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        探析影響浮法玻璃質(zhì)量好壞的幾點(diǎn)關(guān)鍵因素

        2015-08-15 00:51:34胡玉建
        江西建材 2015年6期
        關(guān)鍵詞:氣泡原材料粒度

        ■鄭 旭,胡玉建

        ■1.中國南玻集團(tuán)河北視窗玻璃有限公司,河北 廊坊 065600;2.中國南玻集團(tuán)河北南玻玻璃有限公司,河北 廊坊 065600

        浮法玻璃是指玻璃液漂浮在金屬液表面,通過重力和表面張力的相互作用,玻璃液在金屬液表面鋪展開來,然后冷卻、硬化,退火、剪裁等工序,最終得到浮法玻璃產(chǎn)品。浮法玻璃是國家重要的建材工業(yè)產(chǎn)品,具有表面平整、視物變形小,光潔明亮等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于建筑門窗、幕墻、屋頂?shù)雀鱾€(gè)方面[1]。產(chǎn)品質(zhì)量相當(dāng)于企業(yè)的一張名片,許多玻璃企業(yè)都在努力提高自身產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)品質(zhì)量不好的企業(yè)難以在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的玻璃市場(chǎng)立足,因此探究影響浮法玻璃質(zhì)量好壞的因素對(duì)于提升產(chǎn)品質(zhì)量,減少殘次品有著至關(guān)重要的作用。

        1 原材料對(duì)浮法玻璃質(zhì)量的影響

        制作浮法玻璃的主要原料包括白云石、硅砂、石灰石、長(zhǎng)石、純堿以及芒硝等,各種原材料的化學(xué)配比、粒度以及難熔重礦物雜質(zhì)都對(duì)浮法玻璃質(zhì)量有較大影響。

        1.1 原材料化學(xué)配比的影響

        浮法玻璃的主要成分是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Na2O 等氧化物構(gòu)成,各種氧化物的配比決定著玻璃的物理化學(xué)性質(zhì)。例如SiO2是玻璃中的主要成分,通常起組織玻璃網(wǎng)格,增加粘度,提高玻璃穩(wěn)定性的作用,其占用量在70%以上,不能過高也不能過低,過高則會(huì)增加玻璃液的粘度,增加工藝難度,且有可能產(chǎn)生節(jié)瘤等制作缺陷,過低則降低了玻璃網(wǎng)格的穩(wěn)定性,常有析晶現(xiàn)象發(fā)生,不利于玻璃穩(wěn)定成形。因此在浮法玻璃的生產(chǎn)制作過程中,各種原材料化學(xué)成分所占的比例都必須在嚴(yán)格的范圍之內(nèi),一般來說SiO2在70%左右。CaO 通常是利用石灰石引入的,從而達(dá)到加速玻璃液熔化的速率,同時(shí)對(duì)玻璃液起到澄清的作用,但是CaO 的含量也必須控制在8%-10%左右,過高的CaO 會(huì)大大增加玻璃液的黏度,容易導(dǎo)致析晶、產(chǎn)生氣泡或結(jié)石缺陷,過少的CaO 又無法起到澄清玻璃液的效果,從而使得玻璃液仍殘留大量氣泡。MgO 的主要作用是提高玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度,并降低玻璃液的結(jié)晶傾向,但過量的MgO 能降低玻璃液的黏度,不利于玻璃液成形,因此在玻璃配方中的MgO 通??刂圃?.8-1.0%左右。由此可見,原材料的化學(xué)配比不當(dāng)就對(duì)浮法玻璃的質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響,有時(shí)候甚至是災(zāi)難性的,所以在浮法玻璃生產(chǎn)過程中要對(duì)原材料配方嚴(yán)加控制,避免出現(xiàn)嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

        1.2 原材料粒度的影響

        浮法玻璃生產(chǎn)中硅質(zhì)原材料使用較多,其粒度大小對(duì)于后續(xù)生產(chǎn)有著巨大的影響。硅質(zhì)材料的粒度大小對(duì)配料均勻、融化速度和澄清速度都有著直接的影響,一般來說,硅質(zhì)原料的粒度控制在0.2--0.6mm 之間,粒度過大,則原料難以融化,不易成型,甚至還有可能形成節(jié)點(diǎn)瘤等制作缺陷,粒度過小會(huì)導(dǎo)致在融化工序中產(chǎn)生較多氣泡且不易排出,從而導(dǎo)致玻璃液的澄清時(shí)間大大增加,與此同時(shí)過細(xì)的硅質(zhì)材料在熔窯內(nèi)受熱融化時(shí)還會(huì)被氣流沖出,從而改變?cè)牧匣瘜W(xué)配比,進(jìn)一步影響浮法玻璃的質(zhì)量。

        1.3 原材料中難熔重礦物雜質(zhì)的影響

        在浮法玻璃中通常使用砂巖、白云石、石灰石、長(zhǎng)石作為提供氧化物的原材料,但是這些天然礦物無可避免地將會(huì)帶進(jìn)一些難熔的重礦物雜質(zhì),嚴(yán)重危害玻璃的質(zhì)量。這些難熔重礦物雜質(zhì)在玻璃融化的過程中,往往難以融化而殘留在玻璃原板上,形成相互夾雜的固體物質(zhì),這些固體夾雜物會(huì)嚴(yán)重影響玻璃成形、表面光滑和透明程度。例如河北某玻璃公司就是因?yàn)榘自剖须y熔重礦物超標(biāo)導(dǎo)致連續(xù)三個(gè)月的廢品率高達(dá)40%[2]。因此玻璃公司在生產(chǎn)之前需要對(duì)原材料中的難熔重礦物進(jìn)行檢查測(cè)定,確保達(dá)標(biāo)之后才能進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng),否則將會(huì)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)帶來不可估量的損失。

        2 熔制作業(yè)對(duì)浮法玻璃質(zhì)量的影響

        熔制作業(yè)是將混合好的玻璃原料投入到窯池內(nèi),通過加熱升溫熔化玻璃液,然后降溫澄清,排除玻璃液中的氣體,最終形成無雜質(zhì)、無條紋的玻璃液。熔制作業(yè)是浮法玻璃生產(chǎn)中至關(guān)重要的一環(huán),大部分的質(zhì)量缺陷都來自于這一過程,產(chǎn)品質(zhì)量的好壞、成品率、生產(chǎn)成本都與此過程有密切關(guān)系。

        2.1 玻璃形成階段

        隨著溫度地不斷升高,不透明燒結(jié)物被熔融,硅酸鹽和二氧化硅相互熔化形成透明體,此時(shí)配合料的反應(yīng)過程已經(jīng)結(jié)束,但液體中還殘余高溫分解的大量氣泡、條紋,化學(xué)性質(zhì)和組成尚未均勻,如若控制不好,一旦溫度波動(dòng)過大,這些氣泡和條紋邊難以消除,從而產(chǎn)生缺陷,最終影響產(chǎn)品質(zhì)量。

        2.2 澄清階段

        隨著體系溫度的不斷升高,玻璃液的粘度不斷降低,表現(xiàn)為流動(dòng)性越來越好,而玻璃液中的氣泡也被逐漸釋放出來,部分不能排出的氣體也被玻璃液吸收溶解,這便是浮法玻璃的澄清階段。這個(gè)過程需要一個(gè)適宜的溫度,過高的溫度和降低玻璃液對(duì)內(nèi)部氣體的吸收,過低的溫度又會(huì)導(dǎo)致玻璃液粘度過大從而導(dǎo)致氣體難以排出,造成大量的氣泡停留在玻璃之中,最終形成不合格品。

        2.3 均化冷卻階段

        均化是將玻璃也組成和性質(zhì)相同化的過程,消除玻璃中存在的化學(xué)不均一性和條紋,提高玻璃的光學(xué)性能,此過程控制不當(dāng)就會(huì)造成玻璃看到的景物變形扭曲,從而影響視覺效果。冷卻過程是利用冷風(fēng)將玻璃液冷卻,緩慢地將玻璃液降至適宜成型的溫度,若溫度降的太慢,則玻璃成型時(shí)間過程,若降的過快,則容易發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,產(chǎn)生大量的結(jié)石,最終影響玻璃的成色和質(zhì)量。

        總而言之,浮法玻璃作為建筑材料的一部分,現(xiàn)在也大量地運(yùn)用到電子電器、飛機(jī)制造、汽車工業(yè)等領(lǐng)域,玻璃質(zhì)量的好壞不僅影響到這些產(chǎn)品設(shè)備的使用壽命,而且還會(huì)危及到人們的生命安全,因此探析浮法玻璃質(zhì)量好壞的幾點(diǎn)關(guān)鍵因素對(duì)于提高玻璃質(zhì)量和安全性能有著十分重要的意義。

        [1]李海杰.SGG 浮法玻璃質(zhì)量改進(jìn)研究[D].山東大學(xué),2009(09).

        [2]曾志海.淺議浮法玻璃生產(chǎn)中影響產(chǎn)品質(zhì)量的幾個(gè)問題[J].門窗,2010(04).

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