改色和着色玻璃的熔窑操作

1、Jack Xu(2006)1改改 色色 改色及其熔窑操作改色及其熔窑操作Jack Xu(2006)2改改 色色 及及 其其 熔熔 窑窑 操操 作作这一课题将分两部分阐述这一课题将分两部分阐述:A. 着色着色 改色程序改色程序：这一部分描述改色的基本原理这一部分描述改色的基本原理:简单的非过量改色简单的非过量改色如何通过如何通过过量改色过量改色来缩短改色时间来缩短改色时间v使用和增加使用和增加鼓泡鼓泡v拆除拆除卡脖水包卡脖水包冷却部均化的其它措施冷却部均化的其它措施(影响改色时间的因素影响改色时间的因素)改色顺序，不同颜色之间的转变，及从着色玻璃转改色顺序，不同颜色之间的转变，及从着色玻璃转为无

2、色玻璃为无色玻璃。Jack Xu(2006)3改改 色色 和和 熔熔 窑窑 操操 作作B. 着色玻璃生产时的熔窑操作着色玻璃生产时的熔窑操作：这一部：这一部分将描述着色玻璃生产时，熔窑操作分将描述着色玻璃生产时，熔窑操作上的差别和要求上的差别和要求:高铁含量高铁含量(特别是亚铁特别是亚铁)玻璃在传热特性上玻璃在传热特性上的差别的差别鼓泡、电加热、卡脖水包、配合料化学成鼓泡、电加热、卡脖水包、配合料化学成分、澄清、搅拌、均化、冷却分、澄清、搅拌、均化、冷却(控制回流控制回流)、玻璃液面和流道温度等的实际操作玻璃液面和流道温度等的实际操作颜色方面颜色方面 - 亚铁比例、硒、硒保留量亚铁比例、硒、硒

3、保留量Jack Xu(2006)4A. 着色着色 改色程序改色程序将要讨论的题目：将要讨论的题目：1. 玻璃液在窑内的停留时间玻璃液在窑内的停留时间2. 简单改色简单改色3. 过量改色过量改色4. 过量水平过量水平5. 过量持续时间和终止过量时间过量持续时间和终止过量时间6. 熟料熟料(碎玻璃碎玻璃)回收使用回收使用7. 加速改色过程加速改色过程:a. 鼓泡鼓泡 b. 鼓泡时的高水平改色鼓泡时的高水平改色c. 升起或拆除卡脖水包升起或拆除卡脖水包Jack Xu(2006)5 A. 着色着色 改色程序改色程序(续续)d. 流道温度流道温度e. 吨位、电加热吨位、电加热 f. 交替式单向搅拌交替式

4、单向搅拌g. 加强回流加强回流h. 改变熔窑设计改变熔窑设计 i. 控制密度控制密度/折射率折射率8. 配料车间配料车间9. 计划计划10. 质量和颜色控制质量和颜色控制11. 改色顺序改色顺序12. 不同颜色间的转换不同颜色间的转换13. 改回透明白玻璃改回透明白玻璃Jack Xu(2006)61. 玻璃液在窑内的停留时间玻璃液在窑内的停留时间玻璃液在窑内的平均停留时间玻璃液在窑内的平均停留时间TR (天天)为为: 窑内容纳的玻璃重量窑内容纳的玻璃重量(吨吨)吨位（吨吨位（吨/天）天）窑内容纳玻璃液量的计算，通常按窑内容纳玻璃液量的计算，通常按: 冷炉尺寸冷炉尺寸 玻璃密度玻璃密度2.5 t

5、/m3例：某厂熔窑所容纳的玻璃液总重量约为例：某厂熔窑所容纳的玻璃液总重量约为1230 吨。生产吨位吨。生产吨位为为400 t/d , 则玻璃液平均在窑内的停留时间为：则玻璃液平均在窑内的停留时间为： TR = 1230/400 = 3.1 天天注：注：TR 是窑内玻璃液的平均停留时间。实际停留时间可能从是窑内玻璃液的平均停留时间。实际停留时间可能从15小时到几天不等。小时到几天不等。TR =Jack Xu(2006)72. 简简 单单(非过量非过量)改改 色色例如：例如：透明透明 浅绿浅绿Fe2O30.1% 0.6%如果我们仅投入目标含量如果我们仅投入目标含量(根据碎玻璃中着色剂适当调整根据

6、碎玻璃中着色剂适当调整)的配合料的配合料，那么要经过那么要经过2.5到到3.0TR时间即时间即7 9 天才能天才能在生产的玻璃中满足颜色要求。在生产的玻璃中满足颜色要求。见下一张幻灯片的示意图。注：见下一张幻灯片的示意图。注： 最初的响应时间较慢最初的响应时间较慢 然后速度升高然后速度升高 最后明显变慢最后明显变慢 - 要满足最后的要满足最后的 1% 要用无限长的时间要用无限长的时间!(注：这一变化时间也适用于成分的转变注：这一变化时间也适用于成分的转变)用用7 9天的时间到达目标成分天的时间到达目标成分/着色着色/颜色是不可接受的，颜色是不可接受的，对大吨位窑每天的消耗支出超过对大吨位窑每天

7、的消耗支出超过50万元万元这一过程所耗时间可以通过这一过程所耗时间可以通过“过量改色过量改色”来显著降低来显著降低。Jack Xu(2006)82. 简简 单单(非过量非过量)改改 色色 (续续)10080604020001.02.03.0TR - from first appearance in ribbonFractional change, %0.60.50.40.30.20.1Fe2O3 %(从板带上最初出现颜色变化起从板带上最初出现颜色变化起)颜色变化百分比颜色变化百分比Jack Xu(2006)9开始点开始点即即 Fe2O3 0.6%目标目标即即 Fe2O3 0.11%注意非过量改

8、色注意非过量改色/成成分变化时引用的分变化时引用的“阶阶段转色段转色”的定义的定义02040608010001.02.03.0TR - from first appearance in ribbonFractional change, %0.60.50.40.30.20.1Fe2O3 %2. 简简 单单(非过量非过量)改改 色色(续续)这是一个从着色玻璃改回透明白玻璃的非过量改这是一个从着色玻璃改回透明白玻璃的非过量改色的例子，这一改色将用很长的时间色的例子，这一改色将用很长的时间:从玻璃带上出现最初的颜色变化起从玻璃带上出现最初的颜色变化起颜色变化百分比颜色变化百分比Jack Xu(2006

9、)103. 过过 量量 改改 色色对于快速改色，我们最初在对于快速改色，我们最初在“熔窑配合料熔窑配合料”(配合料和碎玻璃配合料和碎玻璃)中加入比中加入比目标值高目标值高(低低)的着色剂。的着色剂。我们定义过量改色水平我们定义过量改色水平 (o/d) % :% o/d = (过量改色料中着色剂含量过量改色料中着色剂含量 - 目标含量目标含量) x 100% (目标含量目标含量- 初始含量初始含量)例：透明白玻璃例：透明白玻璃 浅绿玻璃浅绿玻璃， Fe2O3的浓度由的浓度由0.1% 升高至升高至0.6%，过过量改色料中含量改色料中含1.8% 的的Fe2O3 :% o/d = (1.8 - 0.6

10、) x 100% = 1.2 x 100% (0.6 0.1) 0.5 = 240%简单着色简单着色(非过量改色非过量改色)配合料中含配合料中含0.6%的的 Fe2O3 时时, 过量水平为过量水平为 0% 。注：这一公式还适用于过量褪色、不同颜色间及改回透明白玻璃的过注：这一公式还适用于过量褪色、不同颜色间及改回透明白玻璃的过程，这在以后举例。程，这在以后举例。Jack Xu(2006)113a. 过过 量量 改改 色色 系系 数数前一张幻灯片把过量改色定义为百分含量前一张幻灯片把过量改色定义为百分含量。有些地方用有些地方用“过量改色系数过量改色系数”，它与过量该色水，它与过量该色水平百分比的

11、关系为：平百分比的关系为： 过量改色过量改色 % 过量改色系数过量改色系数 01 1002 2003 等等等等Jack Xu(2006)12过量改色明显地缩短改色时间过量改色明显地缩短改色时间:10080604020001.02.03.0TR - from first appearance in ribbonFractional change, % 过量改色过量改色 % 01002003. 过过 量量 改改 色色 (续续)从板带上最初出现颜色变化起从板带上最初出现颜色变化起颜色变化百分比颜色变化百分比Jack Xu(2006)133. 过过 量量 改改 色色 (续续)下表显示了过量改色估计时间

12、与到达目标浓度所用时间之间的关系下表显示了过量改色估计时间与到达目标浓度所用时间之间的关系。熔窑过量料是从透明白玻璃熔窑过量料是从透明白玻璃 (0.1% Fe2O3)转为典型的浅绿玻璃转为典型的浅绿玻璃 (0.6% Fe2O3)：过量改色过量改色 过量料过量料 过量改色过量改色 到达目标值到达目标值 % Fe2O3 时间时间, TR 所用时间所用时间, TR 0 0.6- 2.5 - 3.0 50 0.85 0.85 1.3 100 1.1 0.53 0.93 150 1.35 0.38 0.88 200 1.6 0.30 0.83注：注：即使是较低的过量水平也能获得较大的效果即使是较低的过量

13、水平也能获得较大的效果 - 但是，但是，在过量水平较高时对降低转色时间的效果就会下降在过量水平较高时对降低转色时间的效果就会下降.Jack Xu(2006)144. 过量改色水平过量改色水平在实际操作中，过量改色水平受以下因素制约：在实际操作中，过量改色水平受以下因素制约：过量着色料中过量着色料中Fe2O3 或或 NiO 含量对玻璃透热性的含量对玻璃透热性的影响，从而对碹顶温度和玻璃温度的影响影响，从而对碹顶温度和玻璃温度的影响.熔窑系统均化玻璃的能力熔窑系统均化玻璃的能力.鼓泡能大大减轻上述二个制约因素的影响鼓泡能大大减轻上述二个制约因素的影响.理想情况下，最好能同时达到颜色一致和可接受理想

14、情况下，最好能同时达到颜色一致和可接受的波筋水平。但实际上通常是颜色首先达到要的波筋水平。但实际上通常是颜色首先达到要求，而此时波筋尚未达标。求，而此时波筋尚未达标。Jack Xu(2006)154. 过量改色水平过量改色水平 (续续)有鼓泡时，推荐的过量改色水平为：有鼓泡时，推荐的过量改色水平为：透明透明 浅绿浅绿250%透明透明 深绿深绿100%绿绿 深绿深绿200%透明透明 茶色茶色/灰色灰色 250%茶色茶色 灰色灰色300%无鼓泡时必须用较低的改色水平无鼓泡时必须用较低的改色水平-因此转色的时间较长。因此转色的时间较长。 在从透明白玻璃转浅绿玻璃时，过量改色配合料中在从透明白玻璃转浅

15、绿玻璃时，过量改色配合料中Fe2O3的最大最佳含量约为的最大最佳含量约为 1.8%，高于此水平，则均化似乎高于此水平，则均化似乎会有困难，并且会导致严重的波筋，并且在转色时间上会有困难，并且会导致严重的波筋，并且在转色时间上的减少不明显。的减少不明显。Jack Xu(2006)165. 过量色改时间过量色改时间很明显，按正确的时间长度加入过量改色配合料是非常重要的：很明显，按正确的时间长度加入过量改色配合料是非常重要的：- 过早停止过量改色配合料会使玻璃颜色浅而不达标，过早停止过量改色配合料会使玻璃颜色浅而不达标，- 过晚停止过量改色配合料会使玻璃颜色过深而超标。过晚停止过量改色配合料会使玻璃

16、颜色过深而超标。决定加入过量改色配合料的时间长度，或停止过量改色配合料的决定加入过量改色配合料的时间长度，或停止过量改色配合料的加入加入(这是改色期间第一个重要的决定这是改色期间第一个重要的决定)，可采用下列方法，可采用下列方法： 质量平衡质量平衡 质量平衡质量平衡 / 熔窑着色料熔窑着色料 由公式计算由公式计算一般广泛采用质量平衡和熔窑加料的方法，下面将详细描述。一般广泛采用质量平衡和熔窑加料的方法，下面将详细描述。也有用一个公式来计算投料时间，它包括过量水平；也有用一个公式来计算投料时间，它包括过量水平； 和熔窑响应和熔窑响应时间。但此公式的讨论不在本此讲述范围内。时间。但此公式的讨论不在

17、本此讲述范围内。这两种方法都可以用这两种方法都可以用 !Jack Xu(2006)175. 终止过量改色时间终止过量改色时间一般喜欢用一般喜欢用“质量平衡法质量平衡法”来决定何时终止过量改色。来决定何时终止过量改色。例如：例如： 透明白透明白 含含0.62% Fe2O3 的绿玻璃的绿玻璃窑内玻璃液容量窑内玻璃液容量1230 吨吨 0.11%透明白含透明白含1.353 吨吨 Fe2O3 0.62%绿含绿含7.626 吨吨 Fe2O3质量短缺质量短缺6.273 吨吨 Fe2O3要把窑内所有玻璃都转为绿玻璃，我们必须加入要把窑内所有玻璃都转为绿玻璃，我们必须加入6.273吨吨 Fe2O3。这就是质量

18、短缺值。这就是质量短缺值。如果我们希望在加入短缺值的如果我们希望在加入短缺值的85%时终止过量改色配合料，时终止过量改色配合料，那么此时窑内那么此时窑内 Fe2O3 的总重量为：的总重量为：1.353 + ( 0.85 x 6.273 ) = 6.685 吨吨 Fe2O3Jack Xu(2006)185. 终止过量改色的时间终止过量改色的时间 (续续)v通常我们间隔通常我们间隔2小时来测量计算窑内小时来测量计算窑内Fe2O3的净的净含量含量。Fe2O3 由过量改色配合料加入窑内。加入的速度由由过量改色配合料加入窑内。加入的速度由吨位、配合料和碎玻璃中原有的和外加的吨位、配合料和碎玻璃中原有的和

19、外加的Fe2O3 算算出。出。 Fe2O3 会通过玻璃带出，带出的速度在改色过程中会通过玻璃带出，带出的速度在改色过程中会不断增加。会不断增加。带出的速度由吨位、玻璃板中的带出的速度由吨位、玻璃板中的Fe2O3 (由光学方法由光学方法测量测量) 计算出，通常可以用分光光度计测量透过率，计算出，通常可以用分光光度计测量透过率，并用电脑进行质量平衡计算并用电脑进行质量平衡计算 这样较方便省力这样较方便省力!Jack Xu(2006)195. 终止过量改色的时间终止过量改色的时间 (续续)v通过实践，我们发现最佳的终止点为加入量达到短缺值的通过实践，我们发现最佳的终止点为加入量达到短缺值的85% 。

20、 (最初，这一终止点为短缺值的最初，这一终止点为短缺值的95%左右左右，但近几年有所降低，压但近几年有所降低，压深卡脖水包和鼓泡可以将过量的着色剂先集中在熔化部）深卡脖水包和鼓泡可以将过量的着色剂先集中在熔化部）v终止过量着色后我们开始使用正常配合料，此时要使用回收的过终止过量着色后我们开始使用正常配合料，此时要使用回收的过渡色碎玻璃渡色碎玻璃。v下一张幻灯片显示了玻璃板的响应时间。下一张幻灯片显示了玻璃板的响应时间。注：这是对应于过量改色时间。注：这是对应于过量改色时间。注：开始一般为直线，在此一段时间内，只有铁被加入，而没有注：开始一般为直线，在此一段时间内，只有铁被加入，而没有被带出。被

21、带出。v一旦玻璃板出现颜色，窑内着色剂的增加速度将减慢。一旦玻璃板出现颜色，窑内着色剂的增加速度将减慢。* 注意：注意：85% 是对一般熔窑的推荐值，但必须根据不同的熔窑的实是对一般熔窑的推荐值，但必须根据不同的熔窑的实际情况在改色过程中作适当调整。际情况在改色过程中作适当调整。Jack Xu(2006)2084620Hours from overdopeTonnes Fe2O3 in furnaceGreen tint 7.626 t85% of deficit, 6.685 tTerminate overdopeClear glass 1.353 t0Initial rate of inc

22、rease is linear - then increasingamounts of iron are removed in the ribbonMass deficit 6.273 t5. 终止过量改色的时间终止过量改色的时间 (续续)最初阶段，着色剂增加速率为线性。最初阶段，着色剂增加速率为线性。然后，一部分氧化铁随玻璃带被带出然后，一部分氧化铁随玻璃带被带出绿色着色绿色着色达到短缺量的达到短缺量的85%,6.685吨吨质量短缺质量短缺 6.273 吨吨透明白玻璃透明白玻璃1.353 吨吨熔窑内熔窑内Fe2O3的吨数的吨数过量改色终止时间过量改色终止时间从加入过量改色料起的小时数从加入过

23、量改色料起的小时数Jack Xu(2006)215. 终止过量改色的时间终止过量改色的时间 (续续)质量平衡质量平衡 / 熔窑着色料熔窑着色料v在现今改色水平较高的情况下，过量改色的时间可以大大缩短，在现今改色水平较高的情况下，过量改色的时间可以大大缩短，并且过量改色结束时，仅有很少的着色剂被玻璃带带出。并且过量改色结束时，仅有很少的着色剂被玻璃带带出。v在这种情况下，改色过程中进行传统的质量平衡计算的必要性在这种情况下，改色过程中进行传统的质量平衡计算的必要性就减少了。就减少了。v以某生产线为例，可以简单地说，仅需要加入着色剂短缺值以某生产线为例，可以简单地说，仅需要加入着色剂短缺值85%的

24、外加铁红粉即可。的外加铁红粉即可。v我们需要根据吨位、碎玻璃等情况计算决定相应的配合料中加我们需要根据吨位、碎玻璃等情况计算决定相应的配合料中加入的红粉重量入的红粉重量-但在投入窑内的配合料中但在投入窑内的配合料中Fe2O3 的最大量应限的最大量应限制在制在1.8% 左右。左右。v依然建议质量平衡在过量着色结束时计算，此时的短缺值可以依然建议质量平衡在过量着色结束时计算，此时的短缺值可以调整。调整。Jack Xu(2006)226. 碎玻璃的处理和回收使用碎玻璃的处理和回收使用这是改色期间的一个最头痛的问题这是改色期间的一个最头痛的问题!了解每一堆碎玻璃中着色剂的精确含量是非常重要的，尤其是在

25、玻璃了解每一堆碎玻璃中着色剂的精确含量是非常重要的，尤其是在玻璃落板打掉阶段，因为着色剂变化非常快。如果可能，落板期间的碎玻落板打掉阶段，因为着色剂变化非常快。如果可能，落板期间的碎玻璃最好每璃最好每8小时堆成一堆，如果配合料中碎玻璃的比例为小时堆成一堆，如果配合料中碎玻璃的比例为33%，那么，那么8小时的碎玻璃可用小时的碎玻璃可用1天。天。尤其是碎玻璃堆场的堆放量尤其是碎玻璃堆场的堆放量很大时，前后颜色很大时，前后颜色(成分成分)的变的变化可能很大。为了回收使用化可能很大。为了回收使用，这种变化可以通过横向堆，这种变化可以通过横向堆放碎玻璃，而纵向取用碎玻放碎玻璃，而纵向取用碎玻璃来降低颜色

26、的变化。璃来降低颜色的变化。横向堆放横向堆放纵向取用纵向取用Jack Xu(2006)236.碎玻璃的处理和回收使用碎玻璃的处理和回收使用(续续)l通过鼓泡来加速熔化和改善均化后，没有必要马上开始使用通过鼓泡来加速熔化和改善均化后，没有必要马上开始使用过渡色碎玻璃过渡色碎玻璃 - 事实上，为了确保稳定和便于控制颜色，从事实上，为了确保稳定和便于控制颜色，从过量改色起到开始包装成品，这一阶段最好都使用同一种碎过量改色起到开始包装成品，这一阶段最好都使用同一种碎玻璃。玻璃。l在正常生产着色玻璃期间，应当把全部改色期间的过渡色碎在正常生产着色玻璃期间，应当把全部改色期间的过渡色碎玻璃全部用完，而且应

27、当使用尽可能多的着色碎玻璃玻璃全部用完，而且应当使用尽可能多的着色碎玻璃 - 但应但应留出足够多的好的着色碎玻璃以备下次改色时使用留出足够多的好的着色碎玻璃以备下次改色时使用 - 有助于有助于快速转色。快速转色。l配合料中的碎玻璃比例没有明确的限制配合料中的碎玻璃比例没有明确的限制 - 可用高达可用高达60%的碎玻的碎玻璃比例，但是，在碎玻璃比例较高时，颜色控制相对困难一璃比例，但是，在碎玻璃比例较高时，颜色控制相对困难一些。些。l改回白玻璃期间的过渡碎玻璃可以在下次改色或着色玻璃生改回白玻璃期间的过渡碎玻璃可以在下次改色或着色玻璃生产时使用。颜色较浅的过渡色碎玻璃也可以小心地加入到正产时使用

28、。颜色较浅的过渡色碎玻璃也可以小心地加入到正常透明玻璃中，但用量应受颜色常透明玻璃中，但用量应受颜色/透过率的限制。透过率的限制。Jack Xu(2006)247. 加加 速速 颜颜 色色 转转 变变过量改色能非常显著地缩短改色过程的时间，过量改色能非常显著地缩短改色过程的时间，但还有很多其它方法能进一步减少颜色转但还有很多其它方法能进一步减少颜色转变时间，从而降低改色成本。变时间，从而降低改色成本。对颜色转变时间来说，最大的制约因素是温对颜色转变时间来说，最大的制约因素是温度相对较低的冷却部的玻璃均化度相对较低的冷却部的玻璃均化。这是由以下几个方面得出的结论：这是由以下几个方面得出的结论：在

29、改色过程中对颜色变化的研究在改色过程中对颜色变化的研究通过增大冷却部玻璃液的对流和温度等措施，通过增大冷却部玻璃液的对流和温度等措施，成功地减少了改色时间。成功地减少了改色时间。最近，利用电脑模拟了改色过程。最近，利用电脑模拟了改色过程。Jack Xu(2006)257. 加速颜色转变加速颜色转变 (续续)在改色过程中，玻璃板中颜色变化过程遵循一定的模式，这一模式可由玻璃在改色过程中，玻璃板中颜色变化过程遵循一定的模式，这一模式可由玻璃液流来预测液流来预测(见下面玻璃液流和断面照片示意图见下面玻璃液流和断面照片示意图)：然而，实际在玻璃板或断面照片上看到的这一变色过程模式，常常会因很多然而，实

30、际在玻璃板或断面照片上看到的这一变色过程模式，常常会因很多小的局部对流小的局部对流(热对流和成分对流热对流和成分对流)而变异。而变异。图表页显示了颜色变化的理想状态，也就是去除了小的局部对流的影响。图表页显示了颜色变化的理想状态，也就是去除了小的局部对流的影响。注：最后变色的区域是玻璃的中心，即条纹照片中的注：最后变色的区域是玻璃的中心，即条纹照片中的“洋葱根洋葱根”结构区结构区 - 该系统中的最陈旧的玻璃。以前，这经常会产生局部该系统中的最陈旧的玻璃。以前，这经常会产生局部“白色带白色带”，并会，并会延迟整个转色时间。延迟整个转色时间。(气泡也会以相似的模式顺序出现气泡也会以相似的模式顺序出

31、现)2 - 415 - 406 - 106 - 104 - 64 - 610 - 1510 - 15123Jack Xu(2006)267. 加速颜色转变加速颜色转变 (续续) 颜色在玻璃板中出现顺序的草图颜色在玻璃板中出现顺序的草图1. 透明玻璃透明玻璃 - 注意断面注意断面照片的底部结构照片的底部结构2. 先现颜色先现颜色 - 出现在出现在 “液流液流 1”.3. 颜色扩展颜色扩展 - 在底部区在底部区域的下部。域的下部。Jack Xu(2006)277. 加速颜色转变加速颜色转变 (续续) 颜色在玻璃板中出现顺序的草图颜色在玻璃板中出现顺序的草图(续续)4. 进一步扩展进一步扩展 - 现

32、在颜色现在颜色进入进入“液流液流 2”, 并进并进一步进入底部区域一步进入底部区域5. 即将分布均匀即将分布均匀 - 除了洋除了洋葱根结构区域外，葱根结构区域外， - 此此系统中最陈旧的玻璃系统中最陈旧的玻璃。白色带延迟了转色。白色带延迟了转色。 6. 颜色处处一致颜色处处一致 - 现在我现在我们期待波筋好转们期待波筋好转.Jack Xu(2006)28加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 1a. 鼓泡鼓泡如前所述，鼓泡能显著地影响玻璃液流，并固定上下游对流汇集的上如前所述，鼓泡能显著地影响玻璃液流，并固定上下游对流汇集的上升点升点(喷泉区喷泉区)的位置。鼓泡在生产深绿玻璃时非常重要。的位置。

33、鼓泡在生产深绿玻璃时非常重要。下一张幻灯片上的照片显示了由计算机模拟的鼓泡器周围的玻璃液流下一张幻灯片上的照片显示了由计算机模拟的鼓泡器周围的玻璃液流。 注：注：鼓泡推动底部的冷玻璃上升到表面，并在此处加热。但它仍比表面鼓泡推动底部的冷玻璃上升到表面，并在此处加热。但它仍比表面的玻璃冷，因此随后又下沉的玻璃冷，因此随后又下沉 在这过程中，使窑底温度升高，碹顶在这过程中，使窑底温度升高，碹顶温度降低。温度降低。鼓泡器上游一侧的对流使液面的料堆和泡沫位置稳定，并有新的物鼓泡器上游一侧的对流使液面的料堆和泡沫位置稳定，并有新的物料进入上游回流中。料进入上游回流中。下游的下游的“环形流环形流”是指鼓泡

34、器下游上升流顶点处的位置。是指鼓泡器下游上升流顶点处的位置。Jack Xu(2006)29下游对流下游对流上游对流上游对流 上升顶点最有效果的区域上升顶点最有效果的区域第二环形流第二环形流鼓泡器鼓泡口通常放置在比池深一半再高鼓泡器鼓泡口通常放置在比池深一半再高 50 mm 处。处。放置位置高于此深度会降低其效果放置位置高于此深度会降低其效果放置低于此深度有产生鼓泡器气泡的危险。放置低于此深度有产生鼓泡器气泡的危险。Jack Xu(2006)30加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 2a. 鼓泡鼓泡 (续续)鼓泡还能降低碹顶温度，把冷玻璃带到表面，鼓泡还能降低碹顶温度，把冷玻璃带到表面，并均化熔

35、化部玻璃。然而，由于决定转色并均化熔化部玻璃。然而，由于决定转色时间的因素是冷却部玻璃液的均化，而鼓时间的因素是冷却部玻璃液的均化，而鼓泡对此不起作用。泡对此不起作用。鼓泡、最佳过量改色水平和移走卡脖水包，鼓泡、最佳过量改色水平和移走卡脖水包，这三项一起，可以对缩短改色时间产生很这三项一起，可以对缩短改色时间产生很大的效果。大的效果。鼓泡必须在过量改色配合料进窑前就开始。鼓泡必须在过量改色配合料进窑前就开始。Jack Xu(2006)31加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 3b. 高的过量改色水平高的过量改色水平如前所述，应用过量改色能显著降低颜色转变时间。但如前所述，应用过量改色能显著降低

36、颜色转变时间。但存在一个最佳过量改色水平，超过此值后，熔窑均化存在一个最佳过量改色水平，超过此值后，熔窑均化困难。影响此值的主要因素是铁，因为它是到目前为困难。影响此值的主要因素是铁，因为它是到目前为止各种着色剂中对波筋影响最大的着色剂。止各种着色剂中对波筋影响最大的着色剂。根据各厂的实践经验，对于用铁着色的绿玻璃来说，配根据各厂的实践经验，对于用铁着色的绿玻璃来说，配合料中最多含有合料中最多含有1.8%的的Fe2O3 。对于深绿玻璃来说，对于深绿玻璃来说，配合料中应用高水平的配合料中应用高水平的Fe2O3改色是非常有必要的。改色是非常有必要的。 如果没有鼓泡，在高吨位下有可能不能采用如此高的

37、过如果没有鼓泡，在高吨位下有可能不能采用如此高的过过量改色水平过量改色水平-因为碹顶可能过热，并且可能会产生因为碹顶可能过热，并且可能会产生非常严重的波筋。非常严重的波筋。Jack Xu(2006)32加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 4c. 移走卡脖水包移走卡脖水包均化冷却部玻璃液的最有效手段是通过移走卡脖水均化冷却部玻璃液的最有效手段是通过移走卡脖水包以增加流到冷却部的玻璃液流。包以增加流到冷却部的玻璃液流。然而，要移走卡脖水包，必须控制好料堆和泡界线，然而，要移走卡脖水包，必须控制好料堆和泡界线，否则会出现严重的熔化质量问题。否则会出现严重的熔化质量问题。鼓泡产生并稳定上升流，可以使

38、水包安全地移走，鼓泡产生并稳定上升流，可以使水包安全地移走，从而使进入冷却部的玻璃液对流量大大增加，这就从而使进入冷却部的玻璃液对流量大大增加，这就加速了冷却部玻璃液的均化。加速了冷却部玻璃液的均化。如果要控制流道温度，那么可以用冷却部的如果要控制流道温度，那么可以用冷却部的FEF向向窑内送加热过的空气。窑内送加热过的空气。还可以见下面还可以见下面d部分所述的流道温度。部分所述的流道温度。Jack Xu(2006)33加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 5c. 移走移走 / 降低卡脖水包降低卡脖水包 (续续)通过适时地移走或降低卡脖水包能够节省通过适时地移走或降低卡脖水包能够节省1天甚至几天

39、的转天甚至几天的转色时间。水包应在开始落板打掉的时候移走，并当颜色一致色时间。水包应在开始落板打掉的时候移走，并当颜色一致后、平均波筋等级后、平均波筋等级(ARG)在在2级以下、断面照片显示玻璃相级以下、断面照片显示玻璃相当均匀后再重新装入。当均匀后再重新装入。(允许有局部小的热对流的影响允许有局部小的热对流的影响)必须正确地判断何时放入或降低卡脖水包。这是转色期间第必须正确地判断何时放入或降低卡脖水包。这是转色期间第二大决定二大决定!过早放入或降低水包可能会使转色时间延长，因此最好是晚过早放入或降低水包可能会使转色时间延长，因此最好是晚点放入和降低水包。点放入和降低水包。对于今后再次改色，以

40、前的经验对于决定何时放入和降低卡对于今后再次改色，以前的经验对于决定何时放入和降低卡脖水包及其深度都有非常重要的指导价值。脖水包及其深度都有非常重要的指导价值。Jack Xu(2006)34加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 6d. 流道温度流道温度改色期间通常需要较高的流道温度，以防止出现改色期间通常需要较高的流道温度，以防止出现析晶失透现象，并减少局部热对流，因此几乎没析晶失透现象，并减少局部热对流，因此几乎没有必要进行强制冷却。有必要进行强制冷却。改色期间典型的流道温度为：改色期间典型的流道温度为：浅绿浅绿/茶色茶色/灰色灰色 1110 1130OC 深绿深绿 1130 1150OC在

41、改色过程中在改色过程中(通常是开始落板和移走卡脖水包通常是开始落板和移走卡脖水包起起)，为加热冷却部并增大液流，流道温度应以，为加热冷却部并增大液流，流道温度应以最快的速度到达此温度。最快的速度到达此温度。Jack Xu(2006)35加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 7d. 流道温度流道温度(续续)在理想情况下，为帮助冷却部玻璃液的均在理想情况下，为帮助冷却部玻璃液的均化，在玻璃打掉落板阶段，流道温度可以化，在玻璃打掉落板阶段，流道温度可以升得更高一些。当然流道温度要受锡槽安升得更高一些。当然流道温度要受锡槽安全性的限制全性的限制-对于快速转色和转色快结束对于快速转色和转色快结束时不推荐

42、这样做时不推荐这样做.当卡脖水包放入后，流道温度一般会降到当卡脖水包放入后，流道温度一般会降到正常目标值。正常目标值。Jack Xu(2006)36加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 8e. 吨吨 位位在过量改色时，为达到快速转色，没有必要采用高吨在过量改色时，为达到快速转色，没有必要采用高吨位位。这是因为熔窑内的玻璃液流主要是对流，与吨位关系这是因为熔窑内的玻璃液流主要是对流，与吨位关系不大不大-因此混合主要由于粘度和温度不同决定的。因此混合主要由于粘度和温度不同决定的。鼓泡鼓泡DUI 推动了窑内的玻璃液对流起很大的作用。推动了窑内的玻璃液对流起很大的作用。由于高吨位能导致高的碹顶温度或使

43、料堆走远而太靠由于高吨位能导致高的碹顶温度或使料堆走远而太靠近鼓泡器，这容易导致质量问题，因此高吨位在这方近鼓泡器，这容易导致质量问题，因此高吨位在这方面并无太大效益。面并无太大效益。高吨位在非过量改色高吨位在非过量改色(转为透明玻璃时转为透明玻璃时)是非常有效的。是非常有效的。Jack Xu(2006)37加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 9e. 吨位吨位 - 使用辅助电加热使用辅助电加热在有鼓泡的情况下，没有必要使用辅助电加热在有鼓泡的情况下，没有必要使用辅助电加热(投料口或熔化投料口或熔化部电加热部电加热) - 但是如果安装了辅助电加热，那么也可以使用，但是如果安装了辅助电加热，那么

44、也可以使用，这有利于提高吨位。这有利于提高吨位。投料口电加热直接提高投料口玻璃液温度，有利于形成木筏状投料口电加热直接提高投料口玻璃液温度，有利于形成木筏状料堆和提高吨位，而硒着色时还有利于提高硒保留量。料堆和提高吨位，而硒着色时还有利于提高硒保留量。还可以使用熔化部电加热，但必须跟鼓泡一起用。如果无鼓泡，还可以使用熔化部电加热，但必须跟鼓泡一起用。如果无鼓泡，模型显示窑内上下游对流汇集上升点会向电加热方向移动，即模型显示窑内上下游对流汇集上升点会向电加热方向移动，即移至料堆下，这是很危险的上游位置。移至料堆下，这是很危险的上游位置。鼓泡能把上下游对流汇集上升点固定在一个合适的位置。鼓泡能把上

45、下游对流汇集上升点固定在一个合适的位置。电加热还能降低碹顶温度。电加热还能降低碹顶温度。在开熔化部电加热而且吨位较高时，控制局部对流会更困难，在开熔化部电加热而且吨位较高时，控制局部对流会更困难，因为电加热直接加热玻璃液本身。因为电加热直接加热玻璃液本身。Jack Xu(2006)38加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 10f. 变换搅拌转动方向变换搅拌转动方向采用采用“变换搅拌转动方向变换搅拌转动方向”技术，使玻璃液被推技术，使玻璃液被推向冷却部的一侧，然后又推向另一侧，以故意扰向冷却部的一侧，然后又推向另一侧，以故意扰动冷却部的玻璃液流，加速转色。动冷却部的玻璃液流，加速转色。搅拌方向每

46、搅拌方向每8小时变换一次小时变换一次-这与冷却部液流的这与冷却部液流的一个环绕周期和班次大致相当一个环绕周期和班次大致相当为确保工作部玻璃的彻底均化，并防止如为确保工作部玻璃的彻底均化，并防止如“白色白色带带”在中心重新出现，在取板后，还应继续进行在中心重新出现，在取板后，还应继续进行1224小时的搅拌方向的变换小时的搅拌方向的变换。Jack Xu(2006)39单向搅拌单向搅拌 - 顺时针顺时针2 - 4135820 +8520 +断面照片断面照片 - 通过卡脖的时间通过卡脖的时间Jack Xu(2006)40单向搅拌单向搅拌 - 逆时针逆时针断面照片断面照片 - 通过卡脖的时间通过卡脖的时

47、间2 - 4135820 +8520 +Jack Xu(2006)41加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 11g. 加强局部对流加强局部对流转为着色玻璃后，由于玻璃密度的变化转为着色玻璃后，由于玻璃密度的变化(由于高铁由于高铁含量，密度通常增大含量，密度通常增大)，而且冷却部玻璃液表面温，而且冷却部玻璃液表面温度较低，形成了局部对流度较低，形成了局部对流-热对流和成分对流热对流和成分对流为帮助均化，使用冷却部高水平加热的方式来强为帮助均化，使用冷却部高水平加热的方式来强化或增大局部对流化或增大局部对流-这以后需要向工作部吹冷风这以后需要向工作部吹冷风-这样强的局部对流就产生了。这样强的局部对

48、流就产生了。加热冷却部还升高了其温度，因此增加了玻璃液加热冷却部还升高了其温度，因此增加了玻璃液流，增强了均化。流，增强了均化。这一技术的一个潜在的缺点是会使激光液面失控，这一技术的一个潜在的缺点是会使激光液面失控，并且转色期间的流道温度较难控制。并且转色期间的流道温度较难控制。Jack Xu(2006)42加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 12h. 改变熔窑设计改变熔窑设计在最近新建或重建的窑炉中，澄清部和冷却部的死角已被削掉，在最近新建或重建的窑炉中，澄清部和冷却部的死角已被削掉，以减少以减少“死玻璃死玻璃”的区域。的区域。这就会减少转色时间，可能是这就会减少转色时间，可能是5到到8小

49、时小时-但很难做出精确的但很难做出精确的比较，因为还同时采用了其它的操作方法和程序。比较，因为还同时采用了其它的操作方法和程序。Jack Xu(2006)43增加量增加量 20 x 10-4加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 13i. 基础玻璃的成分变化基础玻璃的成分变化通常我们是现有的透明玻璃中添加着色剂。这会使：通常我们是现有的透明玻璃中添加着色剂。这会使：玻璃密度显著提高，从而导致成分对流。玻璃密度显著提高，从而导致成分对流。折射率快速升高，这会导致产生波筋折射率快速升高，这会导致产生波筋(折射率仅有折射率仅有10-4 的差别的差别就会产生可见的波筋线道就会产生可见的波筋线道)Fe2O

50、3密度密度 折射率折射率 0.112.4980 1.5171 0.602.5046 1.5190 0.902.5087 1.5202Jack Xu(2006)44加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 14i. 基础玻璃的成分变化基础玻璃的成分变化(续续)一个较新的观点一个较新的观点(已经取得专利已经取得专利)是改变基础成分是改变基础成分：使透明玻璃和着色玻璃的折射率一致使透明玻璃和着色玻璃的折射率一致-减少或消除波筋。减少或消除波筋。使透明玻璃和着色玻璃的密度一致使透明玻璃和着色玻璃的密度一致-这将加速向浅色玻璃、这将加速向浅色玻璃、透明玻璃的转变，因为这样就不再存在窑底高密度着色玻璃透明玻璃

51、的转变，因为这样就不再存在窑底高密度着色玻璃的分散问题。的分散问题。降低液相温度降低液相温度-从而减少了转色过程中在冷却部造成的析晶从而减少了转色过程中在冷却部造成的析晶失透现象。失透现象。基础玻璃成分改变要慎重讨论研究，作为指导参考数据，每基础玻璃成分改变要慎重讨论研究，作为指导参考数据，每增加增加0.3%的的Fe2O3，则减少则减少0.2%的的 CaO 和和0.1%的的 MgO。Jack Xu(2006)45加速颜色转变措施加速颜色转变措施 - 15i. 基础玻璃的成分变化基础玻璃的成分变化(续续)这一技术对于制造深色玻璃、高铁着色玻璃或其它小折射率这一技术对于制造深色玻璃、高铁着色玻璃或

52、其它小折射率玻璃如含二氧化铈玻璃如含二氧化铈/钛的钛的EZ-Kool玻璃来说具有很大的好处。玻璃来说具有很大的好处。让改色前后折射率让改色前后折射率 / 密度保持一致，已经在某些皮尔金顿的密度保持一致，已经在某些皮尔金顿的窑上应用窑上应用.这一技术的优点还需要进一步的确证，因为这些改色是在这这一技术的优点还需要进一步的确证，因为这些改色是在这些窑的首次改色上使用，或者说以前这些窑从未进行过改色。些窑的首次改色上使用，或者说以前这些窑从未进行过改色。然而，其中一个厂用这种技术在然而，其中一个厂用这种技术在120小时内从透明直接改色小时内从透明直接改色为为Galaxsee是很鼓午人的是很鼓午人的!

53、随着基础玻璃成分的的转变，了解碎玻璃的成分是非常有必随着基础玻璃成分的的转变，了解碎玻璃的成分是非常有必要的要的-因此碎玻璃需要正确地隔离因此碎玻璃需要正确地隔离-并且熔窑过量改色料应并且熔窑过量改色料应据此适当调整。据此适当调整。Jack Xu(2006)468. 配料车间配料车间v如果配料车间没有上述的着色剂系统，那么必须了解着色如果配料车间没有上述的着色剂系统，那么必须了解着色剂剂(以及以及NaNO3)是如何加入的是如何加入的-包括过量改色和正常着色包括过量改色和正常着色配合料。配合料。v着色剂正常情况下由自动称量系统着色剂正常情况下由自动称量系统(首选首选)加入，过去也有加入，过去也有

54、用手动方法，用纸包或可重利用容器加入，但必须在混料用手动方法，用纸包或可重利用容器加入，但必须在混料机中安装联锁，以确保着色剂正确加入机中安装联锁，以确保着色剂正确加入.v着色剂较贵重，而且着色剂较贵重，而且(在某些状态下在某些状态下)有毒，在操作过程中有毒，在操作过程中必须非常小心。必须非常小心。vNaNO3是一种强氧化剂，在储存过程中必须小心对待是一种强氧化剂，在储存过程中必须小心对待(不不要靠近碳要靠近碳/无烟煤无烟煤)，它还是一种吸湿剂，它还是一种吸湿剂(吸收水分吸收水分)，易结块，易结块，因此必须保持干燥，它通常由筒仓加入。因此必须保持干燥，它通常由筒仓加入。Jack Xu(2006

55、)478. 配料车间配料车间 (续续)生产生产1吨着色玻璃所用的典型的着色剂重量吨着色玻璃所用的典型的着色剂重量：过量改色过量改色正常着色正常着色浅绿浅绿 红粉红粉 20 kg 6 kg灰色灰色红粉红粉 12 kg 3 kg氧化钴氧化钴 300 g 80 g硒硒 350 g 80 g注：过量着色过程中大量使用红粉注：过量着色过程中大量使用红粉-因此红粉的备用量必须充足。因此红粉的备用量必须充足。在某些工厂，每包重在某些工厂，每包重25或或50 kg 的红粉在过量着色过程中由手的红粉在过量着色过程中由手动成包加入混料机中，剩余的红粉由机械自动加入动成包加入混料机中，剩余的红粉由机械自动加入 -

56、但这不是但这不是一种好的方式，因为这始终存在出错的可能性。一种好的方式，因为这始终存在出错的可能性。注：钴和硒的用量少，有时仅用几个注：钴和硒的用量少，有时仅用几个ppm的钴，有些公司用红粉或的钴，有些公司用红粉或硅砂稀释钴。硅砂稀释钴。Jack Xu(2006)489. 计计 划划v计划和准备工作是改色成功的关键。计划和准备工作是改色成功的关键。v通常最好在晚上开始过量改色通常最好在晚上开始过量改色-因为因为这使一些关键操作和重要决定放在白这使一些关键操作和重要决定放在白班进行班进行-方便方便!v打掉落板阶段是冷端设备维修的最佳打掉落板阶段是冷端设备维修的最佳时机。时机。Jack Xu(20

57、06)4910. 质量质量 / 颜色控制颜色控制v在正式生产前，必须先明确质量和颜色标准，在正式生产前，必须先明确质量和颜色标准，并决定开始落板打掉和取板包装的点。并决定开始落板打掉和取板包装的点。v测量和控制颜色不在本次培训范围内测量和控制颜色不在本次培训范围内-但在但在过量改色前开始前会对工厂作全面的技术支过量改色前开始前会对工厂作全面的技术支持。持。vPPG的的Robert Heithoff博士和皮尔金顿的博士和皮尔金顿的Andrew Stanley博士的光学分析程序是对颜博士的光学分析程序是对颜色的测量和预测的一个非常有用的程序。色的测量和预测的一个非常有用的程序。v这个程序用光谱分析

58、数据来确定玻璃每种着这个程序用光谱分析数据来确定玻璃每种着色剂的含量以及光学性质，如色剂的含量以及光学性质，如Fe2+、 a* 和和 b*, 等等。等等。Jack Xu(2006)5011. 改改 色色 顺顺 序序v在打算连续生产几种颜色的着色玻璃时，应考在打算连续生产几种颜色的着色玻璃时，应考虑各种着色玻璃的生产顺序虑各种着色玻璃的生产顺序(主要是降低总的主要是降低总的改色时间改色时间)，即改色顺序。，即改色顺序。v改色顺序主要取决于：改色顺序主要取决于：每种着色玻璃所用的着色剂种类和量每种着色玻璃所用的着色剂种类和量两种着色玻璃间过量改色或过量褪色水平两种着色玻璃间过量改色或过量褪色水平-

59、和合适和合适的落板打掉时间的落板打掉时间在硒玻璃或镍玻璃中是否需要用硝酸盐在硒玻璃或镍玻璃中是否需要用硝酸盐转为透明玻璃时所能接受的残留色，例如：玻璃中转为透明玻璃时所能接受的残留色，例如：玻璃中残余灰色比茶色更易接受残余灰色比茶色更易接受-因此应最后生产灰玻璃。因此应最后生产灰玻璃。Jack Xu(2006)5111.改改 色色 顺顺 序序(续续)常规的颜色玻璃生产顺序常规的颜色玻璃生产顺序:透明白透明白 - 绿色绿色 - 深绿深绿 - 透明白透明白透明白透明白 - 茶色茶色 - 灰色灰色 - 透明白透明白透明白透明白 - 绿色绿色 - 茶色茶色 - 灰色灰色 - 透明白透明白透明白透明白

60、- 兰色兰色 - 蓝绿蓝绿 - 透明白透明白Jack Xu(2006)5212. 不同颜色间的改色不同颜色间的改色v和同从透明白玻璃改为着色玻璃一样，不同颜色间的改色应采和同从透明白玻璃改为着色玻璃一样，不同颜色间的改色应采取相同的步骤取相同的步骤.v由于不同颜色间玻璃的成分变化不大，因此常可以采取高水平由于不同颜色间玻璃的成分变化不大，因此常可以采取高水平过量改色。过量改色。v例如茶色改为灰色采用例如茶色改为灰色采用300%的过量着色的过量着色/过量褪色：过量褪色：茶色茶色灰色灰色过量着色过量着色/ 过量褪色配合料过量褪色配合料 Fe2O3 0.40 0.43 0.52 Co3O4 0.00