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高硼硅玻璃的熔制

高硼硅玻璃的熔制

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高硼硅玻璃的熔制
第一篇 高硼硅玻璃简介
一、玻璃的概念及性质
二、高硼硅玻璃简介
三、高硼硅玻璃生产工艺流程
一、玻璃的概念及性质
玻璃是一种熔融、冷却、固化的非结晶态的无机物。具有透明,坚硬,良好的耐腐蚀、耐热和电学、光学性质;能够用多种成型和加工方法制成各种形状和大小的制品;可以通过调整化学组成改变其性质,以适应不同的使用要求。高硼砂玻璃主要组成成份:SiO2,Al2O3,B2O3,Na2O+K2O 。
二、高硼硅玻璃简介
1、高硼硅玻璃的性质
(1)有很低的热膨胀系数,因而热稳定性好。
(2)硬度大,抗磨耗性好,相同条件下只有一般玻璃磨耗性的四分之一,制品表面损伤小,使用寿命长。
(3)导热性高,由于高硼硅玻璃不会被腐蚀生成氧化膜,因此它的导热性能高。
(4)电阻率大,由于高硼硅玻璃组成中一价金属离子少,因而介电常数小,电阻率高,是一种优质的电真空玻璃。
(5)化学稳定性好,这种玻璃对水和酸的侵蚀有着很强的抵抗能力,但抗碱性差。
2、高硼硅玻璃的工艺特点:
(1)、熔化温度高(1680℃)。一般选用适当的澄清剂(高温澄清剂NaCL)、使用高质量的耐火材料、采用电辅助加热和全电熔技术。
(2)、硼挥发。选用合适的原料,采取密封料道等技术。
(3)、玻璃液的分层。提高下层玻璃液的温度,以改善其流动性减少分层,并采用炉底排料装置。(全电熔技术的应用)
(4)、玻璃液易分相。选择合适的玻璃成份,合理的加工工艺。
3、高硼硅玻璃的理化性能
高硼硅玻璃的膨胀系数:33*10-7℃-1
高硼硅玻璃的密度:2.23±0.02g/cm3
高硼硅玻璃耐酸耐水一级、耐碱二级。
高硼硅玻璃的退火温度560±10℃,软化点温度810±10℃
工作点温度1260±10℃,转变点温度525±15℃,应变点515±10℃
三、高硼硅玻璃生产的工艺流程
配料工序—熔化工序—成型工序—退火工序—包装工序
配料工序:配合料的制备
熔化工序:配合料的熔化,玻璃液的形成(玻璃熔制过程分为五个阶段:硅酸盐的形成、玻璃液形成、澄清、均化和冷却)
成型工序:玻璃液的成型
退火工序:玻璃半成品应力的消除
包装工序:成品包装
四、碎玻璃的使用
五、配料工序对熔化的影响
六、配料工序产生的缺陷
七、配料工序操作规程及工艺规程
八、配料工序考核标准及细则
一、配合料制备工艺流程
原料的领取—原料的称量—原料的混合
本工序的主要任务是:根据料方称量出各种复合工艺要求的化工矿石原料,然后在混料机中均匀混合,制备出合乎工艺要求的配合料,再把配合料送至窑头料仓。
本工序为特殊工序,配合料的质量,是根据其均匀度与化学组成的正确性来评定的。
二、高硼硅玻璃采用的原料、质量标准及作用
石英砂(SiO2)、硼砂(Na2B4O7•10H2O,Na2B4O7•5H2O)、硼酸(H3BO3)、
氢氧化铝(Al(OH)3)、食盐(NaCl)、碎玻璃。
1、石英砂:主要引入二氧化硅(SiO2)。二氧化硅是重要的玻璃形成氧化物,熔点为1800℃,在玻璃中以硅氧四面体[SiO4]的结构单元形成不规则的连续结构,构成玻璃的骨架。二氧化硅能降低玻璃的热膨胀系数,提高玻璃的热稳定性、化学稳定性、软化温度、耐热性、硬度、机械强度、透明度和粘度。
质量标准:
A)成份:
安徽凤阳SiO2≥99.3% Fe2O3≤0.03%
B)粒度 :
全部通过60# 60-140#≥80% 200#以上≤5%
C)外观:一般为白色
D)水分≤0.5%
2、硼砂:熔制时引入Na2O和B2O3,B2O3易挥发。B2O3能降低玻璃的热膨胀系数,提高玻璃的热稳定性、化学稳定性,改善玻璃的光泽,提高玻璃的机械强度。B2O3在高温时能降低玻璃的粘度,在低温时则提高玻璃的粘度。B2O3还起助熔作用。
?质量标准:?十水硼砂( Na2B4O7•10H2O)a) 成份:B2O3≥34.8%;Na2O≥15% b) 外观:一般为白色结晶体
五水硼砂( Na2B4O7•5H2O)a) 成份: B2O3 ≥47%; Na2O≥21%
b) 外观:一般为白色结晶体
3、硼酸:高温受热分解变为熔融的B2O3质量标准:
a) 成份: B2O3 ≥56% Fe2O3≤0.01% b) 外观:一般为白色鳞片状晶体
4、氢氧化铝:高温分解生成Al2O3,Al2O3在玻璃中能提高玻璃的化学稳定性,增加机械强度,并能降低玻璃的析晶倾向。Al2O3还能降低玻璃的热膨胀系数,提高玻璃的热稳定性,减轻玻璃熔体对耐火材料的侵蚀,但是,Al2O3含量增加会使玻璃熔体的粘度大幅度提高。
质量标准:
a) 成份: Al2O3 ≥62% Fe2O3≤0.03%
b) 外观:一般为白色结晶粉末
5、食盐(高硼硅澄清剂):食盐在高温时气化挥发,促进玻璃澄清。质量标准:a) 成份:NaCl≥95% Fe2O3≤0.05% b) 粒度: 20#≤5% c)外观:一般为白色结晶
6、碎玻璃(助熔剂):采用碎玻璃不但可以利用废物,而且在合理的使用下,还可以加速玻璃的熔制过程,降低熔制的热消耗,从而降低玻璃的生产成本并提高产量。
三、 配合料的质量要求:
(1)、具有正确性和稳定性,配合料中各种原料的化学成份、水分及颗粒度等应保持相对稳定,以保证熔制玻璃成份具有正确性和稳定性
(2)、有一定的水分(5%),水分对配合料均匀度起着有利的作用,干物料不易混合均匀,易分层对熔制不利。原料颗粒度发生变化,配合料加水量也发生变化,颗粒愈细加水应愈多
(3)、有一定的气体率,为使玻璃易于澄清和均化,配合料中必须含有一部分能分解出气体的原料如硼酸、氢氧化铝、硝酸钠等逸出的气体量与配合料重量之比称为气体率。硼硅酸盐玻璃的气体率一般为9-15%。
(4)、 配合均匀(≥95%),配合料应具备的物理性质:均匀一致
混合不均会造成:
1、易熔物(如纯碱、硼砂、硼酸等)较多处熔化速度快。(全电熔窑炉三相电流偏差加大)
2、难熔物(如石英砂、氧化铝等)较多处熔化就比较困难。
3、易残留未熔化的石英砂颗粒。
4、熔化时间延长。 混合不均造成的玻璃缺陷:
1、易产生结石、条纹、气线、节瘤等缺陷
2、易熔物与池壁接触时,易侵蚀耐火材料
配合料混合均匀度工艺要求: ≥95% 影响配合料均匀度的因素:A:各种原料(化工矿石原料碎玻璃)的粒度B:各种原料(化工矿石原料碎玻璃)的水分C:混料时间(2.5-3min)D:混料顺序(石英砂-硼砂-小料-碎玻璃)
四、碎玻璃的使用(特殊原料)
在配合料中使用碎玻璃的益处:
(1)、废物利用
(2)、可以加速玻璃熔制过程
(3)、降低玻璃熔制的热量消耗
(4)、降低玻璃的生产成本和增加产量
碎玻璃用量:一般以配合料的28--30%较好。
★ 对于高硼硅玻璃,在添加澄清剂、助熔剂和补充某些挥发损失的氧化物(B2O3 ,Na2O)后,可进行第二次重熔。
碎玻璃使用注意事项:
(1)、确保碎玻璃的粒度大小、用量、方法合理
(2)、循环使用本厂碎玻璃时,要补充氧化物的挥发损失,并调整料方,保持玻璃的成分不变。
(3)、碎玻璃比例大时,要补充澄清剂的用量。
(4)、使用外来碎玻璃时,要进行清洗除去杂质,同时必须取样进行化学分析,根据其化学成分进行配料。
(5)、碎玻璃的粒度应当均匀一致。
碎玻璃的粒度与配合料的其它原料的粒度相当:则纯碱将优先与碎玻璃反应,使石英砂熔解困难,整个熔制过程要变慢变坏。碎玻璃的粒度,应当比其它原料的粒度大得多:这样有助于防止配合料分层,并使熔制加快。碎玻璃质量标准: 碎玻璃粒度在2-20mm之间,熔制较快但考虑到片状,管状等碎玻璃加工处理等因素,通常采用20-40mm的粒度。 ★ 高硼硅碎玻璃块的粒度在50mm范围内,壁厚≤1.8mm的玻璃管长度≤150mm,壁厚﹥1.8mm的玻璃管长度≤100mm,玻璃棒长度≤30mm。 全电熔炉用碎玻璃中不允许有管状碎玻璃存在。
★碎玻璃中不应含有异性玻璃,如镀膜管及颜色相同的普通高白料玻璃平板玻璃瓶罐玻璃等。
★不应含有杂质如水泥块、砖块、金属杂质、包装物等五、配料工序对熔化的影响
1、配合料的化学组成
配合料的化学组成对玻璃熔制速度有决定性的影响,配合料的化学组成不同,熔化温度也不同,配合料内助熔剂含量愈多,配合料愈易熔化。
2、配合料的性质
原料的粒度对熔制有很大影响,如石英砂颗粒度的大小和形状,所含杂质的难熔性,配合料的气体率,所含气体的化学组成,以及配合料中碎玻璃的质量、粒度及用量等,都具有重要的作用。
3、配合料的调制 配合料的调制包括配合料的均匀度,配合料的水分含量及配合料的粒度等,都对玻璃的熔制产生着影响。
4、助熔剂的使用 配合料中引入适量的氧化物、硝酸钠、硼酸盐等,能加速玻璃的形成过程。因为这些助熔剂能降低玻璃的粘度及提高玻璃的透热性,加速玻璃液的澄清和均化过程。 六、配料工序可能产生的玻璃的缺陷
1、一次气泡
配合料中石英砂颗粒粗细不均匀,澄清剂用量不足、配合料的气相单一,或是配合料和碎玻璃投料的温度太低,熔化和澄清温度低等等,都会产生一次气泡的缺陷。
2、外界气泡
配合料粉料的颗粒间隙和碎玻璃中包含的气体,碎玻璃表面吸附的气体都会引入到玻璃中。这些气体在一定的熔制条件下应该排出来。但在实际上,它们或多或少地残留于玻璃中,造成气泡。
3、金属铁引起的气泡?如配合料中含有铁,铁件中所含的碳与玻璃中的残余气体相互作用排出气体,形成气泡。
4、配合料结石?配合料结石是配合料中没有熔化的组分颗粒,也就是未完全熔化的物料残留物。在大多数情况下,配合料结石是石英颗粒。七、配料操作规程及工艺规程
1、 准备工作
1.1 首先佩戴好劳保用品,检查称量器具是否处于正常状态(校正零点等),混料机、卷扬机等是否正常,如有异常及时上报、处理。
1.2 了解上班工艺执行情况,有无工艺变更,确定本班上料数量。
1.3 检查各种原料的粒度、颜色等外观质量,对不符合《原料质量标准》的各种原料要及时通知车间主任、工艺员或其它相关人员处理。
1.4 对受潮结块的原料要粉碎过筛后方可使用,原料筛网及料筐破损严重漏料的,应及时修补或更换(筛孔尺寸:硼酸5×5mm;硼砂10×10mm)。
2 、称量
2.1 首先检查秤的灵敏度,校对零点,秤砣要求无破损且没有混用。出现秤不准确及零位不能校正时,应及时报计量室检修,严禁使用不准确的秤进行称量。
2.2 对盛料容器要分别称量其重量标明皮重。对盛料小车的皮重每班标定一次,期间对重量改变的料筐皮重随时进行标定,并做好标识。
2.3 按配合料明细表中的称量数,根据《高硼硅玻璃配料工艺规程》要求进行称量。
3 、混料
3.1 开启混料机,将各原料依次倒入混料机内(倒料顺序:碎玻璃→石英砂 →硼砂→小料)
3.2 混料时间:2.5-3min,从碎玻璃倒入混料机后开始计时。
4 、称量允许误差范围
石英砂±0.2kg;碎玻璃±1kg;硼砂±0.1kg;硼酸±0.02kg;氢氧化铝±0.02kg;
食盐±0.02kg;小料累计称量误差范围±0.06kg;小车皮重±0.5kg
5、 随时清理现场,保持现场整洁有序,器具定位放置,原料定位摆放防止污染混料
6 、保持混料机地坑内干净,无积水7 、上完本班配合料后应如实填写《配合料统计表》
八、配料工序考核标准
1、配料工序考核
标准:
(1) 配料工应按操作规程进行操作和配料
(2) 原料符合标准
(3) 称量器具合格,称量准确
(4) 现场整洁有序
2、配料工序考核细则
2.1发现使用的化工原料有杂质、水分超标或外观质量异常等情况而未能及时汇报,并且没有采取措施,负激励100元
2.2碎玻璃中若有金属水泥块等异物或碎玻璃粒度超标,负激励100元
2.3 溢流量超过30%(特殊情况除外)或溢流水分超标(如盛碎玻璃的小车滴水等)负激励100元
2.4 结块的化工原料未过筛,负激励100元
2.5 未按料方规定称料,或未按工艺指标计量的情况,负激励50元
2.6 小料称量未按规定的称量顺序称量,未按《配料工艺规程》规定的倒料顺序进行混料,负激励100元
2.7 配合料均匀度每月允许每班次有一次不合格,如每班均匀度不合格次数超过一次,负激励100元
2.8 实际上料批数与所报批数不符,负激励100元
2.9 配料房标识牌不清晰、不规范,负激励100元
2.10 各称量器具不准确、秤砣铅封少、没有校准等,负激励100元 2.11 配料房现场较乱地面配合料较多,小料筐处漏料较多(超过1公斤),倒料过程中,若有洒漏,未及时扫入混料机负激励100元 2.12 因操作不当造原料相混严重,负激励100元 2.13 配合料内有塑料布等杂物,负激励100元 2.14 筛原料的筛网破损严重而没有及时更换,负激励100元
2.15 称碎玻璃秤底碎玻璃较多时而没有及时清理,负激励100元
2.16石英砂、硼砂、碎玻璃等原料未称量者负激励1000元情节严重者调离工作岗位。

第三篇 熔化工序简介

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