全氧燃燒浮法玻璃熔制質(zhì)量控制方法研究.pdf

1、玻璃熔窯的全氧燃燒技術(shù)對減少能源消耗、降低生產(chǎn)成本、減少環(huán)境污染、提高玻璃質(zhì)量、延長窯爐壽命等都具有十分重要的作用,成為現(xiàn)代玻璃工業(yè)發(fā)展的方向。本文針對全氧燃燒條件下浮法玻璃熔制質(zhì)量控制方法問題,采用不同產(chǎn)地的玻璃原料,模擬空氣氣氛、富氧氣氛和全氧氣氛燃燒環(huán)境熔制了一系列不同芒硝和碳粉含率的玻璃,借助IR光譜、Raman光譜、UV光譜,結(jié)合光學(xué)顯微分析、熱力學(xué)性能分析和綜合物性分析等,系統(tǒng)研究了全氧燃燒玻璃熔制工藝、澄清工藝及熔制理論,

2、解決了全氧燃燒條件下玻璃原料控制、熔制工藝參數(shù)優(yōu)化及玻璃最佳澄清區(qū)等全氧燃燒生產(chǎn)實際問題,提出了降溫澄清工藝和全新的最佳澄清區(qū)判斷方法,并從理論上探討了全氧燃燒條件下玻璃的結(jié)構(gòu)變化、水在玻璃熔制過程中的作用機理及玻璃中Fe2+／Fe比例變化規(guī)律的理論基礎(chǔ)。本論文的創(chuàng)新主要包括以下幾個方面:
　　 在測試方法上,首次將硫酸-磷酸混酸消解法應(yīng)用到玻璃原料COD值測試之中,大大降低了測試成本、提高了測試效率。通過分析研究玻璃在370～

3、400nm范圍和520～1100nm范圍的吸收峰面積與玻璃中Fe3+和Fe2+含量的對應(yīng)關(guān)系,找到了利用紫外可見光譜測定璃片中Fe2+／Fe比例的新方法。該方法測試簡單、快捷,測試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠,能夠滿足玻璃熔體Redox數(shù)在線監(jiān)測的要求。
　　 在玻璃熔制工藝方面,研究發(fā)現(xiàn)全氧氣氛條件下最佳的熔制溫度是1560℃,玻璃含水量增大,玻璃中Fe2+／Fe比例上升,玻璃中的氣泡個數(shù)減少,玻璃的熱膨脹系數(shù)降低,適當(dāng)降低芒硝含率有助于玻

4、璃質(zhì)量的提高。
　　 在玻璃澄清工藝方面,研究發(fā)現(xiàn)全氧氣氛條件下玻璃最佳澄清區(qū)向玻璃Redox負(fù)值減小的方向偏移,降溫澄清工藝有助于降低芒硝含率、提高玻璃質(zhì)量。從所研究的玻璃來看,1450℃是最佳的降溫澄清溫度。
　　 在玻璃最佳澄清區(qū)判斷方法上,首次提出了利用玻璃熔體高溫粘度和表面張力,玻璃中Fe2+／Fe比例判斷玻璃最佳澄清區(qū)的新方法,其中玻璃熔體高溫粘度和表面張力判斷方法更經(jīng)濟、更高效。
　　 在全氧燃燒熔

5、制理論研究方面,研究發(fā)現(xiàn)全氧燃燒條件下玻璃水含量的增加主要是帶氫鍵Si-OH含量的增加所致。2500cm-1附近的紅外吸收與Si-OH的振動有關(guān),而3250cm-1和3430cm-1附近的紅外吸收與Fe2+-OH的振動有關(guān)。在高溫玻璃熔體中,水與Fe3+和Fe2+處于動態(tài)的化學(xué)平衡狀態(tài),全氧燃燒條件下水作為還原劑與Fe3+反應(yīng),促使Fe2+／Fe比例提高；降溫澄清工藝條件下外界壓力的減少使玻璃中溶解的水蒸汽逸出熔體外,導(dǎo)致Fe2+／Fe