玻璃成分的經(jīng)驗設(shè)計

新聞發(fā)布時間：2015-8-17新聞瀏覽次數(shù)：5494新聞作者：錦泰特種玻璃

玻璃成分經(jīng)驗設(shè)計是多年來沿用的方法，方法比較簡單，使用方便。首先根據(jù)設(shè)計任務(wù)書所提出的玻璃品種及其物理化學(xué)性質(zhì)指標、生產(chǎn)方法、原料產(chǎn)地及其成分、成本核算等要求，進行調(diào)研和查閱文獻資料，找出國內(nèi)外同一生產(chǎn)方法、玻璃性質(zhì)也相近的玻璃成分作為參考，然后根據(jù)原料、成本等因素，對國內(nèi)外資料上的成分作一些局部修改和調(diào)整，設(shè)計出新成分，在對新成分的物理和化學(xué)性質(zhì)、工藝性能、原料用量以及成本進行計算，看是否符合設(shè)計任務(wù)要求，如某一方面的指標與要求有差距，則進一步調(diào)整，直至完全滿足任務(wù)書要求的指標為止，其設(shè)計流程如下所示。
設(shè)計依據(jù)：產(chǎn)品品種、色澤、性狀、尺寸、性能→選擇生產(chǎn)方法→選擇成形機與生產(chǎn)參數(shù)：機速、作業(yè)時間等→查找文獻上或?qū)嶋H工廠同類型成形機所用成分→根據(jù)產(chǎn)品性質(zhì)、成本、環(huán)保要求等選出幾個初選成分→根據(jù)選用的初選成分計算比例物化性質(zhì)、工藝性能、配料與成本核算→優(yōu)選出玻璃性質(zhì)最佳、成本最低者為設(shè)計成分。
由于產(chǎn)品大都采用工業(yè)化生產(chǎn)，每種生產(chǎn)方法均有對應(yīng)的不同類型的成形機械，每類成形機械要玻璃具有與其配合的黏度-溫度曲線、硬化速度、析晶的溫度范圍、析晶的的速度等工藝性能。例如設(shè)計薄壁輕量大口玻璃瓶成分時，合理的成形方法應(yīng)為壓-吹法，而適合該瓶型的成形機為海葉式（Heye）制瓶機，在成形方法和設(shè)備確定之后，即可查找海葉式制瓶機成形時所要求玻璃的黏度-溫度曲線、硬化速度等工藝指標，或從國內(nèi)外工廠用海葉式制瓶機實際產(chǎn)生輕瓶時玻璃成分作為設(shè)計的重要參考。
對同一種生產(chǎn)方法，同一類型成形機，當制造不同色澤、不同形狀、不同大小時，采用的成形機速是各異的，從而也對玻璃的硬化速度提出了不同的要求。實際情況常常很復(fù)雜，不單是對玻璃硬化速度提出了不同要求，而且玻璃的熱容、熱導(dǎo)率、熱輻射率等均對玻璃成形機速有影響，因此不能將溫度•黏度曲線、硬化速度作為影響的唯一因素。
各種不同類型成形方法和成形機，其成形時的玻璃液的溫度是各不相同的，瓶罐成形時的供料溫度（1gη=103.0dPa•s）一般都在1100℃以上，此時玻璃不易析晶，一般該類玻來電析晶上限溫度要低于1100℃，或者說在此溫度下玻璃的析晶速度很小。常用Na2O-CaO-MgO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)玻璃的析晶溫度在980～1080℃，很少達到1100℃的。在設(shè)計玻璃成分時，對于析晶性能可不比作為主要問題考慮，但對使用瓷石、霞石、珍珠巖、鉭鈮礦尾砂、高爐礦渣等為主要原料的高鋁、高鈣的瓶罐玻璃成分，玻璃很容易析晶，因此玻璃的析晶性能要作為重要問題來考慮。這類玻璃生產(chǎn)中常因溫度波動，在料道中發(fā)生析晶，甚至在流液洞、池窯爐底發(fā)生析晶，造成流液洞的凍結(jié)而停止生產(chǎn)。對于拉制平板玻璃來講，特別是對于垂直引上法玻璃其成形溫度為920～940℃，而鈉鈣玻璃最大析晶速度時的溫度在920～940℃。此溫度與垂直引上法的成形溫度相差很小，垂直引上時的析晶傾向比較大，故生產(chǎn)一定時間就要打爐，清除槽口結(jié)晶，如果降低了玻璃析晶傾向就可以延長引上作業(yè)時間，增加產(chǎn)量。
玻璃成分中的鐵含量不僅影響玻璃的色澤，而且影響到玻璃的黏度、透熱性、硬化速度等性能。不同品種、不同色澤的玻璃產(chǎn)品對透明度的要求是不相同的，如光學(xué)玻璃中光吸收系數(shù)應(yīng)小于0.001～0.002，即1cm厚的玻璃對白光的吸收率小于0.1%～0.2%。鉛晶質(zhì)玻璃對光吸收系數(shù)要求比較小，國外提出光吸收系數(shù)小于0.005～0.010.對平板玻璃、器皿玻璃不像對光學(xué)玻璃、晶質(zhì)玻璃那樣嚴格要求，提出的透明度或者透光率，如2mm平板玻璃要求可見光平均透光率大于88%，無色透明玻璃器皿透光率90%以上。光學(xué)玻璃和晶質(zhì)玻璃一般采用光吸收系數(shù)，而不用總透光率表示，主要是光學(xué)玻璃和晶質(zhì)玻璃的折射率比較高，而且不同品種玻璃的折射率相差比較大，導(dǎo)致反射率隨之變化，而平板玻璃和器皿玻璃的折射率變化很小，反射率基本也無變化，因此可用透光率老表示。玻璃成分中鐵含量與透明度之間的關(guān)系如下式所表示。
w=D/ad
式中：w——玻璃中鐵質(zhì)量分數(shù)，%；
a——系數(shù)，對Fe2O3為0.007，對FeO為0.079；
D——光學(xué)密度，以10mm厚玻璃為基準；
d——玻璃厚度，mm。
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