在玻璃生产中往往需要不断地研究燃料耗量、熔窑生产率、窑的侵蚀、产品的产量、产品成本等,而这些与玻璃熔制过程的状况密切相关。因此,研究影响玻璃熔制过程的因素是必要的。以下叙述一些主要因素。
1 .玻璃成分
玻璃成分对玻璃熔制速度有很大的影响,例如玻璃中 SiO 2 、 Al 2 0 3 含量提高时,其熔制速度就减慢;当玻璃中 Na 2 O 、 K 2 0 增加时,其熔制速度就加快。
2 .配合料的物理状态
对熔制过程影响较大的因素有:
(1) 原料的选择。当同一玻璃成分采用不同原料时,它将在不同程度上影响配合料的分层 ( 如重碱与轻碱 ) 、挥发量 ( 硬硼石与硼酸 ) 、熔化温度 ( 铝氧粉 Al 2 O 3 的熔点为 2050℃ ,钾长石为 1170℃ ) 等。
(2) 原料的颗粒组成。其中影响最大的是石英的颗粒度,这是由于它具有较高的熔化温度和小的扩散速度。其次是白云石、石灰石、长石的颗粒度。
3 .熔窑的温度制度
熔窑的熔制温度是最重要的因素。温度越高,硅酸盐反应越强烈,石英颗粒的溶解与扩散越快,玻璃液的去泡和均化也越容易。试验表明,在 1450 ~ 1650℃ 范围内,每升高 10℃ 可使熔化能力增加 5 %~ 10 %。因此,提高熔窑温度是强化玻璃熔融,提高熔窑生产率的最有效措施。但必须注意:随着温度的升高,耐火材料的侵蚀将加快,燃料耗量也将大幅度提高。
4 .采用加速剂和澄清剂
大部分加速剂是化学活性物质。它通常并不改变玻璃成分和性质,其分解产物也可组成玻璃成分,它们往往降低熔体的表面张力、粘度,增加玻璃液的透热性,所以加速剂往往也是澄清剂。澄清剂是用来加速玻璃液的澄清过程。 属于此类的物质有:硝酸盐、硫酸盐、氟化物、变价氧化物等。
5 .采用高压与真空熔炼
在石英光学玻璃生产工艺中常采用真空和高压熔炼技术来消除玻璃液中的气泡。采用高压使可见气泡溶解于玻璃液中,采用真空法能使可见气泡迅速膨胀而排除。
6 .辅助电熔
在用燃料加热的熔窑作业中,同时向玻璃液通入电流使之增加一部分热量,从而可以在不增加熔窑容量下增加产量,这种新的熔制方式称为辅助电熔。一般分别设在熔化部、加料口、作业部,可提高料堆下的玻璃液温度 40 ~ 70℃ ,这就大大提高了熔窑的熔化率。
7 .机械搅拌与鼓泡
在窑池内进行机械搅拌或鼓泡是提高玻璃液澄清速度和均化速度的有效措施。
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