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玻璃配料计算

SiO270.5%,Al2O35.0%,B2O36.2%,CaO3.8%,ZnO2.0%,R2O(Na2O+ K2O)12.5%。

计算其配合料的配方:
选用石英引入SiO2,长石引入Al2O3,硼砂引入B2O3,方解石引入CaO,锌氧粉引入ZnO,纯碱引入R2O(Na2O+ K2O)。

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%
SiO2Al2O3B2O3
Fe
2O3CaO Na2O ZnO
As
2O3
石英

99.89 0.18 —0.01 ————长石

66.09 18.04 —0.20 0.83 14.80 ——纯碱—————57.80 ——氧化

——————99.86 —硼砂——36.21 ——16.45 ——硝酸

—————36.35 ——方解

————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,Fe2O3 0.1480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
.117100
71.11715.05%
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
硼砂
4.96
0.8
14.75
14.86
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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