玻璃的熔制过程
3 玻璃的熔制及熔(1)讲解
(5)玻璃液冷却阶段 将清澄和均化了的玻璃液均匀降温,使玻璃 液具有成型所需的黏度; 在冷却阶段应不破坏玻璃液的质量; 浮法玻璃冷却阶段结束的温度在1100~ 1050℃左右。
3.1.1 配合料的熔化
(1)配合料的加热及初熔 (2)各种反应简介 多晶转变 盐类分解 水分的逸出 (3)成分的挥发 R2O的挥发 由纯碱引入时:引入量×0.032% 由芒硝引入时:引入量×0.06%
3.1.3 澄清
(1)目的 消除玻璃液中的气泡 (2)玻璃液中的气泡形态和种类 形态:可见气泡、溶解气泡、化学结合的气 体。还有熔体表面上的气体。 种类: CO2、SO2、SO3、N2、O2、H2O、H2
(3) 排泡与去气 澄清是排出玻璃液中的可见气泡; 去气是全部排除玻璃液中的气体,包括化学 结合的气体。
B.二次气泡(灰泡,直径小于0.1mm) ①硫酸盐和其他盐类的继续分解; ②溶解气体的析出; ③耐火材料气泡 ④玻璃液流股间的化学反应; ⑤电化学反应
r=1mm时, 2σ/r =0.6kPa; r<0.01mm时, 2σ/r > 0.06MPa; R= 0.001mm时, 2σ/r= 0.6MPa。 可以看出,表面张力对大气泡的影响可以忽 略,对小气泡的影响则是巨大的。 玻璃液中存在的微小气泡,在温度降低时, 内部的压力急剧增大,使气泡内的气体分压 明显大于玻璃液中气体的分压,从而溶解于 玻璃液中;温度升高时,气泡又会析出。
B.新气泡的产生 澄清好的玻璃液一般不能再次产生气泡。 原因是: 新生气泡的半径r≈0,需要克服的
2σ/r≈∞。
(8)影响澄清的因素
A.配合料中的气体率 一般15~20% B.澄清温度 温度高,黏度小,有利于澄清;熔窑温度受 耐火材料的限制。 C.窑压 微正延长澄清时间 B.提高澄清温度 C.搅拌 D.鼓泡 E .加澄清剂(最常用)
玻璃的熔制过程
玻璃的熔制过程玻璃是一种广泛应用于制造建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等工业领域的无机非金属材料。
玻璃的基础原料主要是硅酸盐类物质,包括石英砂、长石、白云石等。
玻璃的制造涉及到多种工艺步骤,其中最主要的过程是熔制。
玻璃的熔制过程,一般分为两个阶段:玻璃原料熔融和玻璃成形。
1. 玻璃原料熔融玻璃原料熔融是制造玻璃的第一步。
首先要将玻璃原料送到炉中,然后在炉内进行高温熔化。
玻璃熔化的温度通常在1300-1600℃之间。
炉内的高温条件有助于熔化原料,并促进原料之间的充分混合。
玻璃熔化过程中,炉内的温度、炉膛的结构、炉膛的加热方式、气氛以及熔化时间等因素都对玻璃性质有很大的影响。
其中,炉温的控制是其中最为关键的一个因素。
炉温过低时,原料无法充分熔化,熔击出来的玻璃比较粗糙;而炉温过高时,虽然玻璃可以很快熔化,但却会使得玻璃成分中的气体难以释放,造成玻璃内部气泡增多,影响玻璃的质量。
同时,熔制过程中原料的混合也是影响玻璃质量的重要因素之一。
原料混合过程中必须注意保持物料配比的稳定,以确保每份原料的比例都是正确的,否则会影响玻璃性能的均匀性和稳定性。
2. 玻璃成形玻璃原料熔融后,需要将其通过成形工艺,将其变成需要的形状。
玻璃成形技术大致可以分为两大类,即自由成形技术和模压成形技术。
自由成形技术包括吹制、拉伸、浸涂等;模压成形技术包括平板压制、吹瓶、挤出等。
自由成形技术中的吹制是最常用的一种方法。
吹制工艺是先将玻璃熔液通过玻璃管或小片,吹成一个球体,然后在模具上加工形状,最后风冷固化。
玻璃吹制的工艺简单,成本低,成品形态多,应用非常广泛。
而模压成形技术,如平板压制、吹瓶、挤出等,则需要利用模具或挤压机来对玻璃进行成形。
这类制品比较规整且饱满,常常用于制备工艺精密的玻璃器具、仪器件等。
总之,玻璃熔制过程经历了玻璃原料熔融和玻璃成形两个阶段。
通过高温下的熔融,使玻璃原料混合均匀,在成型过程中呈现出所需的形态,从而制备成建筑材料、器皿、光学仪器、电子仪器等多种应用领域中的产品。
4.5 玻璃的高温熔制
对于含铅硅酸盐玻璃,
若干玻璃的τ 值列于表-3。 τ 值越大, 熔化温度越高。 根据经验数据,二者大致对应关系如 表4所示。 但τ值是一个经验常数,在评定熔化速 度时,此常数不能认为是唯一的决定因素, 应综合其他因素加以综合考虑。
2)玻璃组成影响玻璃液的粘度和表面张力
玻璃液粘度大,气泡上浮速度慢,澄清时间
二、玻璃液的形成 三、玻璃液的澄清 四、玻璃液的均化 五、玻璃液的冷却
一、烧结体的形成
合格配合料加入窑炉中,在高温作用下,发生 一系列物理、化学反应,形成不透明的烧结物。
对于普通钠钙硅玻璃,这一阶段结束后最终 形成由硅酸盐和SiO2 组成的烧结体。故,又称为硅 酸盐形成过程。
该阶段发生的主要物理、化学过程有:原料脱 水、分解、多晶转变、固相反应。表1-4-22列举了 常用原料加热时的变化。
白砒、三氧锑化二锑、硝酸盐在瓶罐、 器皿等产品生产过程中仍长期使用,现已被 高效低毒的复合澄清剂取代。 硫酸钠作为澄清剂在平板玻璃生产中一 直延用。 为降低澄清剂中As、Sb可能可能带来的 危害和降低S、卤化物等造成的环境污染,复 合CeO2澄清剂具有很好的效果。
2、搅拌与鼓泡 在池窑上增设搅拌与鼓泡装置可提高玻璃液的澄 清和均化速度。 搅拌装置通常设置在池窑的卡脖、供料道等处, 鼓泡通常设在熔化池的料堆区和热点区。
1、侵蚀介质的种类 (配合料、玻璃液、挥发物、重金属)
1)配合料
配合料组份可与耐火材料发生低共熔作用。
2)玻璃液
玻璃液渗透到耐火材料孔隙中,与耐火材料 发生交代反应,加剧耐火材料的蚀变,造成耐火 材料中玻璃相结合物流失及骨料的剥落、溶解。 配合料组份对耐火材料的侵蚀比玻璃液的作 用大。
3)配合料和玻璃料的挥发物
玻璃窑炉的理论课
玻璃窑炉的理论课一、玻璃的熔制过程:玻璃的熔制过程分为五个阶段:(一)硅酸盐形成阶段:在高温(约800—1000℃)作用下发生变化:如粉料受热、水分蒸发、盐类分解、多晶转变等,变成不透明的烧结物;(二)玻璃形成阶段温度升高到1200℃时,各种硅酸盐开始为熔融,继续升高温度,未熔化的硅酸盐和石英砂完全熔解于熔融体中,形成大量可见气泡,这一阶段称为配合料熔化阶段;(三)玻璃液澄清阶段:当温度达到1400—1500℃时,玻璃液的黏度降低,使气泡大量逸出;(四)玻璃液均化阶段:达到玻璃液均化主要依靠扩散和对流作用。
高温是一个主要条件,因为它可以减少玻璃液黏度,使扩散作用加强,另外搅拌是提高均匀性的好方法;(五)玻璃液冷却阶段:澄清均化后的玻璃液黏度太小,不适于成型,必须通过冷却达到成形温度,成形温度比澄清温度低200—300℃。
以上各阶段不一定按顺序进行,各阶段没有明显的界线的二、对窑炉关键部位的了解和掌握以及作用1)加料口的作用:玻璃池窑将加料池发展为预熔池。
预熔池内的温度保持在1100—1300℃,配合料内各组分之间的硅酸盐反应在预熔池内开始,料堆表面已经开始熔融。
已初步熔化的料堆,当它进入熔化池后,其熔化速度可以加快。
在熔化池面积一定时,熔化速度加快了,相对来说,其澄清时间就延长了。
因此,加料口的作用就是能提高熔化率、改善玻璃质量、降低热耗的作用;池内粉料飞扬的情况大大减少,格子体堵塞情况大大改善。
2)窑坎:窑坎是放在窑池深层的挡墙,墙高为池深的1/2以上,有的可达到3/4;窑坎是控制玻璃液流,提高熔化率的技术措施。
窑坎作用是:迫使熔化部玻璃液呈一薄层全部流经窑池上层,经高温加热后再进入流液洞,这样提高了玻璃液的温度,有利于气泡的排除,加快澄清速度,从而改善玻璃液质量;设置窑坎后,玻璃液在窑坎处产生回旋,可延迟玻璃液在熔化部停留时间,可阻挡池底脏料流往澄清部。
3)流液洞:流液洞是熔化部和冷却部的玻璃液连通起来的位于池窑底部的涵洞,是由一套特制的优质耐火材料砌筑成的。
玻璃熔制工艺的操作流程
玻璃熔制工艺的操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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玻璃熔制过程的五个阶段
玻璃的熔制过程通常分为以下五个主要阶段,每个阶段对最终玻璃质量起着至关重要的作用:
1. 原料准备
•玻璃熔制的原料主要包括硅砂(SiO2)、碱金属氧化物(如Na2O)和助熔剂(如CaO)。
原料需要经过筛分、混合、干燥等处理,确保原料均
匀并去除杂质。
通常还会加入碎玻璃(废玻璃),帮助提高熔化效率。
2. 熔化
•在熔窑中,混合好的原料在高温(1300-1500℃)下加热熔化,形成均匀的液态玻璃。
熔化过程需要较长时间,以确保所有成分充分反应,减少
气泡和夹杂物。
这一阶段至关重要,决定了玻璃的基本性质。
3. 澄清
•在熔化完成后,玻璃液需要经过澄清阶段。
此时,熔融玻璃中的气泡和未完全溶解的固体颗粒会逐渐上升并排出。
通常会通过提高温度或使用
澄清剂(如硝酸钾或硝酸钠)来加速气泡的消除。
4. 均化
•在气泡排除后,玻璃液需要均化,即通过搅拌或控制温度,使玻璃液中的各成分分布更加均匀,确保不同区域的化学成分和物理性质一致。
这
一过程能够防止玻璃内部出现成分不均或结构缺陷。
5. 成形与退火
•成形:玻璃液冷却至适当温度后,会进行成形,常见的成形方法包括浮法(用于生产平板玻璃)、吹制法(用于生产瓶子、玻璃器皿)等。
•退火:成形后的玻璃需要经过退火炉进行缓慢冷却。
退火过程可以缓解玻璃内部的应力,防止玻璃在冷却过程中因热应力而开裂。
这五个阶段共同作用,确保玻璃的结构完整性、透明度和机械性能。
玻璃的熔制及成型
(3)搅拌与鼓泡
在池窑上增设搅拌与鼓泡装置可提高玻璃液的澄清和均化
速度。搅拌装置通常设置在池窑的卡脖、供料道等处,鼓泡通 常设在熔化池的料堆区和热点区。 (4)电助熔 (5)富氧燃烧 (6)高压与真空熔炼
1. 影响耐火材料蚀变的因素
(1)侵蚀介质的种类
(2)耐火材料的性能 (3)池窑作业的工艺制度
不变。 (1)硅质耐火材料的蚀变
(2)电熔锆刚玉(AZS)耐火材料的蚀变
(3)格子砖的蚀变
(1)硅质耐火材料的蚀变
硅质耐火材料在日用玻璃池窑上用做大碹及胸墙等的
耐火材料。因此主要承受碱性挥发物的侵蚀。在正常使用 情况下,窑温不高于1600oC时,硅质是很耐侵蚀的。
表面蚀变
内部蚀变 多晶蚀变
AZS砖的蚀变主要是: 玻璃相结合物被溶解;
刚玉与碱性氧化物发生变代反应,生成β-Al2O3和霞石。
(3)格子砖的蚀变
由于配合料及玻璃液的挥发物,燃料燃烧废气中某些
成分(如SO3)等随烟气进入蓄热室,在格子砖的表面侵 蚀形成腐蚀性冷凝液,形成对耐火材料的侵蚀。 此外,热作用也是格子砖易损的原因之一。对于下层
优质玻璃的重要前提之一,同时维持合理的作业制度也是 降低玻璃熔化过程的低耗、延长玻璃池窑窑龄的有效手段。 (1)温度制度 (2)压力制度 (3)泡界线 (4)液面
(5)气氛制度
6. 加速玻璃熔化的辅助手段
(1)助熔剂
助熔剂又称加速剂。 较低温度下先生成液相,然后与SiO2反应生成玻璃; 降低高温玻璃熔体的黏度,提高玻璃的透热性。 (2)澄清剂 常用的澄清剂有白砒、三氧化二锑、芒硝、食盐等。
保证玻璃液的热均匀性,并防止 出现温度波动,以免引起二次气 泡。
玻璃的熔制过程
五、玻璃液冷却阶段 为了使玻璃液的粘度增高到成形制度 所需的范围,需进行玻璃液的冷却℃, 冷却的玻璃液温度要求均匀一致,以有利 于成型。
玻璃熔制的各个阶段,各有其特点,同时它们又是彼 此互相密切联系和相互影响的。在实际熔制中,常常是同 时进行或交错进行的。这主要决定于熔制的工艺制度和玻 璃熔窑结构的特点。
第一节 玻璃的熔制过程 玻璃的熔制:按照料方混合好的配合料,经过高 温加热形成均匀的、纯净的、透明的、无气泡的 (即把气泡、条纹和结石等减少到容许限度),并 符合成型要求的玻璃液的过程,称为玻璃的熔制。 玻璃的熔制是一个非常复杂的过程,它包括一系 列物理的、化学的、物理化学的现象和反应。这些 现象和反应的结果,使各种原料的机械混合物变成 了复杂的熔融物即玻璃液。 各种配合料在加热形成玻璃过程中的物理的、化 学的和物理化学的现象,是基本相同的,它们在加 热时所发生的变化大致如下:
1)物理过程:包括配合料的加热,吸附水分 的蒸发、排除,某些单独组份的熔融,某 些组份的多晶转变,个别组份的挥发等; 2)化学过程:包括固相反应,各种盐类的分 解,水化物的分解、化学结合水的排除, 组份间的相互反应及硅酸盐的生成; 3)物理化学过程:包括低共熔物的生成,组 份或生成物间的相互溶解,玻璃和炉气介 质之间的相互作用,玻璃液和耐火材料的 相互作用及玻璃液和其中夹杂气体的相互 作用等。
二、玻璃液形成阶段 硅酸盐形成阶段生成的硅酸钠、硅酸钙、 硅酸铝等烧结物及反应剩余的大量SiO2在温 度继续升高时开始熔融,易熔的低共熔混合 物首先开始融化,同时,硅酸盐烧结物和剩 余的SiO2互相溶解和扩散,由不透明的半熔 融烧结物转变为透明的玻璃液,不再含有未 反应的配合料颗粒。但玻璃液中存在大量的 气泡,化学组成和性质也不均匀,有许多条 纹。平板玻璃形成大约在1200~1400 ℃完成。
玻璃工艺学14玻璃的熔制
三.硅酸盐形成和玻璃形成阶段的中石英的溶解
溶 解100 的 的 50 含 量 1350℃ 1250 ℃
Na2O•2SiO2+CaSiO3+MgSiO3
Na2SiO3+CaSiO3+MgSiO3
SiO2 %
8
16
24
32
分钟
说明:1、玻璃形成阶段速度慢,玻璃形成阶段速度快; 2、温度的提高能加快硅酸盐形成和玻璃形成的反应 速度; 3、随时间延长,反应速度降低。
物 理 变 化 化 学 变 化 物 理 化 学 过 程
配合料加热升温 配合料脱水
固相反应 碳酸盐、硫酸盐、硝酸 盐的分解
共熔体的生成 固态的溶解与液态间互溶
各组分的熔化
晶相转变 个别组分的挥发
水化物的分解
化学结合水的分解 硅酸盐的形成与相互作 用
玻璃工艺学
玻璃液、炉气、气泡间的相互 作用
玻璃液与耐火材料间的作用
玻璃工艺学
1
第十四章
玻璃的熔制
主要内容: 玻璃的熔制过程及其影响因素,熔制制度,熔窑和耐火材 料的侵蚀过程等。
玻璃工艺学 2
第一节 玻璃熔制过程概述
玻璃的熔制过程就是将配合料经高温加热熔融成为均匀的、 无气泡的符合成型要求的玻璃液的过程。 玻璃熔制过程是一个很复杂的过程,它包括一系列的物理、 化学、物理化学反应。研究指出各种不同的配合料在加热时发生 如下所列的各种变化:
玻璃工艺学 21
说明: ①气泡内的压力 也是影响 澄清的动力 因素;
②气泡的半径r越大,总压力就越小,分压力也越小;
因此,溶解于玻璃液中的气体易于进入较大的气泡中而
使之增大,从而易于浮出玻璃液,而后破裂。 反之,对于小气泡,则总压力和分压力就越大,不易 增大,但气体组分会因此而易于扩散进入玻璃液中去。 根据: PV= n RT
玻璃的熔制过程
玻璃新型熔制技术玻璃的熔制过程。
在玻璃生产过程中,配和料经过加热形成玻璃的过程称为玻璃的熔制过程。
玻璃的熔制是玻璃生产过程中的重要阶段,熔制的质量和速度决定着产品的质量和产量。
玻璃的熔制过程大体分为以下五个阶段:1.硅酸盐的形成阶段;配合料约在800~1000度的温度作用下,发生一系列的物理化学变化,如水分的分解蒸发、盐类的分解、多晶转变,组分熔化及石英砂与其它组分之间进行固相反应,使配合料变成由硅酸盐和游离二氧化硅组成的不透明的烧结体物。
2.玻璃液的形成阶段;配合料加热到1200度时,形成各种归硅酸盐,出现一些熔融体还剩下一些未起变化的石英颗粒,继续升高温度时,硅酸盐和石英砂完全熔于熔融体中,成为可见大量气泡的在化学成分和温度上都不够均匀的透明玻璃。
3.玻璃的澄清阶段:在玻璃液形成阶段结束后,整个熔融体包含许多气泡,从玻璃液中除去肉眼可见的气体夹杂物,消除玻璃液中气孔组织的阶段称为澄清阶段,因为玻璃液的黏度随温度升高而降低,因此高温有利于玻璃的澄清,这个阶段玻璃液的温度约为1400度左右。
4.玻璃的均化阶段:玻璃液形成后,其化学成分和温度都不均匀,为消除不均匀性,需要进行均化,它与澄清过程在一起,没有明显的界限,可以看成是边澄清边均化,均化阶段的结束往往在澄清阶段之后,高温有利于玻璃的均匀均化。
5.玻璃液的冷却阶段:澄清均化后的玻璃液,温度高、粘度低,不适合玻璃成型,需要均匀冷却到成型温度,根据成型方法的不同,成型温度比澄清温度低200~300度。
1全氧燃烧全氧燃烧窑炉与传统助燃空气火焰窑炉相比不需要高大的蓄热室装置,因此窑炉投资费用大大降低。
最早采用全氧燃烧技术的是美国康宁公司,在一座日产30t普通玻璃的小型试验炉中使用。
全氧燃烧窑炉由于具有优良的环保效应,因此逐渐扩展到熔制能耗高且产量较大的硼硅酸盐玻璃或无碱玻璃生产中,加热喷嘴由2~4个增加到12~14个。
日、美等国为了普及全氧燃烧技术还开发出了提纯氧气的沸石氮气吸附剂,并形成所谓PSA(Pressureswingadsorption)氧气制备技术,其设备可靠性高,几乎不发生故障。
玻璃熔制车间工艺流程
1.原料选择和混合:玻璃的主要原料包括石英砂、石灰石、长
石、纯碱和硼酸等。
这些原料按照特定的比例混合,以满足玻璃的物理和化学性能要求。
2.预处理:混合后的原料需要经过筛分、洗涤和干燥等预处理环节,
以确保原料的纯度和均匀性。
3.熔制:预处理后的原料被送入玻璃熔窑中进行熔化。
熔窑的类型
主要有坩埚窑和池窑。
坩埚窑中,玻璃料在坩埚内加热,而池窑中,玻璃料在窑池内熔制。
熔窑内的温度通常在1300至1600摄氏度之间。
4.调温:熔化完成后,玻璃熔液需要经过调温,使其温度达到适宜
的状态,以便进行后续加工。
5.成型:调温完成后,玻璃熔液可以进行成型,常用的方法包括浮
法、拉伸、离心等。
浮法是生产平板玻璃的主要方法,它通过让玻璃液流漂浮在熔融金属(如锡)表面上形成平板玻璃。
6.冷却和退火:成型的玻璃需要经过冷却过程,从粘性液态转变为
可塑态,再转变为脆性固态。
冷却后的玻璃还需要经过退火处理,以消除内部的应力,使其更不容易破裂。
7.后处理:退火后的玻璃可能会通过鼓风吹除表面的灰尘,然后通
过专门的切割机器切割成客户需要的尺寸。
第4章玻璃的熔制报告
1350℃ 1250 ℃ Na2O•2SiO2+CaSiO3+MgSiO3
Na2SiO3+CaSiO3+MgSiO3
%
8
16
24 32 分钟
说明:1、玻璃形成阶段速度慢,硅酸盐形成阶段速度快;
2、温度的提高能加快硅酸盐形成和玻璃形成的反应 速度;
3、随时间延长,反应速度降低。
玻璃工艺学
12
四、玻璃的澄清阶段
无气泡的玻璃液
4、玻璃的均化阶段; 5、玻璃的冷却阶段; 五个阶段的相互关系
玻璃工艺学
3
池窑中玻璃熔融过程模型图
玻璃工艺学
4
二、 硅酸盐的形成
(一)配合料的加热反应: 单组分反应:多晶转变、盐类分解(如碳酸盐、硫酸盐、硝酸
盐等的分解反应)、析出结晶水和化学结合水。
多组分反应:包括有单组分自身反应,原料间生成硅酸盐和复 盐的反应。
1、硅酸盐形成阶段;
配 合 料主要的固相 反应完成8(00900C) 不 透 明 烧 结 物
(由 硅 酸 盐 和 未 熔 二 氧 化硅 组 成)
2、玻璃形成阶段;
烧结物
二氧化硅在硅酸盐中溶解扩散 含有大量气泡和不均匀体(1200C )
透明体
3、玻璃液的澄清阶段;
透明体 逐步排除可见气泡到允许程度 对钠钙硅玻璃温度1400 ~ 1500C
5.5
1420
4.8
4.2
1380~1400 1320~1340
注意:常数是一经验值,确定熔制温度时,此常数不能认
为是唯一的决定因素,它未考虑如粒度、温度等因素。
玻璃工艺学
10
2、石英颗粒的大小
鲍特维金公式: K 1r 3
玻璃熔制过程
玻璃熔制过程
玻璃熔制是将原料玻璃料加热到高温状态,使其形成流动状态,经过冷却固化成玻璃制品的过程。
其主要流程如下:
1.原材料配制:根据玻璃种类和性质要求,按一定比例配置适当的原料,通常包括石英砂、石灰石、纯碱、硼酸、锑三氧化物等。
2.炉料混合:将配好的原料添加到熔窑炉内,并进行混合。
3.加热熔化:将熔窑加热至接近或高于原料的熔点,使原料熔化,形成玻璃液体。
4.处理和调整:通过添加药剂和气体,对玻璃液体的颜色、抗震性能等进行处理和调整。
5.成型:将玻璃液体转移到成型机上,通过机械或手工操作进行成型,可制作平板玻璃、管状玻璃、纤维玻璃等。
6.冷却固化:制成品还需要经历一个冷却固化过程,使其渐渐由液态转变为固体,形成坚硬的玻璃制品。
以上过程都需要严格控制温度、压力和时间等因素,才能生产出质量稳定的高品质玻璃制品。
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硅酸盐形成和玻璃形成
6. 含有着色剂和乳浊剂的配合料的加热反应-1
着色剂可能发生氧化还原变化,或者与其它组份生成化合物和 固熔体以及参加硅酸盐生成的反应。
铁的氧化物 Fe2O3+CO → 2FeO + CO2 Fe2O3 ←→ 2FeO + 0.5O2
Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 +3H2O 锰的氧化物
从三价变为五价,在800℃和1200℃之间,绝大多数As在玻璃中以As2O5存在,
当温使度玻高璃于1液20沸0℃腾时,搅A拌s2O,5又鼓重泡新,分解利为用As玻和A璃s2对O3流放出氧气,物又由理五澄价清变到法
硅酸盐形成和玻璃形成
3. 三组份配合料的硅酸盐和玻璃形成
SiO2+Na2SO4+CaCO3配合料(通常称芒硝配合料)
Na2SO4分解比较困难,所以必须在有碳或其它还原剂存在时,才能加速反应。 SiO2+Na2SO4+CaCO3+C配合料加热发生的反应过程如下:
硅酸盐形成和玻璃形成
4. 四组份配合料的硅酸盐和玻璃形成
4MnO2 → 2Mn2O3 + O2 Mn2O7 → 2Mn2O3 + 2O2 Mn2O3 → 2MnO + 0.5O2
硅酸盐形成和玻璃形成
6. 含有着色剂和乳浊剂的配合料的加热反应-2 铜的氧化物
钴的氧化物 乳浊剂反应
硅酸盐形成和玻璃形成
7. 配合料组份在加热时的挥发
挥发性比较大的有硼酸、硼酸盐、氧化铅、 砷的化合物、氧化锑和氯化物等。碱和氧化 锌也具有显著的挥发率,氟化物和硒的挥发 率非常大。
之后,配合料基本熔化成为液相,过剩的石英颗粒 继续熔化于熔体中,液相不断扩大,直至最后全部 固相转化为玻璃相,成为含有大量气泡、不均匀的 透明玻璃液。
硅酸盐形成和玻璃形成
1. 配合料各组份的多晶转变,转化温度及熔点
硅酸盐形成和玻璃形成
2. 三组份配合料的硅酸盐和玻璃形成 SiO2+Na2CO3+CaCO3配合料(通常称纯碱配合料)
列举熔制普通玻璃过程中各组份的一般挥发 率。
玻璃液的澄清和均化
1-1. 玻璃液的澄清
气泡从哪来? 如何存在? 如何消除?
玻璃液的澄清和均化
1-1. 玻璃液的澄清
首先使气泡中的气体,窑内气体与玻璃液中物理溶解和化学结 合的气体之间建立平衡,再使可见气泡漂浮于玻璃液的表面加 以消除的过程成为澄清。
CaNa2(CO3)2— Na2CO3·CaF2— CaSO4),液相不断扩大,配合料基本反 应大体完成,变成由硅酸盐和游离SiO2组成的不透明烧结物,硅酸盐形成 过程基本结束,进入玻璃的形成过程。 (4) 过剩的石英颗粒溶解于熔体中,液相继续不断扩大,直至全部固相转 化为玻璃液相,成为有大量可见气泡的和不均匀的透明玻璃液。 在实际生产中,将配合料加入高温熔窑时,硅酸盐生成过程进行得非常迅 速 ,玻璃形成过程的速度取决于石英颗粒溶解速度
小于l0μm以下时,气泡内压力急剧增大,气泡很容易在玻璃浓中溶解而消失。 因此适当调节温度,可使小气泡在玻璃液中被吸收而消失。 根据斯托克斯定律:气泡上升速度与其半径的平方成反比。 气泡内气体的压力:大气压+玻璃液压+表面张力引起内压力 也就是说:
大气泡可以通吸收玻璃液中溶解的气体,增大体积,从而漂浮至玻璃液表 面而排除,
而小气泡则在表面张力引起的压力下溶解于玻璃液中。
玻璃液的澄清和均化
1-2. 澄清剂的应用
加举速例玻:如璃在液配澄合料清中的加方入硝法酸:盐和三氧化二砷为澄清剂时,从低温加热到800℃
时KNO3或NaNO3逐渐分解放出氧气:
延长熔制时间
2KNO3 → 2KNO2 + O2↑
同时提,高三澄氧化清二温砷度开始,与降放低出的玻氧璃气粘反应度又生成As2O5,也就是说在熔化早期As
窑内气体分压的大小决定着玻璃液内溶 解气体的转移方向,为了便于排出从玻 璃液中分离出来的气体,窑内气体的分 压必须小些,同时窑内气体的组成和压 力必须保持稳定。
玻璃液的澄清和均化
1-1. 玻璃液的澄清——动力学过程
在澄清过程中,消除可见气泡,按下列两种方式进行:
(1)使气泡体积增大加速上升,漂浮出玻璃表面后破裂消失 (2)使小气泡中的气体组份溶解于玻璃液中,气泡被吸收而消失 气泡的大小和玻璃液的粘度是气泡能否漂浮的决定因素.在等温等压下,
SiO2+Na2SO:SiO2 72.59%,CaO 8.63%,MgO 3.55%,
Na2O 15.23%。在加热过程中硅酸盐形成与玻璃形成的反应过程如下:
硅酸盐形成和玻璃形成
5. 一般形成过程
(1) 主要是固相反应,大量气体逸出 (2) SiO2和其他组份开始相互作用。烧结物产生,阻碍气体的逸出。 (3) 开 始 出 现 少 量 的 液 相 , 反 应 很 快 转 向 固 相 与 液 相 之 间 进 行 ( 如
一、玻璃熔制过程
熔制——配合料经过高温加热形成均匀的、无气 泡的,并符合成形要求的玻璃液的过程。 硅酸盐形成 玻璃形成 澄清 均化 冷却
二、硅酸盐形成和玻璃形成
配合料入窑后,在高温环境下发生硅酸盐生成反应, 反应在很大程度上在固态下进行。反应结束时,配 合料变成有硅酸盐和二氧化硅组成的不透明烧结物, 大部分气态物质从配合料中溢出。
玻璃液中气泡变大有两种可能: (a)多个小气泡集合为一个大气泡(在实际的澄清过程中不会发生); (b)玻璃液中溶解的气体渗入气泡,使之扩大,这种因素具有重要的实际意 义。
玻璃液的澄清和均化
1-1. 玻璃液的澄清——动力学过程
(2)使小气泡中的气体组份溶解于玻璃液中,气泡被吸收而消失 玻璃液中气泡的消除与表面张力所引起的气泡内压力的变化有关,当气泡直径
气体存在形式:可见气泡,溶解状态,与玻璃组份形成化学结 合,以及吸附在玻璃表面上的气体(很少)。
玻璃液中一般含有下列几种气体:CO2、SO2、SO3、N2、O2、 H2O等,其中氮气一般以物理溶解状态存在于玻璃液中。其他 气体大部分以化学结合状态存在。
玻璃液的澄清和均化
1-1. 玻璃液的澄清-澄清的动力学过程