高硼硅玻璃熔制过程第一节

高硼硅玻璃熔制过程第一节，配料工培训讲义

配料工序培训讲义

一、原料简介

1．引入二氧化硅的原料

二氧化硅，SiO2,分子量60.06,比重2.4--2.65.。

二氧化硅是重要的玻璃形成氧化物，以硅氧四面体SiO4的结构组元形成不规则的连续网络，成为玻璃的骨架。

单纯的SiO2，可以在1800℃以上高温下，熔成石英玻璃，SiO2的熔点为1800℃。在钠钙硅酸盐玻璃中SiO2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、粘度和透紫外光性，但含量高时，需要较高熔融温度，而且可能导致析晶。

引入SiO2的原料主要有石英砂、砂岩、石英岩、脉石英，它们在一般日用玻璃中的用量较多，约占配合料重量的60——70%以上。高硼硅玻璃中占80%左右。本厂用的石英砂质量要求如一下：

A．精砂：SiO2≥99.3% Fe2O3≤0.03% Ni Cr不允许有。全部通过60#，60-140#≥80% 200#以下≤5%。B．粗砂：SiO2≥99.5% Fe2O3≤0.03% Ni Cr不允许有。全部通过28#，全部通过28# 28-160#≥80% 2．引入B2O3的原料

B2O3分子量69。62，比重1。84

B2O3是玻璃的形成氧化物，它以硼氧三角体和硼氧四面体为结构组元。在硼硅酸盐玻璃中与硼氧四面体共同组成结构网络，B2O3能降低玻璃的膨胀系数，提高玻璃的热稳定性、化学稳定性，增强玻璃的折射率，改善玻璃的光泽，提高玻璃的机械性能。B2O3在高温时降低玻璃的粘度，在低温时则提高玻璃的粘度，所以含B2O3较高的玻璃，成形的温度范围较狭，因之可以提高机械成型的机速。B2O3还起助熔剂的作用加速玻璃的澄清和降低玻璃的结晶能力。B2O3常随水蒸气挥发，硼硅酸玻璃液面上因B2O3挥发减少，会产生富含SiO2的析晶料皮。当B2O3引入量过高时，由于硼氧三角体增多，玻璃的膨系数等反而增大，发生硼反常现象。B2O3是耐热玻璃，化学仪器玻璃，温度计玻璃，部分光学玻璃，电真空玻璃，以及其它特种玻璃的重要组成成分。

引入B2O3的原料为硼砂、硼酸和含硼矿物。本厂引入B2O3的原料为硼酸、十水硼砂。

A．硼酸

硼酸H3BO3，分子量61。82，比重1。44，含B2O356.45%，H2O43.55%

硼酸是白色鳞片状三斜结晶，具有特殊光泽，触之有脂肪感觉，易溶于水，加热至100℃则失水而部分分解，变为偏硼酸（HBO2）。在140-160℃时，转变为四硼酸（H2B4O7）继续加热则完全转变为熔融的B2O3。

B．硼砂

硼砂Na2B4O7.10H2O,分子量381.4,比重1.72,含B2O336.65%，Na2O16.2%

H2O47.15%。

含水硼砂是坚硬的白色菱形结晶，易溶于水，加热则先熔融膨胀而失去结晶水，最后变为玻璃状物。

本厂的质量标准：

硼酸成份：B2O3≥56% Fe2O3≤0.01%。

十水硼砂成份：B2O3≥34.8% Na2O≥15% Fe2O3≤0.01%

3．引入氧化铝的原料

氧化铝Al2O3,分子量101.94,比重3.84

Al2O3属于中间体氧化物,当玻璃中Na2O与Al2O3的分子比大于1时,则形成铝氧四面体并与硅氧四面体组成连续的结构网,当Na2O与Al2O3的分子比小于1时,则形成八面体,为网络外体而处于硼氧结构网的空穴中。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，减

轻玻璃对耐火材料的侵蚀，并有助于氟化物的乳浊。Al2O3能玻璃的粘度，绝大多数玻璃中都引入1—3.5%的Al2O3,一般不起过8—10%。在水表玻璃和高压水银灯等特殊玻璃中，Al2O3的含量可达20%以上。引入Al2O3的原料有长石、粘土、蜡石、氧化铝，氢氧化铝等。

本厂引入Al2O3的原料是氢氧化铝，平拉也用长石。

本厂氢氧化铝的质量标准：Al2O3≥62% Fe2O3≤0.03% 。

4．辅助原料

A．硝酸钠

硝酸钠NaNO3，又称硝石，分子量85，比重2.25,含Na2O3 6.5%。硝酸钠是无色或浅黄色六角形的结晶。B．食盐

食盐在高温时气化挥发，促进玻璃澄清。一般用量为配合料的1.3---3.5%。

C．氟硅酸钠

氟硅酸钠分子量188.08，比重2.7,为黄白色粉末,有毒.

5.碎玻璃

在配合料中使用碎玻璃，不但可以做到废物利用，而且在合理使用下，可以加速玻璃熔制过程，降低玻璃熔制的热量消耗，从而降低玻璃的生产成本和增加产量。碎玻璃的用量，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，进行第二次重熔。

使用碎玻璃时，要确保碎玻璃的粒度大小，用量，方法合理的熔制制度，以保证玻璃的快速熔制与均化。当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。碎玻璃比例大时，要补充澄清剂的用量。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。

碎玻璃的粒度，没有严格规定，但应当均匀一致根据实践，如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，并使熔制融加快。一般来说，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。

6．配合料的质量要求

A、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。

B、具有一定的水分,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。

C、具有一定的气体率，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。

D、须混合均匀，配合料不均匀，会使配合料中易熔的纯碱，硼砂等原料熔化速度加快，而配合料中的石英砂等难熔物熔化困难，最后导致玻璃液中存在残留未熔化的石英砂颗粒，破坏玻璃的均匀性，从而产生结石、条纹、气泡等缺陷。另外，由于配合料混合不均匀，在易原料存在处对耐火材料腐蚀严重。所以我们要求配合料均匀度必须大于95%。

二、高硼硅玻璃的特点

1．高硼硅玻璃的工艺特点

A、熔化温度高。一般选用适当的澄清剂、使用高质量的耐火材料、采用电辅助加热和全电熔技术。

B、挥发。选用合适的原料，采取密封料道等技术。

C、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。

D、玻璃液易分相。选择合适的玻璃成份，合理的加工工艺。

2．高硼硅玻璃的性质

A、具有很低的热膨胀系数，因而热稳定性好。