配合料中杂质铁对玻璃熔窑的影响

 

      在玻璃的熔制过程中，物料从火焰吸收的热量，是火焰以辐射方式把热量传递给物料的。熔化池温度在1500－1600℃时，火焰及碹顶的辐射传热约在1500nm处有一个极大值；另一方面钠钙玻璃中的Fe2＋离子在1050nm处的吸收值为最大。因此，可以理解由窑中的辐射传热所造成熔化池深处玻璃的温度分布与玻璃中的铁含量有直接关系。据有关测定Fe2O3含量为0.088％的玻璃液，池窑玻璃表面与池窑底温差为35℃，而Fe2O3达到0.51％玻璃液，其温差可达380℃。正是由于Fe2O3和FeO存在，使玻璃在窑中表面和深层的温度差扩大，就会影响玻璃液的熔融、澄清等工序，这是由铁的氧化物对热辐射具有较强的吸收作用而引起的，辐射热大部分被表层玻璃液吸收，而形成上下熔液的温度差。如果使玻璃窑底部玻璃原料熔化，务必提高整个窑中的温度。试验证明，在正常熔制作业温度范围内，每升温50℃，对耐火材料的侵蚀速率增加一倍。这不但消耗能源，缩短熔窑的使用寿命，而且造成玻璃液各部分温度不匀，还容易使玻璃板面出现波筋等缺陷。

 

　    2、杂质铁造成熔窑的侵蚀

 

　    近年来，随着玻璃熔制技术的发展，现代玻璃熔窑的单位面积熔化量大大提高，池底大多采用多层结构，并有良好的保温，使热损失大大减少，池底温度提高200℃左右，使该处玻璃液粘度降低，流动加剧，也就加强了对池底的冲刷和侵蚀。不仅如此，玻璃液还能轻易渗入密封差的砖缝处，与耐火材料作用产生气泡，形成三相界面条件，发生向上钻蚀现象。

 

　    当加料时随配合料及碎玻璃带入的杂质铁会造成更为严重的侵蚀；尤其在砖缝处，杂质铁侵入砖缝或孔隙后产生气泡，将池底侵蚀出孔洞，玻璃液对耐火材料接触面上产生的向上钻蚀相似。现代玻璃熔窑池底的侵蚀来自于两个方面：（1）接触玻璃液部位的直接侵蚀；（2）下层密封层（衬层）的侵蚀，使池底砖损坏。

 

　    整个侵蚀过程分为四个阶段：（1）玻璃液或杂质从砖缝渗透；（2）密封层开始受破坏；3、发泡的玻璃液渗入池底铺面砖及衬层之间；（4）发生“向上钻蚀”，使池底铺面砖损坏。

 

　    因此，玻璃原料中都对铁的氧化物控制在最低的允许限度。特别是用量较大的硅砂，其氧化铁含量要求在小于0.2％，对各种原料的含铁量控制如下：

 

      名称　  氧化铁含量

 

　　宿迁砂   ≤0.18

 

　　石英砂   ≤0.07

 

　　白云石   ≤0.10

 

　　方解石   ≤0.10