玻璃原料细粉产生的原因及其影响分析论文_冯冬冬,周亮,颜乐乐

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河北南玻玻璃有限公司 河北廊坊 065600

摘要:玻璃作为人类发明创造的一种应用非常广泛的材料,从古至今都扮演着不可或缺的重要角色,如今,玻璃工艺的生产精度达到了历史的巅峰,人类对玻璃杂质的控制可对玻璃平面整洁度的控制达到了微米级别以下,随着掺入杂质的不同,玻璃的硬度和透光程度都发展出了多门类的品种,在当下的航空航天、电子通讯、国防军事等高尖端领域中都少不了玻璃的身影,因此提升玻璃的生产质量,研究与玻璃生产的相关工艺对我国的玻璃行业的发展有很重要的意义。

关键词:玻璃原料;玻璃细粉;生产工艺

引言:玻璃细粉是玻璃生产行业中必然产生的一种材料,该材料继承了玻璃的良好特性,具备很好的耐酸碱的化学稳定性,在细分结构形态下的玻璃细粉又具备良好的分散性、防沉效果和低膨胀系数的特点,它可用于一些涂料中,以增加涂料的透明度,丰满度和抗刮性能,在需求玻璃粉的行业中,还专门启动了生产玻璃粉的流水线,但是在进行玻璃生产中,出现玻璃粉却会带来一系列的问题。

一、玻璃粉产生的原因

从玻璃细粉的主要成份来看,其主要来源是云石、石灰石、长石、碎玻璃等硅质生产原料在研磨之后得到的产物,其原料的不同又可向细分为云石细粉、石灰石细粉、长石细粉、纯碱细粉、碎玻璃细粉等,生成细粉的主要原因有以下:

其中自是比较容易产生细粉的几种原料。这些细粉主要由以下因素造成:

1.原料之间的相互摩擦

在生产加工中,原料本身就以颗粒的形式存在,在运动时会产生大量的摩擦和碰撞,该过程就会产生很多的玻璃细粉。

2.原料和设备之间的摩擦

产生玻璃细粉的主要环节处于输送设备之中,这是因为在输送环节中,玻璃原料和设备之间的摩擦现象最严重,所以控制输送设备的震动效果和摩擦效果对于输送环节产生的细粉可以做出很好的控制。常用方法是缩短料仓到熔窑之间的输送距离,同时在输送设备的内壁加衬,这还能充分保证设备的安全运转。

3.在粉碎环节中产生玻璃细粉

在生产玻璃的工艺中,必然需要经历粉碎的环节,该步骤的目的就是生成许多的原料细粉,如果对该环节的原料使用不够彻底,并且在后续的生产中没有对质量加以控制,就很容易导致产品黏着玻璃细粉,这会大大降低玻璃的质量。

二、玻璃细粉对生产的影响分析

玻璃细粉指的是玻璃粉中的直径小于0.10 mm的细粉,该结构下的细粉吸水性很强,空气缝隙较大让其在进入熔融时容易产生爆鸣,如果对这些细粉的控制不当,容易对生产设备造成很大的损害,同时会降低玻璃的质量标准,而玻璃细粉中的不同成分和颗粒构成对于生产的危害影响又有所不同。

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1、细粉结构形态本身对生产的影响

虽然玻璃细粉的规格定义是小于0.10mm的细粉,但是在该范围下,细粉的大小颗粒仍然存在较大的差别,这时引入颗粒均匀度来体现细粉粉碎的效果,根据实际的生产来看,越均匀的原料细粉在混合阶段就越容易实现,而均匀度差异较大就会提升混合的难度,而且粉状结构的物质本身就容易成团,这和冲泡粉状饮料时会产生那种表面都被浸湿,但是内部已然结成粉团结构的原理相同,当在玻璃生产中出现粉团结构时,更会进一步提升细粉结构的不均匀性,进一步加大混合难度,当该粉团结构的原料被输送到融化窑时,粉状结构的玻璃细粉会过早地和硅酸盐发生反应,从而导致融质分层现象,其结果就是降低了玻璃的质量,让生成的玻璃出现大量的浮渣,并且粉尘状态的细粉容易堵塞蓄热室的格子孔,从而造成热能输送效率下降,导致更多的能源浪费。

2.硅质原料细粉对生产的影响

硅质原料是玻璃制造中最主要的成份,它也是玻璃细粉中原料的主体,其含量达到六成以上,因此硅质原料细粉对生产的影响时最大的,硅质原料细粉的主要成分是硅砂细粉,随着加工的深入,人工硅砂的成份将会逐步提高,通过对硅质原料细粉的成分观察发现,其均匀度较低,所以在生产中随着硅砂细粉含量的增加,配合料的整体的均匀性也会下降,因此硅质原料的含量提升会加重生产中出现粉料团的现象,从而降低生产效率导致大量的发泡,分析其原理发现,硅质原料的静电吸附能力更强,所以该原料正是导致堵塞蓄热室格子孔的主要成分。

3、纯碱细粉对生产的影响

纯碱在玻璃细粉中占据的比例越达到18%,是仅次于硅质原料的第二主要原料,它和硅质原料对于融化产生的影响基本一致,纯碱细粉量的增加会造成配合料料团增多,影响玻璃的熔化效率和澄清质量。而且该物质也是堵塞格子孔的主要原料之一,另外,由于纯碱含有较强的碱性,所以还具备较强的腐蚀性,这对设备寿命的影响较大。

4、自云石、石灰石细粉对生产的影响

自云石是生产浮法玻璃中最常用的原料之一,它对融化效率具有一定的影响,研究发现,如果自云石细粉过细,就会导致混合料的熔点降低,并且将泡界线后移,这会影响到玻璃的澄清质量,在实验的反复进行中打响,当自云石颗粒的直径最接近0.080mm时,玻璃的综合澄清效果和融化效果都处在最佳状态,而石灰石的细粉颗粒和自云石的效果相当,不过在对熔点和澄清质量的影响上,石灰石颗粒不如自云石的影响大,在实际的生产中,石灰石颗粒的成分一般只有总成分的4%,含量也不如自云石多,所以在研究两者的细粉颗粒对结果的影响时,自云石对结果的影响更大。

5、长石细粉对生产的影响

在生产玻璃的工艺中,有一些成分的含量很少,但是对于玻璃的性质却有较大的影响,而长石细粉就是这样的一种细粉,在成份上,长石细粉的主要成分是三氧化二铝,其他较多的成分有钠、钾和钙等成分,因此长石往往又分为钠长石、钾长石、钙长石等长石类矿物组成的高铝质原料。

在对玻璃的影响上,长石细粉的影响是消极的,这主要与三氧化二铝的难融性有关,并且钠、钙、镁物质也会和硅酸盐过早地反应产生一定的气泡,这时如果不能将气泡及时排除,就会大大将低玻璃的澄清效果,当气泡达到了肉眼可见的程度或者影响到使用时,就会直接成为玻璃的缺陷点。

6、碎玻璃细粉对生产的影响

当下我国越来越关注资源的循环利用,使用玻璃细粉作为原料可以很好地降低燃料成本,但是玻璃的熔点比原料的熔点更低,在融化早期就容易形成液体,这会导致原料中产生很多微小的气泡,给澄清区带来一定的压力。

参考文献:

[1] 赵彦钊,殷海荣,主编.玻璃工艺学[M].化学工业出版社,2006

[2] 刘晓勇,主编.玻璃牛产工艺技术[M].化学工业出版社,2008

[3] 西北轻工业学院,主编.玻璃工艺学[M].中国轻工业出版社,2000

[4] 陈国平,主编.玻璃的配料与熔制[M].化学工业出版社,2006

[5] 姜红,王桂荣,韩新牛,等,主编.浮法玻璃原料[Ml.化学工业出版社,2006.1

论文作者:冯冬冬,周亮,颜乐乐

论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期

论文发表时间:2019/4/28

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