玻璃原料及配合料制备课件

第二章玻璃原料及配合料制备

2.1玻璃原料2.1.1主要原料2.1.2辅助原料2.1.3碎玻璃2.2配合料的制备2.2.1原料的选择与加工2.2.2玻璃组成的设计与确定2.2.3配合料的计算2.2.4配合料的制备第二章玻璃原料及配合料制备2.1玻璃原料2.2配合1玻璃是一种具有各种优良性能和易加工的材料，它广泛用于各个领域，如建筑玻璃、日用玻璃、光学玻璃、电真空玻璃、药用玻璃、仪器玻璃、激光玻璃等。它们的品种与用途虽各不相同，但它们的生产工艺却有相近的生产流程。玻璃是一种具有各种优良性能和易加工的材料，它广泛用于各个领域2玻璃生产流程：成分设计→原料加工→配合料制备→坩埚窑熔化或池窑熔化→成型→一次制品→退火窑退火→缺陷检验→一次制品→深加工→检验→二次制品玻璃生产流程：32.1玻璃原料原料的选择原料的选择与配合料的制备是玻璃生产工艺的重要组成部分，它直接影响制品的产量、质量与成本。因此，能否获得优质高产的配合料对后续的熔制工艺和成型工艺的关系极大。不同的玻璃品种对原料的要求不尽相同，但也有一些选择原料的共同准则。2.1玻璃原料原料的选择4选择原料的共同准则(1)原料的质量应符合玻璃制品的技术要求，其中包括化学成分稳定、含水量稳定、颗粒组成稳定、有害杂质少(主要指Fe2O3)等。(2)便于在日常生产中调整成分；(3)适于熔化与澄清，挥发与分解的气体无毒性；(4)对耐火材料的侵蚀要小；(5)原料应易加工、矿藏量大、分布广、运输方便、价格低等。对所选原料在使用前应进行破粉碎试验、熔制试验和制品的物性检验。

选择原料的共同准则(1)原料的质量应符合玻璃制品的技术要求52.1.1主要原料在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2、Na2O、CaO、Al2O3、MgO等五种成分，为引入上述成分而使用的原料称主要原料。2.1.1主要原料在一般玻璃中，它的主要成分有SiO2、62.1.1主要原料1、硅质原料2、钙镁原料3、铝质原料4、碱料5、其它2.1.1主要原料1、硅质原料71、硅质原料SiO2是玻璃中最主要的成分，它使玻璃具有高的化学稳定性、力学性能、电学性能、热学性能，但含量过多时使熔制的玻璃液粘度过大，为此需相应提高熔化温度。引入SiO2的原料主要有硅砂和砂岩。1、硅质原料SiO2是玻璃中最主要的成分，它使玻璃具有高的化8粗粒石英砂岩细石英砂粗粒石英砂岩细石英砂9硅砂性能1、外观：质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧化物和有机质而呈淡黄色、红褐色。2、化学组成：无害杂质：Al2O3、Na2O、K2O、CaO有害杂质：氧化铁，能使玻璃着成蓝绿色而影响玻璃透明度；Cr2O3，着色能力比Fe2O3大3-5倍，使玻璃着成绿色；TiO2使玻璃着成黄色，若与氧化铁同时存在可使玻璃着成黄褐色。硅砂性能1、外观：质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁的氧103、颗粒组成：通常颗粒度越细，其铝铁含量也越大，玻璃生产要求的粒径应在0.15～O.8mm之间。4、矿物组成：无害伴生矿物：长石、高岭石、白云石、方解石；有害伴生矿物：赤铁矿、磁铁矿、钛铁矿等。3、颗粒组成：通常颗粒度越细，其铝铁含量也越大，玻璃生产要求11砂岩由石英颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚实致密的岩石。根据粘性物质的性质可分为粘土质砂岩、长石质砂岩和钙质砂岩。砂岩成分不仅取决于石英颗粒，而且与粘性物质的种类和含量有关。有害杂质：氧化铁。砂岩由石英颗粒和粘性物质在地质高压下胶结而成的坚实致密的岩石122、钙镁原料CaO：网络外体氧化物，能增加玻璃的化学稳定性和机械强度。含量一般不超过12.5%，过高使玻璃结晶倾向增大，使玻璃脆性增加。高温时能降低玻璃粘度，有利于玻璃的熔化和澄清。温度降低时玻璃液粘度很快增加，造成成型困难，故CaO含量高的玻璃成型后需立即退火，否则易于破裂。2、钙镁原料CaO：网络外体氧化物，能增加玻璃的化学稳定性和13MgO：网络外体氧化物，可改善玻璃的成型性能，降低结晶倾向和结晶速度，增加玻璃高温粘度，提高玻璃化学稳定性和机械强度。MgO：网络外体氧化物，可改善玻璃的成型性能，降低结晶倾向和14石灰石方解石石灰石方解石15白云岩3CaO·2MgO菱镁矿MgCO3白云岩3CaO·2MgO菱镁矿MgCO3163、铝质原料Al2O3能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、机械强度、硬度和折射率，并有利于玻璃的乳浊，是制造乳浊玻璃不可缺少的原料之一。3、铝质原料Al2O3能降低玻璃的结晶倾向，提高玻璃的化学稳17Al2O3是难熔物质，熔点超过2000℃，在玻璃组成中含量一般都较低，约1~5%左右。引入过多需提高玻璃的熔制温度和成型温度，控制不当会产生结石。Al2O3是难熔物质，熔点超过2000℃，在玻璃组成中含量一184、碱料Na2O所提供的游离氧使玻璃结构中的O/Si比值增加，起断键作用，因而可降低玻璃粘度，是玻璃易于熔融。作用：降低熔制温度，节约能源，是良好助熔剂。不利：会增加热膨胀系数，降低热稳定性、化学稳定性和机械强度，一般不超过18%。4、碱料Na2O所提供的游离氧使玻璃结构中的O/Si比值增加19纯碱天然芒硝纯碱天然芒硝205、其它天然硼砂密陀僧（氧化铅PbO\黄丹）5、其它天然硼砂密陀僧（氧化铅PbO\黄丹）21绿柱石（3BeO•Al2O3•6SiO2)天青石SrSO4绿柱石天青石SrSO422返回返回232.1.2辅助原料辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或为加速玻璃熔制过程而引入的原料通称为辅助原料。2.1.2辅助原料辅助原料：为使玻璃获得某种必要的性质，或242.1.2辅助原料1、澄清剂2、着色剂3、脱色剂4、乳浊剂5、助熔剂（加速剂）2.1.2辅助原料1、澄清剂25萤石返回萤石返回262.1.3碎玻璃破碎的和不合格的玻璃制品，以及将玻璃液在水中骤冷得到的玻璃碎块，生产中产生的玻璃碎片和社会上的玻璃的废弃物，都可以用作玻璃的原料，统称碎玻璃。

采用它可以加速玻璃的熔制过程，降低玻璃熔制的热量消耗，从而减低玻璃的生产成本和增加产量，此外，碎玻璃也是很好的加速剂。但碎玻璃在掺入配合料之前，应进行清洗和破碎，其粒度以2-20mm为宜，过细反会影响熔化与澄清的进程。

返回2.1.3碎玻璃破碎的和不合格的玻璃制品，以及将玻璃液在水272.2配合料的制备

2.2.1原料的加工1、原料加工的意义（1）有利于物料流动（2）有利于均匀混合（3）加快熔化速度（4）有利于物料精选返回2.2配合料的制备

2.2.1282、原料的加工处理若采用块状原料进厂都必须经过破碎、粉碎、筛分而后经称量、混合制成配合料。2、原料的加工处理若采用块状原料进厂都必须经过破碎、粉碎、筛29玻璃原料及配合料制备课件303、原料的破碎与粉碎设备选择原则：根据矿物原料的块度、硬度和需要的粒度等来选择加工处理方法和相应的设备。要进行破粉碎的原料：砂岩、长石、石灰石、萤石、白云石等。

3、原料的破碎与粉碎设备选择原则：根据矿物原料的块度、硬度31碎石生产线碎石生产线32粗碎设备：颚式破碎机动颚靠近定颚，压碎物料，动颚远离定颚，则进料和出料。粗碎设备：颚式破碎机动颚靠近定颚，压碎物料，动颚远离定颚，33中碎：反击式破碎机原理：物料在打击板与反击板之间反复受到打击、碰撞而破碎。中碎：反击式破碎机原理：物料在打击板与反击板之间反复受到打34细碎：对辊粉碎机原理：相对转动的主动辊和从动辊，将物料拽入两辊之间，压碎物料。细碎：对辊粉碎机原理：相对转动的主动辊和从动辊，将物料拽入两35中、细碎：锤式破碎机原理：物料经受锤头冲击、衬板碰撞，合格物料从蓖条缝排除。中、细碎：锤式破碎机原理：物料经受锤头冲击、衬板碰撞，合格36笼式破碎机（笼型碾）用于破碎纯碱、芒硝。笼式破碎机（笼型碾）用于破碎纯碱、芒硝。374、原料的筛分原料粉碎后都必须进行筛分。将杂质和大颗粒部分分离，使其具有一定的颗粒组成以保证配合料均匀混合和避免分层。不同原料要求的颗粒不同，过筛时所采用的筛网也不相同。4、原料的筛分原料粉碎后都必须进行筛分。将杂质和大颗粒部分分38六角筛六角筛39机械振动筛机械振动筛40平面摇筛原理：倾斜安装的筛面被传动系统带动而摇动，砂粒从筛孔漏出，杂物从筛低端排除。平面摇筛原理：倾斜安装的筛面被传动系统带动而摇动，砂粒从筛412.2.2玻璃组成的设计与确定1、设计玻璃组成的原则玻璃的科学研究，特别是性质和组成依从关系的研究，为玻璃组成的设计提供了重要的理论基础。2.2.2玻璃组成的设计与确定1、设计玻璃组成的原则42实际设计玻璃组成应遵循的原则：（1）根据组成-结构-性质的关系，使设计的玻璃能满足预定的性能要求。（2）根据玻璃形成图和相图，使设计的组成能够形成玻璃，析晶倾向小(微晶玻璃除外)。（3）根据生产条件使设计的玻璃能适应熔制、成型、加工等工序的实际要求。（4）所设计的玻璃应当价格低廉，原料易于获得。实际设计玻璃组成应遵循的原则：（1）根据组成-结构-性质的432、设计与确定玻璃组成的步骤（1）列出设计玻璃的性能要求（2）拟定玻璃的组成（3）实验、测试、确定组成

2、设计与确定玻璃组成的步骤（1）列出设计玻璃的性能要求442.2.3配合料的计算配合料的计算是以玻璃的重量百分组成和原料的化学成分为基础，计算出熔化100kg玻璃所需的各种原料的用量，然后再算出每付配合料，即500kg或1000kg玻璃配合料的各种原料用量。如果玻璃是以分子百分组成或分子式表示则应将分子百分组成或分子式首先换算为重量百分组成。2.2.3配合料的计算配合料的计算是以玻璃的重量百分组成45第一步：先进行粗算，即假定玻璃中全部SiO2和Al2O3均由硅砂和砂岩引入，CaO和MgO均由白云石和菱镁石引入，Na2O由纯碱和芒硝引入。在进行粗算时，可选择含氧化物种类最少，或用量最多的原料开始计算。第二步：进行校正。例如，在进行粗算时，在硅砂和砂岩用量中没有考虑其他原料引入的SiO2和Al2O3所以应进行校正。第三步：把计算结果换算成实际配料单。第一步：先进行粗算，即假定玻璃中全部SiO2和Al2O3均由462.2.4配合料的制备1、对配合料质量要求(1)具有正确性和稳定性(2)具有一定的水分(3)具有一定气体率(4)混合均匀2.2.4配合料的制备1、对配合料质量要求472、配合料的称量按配料单逐个进行原料的称量。常用的秤：台秤、耐火材料秤、标尺式自动秤、多杆秤、自动电子秤等。

2、配合料的称量按配料单逐个进行原料的称量。483、配合料的混合配合料的质量与原料的混合工艺、混合机的结构密切相关。影响原料混合质量的因素包括原料的物理性质（密度、颗粒组成、表面性质等）、加料顺序、加水量、加水方式、混合时间、是否加入碎玻璃等。按混合机的结构不同可分为：转动式、盘式、桨叶式三类，相应的混合机有鼓形混合机、强制式混合机、桨叶式混合机。3、配合料的混合配合料的质量与原料的混合工艺、混合机的结构密494、配合料的输送与贮存配合料的输送与贮存，既要保证生产的连续性和均衡性，也要考虑避免分层结块和飞料。为了避免或减少配合料在输送过程中的分层和飞料现象，配料车间，应尽量靠近熔制车间，以减少配合料的输送距离，同时要尽量减小配合料从混合机中卸料与向窑头料仓卸料的落差。在输送过程中，注意避免震动和选用适当的输送设备。4、配合料的输送与贮存配合料的输送与贮存，既要保证生产的连续505、配合料的质量检验主要质量指标：配合料均匀性、化学组成的正确性和配合料的水分。配合料的均匀性，是配合料制备过程操作管理的综合反应，一般用滴定法和电导法进行测定。化学组成是通过对玻璃试样的组成氧化物进行分析后，与给定玻璃组成进行比较进行检验。配合料的水分通过配合料试样在110℃下进行干燥失重来检验。返回5、配合料的质量检验主要质量指标：配合料均匀性、化学组成的正516、配合料的粒化将配合料进行压块和成球，是解决配合料分层和飞料现象的有效方法。配合料在压块和成球后，其中的各原料的颗粒接触紧密，导热性增加，固相反应速度加快，组分氧化物的挥发损失减小，缩短熔化时间。同时能够提高玻璃的熔制质量和产量，减少缺陷。返回6、配合料的粒化将配合料进行压块和成球，是解