玻璃生產(chǎn)過(guò)程中析晶的形成機(jī)理

玻璃生產(chǎn)過(guò)程中析晶的形成機(jī)理

安徽金冠玻璃有限公司2號(hào)爐為工作池馬蹄火焰池爐，建筑面積25.42萬(wàn)平方米。它有1臺(tái)6級(jí)延遲，1臺(tái)6級(jí)延遲，1臺(tái)4級(jí)提升裝置和1臺(tái)氣泡機(jī)。生產(chǎn)高白料產(chǎn)品于2005年8月開(kāi)始生產(chǎn)。配方設(shè)計(jì)組成為氧化鈣10%,三氧化二鋁1.9%,二氧化硅72.7%,堿金屬氧化物14.5%。正常生產(chǎn)至10月9日,2號(hào)支料道產(chǎn)品出現(xiàn)大面積析晶結(jié)石,影響產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。1分析晶體成因的原因1.1氣調(diào)溫度和粘度對(duì)結(jié)晶晶核生長(zhǎng)的影響從熱力學(xué)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,玻璃內(nèi)能高于同成分晶體的內(nèi)能,因此熔體在冷卻過(guò)程中,必然導(dǎo)致析晶。熔體的能量和晶體的能量差越大,析晶的傾向越大。從動(dòng)力學(xué)觀(guān)點(diǎn)來(lái)看,冷卻時(shí)熔體的粘度增加極快,析晶受到很大的阻力,就可能不析晶而形成過(guò)冷的液體(即玻璃)。在液相溫度以上結(jié)晶就被熔化,而在常溫時(shí),玻璃的粘度極大,因此都不可能析晶。一般熔體在對(duì)應(yīng)于粘度為103～105Pa·s溫度范圍內(nèi)能形成晶核。在玻璃生產(chǎn)過(guò)程中如果不能迅速越過(guò)此溫度區(qū)間,便會(huì)析晶。1.2在特定情況下產(chǎn)生析晶在瓶罐玻璃的生產(chǎn)過(guò)程中,供料道中的玻璃液溫度一般都在1100℃以上,高于瓶罐玻璃的液相溫度,只要料道溫度均勻,便不會(huì)產(chǎn)生析晶。瓶子在成型過(guò)程中,從料滴到制成瓶子只經(jīng)過(guò)10s左右,降溫速度極快,迅速越過(guò)析晶溫度區(qū),所以也不會(huì)產(chǎn)生析晶。但是,在某些特定情況下也可能出現(xiàn)析晶:⑴在供料道中泥筒附近,玻璃液的溫度適宜于析晶,如果玻璃液流速較慢,也會(huì)產(chǎn)生析晶。⑵供料機(jī)的泥碗流料孔如果粘掛著玻璃,也可能產(chǎn)生玻璃析晶,并附著在料滴上,從而使玻璃瓶上出現(xiàn)一縷析晶。⑶在熔窯的工作池和供料道的角落處,玻璃液停滯不動(dòng)而且溫度較低,這便具備了玻璃析晶的溫度和時(shí)間條件,便可能產(chǎn)生玻璃析晶。當(dāng)作業(yè)條件發(fā)生變化時(shí),在角落處析晶的玻璃液便會(huì)被玻璃液生產(chǎn)流帶出,從而在玻璃制品上出現(xiàn)析晶。⑷配合料混合不良或在運(yùn)輸過(guò)程中分層,會(huì)使配合料局部成分偏離配方設(shè)計(jì)成分,如果這部分液相溫度較高,即使熔爐正常作業(yè)條件下,也可能出現(xiàn)析晶。⑸玻璃窯爐在其使用晚期,池壁較薄,散熱迅速,如果熔爐因故障而降溫,池壁附近的玻璃液便會(huì)急速冷卻,可能產(chǎn)生析晶,恢復(fù)正常生產(chǎn)時(shí),這部分玻璃便會(huì)成為析晶來(lái)源。2玻璃析晶的結(jié)構(gòu)針對(duì)以上可能產(chǎn)生析晶的原因,我們深入實(shí)際進(jìn)行排查。⑴成型溫度測(cè)定,料道(空間)溫度為1180℃,料盆(空間)溫度為1022℃。⑵從配方組成上查,因?yàn)椴ＡЫM成是引起玻璃析晶的內(nèi)因,對(duì)玻璃的析晶有重要的作用。理論計(jì)算該配方組成析晶溫度為920～1035℃,退火溫度為544℃,液相溫度為715℃,析晶指數(shù)為11,相對(duì)料滴溫度為1165℃,由此可見(jiàn),該組成不是導(dǎo)致析晶的主要因素。⑶供料機(jī)泥碗流料孔側(cè)無(wú)粘料現(xiàn)象。⑷打開(kāi)泥盆蓋板觀(guān)察時(shí),發(fā)現(xiàn)在勻料筒前有扭曲變形的塊狀,即析晶。⑸對(duì)配合料的檢查未發(fā)現(xiàn)異常情況。我們采用肉眼觀(guān)察和化學(xué)分析的方法對(duì)結(jié)石進(jìn)行檢驗(yàn)。肉眼觀(guān)察該結(jié)石為白色,用放大鏡觀(guān)察呈現(xiàn)較細(xì)針狀?；?yàn)結(jié)果氧化鈣含量29%,遠(yuǎn)大于設(shè)定值,二氧化硅含量為62.2%。根據(jù)以上結(jié)果,我們初步判定此晶體為硅灰石晶體。3采取措施和措施的影響3.1料溫、慢、料溫根據(jù)檢查情況,可判定此次析晶的原因?yàn)槌尚蜁r(shí)機(jī)速較慢、料溫較低。為了降低供料溫度,在原油槍加熱孔吹進(jìn)壓縮空氣進(jìn)行降溫,導(dǎo)致勻料筒前溫度較低,且溫度分布不均勻,加之玻璃液流速較慢,導(dǎo)致析晶。3.2保溫及成型工藝⑴在熔化池和工作池過(guò)火孔設(shè)置閘板,適當(dāng)降低工作池玻璃液溫度,停止向料道吹冷卻風(fēng),并加強(qiáng)工作池和料道保溫。⑵適當(dāng)提高機(jī)速,提高料道中玻璃液流速。⑶在不影響熔制工藝的條件下,調(diào)整玻璃組成,改善成型工藝,使成型溫度提高,并降低其析晶能力,決定三氧化二鋁提高0.2%,氧化鈣降低0.