物：允許誤差小于0。1%4．配合料的均勻性配合料的均勻性包括顆粒組成均一，水分均一，化學成分均一等。3．氣體含量在玻璃熔制過程中，某些物料受熱分解放出一定量的氣體，如CO2,SO2,O2,H2O等，它們能攪動玻璃液，有助于玻璃液的澄清與均化。加水量控制在3%5%為宜，使用芒硝時，水量略為增大，不宜大于7%。 水分能增強配合料的熱傳導，加速配合料的熔化。 （4） 加水使配合料粘性增加，減少分層現(xiàn)象。 （2） 在配合料中加水對于減少粉塵，防止分層，提高混合均勻性，加快熔制速度，有其重要的作用。2．水分對一些主要原料的粒度要求為；硅砂，長石：81孔/厘米2（24目）白云石，石灰石，菱鎂石，螢石：64孔/厘米2（20目）純堿，芒硝，煤粉：3649孔/厘米2（16目）硅砂：由于水分含量高，如不烘干，只能過2536孔/厘米2篩（14目），以除去泥團，雜石，草根等。 配合料的要求配合料的質(zhì)量對玻璃制品的質(zhì)量有較大的影響，對配合料的基本要求是；1．顆粒組成構成配合料的各種原料的顆粒組成，直接影響配合料的均勻度，熔制速度和玻璃液的質(zhì)量。=四 247。 Li2O=碳酸鋰 247。 NaF=氟化鈉 247。 TiO2=氧化鈦 247。 Al(OH)3 =Al2O3 =氫氧化鋁 Al2O3= 247。 P2O5=磷酸鋁 第三步把計算結果換算成配料單。第二步進行校正。即假定玻璃中全部SiO2和Al2O3均由硅砂和砂巖引入；Ca O和Mg O均由白云石和菱鎂礦引入。碎玻璃摻入率=碎玻璃量/（生）配合料總量+碎玻璃量100%碎玻璃摻入率隨熔化條件和碎玻璃儲存量而增減，一般控制在18%—26%。即 螢石含率=螢石CaF2含量/（生）配合料總量100%螢石含率的選取與熔化條件有關，一般在1%以下。即 ？根據(jù)火焰性質(zhì)，熔化方法來調(diào)節(jié)碳粉含率，生產(chǎn)上一般控制在3%—5%。碳粉含率=碳粉用量C含量/芒硝用量Na2SO4含量100%碳粉的理論含量為4。即 芒硝含率=芒硝引入的Na2O/芒硝引入的Na2O+純堿引入的Na2O100%芒硝含率隨原料供應？和熔化情況而改變，一般掌握在5%—8%之間。即5%之間。在池窯中的飛散率一般在0。 系指純堿中因揮發(fā)，飛散而未參與反應的量與純堿總用量之比值。1．配合料計算中的幾個工藝參數(shù)純堿揮散率例如，氧化物的揮發(fā)，耐火材料的溶解，原料的飛損，碎玻璃的成分等。計算時，可認為原料中的氣體物質(zhì)在加熱過程中全部分解逸出，而分解后的氧化物全部轉(zhuǎn)入玻璃成分 中。 由冰晶石引入F而不用氟硅酸鈉，不僅能減少F的揮發(fā)，而且能減少對耐火材料的侵蝕。5．對耐火材料的侵蝕要小要求原料本身盡量不侵蝕耐火材料，并盡量減少配合料中對耐火材料侵蝕嚴重的物料用量，如純堿，氟硅酸鈉等。硅砂一般不必精選和干燥，經(jīng)過篩分去除雜質(zhì)就可直接使 用；砂巖則要經(jīng)過煅燒，粗碎，細碎，工藝比較復雜；而石英巖的加工，就更為困難。4．容易加工破碎要 求選用的原料加工工藝簡單，所用設備少，生產(chǎn)費用低。如玻璃中的CaO不是由生石灰引入，而由石灰石引入。如由工業(yè)氧化鋁，高嶺土或釩土引入Al2O3時，如配合料均勻性稍差或熔制不當，玻璃液的均勻性就會受到極大的影響；如由硅砂和長石引入Al2O3時，就能減少或避免這種影響。 原料的化學成分穩(wěn)定，含水量穩(wěn)定，顆粒度均勻，由于礦脈，坑口不同，原料的成分必定會有波動，從而影響玻璃成分的穩(wěn)定性。 例如，為了引入SiO2，就要選用硅砂和砂巖，或選用硅砂和長石；為了引入CaO,MgO，就要選用石灰石和白云石，或石灰石和菱鎂石。原料選擇的基本要求是；1．符合玻璃既定設計的成分要求，又要為成分調(diào)整留有余地。 玻璃成分中應用1%2%Al2O3代替SiO2,用3%MgO代替 CaO. 如熱處理時不易析晶，玻璃中的氧化物不易被還原，能滿足在以后的研磨，熔接等加工時的操作要求。因此，玻璃中CaO含量要低，SiO2,K2O含量要高。 方面 要求玻璃的粘度溫度曲線能適應成型操作的要求，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，有最大的成型速度，并在成型時不能析晶。2．工藝要求 熔制方面 應便于熔制，澄清，不易產(chǎn)生缺陷。 另外，顆粒度過小，會增加粉碎耗用的動力。試驗表明，熔化時間均較短；隨碎玻璃加 入量的增多，配合料的熔化時間縮短，但加入量過多時，將延長澄清時間。因此 ，加入原單位玻璃多時，就難于澄清。，某些組分會發(fā)生熱分解并釋出氧氣，將對變價元素的呈色產(chǎn)生影響。 由于玻璃液對耐火材料的侵蝕，使玻璃中的Fe2O3和Al2O3含量增加，所以二次熔化就產(chǎn)生二次積累。對那些更易揮發(fā)的組分，其差別就更大。2．碎玻璃對玻璃熔制的影響當碎玻璃用于生產(chǎn)玻璃制品時，在配合料中的加入量以18%26%為宜，碎玻璃的引入對玻璃的熔制及產(chǎn)品質(zhì)量會產(chǎn)生一定影響。 汽車在這種路面行駛，不易打滑，制動性好，外胎磨損并不增大。我國現(xiàn)有泡沫玻璃生產(chǎn)線幾十條，年產(chǎn)量約一萬立方米。由 碎玻璃粉摻加510%發(fā)泡劑，經(jīng)500950℃燒結軟化并發(fā)泡，制成泡沫玻璃，切割加工成制品，可用作墻體，天棚等的保溫隔熱，隔音材料，市場前景十 分廣闊。（玻璃彈子）以回收的碎玻璃在馬蹄焰池窯中熔制的玻璃液為透明料，以坩堝窯中熔制的玻璃液為彩色料，制成彩色玻璃彈子，用作智力玩具，裝飾材料及藝術禮品，市場需求量正逐年增大。用回收的碎玻璃添加少量著色劑，用燒結法生產(chǎn)彩色玻璃馬賽克，具有原料來源廣，工藝簡單，成本低的優(yōu)點。 將回收的有色或無色碎玻璃及陶瓷碎片經(jīng)破碎，篩分，制作成多彩多姿的建筑裝飾板，可廣泛應用于墻面，柱面，樓梯，陽臺，風景壁畫，人物雕塑等裝飾。用碎玻璃制玻璃微珠的方法有；一次成形法；將碎玻璃熔融后，采用噴，吹，拋等方法直接成球；二次成形法，即燒結成球法。在化工行業(yè)，用作油漆，油墨，涂料，制藥等生產(chǎn)時的研磨介質(zhì)；在機械行業(yè)，用作內(nèi)燃機，渦輪葉片， 金屬模具等結構部件表面清潔，拋光，增強之用的噴丸；在工程塑料和橡膠制品中，用作增強用的填充料，由于其圓整度好，流淌性好，光滑均勻，作填充料時填充 均勻，無死角，無虛邊；在交通方面，利用其定向反射反光的特點，用以制作交通標志牌，公路反光線道。1．碎玻璃的利用 熔制玻璃制品　　將碎玻璃摻入配合料中，是碎玻璃利用的傳統(tǒng)方法，可以節(jié)省原料，燃料，減少廢氣排放量，減小對熔窯的侵蝕，延長熔窯使用壽命。碎玻璃　　碎玻璃是一種寶貴的資源，世界各國對它的回收利用都十分重視。 三磷酸鹽 有磷酸鈣[Ca3(PO4)2]，骨灰，天然磷灰石[Ca4(CaF)(PO4)3]等?！　》锏淖饔脵C理是F1