玻璃原料及混合料質(zhì)量的精確控制

1、玻璃原料及混合料質(zhì)量的精確控制在玻璃生產(chǎn)過程中，各工序之間連續(xù)性很強，環(huán)環(huán)相扣，互相制約，彼此影響很大。在原料的管理，原料加工和配合料制備過程中的細小錯誤都可能造成生產(chǎn)的不穩(wěn)定，甚至釀成大的生產(chǎn)事故。多年來根據(jù)生產(chǎn)實踐總結(jié)出的玻璃生產(chǎn)的“大四穩(wěn)”原料穩(wěn)、燃料穩(wěn)、熔化穩(wěn)、成型穩(wěn)，其中原料穩(wěn)列為前提，做為玻璃生產(chǎn)的基礎(chǔ)穩(wěn)。在近幾年新上生產(chǎn)線中，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動化程序和設(shè)備性能的進步，使混合料的控制水平已有了大幅度的提高。在配合料制備過程中其稱量系統(tǒng)和調(diào)合系統(tǒng)的關(guān)鍵部位多數(shù)引進了進口設(shè)備，裝備水平有了大幅度的提高，對于減少成分波動提高混合料質(zhì)量方面已有了相當(dāng)大的改觀。但目前在原料生產(chǎn)工藝中，

2、其質(zhì)量控制和檢測手段仍有不少的問題，離優(yōu)質(zhì)玻璃的生產(chǎn)要求有一定的差距，常常造成玻璃生產(chǎn)的不穩(wěn)定，導(dǎo)致出現(xiàn)氣泡、夾雜物等玻璃的質(zhì)量缺陷，同時也對熔化率和窯齡產(chǎn)生直接影響。有些先進企業(yè)在制定原料標(biāo)準(zhǔn)方面，內(nèi)容與國家標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，但指標(biāo)略高于國家標(biāo)準(zhǔn)，有的還增加了國家標(biāo)準(zhǔn)沒有的要求。通過精確控制玻璃原料及混合料的質(zhì)量，努力創(chuàng)建自己的品牌產(chǎn)品，提高市場競爭力，最大限度的提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。 1、做好原料進廠的質(zhì)量控制工藝部門加強對礦點的加工工藝指導(dǎo)和質(zhì)量檢查。定期到礦點了解礦山變化情況，從源頭上控制進廠原料質(zhì)量。認(rèn)真對原料的成分、水分、粒度、成分均勻性、難熔重礦物的檢驗，嚴(yán)格按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進行控制。為了把好合

3、格原料進廠關(guān)，玻璃企業(yè)有的派人常駐礦山進行質(zhì)量管理及把關(guān)。多數(shù)只在廠內(nèi)對進廠原料通過外觀檢查、化驗分析進行質(zhì)最把關(guān)。但在檢查把關(guān)時只對原料的成分、水分、粒度進行檢驗和對外觀有無明顯污染進行檢查，各工廠對以上檢驗方法都比較熟悉和重視。但一般對原料的成分均勻性、難熔重礦物的含量不進行檢查與檢驗。如果一批料出現(xiàn)成分不均勻，波動大，容易造成玻璃生產(chǎn)的不穩(wěn)定。如果難熔重礦物含量、粒度超過標(biāo)準(zhǔn)要求時，玻璃板面會出現(xiàn)嚴(yán)重夾雜物，且原因不易查找。所以對于原料均勻性指標(biāo)和難熔重礦物含量指標(biāo)也應(yīng)制定一個質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)并進行檢查與控制，以下對原料均勻性指標(biāo)和難熔重礦物含量指標(biāo)檢測與控制方法作分別介紹。1.1、通過原料均勻

4、性的測定發(fā)現(xiàn)某一批料出現(xiàn)成分不均勻，可以采取一定的工藝措施進行使用。如加強對進廠后各種原料的分堆碼垛的管理，及橫碼豎切的使用原則，對硅質(zhì)原料采用預(yù)均化措施。對進廠的某一批原料，按標(biāo)準(zhǔn)在不同部位分取樣品30個，并進行編號，分別化驗出各樣品的成分，然后通過列表計算得出某成分均勻度。均勻度計算要遵循概率論的數(shù)量統(tǒng)計方法。1.2、對難熔重礦物及雜質(zhì)含量進行檢查、測定，在提高玻璃質(zhì)量、穩(wěn)定玻璃生產(chǎn)中非常重要。砂巖、白云石、石灰石、長石等屬于天然礦物，這些天然礦物中含有危害玻璃質(zhì)量的雜質(zhì)，有些屬于難熔礦物，許多礦物原料含有硅線石、鋯英石、和鋁鎂尖晶石等。由于重礦物在玻璃熔化過程中，難以完全熔化而被殘留在玻

5、璃原板上，形成固體夾雜物。重礦物的檢查在國內(nèi)還沒有引起足夠重視，事實上其危害很大。河北某集團因白云石中含有鎂尖晶石及鎂橄欖石等重礦物，連續(xù)三個月廢品率達40，最后經(jīng)過分析找出原因。上海皮爾金頓在重礦物要求方面有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定（如表1），法國一公司要求硅質(zhì)原料中，相對密度大于2.9的礦物雜質(zhì)含量<0.01，其顆粒要求<0.2mm，這主要是指鉻鐵礦、紅柱石、藍晶石、硅線石、十字石、白鈦石等，其他礦物雜質(zhì)的粒度應(yīng)小于0.3mm。長石中難熔礦物含量要求與硅質(zhì)原料中含量要求相同。白云石、石灰石中不溶于鹽酸的礦物顆粒，若是SiO2，顆粒應(yīng)小于0.5mm，其他礦物顆粒則應(yīng)小于0.2mm。一般要在

6、礦山原料加工前對難熔重礦物進行檢查把關(guān)，達到減少難熔重礦物的含量。對加工好的粉料在裝卸和運輸中防止雜質(zhì)污染，其重礦物含量可以用x射線熒光光譜儀進行檢測。 表1  上海皮爾金頓關(guān)于原料中的重礦物含量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定粒徑（毫米）0.40.30.2顆粒數(shù)（個/噸原料）無不大于40不大于10000為了全面控制原料進廠的質(zhì)量，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定。首先要制定出適合生產(chǎn)線需要的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對進廠原料的外觀、成分、粒度、水分、均勻性、難熔重礦物及雜質(zhì)含量等指標(biāo)進行檢查與測定，并填寫質(zhì)量分析報告單。這個過程的目的有三：一是作為確?；旌狭腺|(zhì)量工作的保證。二是作為礦山質(zhì)量把關(guān)人員及原料供應(yīng)商質(zhì)量考核的需要。三是可作為原

7、料礦山選擇的質(zhì)量依據(jù)。進一步提高原料供應(yīng)商及質(zhì)量把關(guān)人員的質(zhì)量意識，樹立與企業(yè)共命運的思想。 2、原料水份的控制原料水份波動問題在混合料生產(chǎn)中是一個突出問題，特別是砂巖原料在混合料中占60的比例，又屬于濕法加工，一般進廠水分達810。水份含量大，波動也大，給混合料的質(zhì)量造成很大的影響。目前多數(shù)工廠的砂巖粉料因受庫存、供應(yīng)、管理方面因素的影響，水份波動問題沒有解決好，雖然稱量系統(tǒng)的技術(shù)水平有了很大的提高，稱的精度都在11000以上，但是砂巖水分超過了5，間歇生產(chǎn)帶來的水分波動往往會達到0.51以上，遠遠超過電子稱稱量時的稱量誤差，解決這個問題許多工廠仍沿用傳統(tǒng)的化驗室定時取料，測定水分，發(fā)現(xiàn)波動

8、后再修改料單的濕基量。由于測量結(jié)果的嚴(yán)重滯后，調(diào)整后料單無法補償水分波動造成的誤差，也有部分工廠采用在線水分測量并對波動及時補償方式，但也有儀器性能不可靠造成對生產(chǎn)的影響。最有效的辦法就是從礦山上或工廠內(nèi)采取措施使砂巖水分降低到5以下，經(jīng)驗證明，砂巖水分降到5以下后，稱量中水分波動已很小，生產(chǎn)穩(wěn)定性大大提高。另一方面，在冬季砂巖水分過大，超過5以上時，由于砂巖及其它各種原料溫度太低，混合時需要的加水量也少，使調(diào)合料混合后溫度達不到規(guī)定要求，在混合機內(nèi)噴蒸氣的辦法也不是很理想。因此造成混合料嚴(yán)重分層，混合料質(zhì)量降低，出現(xiàn)玻璃生產(chǎn)的不穩(wěn)定。以上所述，砂巖水分的控制也應(yīng)做為一項重要質(zhì)量指標(biāo)進行考核并

9、嚴(yán)格控制，采取措施使砂巖水分降低到5以下，其他原料在雨季容易造成水分波動，也要采取措施進行控制，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定。 3、粒度的控制在玻璃生產(chǎn)中，原料粒度控制已經(jīng)越來越得到重視，合適的粒級配比對配合料均勻性、熔制速度、澄清速度有著直接影響。按粉體混合理論角度而言，各種原料的平均粒度越接近，配合料的均勻度越好，在配合料傳輸過程中也不易產(chǎn)生分層。但實際生產(chǎn)經(jīng)驗中，白云石、石灰石粒度不能細，粗了反而更好，多數(shù)已達到了2.5mm，而硅質(zhì)原料的粒徑要求不大于0.6mm，粒徑差別達到4.17倍，給配料過程中加排料、輸送、混合后的原料粒度均勻性帶來一定的影響。由于在料倉流入和流出中產(chǎn)生離析現(xiàn)象和滯流現(xiàn)象，造成混

10、合料容易產(chǎn)生分層，特別冬季混合料溫度低、分層更嚴(yán)重，使入窯混合料出現(xiàn)難熔現(xiàn)象。白云石、石灰石粉料在上料操作中只做6目篩網(wǎng)過篩，對混入的各種大顆粒難熔物和雜質(zhì)難以在通過篩分中清除，不可避免地進入到混合料中，本人多次對進廠白云石粉料做酸不熔試驗中，都或多或少的發(fā)現(xiàn)有大顆粒酸不熔物，在玻璃生產(chǎn)中對經(jīng)常出現(xiàn)的夾雜物無故增多是有一定關(guān)系的，需要采取的工藝措施：3.1、加強對礦山原料供應(yīng)的質(zhì)量控制，對礦石質(zhì)量要嚴(yán)格精選，不得混有山皮、硅鋁質(zhì)夾層、伴有難熔礦物等。在加工前的運輸、倒運和存放中要嚴(yán)格控制，各環(huán)節(jié)要清掃干凈，不得混入的磚塊、瓦塊、泥土、耐火材料及其它難熔雜質(zhì)等。提高包裝物的質(zhì)量，對加工后的原料包

11、裝物要確保不漏料，以避免在鐵運、汽運、卸車、倒運過程中混入各種雜質(zhì)。3.2、白云石粒度增大后，在配合料制備過程中易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，使白云石粒度組成產(chǎn)生變化，特別是混合料在窯頭料倉內(nèi)產(chǎn)生滯流現(xiàn)象時，使混合料向投料機流出過程中易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，出現(xiàn)配合料成分不均勻，導(dǎo)致玻璃熔化的不穩(wěn)定，要消除或減少料倉內(nèi)滯流現(xiàn)象和離析現(xiàn)象，除改善物料特性外，可采取物料入倉時不形成料錐措施，如均勻布料、多點裝料。更佳措施是合理設(shè)計粉料倉，采用合理的卸料設(shè)備等。3.3、流動性大的白云石粉料要慎重使用，它相對容易加劇粉料和混合料的離析現(xiàn)象，造成粒度組成不均勻，當(dāng)混合料局部硅質(zhì)原料含量大時，就會造成混合料難熔現(xiàn)象。3.4、要

12、對原料及混合料粒度組成進行測定，定期通過列表計算得出某粒級均勻性，其粒度組成中各粒級均勻性計算方法和原料均勻性計算方法相同。通過計算得出某粒級的粒度均勻性，以便于分析與考核，能夠采取相應(yīng)的技術(shù)措施，切實控制好白云石及混合料粒度組成的均勻性，進一步確?；旌狭系馁|(zhì)量，提高玻璃生產(chǎn)的穩(wěn)定性。 4、混合料質(zhì)量指標(biāo)的控制由于技術(shù)的進步，自動化程度的提高，使混合料質(zhì)量有了很大的改善。各玻璃工廠對混合料質(zhì)量指標(biāo)的控制也非常重視，考核時也越來越嚴(yán)格，使得原料車間在配合料制備上采取了更為有效的措施來提高質(zhì)量。但多數(shù)工廠在混合料指標(biāo)控制方法上有很大不足，有時玻璃生產(chǎn)出現(xiàn)波動時，評經(jīng)驗分析認(rèn)為是原料方面的原因，但混

13、合料檢測指標(biāo)仍是優(yōu)質(zhì)的，合格率很高，甚至達到100，有問題反映不出來，失去了混合料指標(biāo)控制的意義。這主要是一方面和混合料檢測時取樣點不正確，不能準(zhǔn)確反映入窯的混合料質(zhì)量指標(biāo)。另一方面混合料質(zhì)量指標(biāo)仍按傳統(tǒng)要求制訂，指標(biāo)要求太低；再就是對混合料質(zhì)量狀況不做工藝分析。要認(rèn)真分析當(dāng)前混合料質(zhì)量檢驗和控制的問題，參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定適宜的檢驗和控制標(biāo)準(zhǔn)，確定嚴(yán)格的考核和控制方法，達到混合料質(zhì)量的進一步提高。4.1、更加全面的利用化驗站做好混合料質(zhì)量控制，要制訂好混合料檢驗的指標(biāo)項目、標(biāo)準(zhǔn)、抽檢頻次、取樣、制樣和分析方法等。其項目、標(biāo)準(zhǔn)和方法要符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JCT648-1996要求或高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，進一步

14、準(zhǔn)確的評價出混合料質(zhì)量的水平，有效的控制和提高混合料的質(zhì)量。4.2、利用科學(xué)的統(tǒng)計方法量化出混合料的質(zhì)量狀況，計算出混合料的優(yōu)級品率和合格率。制訂出切合實際的混合料質(zhì)量考核標(biāo)準(zhǔn)對相關(guān)部門進行考核，調(diào)動相關(guān)部門對穩(wěn)定和提高混合料質(zhì)量的積極性。4.3、切實加強工藝管理部門對化驗站的領(lǐng)導(dǎo)，嚴(yán)格按制度、規(guī)定和操作規(guī)程進行工作，減少被檢測部門的干擾和聯(lián)系，嚴(yán)格取樣的隨機性，確?；旌狭蠙z驗的獨立、準(zhǔn)確、公正，使檢測結(jié)果能夠真實的反映混合料質(zhì)量。4.4、在衡量混合機混合質(zhì)量指標(biāo)的時候，也需要測定其Na2CO3，含量，可不作為考核，只作為調(diào)整配料工藝參數(shù)的依據(jù)，一般根據(jù)實際情況定期檢測。分析方法是在混合機不同

15、部位取30個樣品，分別通過化學(xué)分析方法測出Na2CO3含量，也可以用x射線熒光光譜儀設(shè)備進行成分分析，其均勻度計算和原料均勻性計算方法相同。4.5、工藝管理部門要根據(jù)日常抽查混合料質(zhì)量的結(jié)果，控制檢驗和全分析檢驗的結(jié)果及統(tǒng)計完成情況，總結(jié)出混合料制備過程的分析報告。以便采取技術(shù)手段解決各工藝環(huán)節(jié)的問題，進一步提高混合料質(zhì)量。如依靠控制檢驗的手段來觀察稱量、輸送、混合等過程有無異常，是否在最佳狀態(tài)。依靠全分析檢驗來觀察各種原料的水分穩(wěn)定性、稱的精度、輸送環(huán)節(jié)有無異常。要定期進行混合機性能的檢驗，及時調(diào)整混合時間、排料順序、加水時間及溫度，混合機運行速度、混合機入料量等，使混合料質(zhì)量達到最佳狀態(tài)。

16、工藝管理部門通過抽查混合料質(zhì)量來確認(rèn)混合料質(zhì)量的穩(wěn)定性。根據(jù)工藝管理部門抽查的結(jié)果每周和每月匯總，結(jié)合化驗站化驗結(jié)果分析出混合料質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性，提出相應(yīng)的解決和處理辦法。 5、原料成分的控制目前對玻璃中SiO2、AL2O3、CaO、MgO、Na2O等成分的控制都比較重視，但對原料的COD值和Fe2O3含量穩(wěn)定性重視不夠，應(yīng)引起注意。5.1、原料的COD控制及配合料的REDOX控制：不同的礦物其形成的條件不同，所含還原性物質(zhì)不同，其COD不同，同一礦物不同產(chǎn)地COD值也不同。另外具有還原性的物質(zhì)和低價態(tài)元素含量不同，顆粒大小對COD值也有較大影響。碎玻璃也具有一定的還原性，隨著溫度的升高，

17、還原性增加。若原料的COD值變化，配合料的氧化還原態(tài)勢能會發(fā)生變化，就象加入碳粉一樣，影響窯爐的熔制氣氛，會打破玻璃熔制過程中的氧化還原反應(yīng)的平衡，而引起玻璃質(zhì)量的波動?？刂婆浜狭系腞EDOX就是把原料中所含的還原性物質(zhì)折算成ppmc，根據(jù)每一種原料的用量計算其相當(dāng)?shù)奶剂?。連同加入碳粉、芒硝一起計算配合料的REDOX，使其處于受控狀態(tài)，使有限的芒硝真正起到澄清作用，所以原料的COD值要定期測定。5.2、原料組成中Fe2O3含量的穩(wěn)定控制：Fe2O3含量低，能增加玻璃的白度。但Fe2O3的含量的波動對熔化的影響也是很大的，是目前國內(nèi)玻璃所未能認(rèn)識的。下表2是Fe2O3對于深層玻璃液溫度的影響。F

18、e203含量的波動，直接影響玻璃液深層溫度導(dǎo)致玻璃液的透熱性及REDOX變化，從而影響玻璃液的均化和澄清。國外及國內(nèi)合資企業(yè)為了穩(wěn)定玻璃中的含鐵量，人為配入少量鐵粉，保持Fe2O3的穩(wěn)定性。 表2Fe2O3對于深層玻璃液溫度的影晌Fe2O3（%）0.080.511.3米以下353756、提高原料和混合料的檢測水平為了全面控制原料進廠的質(zhì)量，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定。質(zhì)量控制技術(shù)的關(guān)鍵是要有合適的技術(shù)和檢測手段，才能實現(xiàn)上述穩(wěn)定生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控。用x射線熒光光譜儀可以對玻璃各個原料、配合料和玻璃成品的成分進行快速定量分析、準(zhǔn)確分析、無損和操作方便等特點。目前市場上的商用儀器，通過建立方法，可以快速定量分析從B、C到U的所有元素成分。對玻璃各個原料的成分進行快速定量的分析，可以實現(xiàn)通過在投料前對原料的成分有效控制，避免了因成分分析滯后而使熔化過程中的成分嚴(yán)重波動的現(xiàn)象。用x射線熒光光譜儀完全可以完成多次分析、重復(fù)分析、批量分析的大量工作，這是其他分析方法無法解決的問題。用在線中子測水、電容測水、紅外測水、微波測水系統(tǒng)中其中的一種技術(shù)，通過和電子稱量系統(tǒng)的聯(lián)機，可實現(xiàn)對主要原料的含水量測量和密度補償，使配合料的成分準(zhǔn)確、穩(wěn)定。目前，大部分企業(yè)已經(jīng)使用了電子稱量系統(tǒng)，但電子稱量系統(tǒng)僅對重量具有敏感性，對原料中成分、水分的偏離無任何察覺能