配合料混合均匀是达到最佳熔制能力的先决条件。而配合料中各组分分层、飞料对熔化、澄清及熔窑的耐火材料十分不利。为了消除这些不利因素,在配合料的混合操作中,需要加入一定量的水,实践证明,配合料的水分对它的均匀性有很大的关系。它有以下几点作用:
(1)加水能使砂粒的表面湿润,形成水膜,加强了对助熔剂的熔解和粘附能力,使反应物之间接触良好而加速了反应过程;
(2)加水后,水通过毛细管吸力的作用产生粘合剂的效果增加了配合料粘性,使颗粒之间的位置稳定,易调合均匀,减少分层现象;
(3)减少扬尘,有利于保护工人身体健康;
(4)水分能增加熔化时的热传导,使配合料容易熔化;
(5)水分受热变成蒸气逸出,能翻动玻璃液,带出小气泡,促进玻璃液的澄清和均匀;
(6)由于减少了飞料,因而也可减少对熔窑耐火材料和余热利用装置的腐蚀。
另外,水分可以降低熔体的表面张力及粘度,对初熔阶段也有一定意义。而且,OH基团的红外吸收光谱带在1400℃时正好在热辐射的最佳范围。因此,至少在含铁量小的熔体中提高H2O含量可以改善热的吸收。对配合料的吸热原料,特别是芒硝和纯碱的水化程度,也与配合料中温度有关。为了使水具有良好的湿润性与渗透性,可以提高配合料的温度到35℃以上。在32℃以下时碳酸钠结合成稳定的十个结晶水的碳酸钠(Na2CO3.10H2O),在32℃时结晶成七个结晶水的碳酸钠(Na2CO3.7H20),而七个结晶水的碳酸钠在35.1℃时,分解成单水的硫酸钠(Na2CO3.H2O)。芒硝也有这类问题,在32.4℃以下,硫酸钠与水结合成稳定的十个结晶水的硫酸钠(Na2SO4.10H2O)。温度较高时,变成无水芒硝。由此可见,超过35℃,可使更多的水处在自由状态,得以充分发挥其作用,否则有相当部分的水进入混合机后立即为纯碱和芒硝的水化吸收成为结晶水,配合料很快干燥,水分就失去其有利影响。但是水分过多也会带来很多缺点:(1)配合料过湿会形成料蛋,不易混合均匀;(2)水分蒸发耗费大量热量,降低热效率;(3)水分过多时将粘结混合机和投料设备,给操作带来困难。因此,配合料在混合时应加热水和加蒸气,使混合料温度维持在45℃左右。加水量在4%~5%为宜,这样才能抑制配合料的分层,减少飞料的产生,从而提高熔窑的熔化能力,减少因飞料造成耐火材料的侵蚀。
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