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玻璃生产过程中条纹缺陷的处理方法

时间:2021-02-02     作者:重远陶瓷焊补【原创】   阅读

       今天我们分享一下关于玻璃条纹缺陷的检查方法和解决方案。


  条纹缺陷的检查方法


  条纹缺陷的检查方法有多种,通常采用偏光显微镜观察,以环切均匀度等级A、B、C等级别来衡量,见表1。

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  表1条纹缺陷级别


  A级玻璃一般指光学玻璃,一般高档的日用玻璃是B级玻璃(如水晶器皿产品),啤酒瓶、饮料瓶一般是C+级玻璃。当玻璃的环切均匀度达到D级时,生产出的产品其内在的结构应力比较大,理化性能比较差,不能够满足产品相应的性能要求,可以说是不合格玻璃产品。


  熔制过程产生条纹采取措施


  1.1严格控制工艺过程


  熔制过程产生的条纹是产生于熔化池内,主要是由于熔制不良造成的。在生产过程中,只要控制好能够影响玻璃液熔制的各项因素,就可以达到产品对条纹要求的标准。在这方面首先要制定出合理的、完善的工艺规程和工艺制度,并严格按着相关的工艺文件执行,控制好原料工段,熔制工段的工艺参数与工艺制度。一旦出现问题,必须马上进行分析、整改和纠错,防止问题扩大化。


  1.2充分发挥好玻璃液的澄清、均化作用


  制定正确、合理的澄清温度,澄清温度是玻璃熔窑的热点区域(熔窑中温度最高的区域)温度,在此高温的作用下,组分和黏度不同的熔体其黏度和表面张力大幅度下降,通过扩散作用,富含二氧化硅或氧化铝的区域慢慢消失,各项组分逐渐趋于均匀一致。玻璃液澄清过程对均化的作用,在保证熔化池澄清温度的前提下,随着玻璃熔体黏度的降低,气泡在玻璃熔体中会向上做排除运动,气泡在上升过程中,可将不规则的条纹区域分开或拉长。澄清过程就是那些不均匀的熔体区域(条纹区域)在许多气泡排除过程中被拉伸成极薄的玻璃层的过程,这一过程是由扩散过程与变形过程合并进行。


  1.3采取必要的熔制工段辅助措施


  1.3.1合理使用澄清剂


  在热点区域,澄清剂发生热分解排出气体,澄清剂在分解同时对玻璃熔体产生物理化学作用,将熔体的黏度大幅度地降低,同时其排出的气体,能够集聚周围熔体中的大量小气泡,形成大气泡从熔体中排出,同时发挥出其对均化的作用。


  1.3.2配备必要的“鼓泡”和电助熔设施


  鼓泡是在熔制的热点区附近增设强制的外界搅拌装置,在其搅拌下,能够快速地将玻璃液达到均匀一致。电助熔,是在熔化池内增设的电辅助加热系统,它可以将熔化池内局部区域(热点处)的玻璃液温度提高,大幅度地降低玻璃液的黏度,同时可以加快此区域内玻璃液产生强烈的对流,这样便可以大幅度地加快玻璃液的均化。


  1.4控制碹滴、结石、耐火材料产生的条纹


  碹滴、结石、耐火材料这3方面产生的条纹也都是玻璃熔制过程中产生的。玻璃熔窑熔化部的碹大部分都是优质硅砖,其荷重软化温度大于1680℃,一般情况下是不会熔融形成碹滴。但在碱蒸汽比较浓重的熔窑气氛下,其荷重软化温度会大幅度降低,一旦熔化温度偏高、窑压偏高,就会产生熔融碹滴而脱落掉入熔化池内,产生碹滴条纹。因此要控制好配方中纯碱的含量,配合料的水份以及熔窑的熔制温度等。对于结石,要诊断出结石的种类,找到结石产生的根源,只要将产生结石的源头问题解决了,自然而然由结石产生的条纹也就解决了。耐火材料产生的条纹,是指砌筑熔窑的耐火材料在高温状态下,或被烧损、冲刷脱落掉入熔化池内,或被侵蚀溶入熔化池内。对于这部分条纹首先在熔窑修建时,要对耐火材料进行优选,选购质量合格的材料,其次是控制好熔窑运行参数,熔窑的温度、熔窑的压力、玻璃液面的波动以及配合料的水份。这样便能够控制住耐火材料产生的条纹。


  分配料道、供料道内条纹的采取措施


  2.1料道槽砖材料的选择


  料道槽砖一般选用电熔锆刚玉砖、硅线石砖、电熔的氧化铝砖(α-β砖)以及致密的烧结氧化铝砖。电熔锆刚玉砖被冲刷后很容易产生含有二氧化锆成分的条纹,不容易消除,硅线石材料的料道槽砖很少出现条纹,但由于其材料的质量问题,其抗侵蚀的能力很差,很难使用3年以上。对于电熔的氧化铝砖(α-β砖)是最近料道槽砖上首选的材料,其抗侵蚀、抗冲刷的能力很强,与电熔锆刚玉相当,同时其内在成分较纯,玻璃相很少,不会因其玻璃相渗出对玻璃液造成污染,产生条纹。但要注意使用该材料时的工作温度,不要高于1350℃。


  2.2料道槽砖的形状


  对于在分配料道、供料道上使用的料槽砖一定要做成一体,成U形状,底部与侧墙接触的角部一定要做成大圆弧的,避免此处积聚死料。同时分配料道与供料道在设计布置上一定要简单流畅,避免多处出现转角。在槽砖施工时,砖与砖之间缝隙一定要小,槽砖的底面一定要平整,不得出现高低不平的现象,否则将会给玻璃液的沉积创造条件。


  2.3分配料道、供料道“取料比”的优化设计


  “取料比”是指单位时间(1h)内成型设备使用的玻璃液量分别与分配料道、供料道所容纳的玻璃液量之间的比。该参数设计的是否合理,直接影响到玻璃液的来料温度、玻璃液的流速、料道内残留玻璃液的多少以及料道内玻璃液温度的均匀性。在最初设计时,要考虑产品的品种、产品的大小、玻璃液的颜色等诸多因素,也可以说这是个经验数据。


  2.4分配料道、供料道的保温


  在分配料道、供料道里玻璃液的3面都与料槽砖相接触,热量要向料槽砖释放和散失,释放散失的越多,温度下降的就越低,与主体玻璃液的温度相差的就越大。图2是某玻璃厂供料道均化段处料槽砖底部,左中右3点温度测量的结果。


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  图2供料道均化段处料槽砖底部左中右3点的温度


  因此必须要做好分配料道、供料道的保温工作,尽量减少玻璃液向外释放散失的热量,使得料道槽砖接触玻璃液的温度降低得越少越好。


  2.5配备完善的分配料道、供料道的加热系统


  料道里玻璃液的表面是敞开的,向外释放热量,是冷却阶段正常的现象,但为防止玻璃液的温度过度降低,要采取必要的加热措施。加热系统要设计合理,根据供料道的出口位置,将分配料道的火焰空间分成几个封闭的区域,分别具有独立加热的能力,对每条供料道之间温度互不干扰。完善的温度控制系统,同时应该具有冷却措施。


  2.6卸料装置的使用


  由于玻璃液长期流动,在供料道的底部会沉积一些黏度比较大的、组分与主体玻璃不同的玻璃液,一旦参与流动将会造成条纹的产生。解决该部位沉积玻璃液的办法是,在供料道适当位置的底部,安装一套卸料装置。此装置设置在供料道的槽砖上,有一个卸料孔和电加热装置,其单独具备电加热的自控系统和流料系统。当供料道使用的时间比较久了,产品上出现条纹时,可以启动卸料装置的,将供料道底部沉积的玻璃液放出,可以快速解决因此产生的条纹。


  2.7搅拌装置的使用


  搅拌装置是安装在供料道均化区域附近的机械搅动装置,它由机械传动系统、耐火材料的搅拌桨系统构成。通过耐火材料桨叶的搅动作用,将玻璃液中的条纹打散、搅匀。在供料道里采用搅拌装置对消除条纹确实是一个很好的解决措施。


  2.8冷却区产生的条纹


  由于最初分配料道、供料道设计不合理以及保温措施不完善等原因,来料玻璃液温度与残存玻璃液温度相差较大,虽然在供料道里采取了卸料、搅拌等措施,但效果并不明显,仍然存在着比较明显的条纹。针对此种情况,最近几年内,做了更深入的研究,研制出更为有效的办法,在一些生产厂家应用后,取得了比较好的效果,基本上解决了那些顽固的条纹缺陷。


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