CN101830636B - 一种低so3含量浮法玻璃的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法，根据以下方法进行组分配置：(1)调整芒硝的含量，使其用量为6～14Kg/吨硅砂；(2)根据下列公式，在SO3含量0～0.2％范围内，配置Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3量：SO3％＝-0.71751+0.051433×Na2O+0.0208×K2O+0.02504×CaO+0.0074×MgO-0.00394×Al2O3；(3)在配合料中每吨硅砂引入0.4～0.9Kg的煤粉。本发明采用以上技术方案，在保证玻璃液澄清质量的前提下，大大降低了玻璃中SO3的含量，使含量由现有的0.3％以上，降低到0.2％以下，从而降低了玻璃脆性、提高了玻璃的强度，进一步提高了玻璃的质量。
Description
技术领域
本发明属于浮法玻璃生产领域，涉及一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法。
背景技术
由于玻璃原料或燃料中含有一定量的硫，在玻璃的熔化过程中，部分硫会残留在玻璃体内，对玻璃的物理性质(如脆性、强度)等会带来不利的影响。
玻璃中硫的来源主要是玻璃原料和玻璃熔化过程中使用的燃料，原料中含硫最多的是芒硝(Na2SO4)。通常，芒硝用作浮法玻璃的澄清剂，以消除熔化过程中产生的气泡。
芒硝在玻璃熔化过程中会发生分解反应，其较快的分解温度大约在1450℃，在此过程中释放出部分SO2气体，而另外有部分硫会溶解在熔融玻璃中，这部分残留在玻璃中的硫通常以SO3计算。
SO3在玻璃中的溶解量受很多因素的影响，这主要包括芒硝的用量、玻璃组份、玻璃原料的氧化还原性质、熔化温度、熔化过程中的氧化还原气氛、熔化时间等因素，目前，还没有一种有效的工艺技术能够完全消除玻璃中的残余SO3。
发明内容
本发明的目的在于在确保玻璃液澄清质量的前提下，尽可能地降低玻璃中SO3含量，本发明的技术方案如下：
一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法，其特征在于，根据以下方法进行组分配置：
(1)调整浮法玻璃中澄清剂芒硝的含量，使其用量为6～14Kg/吨硅砂；
(2)根据下列公式，配置Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3量，将SO3含量控制在0～0.2％范围内：SO3％＝-0.71751+0.051433×Na2O+0.0208×K2O+0.02504×CaO+0.0074×MgO-0.00394×Al2O3，其中玻璃中的SO3含量与Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3以重量百分比计算；以及
(3)在配合料中每吨硅砂引入0.4～0.9Kg的煤粉。
在本发明的一个较佳实施例中，芒硝的用量为8～13Kg/吨硅砂。
在本发明的一个较佳实施例中，芒硝的用量为12Kg/吨硅砂。
在本发明的一个较佳实施例中，在配合料中每吨硅砂引入0.7Kg的煤粉。
在本发明的一个较佳实施例中，根据该组分配置的原料，在熔化过程中，熔化温度为1610℃～1630℃。
在本发明的一个较佳实施例中，在熔化过程中，熔化温度为1620℃。
在本发明的一个较佳实施例中，玻璃液在熔窑内泡沫区到卡脖的区域停留时间为150～240min。
在本发明的一个较佳实施例中，玻璃液在熔窑内泡沫区到卡脖的区域停留时间为180～200min。
本发明的优点是，同时采用(1)控制芒硝含量、(2)在SO3含量0～0.2％范围内，根据公式配置Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3量，(3)以及引入煤粉0.4～0.9Kg/吨硅砂，根据以上技术方案，在保证玻璃液澄清质量的前提下，大大降低了玻璃中SO3的含量，使含量由现有的0.3％以上，降低到0.2％以下，从而降低了玻璃脆性、提高了玻璃的强度，进一步提高了玻璃的质量。本发明还在熔化过程中，(1)控制熔化温度为在1610～1630℃；(2)延长玻璃液在熔窑内的停留时间为150～240min。采用以上方案进一步保证玻璃中的SO3的含量降低到0.2％以下。
附图说明
附图1是配合料中芒硝含量对玻璃中SO3含量的影响曲线。
附图2是配合料氧化还原性(REDOX)对SO3的含量影响曲线。
附图3是熔窑熔化温度变化对SO3含量的影响曲线。
附图4是玻璃液在熔窑内停留时间变化对SO3含量影响曲线。
具体实施方式
浮法玻璃所用澄清剂芒硝的量通常按照配合料中每吨硅砂加入的芒硝量进行衡量，对于不同的芒硝加入量，其对玻璃中的残余SO3的影响如图1所示。
通过实验证明，玻璃中残余的SO3与配合料中芒硝的加入量呈现近似的正比例关系，因此，为减少玻璃中的SO3残余量，应尽量减少配合料中芒硝的加入量，但过少的芒硝可能会影响到玻璃液的澄清质量，因此，在保证玻璃液澄清质量的前提下，配合料中的芒硝加入量通常在6～14Kg/吨硅砂。更佳地，芒硝的用量为8～13Kg/吨硅砂；最佳的芒硝的用量为12Kg/吨硅砂。
玻璃配合料中的部分原料在玻璃熔化的过程中往往表现出不同的氧化还原性质，如煤粉等是比较强的还原剂，而硝酸钠等则是比较强的氧化剂，这些不同的氧化、还原剂的用量会对玻璃中SO3的残余量造成一定的影响。不同的玻璃生产线往往采用不同的氧化、还原剂量，这就使配合料具有不同的氧化还原性质，配合料的REDOX值与玻璃中SO3的残余量之间的关系如附图2所示。由附图2可看出，当REDOX值位于12～17之间时，玻璃中残余的SO3受配合料的氧化还原性质的变化影响较大，且REDOX值越大，玻璃中SO3的残余量越多。很明显，玻璃中SO3的残余量与配合料的氧化还原性质有密切的关系，通常，氧化性质越强，玻璃中残余的SO3量就越高。从理论上讲，玻璃中SO3的残余量最少时芒硝基本上能全部分解，芒硝能起到很好的澄清作用，而玻璃产生二次气泡的可能性又最小，澄清效果也最好。实际上，想把REDOX值完全控制在最低点是比较困难的。REDOX值还会受到原料的COD值、配合料的组成、熔窑的作业等因素的影响。考虑到以上原因，实际生产过程中，REDOX值一般控制在玻璃中SO3的残余量随REDOX值变化比较平缓的区域为6～11.此区域内熔化的玻璃颜色浅，且气泡较少。所以增加配合料中煤粉的含量来控制配合料的REDOX值在6～11，从而降低玻璃中残余的SO3量，且得到最好的澄清效果。经实验，可在配合料中每吨硅砂引入0.4～0.9Kg的煤粉。最佳地，为在配合料中每吨硅砂引入0.7Kg的煤粉。
浮法玻璃的配合料需要在高温下熔化成玻璃，在熔化过程中，有部分的SO3会从玻璃液中逸出，随废气排出熔窑，而这部分排出的SO3量与玻璃的熔化温度有密切的关系。附图3是在不同的温度下熔化同一种玻璃时残余SO3与熔化温度之间的关系。
从附图3中可以看出，玻璃的熔化温度越高，玻璃中残余的SO3量就越低，但是，温度升高到一定程度，玻璃残余SO3的量受温度的影响就越来越小了，所以提高熔化温度也要有一个度，并且，盲目提高熔化温度会使熔窑耐火材料的使用寿命大大缩短。因此本案将熔化温度提高到1610℃～1630℃较为合理经济，最佳地为1620℃。
不同的玻璃熔窑，由于设计尺寸和熔化能力的不同，导致玻璃液在熔窑内的停留时间有较大的差别，而玻璃液在熔窑内停留时间的长短会影响到玻璃中残余SO3的量，尤其是玻璃液在高温状态下的停留时间，对玻璃中残余SO3量的影响更大。在通常情况下，从泡沫区到卡脖的区域我们看作高温区域，玻璃液流经此区域的时间在60～200分钟之间，在这个区域，玻璃液的温度通常在1380℃以上。附图4是玻璃液流经高温区域的时间与玻璃中残余SO3量之间的关系。
由附图4可见，玻璃中SO3的残余量随玻璃液在高温阶段的停留时间的延长而逐渐减少，而停留时间越长，其对SO3残余量的影响效果就越低。通过控制熔化温度、温度分布和出料量可延长玻璃液在熔窑内的停留时间。玻璃液在熔窑内泡沫区到卡脖的区域停留时间为150～240min。更佳地，玻璃液在熔窑内泡沫区到卡脖的区域停留时间为180～200min。
通过实践证明，可以通过控制配合料的芒硝用量、配合料的氧化还原性质、熔化温度、熔化时间等降低玻璃中的SO3残余量；而通过控制玻璃中Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3的含量则可以比较稳定地控制玻璃中的SO3含量，通过实验发现，玻璃中的SO3含量与Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3的含量有如下关系：SO3％＝-0.71751+0.051433×Na2O+0.0208×K2O+0.02504×CaO+0.0074×MgO-0.00394×Al2O3(都以重量百分比计算)，由此可以看出，降低玻璃组份中Na2O、K2O、CaO、MgO的含量，增加Al2O3的含量可以降低浮法玻璃中SO3的含量。
其中，Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3用百分数值表示，例如含12％重量的Na2O，2％重量K2O的，8.5％重量CaO及4％重量MgO，及1.0％重量Al2O3，则公式计算为：SO3％＝-0.71751+0.051433×12(Na2O)+0.0208×2(K2O)+0.02504×8.5(CaO)+0.0074×4(MgO)-0.00394×1.0(Al2O3)＝0.18，即SO3的含量为0.18％。
本发明的根据以上公式，在SO3含量为0～0.2％之间对以上Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3原料进行配比。
上述仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (6)
1.一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法，其特征在于，根据以下方法进行组分配置：
(1)调整浮法玻璃中澄清剂芒硝的含量，使其用量为6～14Kg/吨硅砂；
(2)根据下列公式，配置Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3量，将SO3含量控制在0～0.2％范围内：SO3％＝-0.71751+0.051433×Na2O+0.0208×K2O+0.02504×CaO+0.0074×MgO-0.00394×Al2O3，其中玻璃中的SO3含量与Na2O、K2O、CaO、MgO、Al2O3以重量百分比计算；以及
(3)在配合料中每吨硅砂引入0.4～0.9Kg的煤粉；
根据该组分配置的原料，在熔化过程中，熔化温度为1610℃～1630℃；玻璃液在熔窑内泡沫区到卡脖的区域停留时间为150～240min。
2.如权利要求1所述的一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法，其特征在于：芒硝的用量为8～13Kg/吨硅砂。
3.如权利要求2所述的一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法，其特征在于：芒硝的用量为12Kg/吨硅砂。
4.如权利要求1或2所述的一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法，其特征在于：在配合料中每吨硅砂引入0.7Kg的煤粉。
5.如权利要求1所述的一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法，其特征在于：在熔化过程中，熔化温度为1620℃。
6.如权利要求1所述的一种低SO3含量浮法玻璃的制造方法，其特征在于：玻璃液在熔窑内泡沫区到卡脖的区域停留时间为180～200min。
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