淺談玻璃熔制、熔制過程

【中玻網(wǎng)】玻璃熔制：
　　
　　將配合料經(jīng)高溫加熱形成合乎成形要求的玻璃液的過程稱為玻璃熔制。玻璃熔制是玻璃生產(chǎn)中較重要的環(huán)節(jié)之一。嚴(yán)重影響玻璃產(chǎn)量和質(zhì)量的缺點(diǎn)如氣泡、結(jié)石、節(jié)瘤和條紋等往往是在熔制過程中產(chǎn)生的。另外，玻璃的產(chǎn)量、質(zhì)量、合格率、燃料消耗、窯爐壽命、生產(chǎn)成本、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)等都與玻璃熔制過程關(guān)系密切。因此，了解玻璃熔制過程及其影響因素，掌握玻璃熔制過程的規(guī)律，對于提高玻璃生產(chǎn)的產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。
　　
　　玻璃熔制過程：
　　
　　玻璃熔制是一個(gè)非常復(fù)雜的過程。它包括一系列的物理、化學(xué)、物理化學(xué)變化和反應(yīng)，這些反應(yīng)與玻璃制品的產(chǎn)量和質(zhì)量密切相關(guān)。
　　
　　根據(jù)玻璃熔制過程中各種反應(yīng)和變化特征，玻璃熔制過程大致可分為硅酸鹽形成、玻璃形成、玻璃液的澄清、均化、冷卻等五個(gè)階段。
　　
　　(1)硅酸鹽形成在加熱過程中，配合料中的各種組分經(jīng)歷了一系列物理或化學(xué)變化，結(jié)束了主要反應(yīng)過程，大部分氣體產(chǎn)物逸散。這一階段結(jié)束時(shí)，配合料變成了由硅酸鹽和Si02組成的不透明燒結(jié)物。對于較常用的鈉鈣硅玻璃，這一階段大致在800～900℃完成。
　　
　　(2)玻璃形成繼續(xù)加熱時(shí)，燒結(jié)物開始熔融，原先形成的硅酸鹽與Si02相互擴(kuò)散與溶解。這一階段結(jié)束時(shí)，燒結(jié)物變成了透明的玻璃液。但是，玻璃液中還有大量的氣泡，玻璃液的化學(xué)成分也很不均勻。鈉鈣硅玻璃的玻璃形成階段結(jié)束于1200。C左右。
　　
　　(3)玻璃液的澄清繼續(xù)加熱時(shí)，玻璃黏度進(jìn)一步降低，并釋放出玻璃液中的可見氣泡，直到可見氣泡全部排除。鈉鈣硅玻璃的澄清溫度為1400～1500"(2，此時(shí)玻璃液黏度為lOPa·S以下。
　　
　　(4)玻璃液的均化玻璃液長時(shí)間處于高溫下，通過對流、擴(kuò)散等作用，其化學(xué)組成逐漸趨向于均勻，玻璃液中的節(jié)瘤和條紋由于擴(kuò)散、溶解而清理。鈉鈣硅玻璃的均化階段一般在澄清階段以后結(jié)束。
　　
　　(5)玻璃液的冷卻將已經(jīng)澄清和均化好的玻璃液降低200～300。C，使玻璃液達(dá)到成形所需的黏度。
　　
　　應(yīng)當(dāng)說明，玻璃熔制過程的五個(gè)階段是相互聯(lián)系和相互影響的，在實(shí)際熔制過程中并不嚴(yán)格按以上順序進(jìn)行，常常是同時(shí)進(jìn)行或交替進(jìn)行的。例如，在硅酸鹽形成的同時(shí)有玻璃形成過程，在澄清階段中同樣包含農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系玻璃液的均化。
　　
　　玻璃熔制設(shè)備主要分池窯和坩堝窯兩種。在池窯中，熔制的五個(gè)階段在不同空間、同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行；而在坩堝窯中，五個(gè)階段在同一空間、不同時(shí)間內(nèi)完成。池窯熔制玻璃時(shí)，玻璃熔制過程的五個(gè)階段相互之間關(guān)系，在現(xiàn)代玻璃池窯中，投料池溫度高達(dá)1350。C以上，硅酸鹽形成和玻璃形成兩個(gè)階段幾乎在同時(shí)間開始，而玻璃液的澄清與均化兩個(gè)階段同步進(jìn)行。因此，也可以將玻璃熔制的全過程大致劃分為兩個(gè)階段，即配合料熔化和玻璃液精煉兩個(gè)階段。
　　
　　在熔化階段把配合料熔制成玻璃液；在精煉階段，將不均質(zhì)的玻璃液進(jìn)一步改善成均質(zhì)的玻璃液，并使之冷卻到成形所需的黏度。與此對應(yīng)，現(xiàn)代玻璃池窯的熔化部一般分為熔化帶和精煉帶(俗稱澄清帶)。