玻璃澄清劑配合料質量與熔窯壽命

    3　配合料中雜質鐵對熔窯的影響
    3．1　雜質鐵造成熔制溫度升高
    在玻璃的熔制過程中，物料從火焰吸收的熱量，是火焰以輻射方式把熱量傳遞給物料的。熔化池溫度在1500~1600℃時，火焰及碹頂的輻射傳熱約在 1500nm處有一個極大值；另一方面鈉鈣玻璃中的Fe2＋離子在1050nm處的吸收值為最大。因此，可以理解由窯中的輻射傳熱所造成熔化池深處玻璃的 溫度分布與玻璃中的鐵含量有直接關系。據有關測定Fe2O3含量為0.088%的玻璃液，池窯玻璃表面與池窯底溫差為35℃，而Fe2O3達到0.51%玻璃液，其溫差可達380℃。正是由于Fe2O3和FeO 存在，使玻璃在窯中表面和深層的溫度差擴大，就會影響玻璃液的熔融、澄清等工序，這是由鐵的氧化物對熱輻射具有較強的吸收作用而引起的。輻射熱大部分被表 層玻璃液吸收，而形成上下熔液的溫度差。如果使玻璃窯底部玻璃原料熔化，務必提高整個窯中的溫度。試驗證明，在正常熔制作業溫度范圍內，每升溫50℃，對 耐火材料的侵蝕速率增加一倍。這不但消耗能源，縮短熔窯的使用壽命，而且造成玻璃液各部分溫度不勻。還容易使玻璃板面出現波筋等缺陷。

    3．2　雜質鐵造成熔窯的侵蝕
    近年來，隨著玻璃熔制技術的發展，現代玻璃熔窯的單位面積熔化量大大提高，池底大多采用多層結構，并有良好的保溫，使熱損失大大減少，池底溫度提高 200℃左右，使該處玻璃液粘度降低，流動加劇，也就加強了對池底的沖刷和侵蝕。不僅如此，玻璃液還能輕易滲入密封差的磚縫處，與耐火材料作用產生氣泡， 形成三相界面條件，發生向上鉆蝕現象。

    當加料時隨配合料及碎玻璃帶入的雜質鐵會造成更為嚴重的侵蝕；尤其在磚縫處，雜質鐵侵入磚縫或孔隙后會產生氣泡，將池底侵蝕出孔洞，玻璃液對耐火材料接觸面上產生的向上鉆蝕相似。現代玻璃熔窯池底的侵蝕來自于兩個方面：

   （1）接觸玻璃液部位的直接侵蝕；

   （2）下層密封層（襯層）的侵蝕，使池底磚損壞。

    整個侵蝕過程分四個階段：（1）玻璃液或雜質從磚縫滲透；（2）密封層開始受破壞；（3）發泡的玻璃液滲入池底鋪面磚及襯層之間；（4）發生"向上鉆蝕"，使池底鋪面磚損壞。

    因此，玻璃原料中都對鐵的氧化物控制在最低的允許限度。特別是用量較大的硅砂，其氧化鐵含量要求在小于0.2%。我公司對各種原料的含鐵量控制如下：

    名稱氧化鐵含量（%）
    宿遷砂≤0.18
    石英砂≤0.07
    白云石≤0.10
    方解石≤0.10

    目前本公司各種原料的控制基本上能達到以上標準，若達不到標準一律退貨處理。

    4　配合料中水對熔窯的影響

    配合料混合均勻是達到最佳熔制能力的先決條件。而配合料中各組分分層、飛料對熔化、澄清及熔窯的耐火材料十分不利。為了消除這些不利因素，在配合料的混合操作中，需要加入一定量的水，實踐證明，配合料的水分對它的均勻性有很大的關系。它有以下幾點作用：

   （1）加水能使砂粒的表面濕潤，形成水膜，加強了對助熔劑的熔解和粘附能力，使反應物之間接觸良好而加速了反應過程；

   （2）加水后，水通過毛細管吸力的作用產生粘合劑的效果增加了配合料粘性，使顆粒之間的位置穩定，易調合均勻，減少分層現象；

   （3）減少揚塵，有利于保護工人身體健康；

   （4）水分能增加熔化時的熱傳導，使配合料容易熔化；

   （5）水分受熱變成蒸氣逸出，能翻動玻璃液，帶出小氣泡，促進玻璃液的澄清和均勻；

   （6）由于減少了飛料，因而也可減少對熔窯耐火材料和余熱利用裝置的腐蝕。

    另外，水分可以降低熔體的表面張力及粘度，對初熔階段也有一定意義。而且，OH基團的紅外吸收光譜帶在1400℃時正好在熱輻射的最佳范圍。因此，至少在 含鐵量小的熔體中提高H2O含量可以改善熱的吸收。對配合料的吸熱原料，特別是芒硝和純堿的水化程度，也與配合料中溫度有關。為了使水具有良好的濕潤性與 滲透性，可以提高配合料的溫度到35℃以上。在32℃以下時碳酸鈉結合成穩定的十個結晶水的碳酸鈉（Na2CO3．10H2O），在32℃時結晶成七個結晶水的碳酸鈉（Na2CO3．7H20），而七個結晶水的碳酸鈉在35．1℃時，分解成單水的硫酸鈉（Na2CO3．H2O）。芒硝也有這類問題，在32．4℃以下，硫酸鈉與水結合成穩定的十個結晶水的硫酸鈉（Na2SO4．10H2O）。 溫度較高時，變成無水芒硝。由此可見，超過35℃，可使更多的水處在自由狀態，得以充分發揮其作用，否則有相當部分的水進入混合機后立即為純堿和芒硝的水 化吸收成為結晶水，配合料很快干燥，水分就失去其有利影響。但是水分過多也會帶來很多缺點：（1）配合料過濕會形成料蛋，不易混合均勻；（2）水分蒸發耗 費大量熱量，降低熱效率；（3）水分過多時將粘結混合機和投料設備，給操作帶來困難。因此，配合料在混合時應加熱水和加蒸氣，使混合料溫度維持在45℃左 右。加水量在4%~5%為宜，這樣才能抑制配合料的分層，減少飛料的產生，從而提高熔窯的熔化能力，減少因飛料造成耐火材料的侵蝕。

    5結論

    熔窯是玻璃生產過程中最重要的熱工設備，減少對熔窯耐火材料的侵蝕，不但能提高玻璃質量、延長熔窯的使用壽命，而且可以達到降本增效的目的。減少熔窯侵蝕，可采取以下幾項措施：

   （1）嚴格按質量標準采購原料，避免使用不合格原料，從而可以減少原料中超細粉對耐火材料的侵蝕。

   （2）控制原料中雜質鐵的含量，減少雜質鐵對熔窯的影響。

   （3）完善配合料的加水系統，抑制飛料的產生。

   （4）降低玻璃設計成分中的芒硝含率，減少SO2

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