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1、玻璃工艺学你现在浏览的是第一页，共31页l11.1 玻璃组成的设计和确定玻璃组成的设计和确定l11.2 配合料的计算配合料的计算l11.3 配合料的制备配合料的制备主要内容主要内容你现在浏览的是第二页，共31页 遵循的原则：遵循的原则：v满足预定满足预定性能性能的要求；的要求；v理论上满足玻璃理论上满足玻璃形成的条件形成的条件；v满足实际的满足实际的工艺工艺要求；要求；v满足绿色满足绿色环保环保的要求；的要求；v价格价格低廉，原料易于获得。低廉，原料易于获得。11.1玻璃组成的设计和确定玻璃组成的设计和确定你现在浏览的是第三页，共31页 11.1.1 设计与确定玻璃组成的步骤设计与确定玻璃组成
2、的步骤l列出设计玻璃的性能要求列出设计玻璃的性能要求u热膨胀系数、软化点、热稳定性、化学稳定性、机械强度、热膨胀系数、软化点、热稳定性、化学稳定性、机械强度、光学电学性质光学电学性质l拟定玻璃的组成拟定玻璃的组成u根据经验和文献，按照玻璃组成设计基本原则进行根据经验和文献，按照玻璃组成设计基本原则进行u新品种玻璃新品种玻璃u性能改善、工艺改进玻璃性能改善、工艺改进玻璃l试验、测试、确定组成试验、测试、确定组成你现在浏览的是第四页，共31页 11.1.2 玻璃组成的设计与确定方法举例玻璃组成的设计与确定方法举例 例如，设计一种化学仪器玻璃，要求热膨胀系数低于例如，设计一种化学仪器玻璃，要求热膨胀
3、系数低于3810-7/，熔制温度为一般工业窑炉所能承受。熔制温度为一般工业窑炉所能承受。v确定氧化物系统为确定氧化物系统为CaO-Al2O3-SiO2系统系统v考察考察CaO-Al2O3-SiO2系统相图，比较其中易于形成玻璃的组成系统相图，比较其中易于形成玻璃的组成点。点。v对热膨胀系数的要求加入其他氧化物对热膨胀系数的要求加入其他氧化物v各氧化物加入量的确定各氧化物加入量的确定v投入工业生产，需考虑工艺实践中一些具体情况投入工业生产，需考虑工艺实践中一些具体情况你现在浏览的是第五页，共31页l配料计算是以配料计算是以玻璃的重量百分组成玻璃的重量百分组成和和原料的化学成分原料的化学成分为为基
4、础，计算出熔化基础，计算出熔化100千克玻璃所需各种原料的用量。千克玻璃所需各种原料的用量。l计算步骤：计算步骤：u粗算，进行粗算时，可选择含氧化物种类最少或用量最多粗算，进行粗算时，可选择含氧化物种类最少或用量最多的原料开始计算。的原料开始计算。u校正校正u考虑各组成氧化物的挥发损失考虑各组成氧化物的挥发损失11.2 配合料的计算配合料的计算你现在浏览的是第六页，共31页l计算举例计算举例 某厂安瓿玻璃，根据其物理化学性能要求和本厂的某厂安瓿玻璃，根据其物理化学性能要求和本厂的熔制条件，确定玻璃组成为：熔制条件，确定玻璃组成为：SiO270.5%，Al2O35.0%，B2O36.2%，CaO
5、3.8%，ZnO2.0%，R2O12.5%。计算其配合料的配方。计算其配合料的配方。你现在浏览的是第七页，共31页SiO2Al2O3B2O3Fe2O3CaOR2OZnOAs2O3石英粉石英粉99.890.180.01长石粉长石粉66.0918.040.200.8314.80纯碱纯碱57.80氧化锌氧化锌99.86硼砂硼砂36.2116.45硝酸钠硝酸钠36.35方解石方解石55.78萤石萤石68.40白砒白砒99.90原料的化学成分表（原料的化学成分表（%）你现在浏览的是第八页，共31页（1）计算石英和长石的用量计算石英和长石的用量设石英的用量为设石英的用量为x，长石的用量为长石的用量为ySi
6、O2 0.9989x+0.6609y=70.5Al2O3 0.0018x+0.1804y=5 x=52.6 y=27.2计算由长石同时引入的计算由长石同时引入的R2O 27.20.1480=4.03CaO 27.20.0083=0.226Fe2O3 27.20.0020=0.054你现在浏览的是第九页，共31页（2）计算硼砂量计算硼砂量 6.20.3621=17.1同时引入同时引入R2O 17.10.1645=2.82（3）计算纯碱用量计算纯碱用量玻璃组成中玻璃组成中R2O为为12.5由长石引入由长石引入R2O为为4.03由硼砂引入由硼砂引入R2O为为2.82尚需引入尚需引入R2O为：为：12
7、.5-4.03-2.82=5.65纯碱用量：纯碱用量：5.650.578=9.78 你现在浏览的是第十页，共31页（4）计算方解石的用量计算方解石的用量玻璃组成中玻璃组成中CaO为为3.8由长石引入由长石引入CaO为为0.226尚需引入尚需引入CaO为：为：3.8-0.226=3.574方解石用量为：方解石用量为：3.5740.5578=6.41（5）计算氧化锌用量计算氧化锌用量玻璃组成中玻璃组成中ZnO为为2.0氧化锌用量为氧化锌用量为2.00.998=2.01你现在浏览的是第十一页，共31页 根据上述计算，熔制根据上述计算，熔制100千克玻璃各千克玻璃各主要原料用量主要原料用量为：为：石英
8、粉石英粉 52.6 长石粉长石粉 27.2 硼砂硼砂 17.1 纯碱纯碱 9.78 方解石方解石 6.41 氧化锌氧化锌 2.01 总计总计 115.10你现在浏览的是第十二页，共31页（6）计算辅助原料计算辅助原料白砒与硝酸钠共用作澄清剂，白砒与硝酸钠共用作澄清剂，白砒白砒用量为配合料的用量为配合料的0.2%，即：，即：115.100.002=0.23硝酸钠硝酸钠用量为白砒的用量为白砒的6倍，为倍，为 0.236=1.38由硝酸钠引入由硝酸钠引入R2O为为1.380.3653=0.502相应的减去纯碱用量为相应的减去纯碱用量为0.5020.578=0.87纯碱用量为纯碱用量为9.78-0.8
9、7=8.91你现在浏览的是第十三页，共31页萤石萤石作为助熔剂，用量为配合料的作为助熔剂，用量为配合料的1.03%为：为：115.100.0103=1.18萤石引入萤石引入CaO为为1.180.684=0.8相应减去方解石的用量为相应减去方解石的用量为0.80.5578=1.45方解石实际用量为：方解石实际用量为：6.41-1.45=4.96（7）考虑考虑R2O和和B2O3的挥发损失的挥发损失 一般情况一般情况B2O3的挥发损失为本身重量的的挥发损失为本身重量的12%，则应补足，则应补足B2O3为：为：6.20.12=0.74你现在浏览的是第十四页，共31页补硼砂为：补硼砂为：0.740.36
10、21=2.04同时引入同时引入R2O量为：量为：2.040.1645=0.34硼砂实际用量为：硼砂实际用量为：17.1+2.04=19.14R2O的挥发损失为本身重量的的挥发损失为本身重量的3.2%，则应补足，则应补足R2O为为12.50.032=0.40硼砂引入硼砂引入R2O为为0.34补纯碱为（补纯碱为（0.4-0.34）0.578=0.1纯碱实际用量为：纯碱实际用量为：8.91+0.1=9.01你现在浏览的是第十五页，共31页熔制熔制100千克玻璃实际原料用量为：千克玻璃实际原料用量为：石英粉石英粉 52.6 长石粉长石粉 27.2 硼砂硼砂 19.14 纯碱纯碱 9.01 方解石方解石
11、 4.96 氧化锌氧化锌 2.01 萤石萤石 1.18 硝酸钠硝酸钠 1.38 白砒白砒 0.23 总计总计 117.71你现在浏览的是第十六页，共31页11.3 配合料的制备配合料的制备制备过程制备过程：原料原料称量称量混合混合配合料配合料加加工工处处理理配配 方方 你现在浏览的是第十七页，共31页11.3.1 配合料的质量要求配合料的质量要求l具有正确性和稳定性；具有正确性和稳定性；u原料、计算、称量原料、计算、称量l合理的颗粒级配；合理的颗粒级配；u同一原料有适宜的颗粒度，各原料有一定的粒度比同一原料有适宜的颗粒度，各原料有一定的粒度比u提高混合质量，防止料层分层提高混合质量，防止料层分
12、层你现在浏览的是第十八页，共31页l具有一定的水分具有一定的水分u加速熔化；混合均匀；减少飞扬加速熔化；混合均匀；减少飞扬l具有一定的气体率具有一定的气体率l混合均匀混合均匀l一定的配合料的氧化还原态势一定的配合料的氧化还原态势你现在浏览的是第十九页，共31页11.3.2 原料的运输和贮存原料的运输和贮存l原料的运输原料的运输u厂前厂前u厂内厂内l原料的贮存原料的贮存u数量数量u质量质量你现在浏览的是第二十页，共31页l工艺流程工艺流程u单系统流程单系统流程u多系统流程多系统流程u混合系统流程混合系统流程l原料的干燥原料的干燥l原料的破碎和粉碎原料的破碎和粉碎l原料的过筛原料的过筛11.3.3
13、原料的加工处理原料的加工处理你现在浏览的是第二十一页，共31页l原料的除铁原料的除铁u物理除铁法：筛分、淘洗、水力分离、超声波浮选、磁物理除铁法：筛分、淘洗、水力分离、超声波浮选、磁选。选。u化学除铁法：湿法和干法化学除铁法：湿法和干法l粉状原料的输送与料仓分层粉状原料的输送与料仓分层u中心加料和中心卸料的粉料仓，会发生颗粒分层现象。中心加料和中心卸料的粉料仓，会发生颗粒分层现象。u主要是由于原料的颗粒度差别，其次是原料的密度差别。主要是由于原料的颗粒度差别，其次是原料的密度差别。u减少料仓分层的方法。减少料仓分层的方法。你现在浏览的是第二十二页，共31页你现在浏览的是第二十三页，共31页l配
14、料料仓的布置配料料仓的布置u塔仓塔仓优点：占地面积小，布置紧凑，设备少，投资小，粉尘集中治理优点：占地面积小，布置紧凑，设备少，投资小，粉尘集中治理缺点：生产能力小，维修困难。缺点：生产能力小，维修困难。u排仓排仓优点：生产能力大，维修方便优点：生产能力大，维修方便缺点：占地面积大，投资高，设备利用率不足，粉尘集中治理困难。缺点：占地面积大，投资高，设备利用率不足，粉尘集中治理困难。你现在浏览的是第二十四页，共31页11.3.4 配合料的称量配合料的称量l称量要求：既称量要求：既快快又又准准l称量方法称量方法u分别称量法分别称量法：排式料仓；误差小；设备投资多；：排式料仓；误差小；设备投资多；
15、流程线长；利于实现自动化；流程线长；利于实现自动化；u累计称量法累计称量法：塔式料仓；误差大；设备投资少；：塔式料仓；误差大；设备投资少；流程线短；不利于实现自动化；流程线短；不利于实现自动化；你现在浏览的是第二十五页，共31页11.3.5 配合料的混合配合料的混合 配合料混合的均匀度不仅与配合料混合的均匀度不仅与混合设备混合设备的结构和性能有的结构和性能有关，而且与关，而且与原料的物理性质原料的物理性质，如密度、平均颗粒组成、，如密度、平均颗粒组成、表面性质、静电荷、休止角等有关。在表面性质、静电荷、休止角等有关。在工艺工艺上，与上，与配合料的加料量、原料的加料顺序、加水量及加水方式、配合料
16、的加料量、原料的加料顺序、加水量及加水方式、混合时间以及是否加入碎玻璃等都有很大关系。混合时间以及是否加入碎玻璃等都有很大关系。你现在浏览的是第二十六页，共31页l加料量：一般为设备容积的加料量：一般为设备容积的3050%l加料顺序：石英，水，纯碱，长石，石灰石，澄清剂，加料顺序：石英，水，纯碱，长石，石灰石，澄清剂，脱色剂等，碎玻璃。脱色剂等，碎玻璃。l混合时间：混合时间：28minl混合设备混合设备你现在浏览的是第二十七页，共31页11.3.6 配合料的输送与贮存配合料的输送与贮存v配合料的输送与贮存，既要保证生产的连续性和均配合料的输送与贮存，既要保证生产的连续性和均衡性，也要考虑避免分
17、层结块和飞料。衡性，也要考虑避免分层结块和飞料。v输送：减少输送距离，避免震动，选用适当的输送设备输送：减少输送距离，避免震动，选用适当的输送设备v贮存：以保证生产连续为前提，不宜过长，不超过贮存：以保证生产连续为前提，不宜过长，不超过8小时小时你现在浏览的是第二十八页，共31页11.3.7 配合料的质量检验配合料的质量检验 配合料的质量是根据其配合料的质量是根据其均匀性均匀性和和化学组成的正确性化学组成的正确性来评定的。来评定的。v配合料的均匀性，一般采用滴定法和电导法进行测定。配合料的均匀性，一般采用滴定法和电导法进行测定。v配合料化学组成的正确性，是利用化学分析的方法分配合料化学组成的正
18、确性，是利用化学分析的方法分析各组成氧化物的含量，与给定的玻璃组成进行比较。析各组成氧化物的含量，与给定的玻璃组成进行比较。你现在浏览的是第二十九页，共31页11.3.8 配合料的粒化配合料的粒化v主要是解决配合料分层和飞料现象。主要是解决配合料分层和飞料现象。v同时加快固相反应速度，缩短熔化时间，提高熔制质量，同时加快固相反应速度，缩短熔化时间，提高熔制质量，增加玻璃产量。增加玻璃产量。你现在浏览的是第三十页，共31页作业作业v1、简述玻璃工业对配合料的质量要求。、简述玻璃工业对配合料的质量要求。v2、玻璃组成设计的原则有哪些？、玻璃组成设计的原则有哪些？v3、配合料料仓的两种布置形式以及它们各自、配合料料仓的两种布置形式以及它们各自的优缺点。的优缺点。你现在浏览的是第三十一页，共31页