現(xiàn)代玻璃生產(chǎn)對(duì)玻璃原料的要求-國產(chǎn)農(nóng)村一區(qū)二區(qū)三區(qū),張柏芝 門照艷b原圖メイリン モデルコレクション メイ
玻璃原料的成份控制、粒度控制和cod(化學(xué)氧需要量)值控制是高效、優(yōu)質(zhì)和低耗熔制玻璃的三要素。
玻璃原料的成份控制
對(duì)于玻璃原料,不僅要求它的有效氧化物的含量高,有害雜質(zhì)少,難熔重金屬氧化物的含量極少,更重要的是氧化物含量的波動(dòng)要小?,F(xiàn)代化自動(dòng)稱量系統(tǒng)不能分辨原料中氧化物的變化,因此即使原料稱量再準(zhǔn),若其氧化物含量變化很大,熔制出的玻璃的成份仍會(huì)波動(dòng)。所以,必須嚴(yán)格控制進(jìn)廠的玻璃原料的成分,使它的波動(dòng)控制在工藝上允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。
下表是國際上目前推薦的玻璃原料成分控制界限,主要是對(duì)平板、瓶罐、器皿玻璃等鈉鈣硅酸鹽玻璃。
推薦的鈉鈣硅酸鹽玻璃用主要天然玻璃原料的成分控制界限表
原料名稱 氧化物 邊界值(%) 允差(%)
砂子 sio2 ≥99.5 ±0.2
al2o3 <0.3 ±0.05
fe2o3 <0.05 ±0.01
白云石 酸不溶物 <0.5 ±0.2
al2o3 <0.3 ±0.1
fe2o3 <0.2 ±0.05
石灰石 酸不溶物 <1 ±0.2
al2o3 <0.3 ±0.1
fe2o3 <0.2 ±0.05
長石 al2o3 ≈14.5 ±0.5
fe2o3<0.2 ±0.1
na(k)2o ≈10 ±0.5
邊界值數(shù)據(jù)下降,意味著雜質(zhì)含水量增多,更重要的是意味著有效氧化物的允差變大。
表中所列數(shù)據(jù)與我國許多玻璃工廠的實(shí)際情況相差懸殊,但這畢竟是努力目標(biāo),說明要想提高熔化率,這是不可忽視的環(huán)節(jié)。
有的原料雖然在有效氧化物的含量和波動(dòng)方面都比較滿意,但是含有過量的難熔重礦物(簡稱rhm),這種原料也不能算是滿意的,甚至根本不能用。因?yàn)殡y熔重礦物在熔制玻璃過程中極難熔解,殘留在成品玻璃中形成玻璃缺陷。下表是主要玻璃原料中常見的難熔重礦物名稱。
一些主要玻璃原料中常見的難熔重礦石
原料名稱 難熔重礦物的名稱
砂子 硅線石 蘭晶石 紅線石 鋯英石
尖晶石 剛 玉 鉻鐵礦 高嶺土
石灰石 剛 玉 尖晶石 鉻鐵礦
白云石 剛 玉 尖晶石 鉻鐵礦
長石 硅線石 剛 玉 鋯英石 鉻鐵礦
尖晶石 錫 石 蛇紋綠柱石
這些難熔重礦物的粒子愈大,完整地通過熔窯的機(jī)會(huì)就愈多。所以對(duì)難熔重礦物從粒子大小和數(shù)量兩個(gè)方面都作了規(guī)定。
檢查方法是取400g原料樣品,在分液漏斗中用重液(如四溴乙烷)分離,再用純堿溶洗,Zui后在巖相顯微鏡下數(shù)粒數(shù)并鑒別礦物類型。
一般控制的限度如下:
按重量計(jì):60目篩上的rhmZui大含量=0.0003%;
按粒子數(shù)目計(jì):40目篩上的Zui多粒子數(shù)=2粒,
40目篩下60目篩上的Zui多粒子數(shù)=20粒。
玻璃原料的粒度控制
自從關(guān)于用兩個(gè)混合器串聯(lián)的看法來形象描繪玻璃制備過程的觀點(diǎn)被人們廣泛理解后,對(duì)如何在前一級(jí)的固體混合器中制備均勻的配合料曾進(jìn)行了廣泛的研究,結(jié)論十分明確:各原料的粒度變化要小,并且?guī)追N原料之間的粒度要合理匹配。從那時(shí)起,控制原料的粒度就成為對(duì)原料的不可少的要求。
下表是國際上對(duì)主要玻璃天然原料的粒度要求和我國大多數(shù)玻璃工廠目前主要玻璃原料的粒度大致情況。
國際上及我國主要玻璃天然原料的粒度分布 %
原料名稱 粒度分布
粒徑(mm) 國際概況 我國概況
砂子 >0.6 0 16
>0.5 <2 11
>0.3 <20 26
0.1—0.3 主要部分 31
<0.1 <5 16
白云石 >2.0 <15 0
>1.0 >20 2
0.5—1.0 主要部分 25
<0.5 <10 28
<0.1 <10 45
石灰石 >2.0 <15 0
>1.0 >20 0
0.5—1.0 主要部分 6
<0.5 <10 53
<0.1 <10 41
長石 >0.4 0 24
>0.3 <5 22
0.1—0.3主要部分 26
<0.1 <0 28
由于我國絕大多數(shù)玻璃工廠尚未控制粒度,所以表中所列數(shù)據(jù)僅是概略值,即使同一工廠,這批進(jìn)廠的原料與下批進(jìn)廠的原料,其粒度能相差很多,另外,可以看出我國原料中細(xì)粒級(jí)組分的含量過多。
玻璃生產(chǎn)中另一大宗原料是純堿,它是化工原料。國際上多用重堿(或叫粒狀純堿),它的粒度更與砂子匹配,容重也比我國常用的粉狀純堿重近一倍。
下表是粉狀純堿和粒狀純堿的粒度分布。
粉狀純堿和粒狀純堿的粒度分布 %
粒度大?。╩m) 粒度分布
粉狀純堿 粒狀純堿
>1.6 0.0 0.3
1.0?—1.6 0.0 22.8
0.5?—1.0 4.6 57.3
0.2?—0.5 10.6 19.3
0.1?—0.2 29.9 0.3
0.04?—0.1 48.4 0.0
<0.04 6.5 0.0
控制玻璃原料粒度的好處有:
1)減小各種玻璃原料的粒度分散性,能顯著提高玻璃配合料的均勻性,從而提高玻璃熔化效率,減小玻璃成分的波動(dòng),Zui終提高了玻璃制品的成品率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本。這一點(diǎn)前面已詳細(xì)討論過
2)能減小原料中有效成分的波動(dòng)
例如砂子,其中含al2o3和fe2o3高的粘土質(zhì)組成都呈細(xì)粉狀存在于砂子中,如果將砂子中<0.1mm的細(xì)粒級(jí)減少,那么sio2含量將會(huì)提高并且波動(dòng)也將減小。下表是我國某地砂子精選前后的品位變化。
砂子精選前后品位變化
粒度大小(mm) 精選前(%) 精選后(%)
>0.6 15.8 3.5
0.1—0.6 69.4 90.2
<0.1 14.8 6.3
sio2含量 87.33 98.21
sio2波動(dòng)量 ±0.14
原蘇聯(lián)70年代重視了粒度控制的重要性,特別對(duì)砂子,建立了五個(gè)大型現(xiàn)代化精選砂子的原料基地。公布的比較性數(shù)據(jù)如表所示。
原蘇聯(lián)玻璃砂子基地精選前后品位比較
化學(xué)成分 精選前波動(dòng)范圍 精選后波動(dòng)范圍
sio2 ±1 ±0.2
al2o3 ±3.6 ±0.1
fe2o3 ±0.03 ±0.01
3)對(duì)減少原料中重礦物有利
細(xì)粒級(jí)的砂子中含有較大量的難熔重礦物(磁鐵礦、鈦鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鉻鐵礦、硅線石、蘭晶石、金紅石、電氣石、鋯英石等),這是些帶有強(qiáng)著色能力的氧化鐵、氧化鉻以及難熔氧化物。
下表是重礦物含量與砂子粒級(jí)的關(guān)系。
重礦物含量與砂子粒級(jí)間的關(guān)系
砂子粒級(jí)(mm) 重礦物含量
0.2—0.4 0.008—0.14
0.1—0.2 0.05—0.19
0.05—0.1 0.25—0.87
0.025—0.05 1
玻璃原料的cod值控制
cod值是化學(xué)氧需要量的英文縮寫(chemical oxygen demand)。它的含義是各種玻璃原料中會(huì)程度不同地含有一些含碳物質(zhì),在玻璃熔制過程中,它們也和加入的碳粉一樣,影響著熔窯的熔制氣氛。把這些含碳物質(zhì)通過一定的測定方法并折合為ppm.c量來表示,就稱該測定值為cod值。
以往,在玻璃制造中,用芒硝做澄清劑時(shí),只規(guī)定加入占芒硝用量一定百分比的碳粉,而不考慮玻璃原料也會(huì)帶入碳。有時(shí),玻璃原料帶入的碳量相當(dāng)可觀,如果這部分碳量不加以控制,對(duì)熔制過程很不利。
要想了解為什么要控制玻璃原料的cod值,還需要首先了解一下“還原性硫澄清”這項(xiàng)國際上普遍推廣的新技術(shù)進(jìn)展。
1.還原性硫澄清——70年代未玻璃熔制上的一項(xiàng)新進(jìn)展。
還原性硫澄清是國際上近十幾年在玻璃制備過程方面的一大進(jìn)展,幾乎已普遍應(yīng)用于平板、器皿、醫(yī)藥等玻璃的生產(chǎn)中。在英、美及歐洲,大多數(shù)瓶罐和器皿玻璃都已采用還原性硫澄清。英國pilkington玻璃公司宣布他在全世界的浮法玻璃熔窯及壓延玻璃熔窯已實(shí)現(xiàn)了還原性硫澄清。這項(xiàng)技術(shù)能顯著降低熔化溫度、提高窯爐產(chǎn)出率、改善玻璃質(zhì)量和色調(diào)穩(wěn)定性。
從技術(shù)上講,它是將在玻璃熔化和澄清中的作用進(jìn)行Zui優(yōu)化的控制。先要說明在玻璃熔化和澄清中單有硫酸鹽時(shí)的作用,因?yàn)檫@對(duì)理解還原性硫澄清是至關(guān)重要的。硫酸鹽在玻璃熔化和澄清中的作用可概括為三條:
1)表面活性劑作用
硫酸鹽基本上不溶于鈉-鈣-硅玻璃,在高于性的初生硅酸鹽液相生成溫度(約1038-1093℃)時(shí),它集聚在玻璃熔體中的所有界面上(即未熔化的配合料粒子、氣泡和熔體表面本身彼此間的界面)。這樣,硫酸鹽大大增加了熔體的流動(dòng)性以及這些界面處的“潤濕能力”,使氣體容易排出,使硅酸鹽反應(yīng)速率加快。
2)界面湍動(dòng)作用
在大于1288℃時(shí),na2so4的熱分解(在有玻璃存在時(shí))開始明顯。隨著分解進(jìn)行,分解產(chǎn)物(na2o、so2、o2)在玻璃熔體中是熔解的,它們?cè)谖捶纸獾囊簯B(tài)硫酸鹽和玻璃之間的界面上被傳輸?shù)讲Aе小_@種物料傳輸擾亂了界面張力,釋放出大量能量,因而使熔體在界面處產(chǎn)生一種劇烈的湍動(dòng)作用。這種“界面湍動(dòng)”已由bruckner在水-有機(jī)系統(tǒng)和玻璃熔體中都看到了并作了說明,在有機(jī)溶液中的還拍了圖片?!敖缑嫱膭?dòng)”效應(yīng)使沒有反應(yīng)的配合料粒子的溶解速率大大加快,使氣泡通過熔體上升得更快(與無硫酸鹽的熔體相比),玻璃也均化得更快,并且?guī)в形^(qū)均化性質(zhì)。
3)排氣作用
在大約1428℃時(shí),硫酸鹽分解產(chǎn)物的部分分壓達(dá)到了一個(gè)大氣壓,在玻璃中產(chǎn)生了氣泡。這些氣泡在上升過程中把鈉從含鈉高的玻璃區(qū)傳輸?shù)饺垠w上部含鈉低的玻璃區(qū),又進(jìn)一步使玻璃得到均化。沒有排盡而殘留的氣泡在玻璃冷卻時(shí)又重新溶于溶體。
只要熔體中還有未分解的硫酸鹽存在,熔窯中溫度高于1428℃的區(qū)域,這三個(gè)作用都在同時(shí)起作用。
遺憾的是so42-在玻璃中的溶解度比較小,(以so3表示為0.15%到0.30%),非常少量的硫酸鹽能產(chǎn)生大量的氣泡(在玻璃熔化溫度下,0.01% so3完全分解能產(chǎn)生相當(dāng)于玻璃熔體體積的20%上下的總氣泡體積),因而,窯爐中熔化池溫度高再加上硫酸鹽濃度過剩時(shí),在熱點(diǎn)區(qū)或靠近熱點(diǎn)區(qū)可能帶來泡沫問題。
多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)說明,在用硫酸鹽的同時(shí),加入一些還原性物質(zhì)(Zui常用的是碳)可以防止形成硝水。后來人們才發(fā)現(xiàn)這些還原性物質(zhì)使硫酸鹽反應(yīng)生成
玻璃原料的成份控制
對(duì)于玻璃原料,不僅要求它的有效氧化物的含量高,有害雜質(zhì)少,難熔重金屬氧化物的含量極少,更重要的是氧化物含量的波動(dòng)要小?,F(xiàn)代化自動(dòng)稱量系統(tǒng)不能分辨原料中氧化物的變化,因此即使原料稱量再準(zhǔn),若其氧化物含量變化很大,熔制出的玻璃的成份仍會(huì)波動(dòng)。所以,必須嚴(yán)格控制進(jìn)廠的玻璃原料的成分,使它的波動(dòng)控制在工藝上允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。
下表是國際上目前推薦的玻璃原料成分控制界限,主要是對(duì)平板、瓶罐、器皿玻璃等鈉鈣硅酸鹽玻璃。
推薦的鈉鈣硅酸鹽玻璃用主要天然玻璃原料的成分控制界限表
原料名稱 氧化物 邊界值(%) 允差(%)
砂子 sio2 ≥99.5 ±0.2
al2o3 <0.3 ±0.05
fe2o3 <0.05 ±0.01
白云石 酸不溶物 <0.5 ±0.2
al2o3 <0.3 ±0.1
fe2o3 <0.2 ±0.05
石灰石 酸不溶物 <1 ±0.2
al2o3 <0.3 ±0.1
fe2o3 <0.2 ±0.05
長石 al2o3 ≈14.5 ±0.5
fe2o3<0.2 ±0.1
na(k)2o ≈10 ±0.5
邊界值數(shù)據(jù)下降,意味著雜質(zhì)含水量增多,更重要的是意味著有效氧化物的允差變大。
表中所列數(shù)據(jù)與我國許多玻璃工廠的實(shí)際情況相差懸殊,但這畢竟是努力目標(biāo),說明要想提高熔化率,這是不可忽視的環(huán)節(jié)。
有的原料雖然在有效氧化物的含量和波動(dòng)方面都比較滿意,但是含有過量的難熔重礦物(簡稱rhm),這種原料也不能算是滿意的,甚至根本不能用。因?yàn)殡y熔重礦物在熔制玻璃過程中極難熔解,殘留在成品玻璃中形成玻璃缺陷。下表是主要玻璃原料中常見的難熔重礦物名稱。
一些主要玻璃原料中常見的難熔重礦石
原料名稱 難熔重礦物的名稱
砂子 硅線石 蘭晶石 紅線石 鋯英石
尖晶石 剛 玉 鉻鐵礦 高嶺土
石灰石 剛 玉 尖晶石 鉻鐵礦
白云石 剛 玉 尖晶石 鉻鐵礦
長石 硅線石 剛 玉 鋯英石 鉻鐵礦
尖晶石 錫 石 蛇紋綠柱石
這些難熔重礦物的粒子愈大,完整地通過熔窯的機(jī)會(huì)就愈多。所以對(duì)難熔重礦物從粒子大小和數(shù)量兩個(gè)方面都作了規(guī)定。
檢查方法是取400g原料樣品,在分液漏斗中用重液(如四溴乙烷)分離,再用純堿溶洗,Zui后在巖相顯微鏡下數(shù)粒數(shù)并鑒別礦物類型。
一般控制的限度如下:
按重量計(jì):60目篩上的rhmZui大含量=0.0003%;
按粒子數(shù)目計(jì):40目篩上的Zui多粒子數(shù)=2粒,
40目篩下60目篩上的Zui多粒子數(shù)=20粒。
玻璃原料的粒度控制
自從關(guān)于用兩個(gè)混合器串聯(lián)的看法來形象描繪玻璃制備過程的觀點(diǎn)被人們廣泛理解后,對(duì)如何在前一級(jí)的固體混合器中制備均勻的配合料曾進(jìn)行了廣泛的研究,結(jié)論十分明確:各原料的粒度變化要小,并且?guī)追N原料之間的粒度要合理匹配。從那時(shí)起,控制原料的粒度就成為對(duì)原料的不可少的要求。
下表是國際上對(duì)主要玻璃天然原料的粒度要求和我國大多數(shù)玻璃工廠目前主要玻璃原料的粒度大致情況。
國際上及我國主要玻璃天然原料的粒度分布 %
原料名稱 粒度分布
粒徑(mm) 國際概況 我國概況
砂子 >0.6 0 16
>0.5 <2 11
>0.3 <20 26
0.1—0.3 主要部分 31
<0.1 <5 16
白云石 >2.0 <15 0
>1.0 >20 2
0.5—1.0 主要部分 25
<0.5 <10 28
<0.1 <10 45
石灰石 >2.0 <15 0
>1.0 >20 0
0.5—1.0 主要部分 6
<0.5 <10 53
<0.1 <10 41
長石 >0.4 0 24
>0.3 <5 22
0.1—0.3主要部分 26
<0.1 <0 28
由于我國絕大多數(shù)玻璃工廠尚未控制粒度,所以表中所列數(shù)據(jù)僅是概略值,即使同一工廠,這批進(jìn)廠的原料與下批進(jìn)廠的原料,其粒度能相差很多,另外,可以看出我國原料中細(xì)粒級(jí)組分的含量過多。
玻璃生產(chǎn)中另一大宗原料是純堿,它是化工原料。國際上多用重堿(或叫粒狀純堿),它的粒度更與砂子匹配,容重也比我國常用的粉狀純堿重近一倍。
下表是粉狀純堿和粒狀純堿的粒度分布。
粉狀純堿和粒狀純堿的粒度分布 %
粒度大?。╩m) 粒度分布
粉狀純堿 粒狀純堿
>1.6 0.0 0.3
1.0?—1.6 0.0 22.8
0.5?—1.0 4.6 57.3
0.2?—0.5 10.6 19.3
0.1?—0.2 29.9 0.3
0.04?—0.1 48.4 0.0
<0.04 6.5 0.0
控制玻璃原料粒度的好處有:
1)減小各種玻璃原料的粒度分散性,能顯著提高玻璃配合料的均勻性,從而提高玻璃熔化效率,減小玻璃成分的波動(dòng),Zui終提高了玻璃制品的成品率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本。這一點(diǎn)前面已詳細(xì)討論過
2)能減小原料中有效成分的波動(dòng)
例如砂子,其中含al2o3和fe2o3高的粘土質(zhì)組成都呈細(xì)粉狀存在于砂子中,如果將砂子中<0.1mm的細(xì)粒級(jí)減少,那么sio2含量將會(huì)提高并且波動(dòng)也將減小。下表是我國某地砂子精選前后的品位變化。
砂子精選前后品位變化
粒度大小(mm) 精選前(%) 精選后(%)
>0.6 15.8 3.5
0.1—0.6 69.4 90.2
<0.1 14.8 6.3
sio2含量 87.33 98.21
sio2波動(dòng)量 ±0.14
原蘇聯(lián)70年代重視了粒度控制的重要性,特別對(duì)砂子,建立了五個(gè)大型現(xiàn)代化精選砂子的原料基地。公布的比較性數(shù)據(jù)如表所示。
原蘇聯(lián)玻璃砂子基地精選前后品位比較
化學(xué)成分 精選前波動(dòng)范圍 精選后波動(dòng)范圍
sio2 ±1 ±0.2
al2o3 ±3.6 ±0.1
fe2o3 ±0.03 ±0.01
3)對(duì)減少原料中重礦物有利
細(xì)粒級(jí)的砂子中含有較大量的難熔重礦物(磁鐵礦、鈦鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、鉻鐵礦、硅線石、蘭晶石、金紅石、電氣石、鋯英石等),這是些帶有強(qiáng)著色能力的氧化鐵、氧化鉻以及難熔氧化物。
下表是重礦物含量與砂子粒級(jí)的關(guān)系。
重礦物含量與砂子粒級(jí)間的關(guān)系
砂子粒級(jí)(mm) 重礦物含量
0.2—0.4 0.008—0.14
0.1—0.2 0.05—0.19
0.05—0.1 0.25—0.87
0.025—0.05 1
玻璃原料的cod值控制
cod值是化學(xué)氧需要量的英文縮寫(chemical oxygen demand)。它的含義是各種玻璃原料中會(huì)程度不同地含有一些含碳物質(zhì),在玻璃熔制過程中,它們也和加入的碳粉一樣,影響著熔窯的熔制氣氛。把這些含碳物質(zhì)通過一定的測定方法并折合為ppm.c量來表示,就稱該測定值為cod值。
以往,在玻璃制造中,用芒硝做澄清劑時(shí),只規(guī)定加入占芒硝用量一定百分比的碳粉,而不考慮玻璃原料也會(huì)帶入碳。有時(shí),玻璃原料帶入的碳量相當(dāng)可觀,如果這部分碳量不加以控制,對(duì)熔制過程很不利。
要想了解為什么要控制玻璃原料的cod值,還需要首先了解一下“還原性硫澄清”這項(xiàng)國際上普遍推廣的新技術(shù)進(jìn)展。
1.還原性硫澄清——70年代未玻璃熔制上的一項(xiàng)新進(jìn)展。
還原性硫澄清是國際上近十幾年在玻璃制備過程方面的一大進(jìn)展,幾乎已普遍應(yīng)用于平板、器皿、醫(yī)藥等玻璃的生產(chǎn)中。在英、美及歐洲,大多數(shù)瓶罐和器皿玻璃都已采用還原性硫澄清。英國pilkington玻璃公司宣布他在全世界的浮法玻璃熔窯及壓延玻璃熔窯已實(shí)現(xiàn)了還原性硫澄清。這項(xiàng)技術(shù)能顯著降低熔化溫度、提高窯爐產(chǎn)出率、改善玻璃質(zhì)量和色調(diào)穩(wěn)定性。
從技術(shù)上講,它是將在玻璃熔化和澄清中的作用進(jìn)行Zui優(yōu)化的控制。先要說明在玻璃熔化和澄清中單有硫酸鹽時(shí)的作用,因?yàn)檫@對(duì)理解還原性硫澄清是至關(guān)重要的。硫酸鹽在玻璃熔化和澄清中的作用可概括為三條:
1)表面活性劑作用
硫酸鹽基本上不溶于鈉-鈣-硅玻璃,在高于性的初生硅酸鹽液相生成溫度(約1038-1093℃)時(shí),它集聚在玻璃熔體中的所有界面上(即未熔化的配合料粒子、氣泡和熔體表面本身彼此間的界面)。這樣,硫酸鹽大大增加了熔體的流動(dòng)性以及這些界面處的“潤濕能力”,使氣體容易排出,使硅酸鹽反應(yīng)速率加快。
2)界面湍動(dòng)作用
在大于1288℃時(shí),na2so4的熱分解(在有玻璃存在時(shí))開始明顯。隨著分解進(jìn)行,分解產(chǎn)物(na2o、so2、o2)在玻璃熔體中是熔解的,它們?cè)谖捶纸獾囊簯B(tài)硫酸鹽和玻璃之間的界面上被傳輸?shù)讲Aе小_@種物料傳輸擾亂了界面張力,釋放出大量能量,因而使熔體在界面處產(chǎn)生一種劇烈的湍動(dòng)作用。這種“界面湍動(dòng)”已由bruckner在水-有機(jī)系統(tǒng)和玻璃熔體中都看到了并作了說明,在有機(jī)溶液中的還拍了圖片?!敖缑嫱膭?dòng)”效應(yīng)使沒有反應(yīng)的配合料粒子的溶解速率大大加快,使氣泡通過熔體上升得更快(與無硫酸鹽的熔體相比),玻璃也均化得更快,并且?guī)в形^(qū)均化性質(zhì)。
3)排氣作用
在大約1428℃時(shí),硫酸鹽分解產(chǎn)物的部分分壓達(dá)到了一個(gè)大氣壓,在玻璃中產(chǎn)生了氣泡。這些氣泡在上升過程中把鈉從含鈉高的玻璃區(qū)傳輸?shù)饺垠w上部含鈉低的玻璃區(qū),又進(jìn)一步使玻璃得到均化。沒有排盡而殘留的氣泡在玻璃冷卻時(shí)又重新溶于溶體。
只要熔體中還有未分解的硫酸鹽存在,熔窯中溫度高于1428℃的區(qū)域,這三個(gè)作用都在同時(shí)起作用。
遺憾的是so42-在玻璃中的溶解度比較小,(以so3表示為0.15%到0.30%),非常少量的硫酸鹽能產(chǎn)生大量的氣泡(在玻璃熔化溫度下,0.01% so3完全分解能產(chǎn)生相當(dāng)于玻璃熔體體積的20%上下的總氣泡體積),因而,窯爐中熔化池溫度高再加上硫酸鹽濃度過剩時(shí),在熱點(diǎn)區(qū)或靠近熱點(diǎn)區(qū)可能帶來泡沫問題。
多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)說明,在用硫酸鹽的同時(shí),加入一些還原性物質(zhì)(Zui常用的是碳)可以防止形成硝水。后來人們才發(fā)現(xiàn)這些還原性物質(zhì)使硫酸鹽反應(yīng)生成