玻璃配料计算
注意:
先计算干基用量,后计算湿基用量; 计算配合料的气体率,应在引入辅助原料和补 挥发之后进行,必要的情况下需调整气体率,可 用引入同量组成氧化物条件下气体生成量大的原 料代替生成量小的原料,增加气体率;相反的替 换则降低气体率。如碳酸钠与硝酸钠、白云石与 碱式碳酸镁等之间的替换等。
若原料化学组成为湿基,则需求出干基总重, 然后求加水量。
例二: (-)配合料计算中的几个工艺参数 1.纯碱挥散率 纯碱挥散率指纯碱中未参与反应的挥发、飞散量与总量的 比值,即: 纯碱挥散量 纯碱挥散率 100% 纯碱用量 它是一个经验值,它与加料方式、熔化方法、熔制温度、 纯碱的本性(重碱或轻碱)等有关。在池窑中飞散率一般在0.2 %~3.5%之间。 2.芒硝含率 芒硝含率指芒硝引入的 Na2 O与芒硝和纯碱引入的 Na2 O 总量之 比,即: 芒硝引入的 Na 2O
Na2O 1.28 0.08
(5)白云石和菱镁石用量的计算
设白云石用量为:x公斤,菱镁石用量为y公斤,则
得
x=17.04 公斤
y=1.34 公斤
由白云石和菱镁石引入的各氧化物的量(kg)为: 原料 白云石 菱镁石 SiO2 0.12 0.02 Al2O3 0.03 -Fe2O3 0.02 0.01 CaO 5.38 0.01 MgO 3.49 0.62
校正计算 (6)校正纯碱用量和挥发量 设纯碱用量为x,挥发量为y,则 0.5794x=14.5 - 2.18 – 1. 28 – 0.08
x=18.92 (公斤)
y=0.61 (公斤) (7)校正硅砂和砂岩用量 设硅砂用量为x公斤,砂岩用量为y公斤 则 得 x=34.96公斤 y = 41.11(公斤)
(三)计算
1.玻璃的设计成分
玻璃的设计成分(%)
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O 72.4 2.10 <0.2 6.4 4.2 14.5
2.各种原料的化学成分
SO3 0.20
总计 100
3.配料的工艺参数与所设数据
纯碱挥效率
碎玻璃掺入率 芒硝含率
3.10%,
20%, 15%,
一付配合料中各原料用 量 100Kg玻璃各原料用量 增大系数
增大系数 一付配合料中生料总重 100Kg玻璃所需原料总重
6、计算每付配合料原料湿基用量:
每 付 配 合 料 各 原 料 干用 基量 湿 基 用 量 1 水 分%
7、计算配合料中生料加水量:
加 水 量 每 付 配 合 料 中 生 料 含 定 指水 分 时 总 重 生料湿基重量 每 付 配 合 料 中 粉 料 干总 基重 每 付 配 合 料 生 料 湿 基重 总 1 生料指定含水率
4、具有高均匀度: 配合料均匀度高是熔制均匀玻璃液的前提。均 匀度低会造成熔制的不同步,导致缺陷产生和对耐 火材料侵蚀的加剧。 配合料均匀度的测定方法有滴定法、电导法、 比重法、筛分析法等。 5、适当加入碎玻璃 经济、工艺的要求 6、避免金属和杂质的混入
五、配合料的制备
配料工艺流程:
砂岩 煅烧 粗碎 粉碎 硅砂 选矿 筛分 石灰石 粗碎 粉碎 筛分 白云石 粗碎 粉碎 筛分 萤石 水洗 粗碎 粉碎 筛分 纯碱 拆包 粉碎 筛分 芒硝 拆包 粉碎 筛分 破碎 煤粉 筛分 碎玻璃 洗涤
3、具有一定的气体率: 受热分解后所逸出的气体对配合料和玻璃液 的搅拌作用有利于硅酸盐形成和玻璃均化。 过高和过低的气体率都不利于澄清。钠钙硅 玻璃配合料气体率应在15-20%内,硼硅酸盐玻 璃配合料则在9-15%内。
100Kg玻 璃 的 原 料 总 重 生成玻璃重 气 体 率 100% 100Kg玻 璃 的 原 料 总 重 量 逸出气体量 100% 配合料重量
同理可计算其他原料,结果见原料用量表。 根据要求配合料的水分为4%,所以
四、配合料的要求 1、具有正确性和稳定性: 即各原料的化学成分,配合料的水分和粒度要 求正确并保持稳定。这就要求原料组成正确、稳定, 料方计算正确,针对原料成分变化及时调整,经常 校正称量设备,做到称量准确。 2、具有一定量的水分: 加入一定量的水分,可以起减少粉尘、防止分 层、加速熔化(先润湿石英原料,形成水膜,溶解 3-5%的纯碱和芒硝)、提高混合均匀度的作用。 含水量:一般纯碱配合料在3-5%,芒硝配合 料在3-7%,砂粒越细,所需水量越多。 注意纯碱配合料的水化特性造成的影响和针对措施。
4.萤石含率
萤石含率指由萤石引入的CaF2量与原料总量之比,即:
萤石 CaF2 含量 萤石含率 100% 原料总量
它随熔化条件和碎玻璃的储存量而增减,在正常情况下, 一般在1%以下。
5.碎玻璃掺入率 碎玻璃掺入率指配合科中碎玻璃用量与配合料总星之比。即
它随熔化条件和碎玻璃的储存量而增减,在正常情况下一般在 18~26%范围内。 (二)计算步骤 第一步先进行粗算,即假定玻璃中全部SiO2和Al2O3均 由硅砂和砂岩引人;CaO和MgO均由白云石和菱镁石引入; Na2O由纯碱和芒硝引人。在进行粗算时,可选择含氧化物 种类最少,或用量最多的原料开始计算。 第二步进行校正。例如,在进行粗算时,在硅砂和砂 岩用量中没有考虑其他原料引入的SiO2和Al2O3 ,所以应进 行校正。 第三步把计算结果换算成实际配料单。
水冷 干燥
筛分
粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 粉库 称量 粉库 称量
称量
混合
水
混合 运输 窑头料仓 投料机比组成和原料的干湿基化学成分 (重量百分含量)。 • 计算程序
1、先以100公斤玻璃为计算基准,求出各原料的用量:
对含两种以上主要成分的原料,列出多元联立方程式, 求解各原料的需要量; 对含单一成分的原料,若 2 中算中已有某原料含此成 分时,首先扣除其引入量,再计算还应加入的量。不然,则 单独求其需要量; 2、计算辅助原料的需要量,若同时引入了主要成分,则 须减去引入此成分的主要原料相应的用量; 3、对挥发性成分,补加所挥发的量;
芒硝含率 芒硝引入Na 2O 纯碱引入的 Na 2O 100%
芒硝含率随原料供应和熔化情况而改变,一般掌握在 5 %~8%之间。
3.煤粉含率 煤粉含率指由煤粉引入的固定碳与芒硝引入的 Na2SO4之比, 即:
煤粉含率 煤粉 C含量 芒硝 Na 2SO 4 含量
煤粉的理论合率为 4.2%。根据火焰性质、熔化方法来调节煤 粉合率。在生产上一般控制在3%~5%。
SiO2 + 2CaF2=SiF4 ↑ + 2CaO
设有30%的CaF2与SiO2反应,生成SiF4而挥发,设SiO2的挥 发量为x公斤, SiO2的摩尔量为60.09,CaF2的分子是为 78.08,则:
(2)纯碱和芒硝用量的计算 设芒硝引入量为x公斤,根据芒硝含率得下式:
则由芒硝引入的各氧化物量(kg)为:
(8)把上述计算结果汇总成原料用量表
原料用量表
(9)玻璃获得率的计算
(10)换料单的计算 已知条件:碎玻璃掺入率为20%;各种原料含水量见原料用量 表;配合料的含水量为4%;混合机容量为1200公斤干基。 计算如下; 1200公斤中硅砂的干基用量为: [1200 - (1200×20%)]×28.9%=277.44公斤
4、计算配料的气体率和产率:
100Kg玻 璃 的 原 料 总 重 生成玻璃重 气 体 率 100% 100Kg玻 璃 的 原 料 总 重 量
玻璃生成重量( 100Kg) 产 率 1 气 体 率 100% 配合料重量
5、换算成一付配合料的原料用量并计算碎玻璃用量:
一付配合料(包括碎玻璃在内)的总重量由所选的混 料机加工能力决定,如500公斤。
经过计算,应得出下列结果:
①熔制100公斤玻璃液时所需的各种原料用量;
②配合料气体率; ③各挥发性原料补入量;
④校正后配合料的料方;
⑤按每付配料量(除去碎玻璃)求出增大系数,计算出每 付配合料的干基料方; ⑥湿基原料的用量; ⑦配合料的加水量;
⑧每付配合料中碎玻璃用量。
配料计算例一(见教材) 配料计算例二:常用于纯碱芒硝配合料。
玻璃获得率
萤石含率 计算基础
82.5%.
0.85%, 100公斤玻璃液
碳粉含率
具体计算如下:
4.7%,
计算精度
0.01
(1)萤石用量的计算 根据玻璃获得率得原料总量为
设萤石用量为x公斤,根据萤石含率得
由原料化学成分表可知:引入1.47公斤萤石将带人的氧化 物量为:
上式中的-SiO2是SiO2的挥发量,按下式计算:
SiO2 Al2O Fe2O CaO MgO Na2O
3 3
0.06
0.02
0.01
0.03
0.02
2.18
(3)煤粉用量 设煤粉用量为:x公斤,根据煤粉含率得:
(4)硅砂与砂岩用量的计算 设硅砂用量为x公斤,砂岩用量为y公斤,则
由硅砂和砂岩引入的各氧化物的量(kg)为: SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO 原料 硅砂 砂岩 31.93 40.18 1.82 0.23 0.12 0.04 0.16 0.06 0.06 0.01