高硼硅玻璃的熔制

高硼硅玻璃的熔制  

**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 **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 **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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