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玻璃配料计算

SiO 270.5%,Al 2O 35.0%,B 2O 36.2%,CaO3.8%,ZnO2.0%,R 2O(Na 2O+ K 2O)12.5%。

计算其配合料的配方:
选用石英引入SiO 2,长石引入Al 2O 3,硼砂引入B 2O 3,方解石引入CaO ,锌氧粉引入ZnO ,纯碱引入R 2O(Na 2O+ K 2O)。

采用白砒与硝酸钠为澄清剂,萤石为助熔剂。

原料的化学成分见表11-6:
表11-6原料的化学成分/mass%
SiO 2 Al 2O 3 B 2O 3
Fe
2
O 3
CaO Na 2O ZnO
As
2
O 3
石英粉 99.89 0.18 — 0.01 — — — —
长石粉 66.09 18.04 — 0.20 0.83 14.80 — — 纯碱 — — — — — 57.80 — — 氧化锌 — — — — — — 99.86 — 硼砂 — — 36.21 — — 16.45 — — 硝酸钠 —




36.35


方解石
— — — — 55.78 — — —
萤石————68.40 ———白砒———————99.90 设原料均为干燥状态,计算时不考虑其水分问题。

计算石英粉与长石的用量:
石英粉的化学成分:SiO299.89%,Al2O30.18%即一份石英粉引入SiO20.9989份,Al2O30.0018份。

同样一份长石可引入SiO20.6609份,Al2O30.1804份,Fe2O30.1480份,CaO0.0083份。

设石英的用量为x,长石粉的用量为y,按照玻璃组成中SiO2与Al2O3的含量,列出联立方程式如下:
SiO2 0.9989x+0.6609y=70.5
Al2O3 0.0018x+0.1804y=5.0
解方程x=52.6 y=27.2
即熔制100kg玻璃,需用石英粉52.6kg,长石粉27.2kg(由石英引入的Fe2O3为52.6×0.0001=0.0053)
计算由长石同时引入R2O和CaO与Fe2O3的量:
Na2O 27.2×0.1480=4.03
CaO 27.2×0.0083=0.226
Fe2O327.2×0.0020=0.054
计算硼砂量:
硼砂化学成分:B2O336.21%,Na2Ol6.45% 玻璃组成中B2O3
为6.2%
∴ 硼砂用量=
=⨯21
.36100
2.6 17.1
同时引入Na 2O 量 17.1×0.1645=2.82 计算纯碱用量:
玻璃组成中含Na 2O 为12.5% 由长石引入Na 2O 为4.03 由硼砂引入Na 2O 为2.82
尚需引入Na 2O 为:12.5-4.03-2.82=5.65 纯碱的化学成分Na 2O 为57.8%
∴ 纯碱的用量为5.65/57.8%=9.78
计箕方解石的用量: 玻璃组成中CaO 为3.8 由长石引入CaO 为0.226 尚需引入CaO 为3.574
方解石的化学成分为CaO 55.78%
∴ 方解石的用量为=
=⨯78
.55100
574.3 6.41 计算氧化锌用量:
氧化锌的化学成分为ZnO99.80%,玻璃组成中ZnO2.0%
∴ 氧化锌用量为=
=⨯80
.99100
0.2 2.01 根据上述计算,熔制100kg 玻璃各原料用量为:
石英粉 52.6kg
长石粉 27.2kg 硼 砂 17.1kg 纯 碱 9.78kg 方解石 6.41kg 氧化锌 2.01kg 总 计 115.10kg 计算辅助原料及挥发损失的补充: 考虑用白砒作澄清剂为配合料的0.2% 则白砒用量为115.10×0.002=0.23kg
因白砒应与硝酸钠共用,按硝酸钠的用量为白砒的6倍,则硝酸钠的用量为0.23× 6=1.38kg 。

硝酸钠的化学成分Na 2O 36.50%
由硝酸钠引入的Na 2O 为1.38×0.3635=0.502
相应地应当减去纯碱用量为=
=⨯80
.57100
502.00.87 ∴ 纯碱用量为9.78-0.87=8.91
用萤石为助熔剂。

以引入配合料的0.5氟计,则萤石为配合料
=⨯38
78
5.0 1.03%。

∴ 萤石用量为115.l0×0.0103=1.18
萤石的化学成分CaO68.40%
由萤石引入的CaO 为1.18×0.684=0.81 相应地应减去方解石的用量为:
=⨯78
.55100
81.0 1.45
∴方解石实际用量为:6.41-1.45=4.96
考虑Na 2O 和B 2O 3的挥发损失
根据一般情况B 2O 3的挥发损失为本身重量的12%,Na 2O 的挥发损失为本身重量3.2%,则应补足:
B 203为6.2×0.12=0.74 Na 2O 为12.5×0.032=0.40 需要加入硼砂=
=⨯21
.36100
74.0 2.04 2.04份硼引入Na 2O 量为2.04×0.1645=0.34 故纯碱的补足量=
=⨯-8
.57100
)34.040.0(0.l
即纯碱的实际用量为8.91+0.1=9.01 硼砂的实际用量为17.1+2.04=19.14 熔制100kg 玻璃实际原料用量为:
石英砂 52.6 kg 长石粉 27.2 kg 硼 砂 19.14 kg 纯 碱 9.01 kg 方解石 4.96 kg 氧化锌 2.01 kg 萤 石 1.18 kg 硝酸钠 1.38 kg
白 砒 0.23 kg 总 计 117.71kg 计算配合料气体率
配合料的气体率为=⨯-10071
.11710071.11715.05%
玻璃的产率为
=⨯10071
.117100
×100=84.95% 如玻璃每次配合料量为500 kg ,碎玻璃用量为30%,碎玻璃中Na 2O 和B 2O 3的挥发损失略去不计,则: 碎玻璃用量 500×30%=150kg 粉料用量为 500-150=350kg
放大倍数=
=71
.117350
2.973 500Kg 配合料中各原料的粉料用量=熔制100kg 玻璃中各原料用量×放大倍数。

每副配合料中:
石英粉的用量为 51.4×2.973=156.38kg , 长石粉的用量为 27.1×2.973=80.87kg 硼 砂的用量为 19.14×2.973=56.90kg 纯 碱的用量为 9.02×2.973=26.79kg 方解石的用量为 3.63×2.973=14.75kg 氧化锌的用量为 2.00×2.973= 5.98kg 萤 石的用量为 11.7×2.973= 3.51kg 硝酸钠的用量为 1.38×2.973=4.1kg
白 砒的用量为 0.23×2.973=0.08kg
总 计 349.96kg
原料中如含水分,按下列公式计算其湿基用量湿基用量=
%
1水分干基用量
(11-5)
计算结果见表11-7:
表11-7 玻璃配合料的湿基计算
原料 熔制100kg 干基用量/kg
原料含水量/%
每次制备500kg 配合料减去碎
玻璃后原料用量/kg 干基
湿基
石英粉 52.6 1 156.38 157.95
长石粉 27.2 1 80.87 81.62
纯碱 19.14 1 56.90 58.06
氧化锌 9.01 0.5 26.79 26.92

4.96 0.8 14.75 14.86
砂 硝酸钠 2.01
0.5
5.98
6.01
方解石 1.38
1
4.10
4.14
萤石 1.18
1
3.51
3.54
白砒 0.23 — 0.68 0.68
小计
117.71 — 349.96 353.70
拟定配合料粉料中含水量为5%计算加水量:



=
%
1水分粉料干基--粉料湿基
(11-6)
加水量=
%
5196
.349--353.70=368.38-353.70=14.68 kg,需要
加湿润水的水量为14.68kg 。

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