Dažādās vielas, ko izmanto stikla kompleksu pagatavošanā, kopā sauc par stikla izejvielām. Galvenā izejviela ir izejviela, kas ievada stiklā dažādus oksīdus, veidojot stikla struktūras pamatdaļu, kas nosaka stikla pamatfizikālās un ķīmiskās īpašības. Galvenās izejvielas ir kvarca smiltis, laukšpats, kaļķakmens, dolomīts, sodas pelni utt. Šīs izejvielas pašlaik parasti tiek piegādātas pulvera veidā. (1) Silīcija dioksīda izejvielas Silīcija dioksīda galvenā izejviela ir kvarca smiltis (pazīstama arī kā kvarca smiltis), ko var iedalīt dabiskajās kvarca smiltīs un apstrādātajās kvarca smiltīs atbilstoši to dabiskajam stāvoklim. Dabisko kvarca smilšu ķīmiskais sastāvs to veidošanās procesa sarežģītības dēļ bieži vien ievērojami svārstās, taču to daļiņu izmēra sadalījums ir relatīvi vienmērīgs. Lai nodrošinātu dabisko kvarca smilšu kvalitāti, uzmanība jāpievērš ķīmiskā sastāva, sastāva svārstību un ugunsizturīgo minerālu svara kontrolei. Ķīmiskais sastāvs galvenokārt kontrolē Fez 03 saturu, un to klasificē un izmanto atbilstoši tā kvalitātei. Kvarca smilšu kvalitātes klasificēšana ir norādīta 2-16.2. tabulā. Kvarca smilšu apstrāde. Kvarca smilšu apstrāde ir kvarca iezis vai smilšakmens neapstrādāta rūda, izmantojot noteiktu apstrādes un silīcija izejvielu ražošanas procesu. Tā kā kvarcīta vai smilšakmens rūdas tīrība parasti ir augstāka, piemaisījumu saturs ir mazāks un stabils, apstrādes rezultātā iegūtās silīcija smilšu kvalitāte ir augstāka un stabilāka. Tomēr no kvarcīta vai smilšakmens rūdas līdz pieejamai silīcija smiltij ar noteiktu graudu lielumu ir grūti kontrolēt graudu lielumu, tāpēc izmaksas ir augstas. Silīcija smiltis parasti apstrādā ar mitro metodi ar noteiktu mitruma saturu. Silīcija smiltis ir visgrūtāk kausējamais materiāls. Daļiņu izmēram, daļiņu izmēra sadalījumam un daļiņu formai ir svarīga ietekme uz kompozīta sajaukšanu, kušanu un homogenizāciju. Daļiņu izmēra samazināšanās ir labvēlīga stikla kušanai, bet jo smalkāka, jo labāk. Silīcija smilšu pulveris pastāvēs klastera, granulētas spraugas dēļ, kas rodas lielā skaitā mikroburbuļu, ko izraisa kušanas grūtības. Arī silīcija smilšu pulvera klātbūtne var būt priekšlaicīga, un materiālu, piemēram, nātrija, kalcija un magnija, klātbūtne reakcijā var radīt primāro kausējumu, kura blīvums un viskozitāte var viegli izraisīt krāsns materiāla slāņa veidošanos hierarhijā, izraisot citu ugunsizturīgu izejvielu iekļūšanu partijā. Smilšu graudu forma ir labāka ar leņķisko formu, jo virsmas laukums ir liels, un plūsmas saskares iespējas sajaukšanas procesā, transportējot, nav viegli slāņot. Silīcija smiltis ir jāpārbauda un jāpieņem ieguves zonā. Silīcija smilšu mitruma saturam jābūt kontrolētam zem 8%, kad rūda tiek ražota, un zem 5%, kad smiltis tiek iekrautas darbnīcā. Mitruma svārstību vērtība ir 0,4 %. 2.–17. tabulā ir parādītas silīcija izejvielu kvalitātes prasības. (2) A1203 saturs parastajā pudeļu stiklā parasti ir 2,0 % ~ 5,0 %. Augstas baltās krāsas stikla pudeles A1203 galvenokārt sastāv no alumīnija oksīda un alumīnija hidroksīda, lai uztvertu, taču zemākas ir iepakojuma stikla un krāsainā stikla kvalitātes prasības. Var izvēlēties arī nātrija laukšpatu, kālija laukšpatu vai kalcija laukšpatu, lai piesaistītu uzmanību laukšpatam A1203. Vienlaikus laukšpata NazO vai K20 daļas var aizstāt sodas pelnus, kas ir izdevīgi stikla kausēšanas sistēmai. Tomēr dzelzs saturs kopumā laukšpatā ir augsts, Fe203 ir mazāks par 0,1 %, tāpēc to var izmantot tikai vispārējam pudeļu un bundžu stiklam, un to nevar izmantot augstākas kvalitātes pudeļu un bundžu stiklam. Laukšpatu pēc tā atšķirīgā ķīmiskā sastāva var iedalīt četros veidos. kālija laukšpats, nātrija laukšpats, kalcija laukšpats, bārija laukšpats. Dabā ir sastopamas dažas atsevišķas četru laukšpatu atradnes, no kurām lielākā daļa ir sajaukta ar citiem minerāliem dažādās proporcijās. 2.–18. tabulā ir uzskaitītas laukšpata materiālu kvalitātes prasības. (3) Na20, nātrija oksīda izejviela, ir labs stikla kušanas līdzeklis. Tāpēc Na20 saturs stikla pudeļu un kannu ķīmiskajā sastāvā ir cieši saistīts ar stikla kušanas apstākļiem, kas pašlaik pārsvarā ir 14–16 % robežās. Na20 pudeļu stiklā galvenokārt nonāk ar sodas pelniem. Soda ir ķīmiska izejviela, kuras galvenā sastāvdaļa ir NazCO3. Soda tiek iedalīta kristāliskajā sodā (Na2CO3·10H20) un kalcinētajā sodā (NazCO3). Lielākā daļa stikla rūpniecībā izmantotās sodas ir kalcinēta soda bez kristālūdens, kas iegūta ar amonjaka sārmu metodi. Kalcinētā soda ir balts pulveris, kas viegli šķīst ūdenī, viegli uzsūc ūdeni gaisā un šķīst, salipst, tāpēc tā jāuzglabā sausā noliktavā. Soda ir viens no svarīgākajiem faktoriem, kas ietekmē stikla izmaksas. Pudeļu stiklam priekšroka jādod smagajiem sārmiem. Salīdzinot ar vieglajiem sārmiem, smagajiem sārmiem ir laba irdenība, higroskopiskums, mazāka tieksme uz pūšanu un slāņošanos, kas var uzlabot maisījuma vienmērīgumu un kušanas ātrumu. Taču pārāk biezas sodas daļiņas nevar efektīvi mijiedarboties ar citiem ugunsizturīgiem materiāliem materiālā, vienmērīgi veicinot saplūšanas efektu, radot nevienmērīgu sajaukšanos ar pašu materiālu, ietekmējot stikla kušanas kvalitāti un dzidrumu, tāpēc piemērots daļiņu izmēru diapazons ir 0,22–0,42 mm. Kalcinētā soda ilgstoši tiek uzglabāta, bieži vien saturot 5–8 % ūdens, tāpēc lietošanas laikā ir jānosaka mitruma saturs. Kalcinētās sodas iztvaikošana stikla kausēšanas laikā ir 0,5–3,2 %. Kalcinētā soda bieži satur nelielu daudzumu NaCl, jo Cl ir ļoti aktīvs, un ugunsizturīgo materiālu erozija ir ļoti nopietna. Kalcinētās sodas daudzums ir liels, un Cl uzkrāšanās stikla šķīdumā nesen ir piesaistījusi nozares uzmanību. (4) Kālija oksīda (K20) loma stiklā ir līdzīga Na20 lomai. Pudeļu un bundžu stikla ražošanā neliels daudzums K20 tiek izmantots, lai aizstātu nelielu Na20 daļu, kas var palielināt stikla refrakcijas indeksu un uzlabot produktu spīdumu un caurlaidību. Divu sārmu oksīdu ķīmiskā stabilitāte stiklā ir labāka nekā viena sārmu oksīda ķīmiskā stabilitāte. Abu attiecībā pastāv optimālais punkts, šī parādība ir jauktas bāzes efekts. K20 ietekme uz stikla termiskās izplešanās koeficientu ir lielāka nekā Na20. Tāpēc, aizstājot daļu Na20 ar K20, jāņem vērā ietekme uz stikla termiskās izplešanās koeficientu. K20 pudeļu stiklā parasti tiek ievadīts, kalcinējot kālija karbonātu. Kad kālija karbonātu izkausē stiklā, K20 gaistošo vielu zudumi ir aptuveni 12% no tā masas. Kālija karbonāta kvalitātes prasības ir: K2CO3 mazāk nekā 96%, Na2O40,2%, KCI+K2S04 43,5%, ūdenī nešķīstošs <0,3%, ūdens -3%. Potaša cena ir augstāka nekā sodas pelniem, jo ārpus pudeļu un bundžu stikla ir īpašas prasības, un lielākajā daļā pudeļu un bundžu stikla kālija oksīda tiešai iegūšanai netiek izmantots potašs, bet gan kālija oksīds ar laukšpatu. (5) Kalcija oksīda izejvielas kalcija oksīda (Ca0) ievadīšana stiklā ir galvenā stabilizatora loma, tas ir, palielina stikla ķīmisko stabilitāti un mehānisko izturību, bet, ja saturs ir pārāk augsts, tas var palielināt stikla kristalizācijas tendenci un viegli padarīt stiklu trauslu. CaO saturs parastajā pudeļu stiklā ir 7% ~ 11%, parasti ne vairāk kā 12,5%. CaO augstā temperatūrā var samazināt stikla viskozitāti, veicināt kušanu un dzidrināšanu. stikls, bet, temperatūrai pazeminoties, viskozitāte ļoti ātri palielinās, apgrūtinot formēšanu, tāpēc, nosakot CaO saturu stiklā, papildus Cao ietekmei uz stikla īpašībām jāņem vērā arī stikla formēšanas metode un citi faktori. Stikls ar augstu Cao saturu ātri jāievieto atkvēlināšanas krāsnī, pretējā gadījumā produkts viegli pārsprāgs. Kausējot nātrija-kalcija stiklu, labāk ir tuvoties 21 ar Na0Ca0. Galvenās izejvielas, ko izmanto burku stiklā, ir kaļķakmens, kalcīts un krīts. Kaļķakmeni, kas satur 40,015% Fez O3, izmanto trauku un balto materiālu ražošanā. Kaļķakmeni, kas satur mazāk nekā 0,04% Fez O3, izmanto krāsainā stikla ražošanā. Kaļķakmens ūdens saturs jākontrolē līdz mazāk nekā 1 %. Ja stikla sastāvam ir nepieciešams ļoti stingrs dzelzs oksīda saturs, to var aizstāt ar kalcītu, kas ir daudz tīrāks par kaļķakmeni, bet arī daudz dārgāks. (6) Magnija oksīda (Mgo) daudzums stikla pudeļu un kannu ķīmiskajā sastāvā parasti ir mazāks par 2 %. Izmantojot daļēju Mgo daļēja CaO vietā, var palielināt viskozitāti, ja stiklveida šķidrums ir augstā temperatūrā, var palēnināt stiklveida vielas sacietēšanas ātrumu, pagarināt tā sacietēšanu, uzlabot stiklveida vielas formu un samazināt tās kristalizācijas tendenci. Kalcijs, magnijs un divvērtīgo sārmzemju metālu oksīds var uzlabot stiklveida vielas ķīmisko stabilitāti, novērst produkta ilgstošu uzkrāšanos mitrā vidē. Pelējuma parādība. Parasti aizvietošanas daudzums jākontrolē zem 3 %, bet aizvietošanas daudzums, kas pārsniedz 3 %, ietekmēs stikla kušanu un veidošanos. Agrāk tika uzskatīts, ka dolomīts un kaļķakmens kūst no smalkām daļiņām, taču, padziļinoties pētījumiem par augstas daļiņas kušanas mehānismu, tas ir kļuvis vēl svarīgāks. Temperatūras stikla partijā tiks konstatēta starpgraudu dolomīta daļiņu adsorbcija ap lielajām silīcija dioksīda daļiņām, novēršot smilšu dalību reakcijā, savukārt rupjākas kaļķakmens daļiņas silikāta reakcijas sākumā netiek samitrinātas ar primāro fāzi, primārais šķidrums var netraucēti iekļūt spraugās starp lielgraudu dolomītu, kaļķakmeni un silīcija dioksīda smiltīm, lai mitrinātu apkārtni, vēl vairāk palielinot silikāta reakcijas ātrumu. Tomēr vēlākā posmā gāzes, kas izdalās to straujās sadalīšanās un kušanas rezultātā, veicina stikla šķidruma dzidrināšanu un homogenizāciju. Ir konstatēts, ka, palielinoties abu daļiņu izmēram līdz 2,5 mm, stikla kušanas un dzidrināšanas īpašības ievērojami uzlabojas, un, ja daļiņu izmērs ir lielāks par 3 mm, stikla kušanas un dzidrināšanas īpašības ievērojami samazinās. Tāpēc dolomīta un kaļķakmens daļiņu augšējā robeža ir jākontrolē noteiktā diapazonā. Pašlaik tendence ir izmantot lielāka grauda dolomītu un kaļķakmeni. Faktiskajā ražošanā, aprēķinot stikla formulu, dolomīts tiek izmantots Mgo ievadīšanai, un nepietiekamā CaO daļa tiek papildināta ar kaļķakmeni vai kalcītu. Ja stikla sastāvā nav CaO, dolomītu nevar izmantot Mgo piesaistīšanai stiklā, Mg0 piesaistīšanai jāizvēlas magnija karbonāts. Dolomīta kvalitātes prasības ir Mg0≥20%, Cao<32%, Fe2O3<0,15%.(7) Bārija oksīda izejvielas, bārija oksīda (Bao) izmantošana stikla, Cao un Mgo ražošanā būtībā ir vienāda, taču bāriju saturošam stiklam un Cao saturošam stiklam ir labs spīdums un augsta blīvuma pakāpe. Parasti krāsaino pudeļu stikla sastāvā ir 0,5% ~ 1% Bao, lai uzlabotu stikla spīdumu. Bao var paātrināt stikla kušanu, dzidrināšanu un kristalizācijas novēršanu, taču, ja deva ir pārāk liela, 2Ba0-1002-2BaO2 reakcijas dēļ stikla dzidrināšana ir apgrūtināta, un tīģelī un ugunsizturīgos materiālos ir lielāka erozija. Dabīgais bārija sulfāts (BaS04), kas pazīstams kā barīts, satur lielu daudzumu svārstību, un arī piemaisījumu saturs ir liels, tāpēc to izmanto tikai tad, ja stikla kvalitātes prasības nav augstas. Rūpniecisko BaS04 galvenokārt izmanto fluora necaurredzamības nodrošināšanai. Stikls un nefrīta stikla imitācija pudeļu stiklā rada relatīvi vāju necaurredzamības efektu. Taču tas notiek, ja izmanto pārāk daudz. Ūdens glāze rada virkni negatīvu efektu uz ugunsizturīgiem materiāliem, tīģeli, formēšanu un produktu kvalitāti. Pudeļu un bundžu stikla ražošanā Bao parasti ievada rūpnieciskais bārija karbonāts. Turklāt bāriju saturošām izejvielām ir zināma toksicitāte, tāpēc partiju ražošanas procesā jāpievērš uzmanība aizsardzībai. Rūpnieciskā bārija karbonāta kvalitātes prasības ir Bac03 97%, Fe203 40,1% un skābē nešķīstoši 3%.
Publicēšanas laiks: 2020. gada 14. aprīlis