Različne snovi, ki se uporabljajo za pripravo steklenih kompleksov, se skupaj imenujejo steklene surovine. Glavna surovina se nanaša na surovino, ki v steklo vnaša različne okside in tvori glavno telo steklene strukture, kar določa osnovne fizikalne in kemijske lastnosti stekla. Glavne surovine so kremenčev pesek, glinenec, apnenec, dolomit, natrijev karbonat in tako naprej. Te surovine se trenutno običajno dobavljajo v prahu. (1) Surovine silicijevega dioksida Glavna surovina silicijevega dioksida je kremenčev pesek (znan tudi kot kremenčev pesek), ki ga lahko glede na obstoječe stanje v naravi razdelimo na naravni kremenčev pesek in predelan kremenčev pesek. Zaradi kompleksnosti procesa nastajanja kemična sestava naravnega kremenčevega peska pogosto močno niha, vendar je porazdelitev velikosti delcev relativno enakomerna. Za kakovost naravnega kremenčevega peska je treba pozornost nameniti nadzoru kemične sestave, nihanju sestave in ognjevzdržni teži minerala. Kemična sestava v glavnem nadzoruje vsebnost Fez 03 in se razvršča in uporablja glede na njegovo kakovost. Razvrščanje kakovosti kremenčevega peska je navedeno v tabeli 2-16.2). Predelava kremenčevega peska se izvaja z določenim postopkom predelave in proizvodnje kremenčevih surovin iz kremenčeve kamnine ali peščenjaka. Ker je čistost kremenčeve ali peščenjačeve rude na splošno višja, je vsebnost nečistoč manjša in stabilna, je kakovost kremenčevega peska, ki nastane s predelavo, višja in stabilna. Vendar pa je od kremenčeve ali peščenjačeve rude do kremenčevega peska z določeno velikostjo zrn težko nadzorovati velikost zrn, zato so stroški visoki. Kremenčev pesek se običajno predeluje po mokri metodi z določeno vsebnostjo vlage. Kremenčev pesek je najtežje taljiv material. Velikost delcev, porazdelitev velikosti delcev in oblika delcev pomembno vplivajo na mešanje, taljenje in homogenizacijo kompozita. Zmanjšanje velikosti delcev je koristno za taljenje stekla, vendar so boljši, boljši. Kremenčev pesek v prahu se bo pojavil zaradi skupkov, v zrnatih režah pa se pojavi veliko število mikromehurčkov, ki jih povzroči staljeno steklo. Težave, hkrati pa lahko prisotnost kremenčevega peska v prahu povzroči prezgodnjo reakcijo in povzroči, da se v reakciji z materiali, kot so natrij, kalcij in magnezij, ustvari primarna gostota taline, viskoznost, kar lahko povzroči nastanek plasti materiala peči v hierarhiji, kar povzroči nastanek drugih ognjevzdržnih surovin v seriji. Oblika zrn peska je boljša pri oglati obliki, ker je površina oglate oblike velika in možnosti stika s fluksom med procesom mešanja in transporta niso enostavni za nanos. Kremenčev pesek je treba preveriti in sprejeti na območju rudarjenja. Vsebnost vlage v kremenčevem pesku mora biti pri proizvodnji rude pod 8 % in pri nalaganju peska v delavnici pod 5 %. Vrednost nihanja vlage je 0,4 %. Tabela 2-17 prikazuje zahteve glede kakovosti silikatnih surovin. (2) Vsebnost A1203 v navadnem steklu za steklenice je običajno 2,0 % ~ 5,0 %. Steklenice iz visoko belega materiala A1203 so v glavnem sestavljene iz aluminijevega oksida in aluminijevega hidroksida za lovljenje, vendar so zahteve glede kakovosti embalažnega stekla in barvnega stekla nižje. Pri uporabi spektakularnega A1203 se lahko uporabi tudi natrijev glinenec, kalijev glinenec ali kalcijev glinenec. Del glinenca Na2O3 ali K2O lahko nadomesti del sode, kar je ugodno za sistem taljenja stekla. Vendar pa je vsebnost železa v splošnem glinencu višja, Fe2O3 je manj kot 0,1 %, kar je zelo malo, zato se lahko uporablja le za splošno steklo za steklenice in pločevinke, ne pa za visokokakovostno steklo za steklenice in pločevinke. Glinenec lahko glede na svojo različno kemično sestavo razdelimo na štiri vrste. vrste kalijevega glinenca, natrijevega glinenca, kalcijevega glinenca, barijevega glinenca. V naravi je le malo posameznih nahajališč štirih glinencev, večina jih je pomešanih z drugimi minerali v različnih razmerjih. Tabela 2-18 navaja zahteve glede kakovosti za glinence. (3) Na20, surovina natrijevega oksida, je dober talilnik za steklo. Zato je vsebnost Na20 v kemični sestavi steklenic in pločevink tesno povezana s pogoji taljenja stekla, ki so trenutno večinoma v območju od 14 % do 16 %. Na20 v steklenicah se v glavnem vnaša s sodo. Soda je vrsta kemične surovine, njena glavna sestavina je Na2C03. Soda se deli na kristalno sodo (Na2C03·10H20) in kalcinirano sodo (Na2C03). Večina sode, ki se uporablja v steklarski industriji, je kalcinirana soda brez kristalne vode, pridobljena z amoniakovo alkalijsko metodo. Kalcinirana soda je bel prah, ki je lahko topen v vodi, zlahka absorbira vodo iz zraka in se topno strdi, zato ga je treba hraniti v suhem skladišču. Soda je eden najpomembnejših dejavnikov, ki vplivajo na ceno stekla. Za steklenice je treba dati prednost težkim alkalijam. V primerjavi z lahkimi alkalijami imajo težke alkalije dobro ohlapnost, higroskopičnost, manjšo nagnjenost k letenju in plastenju, kar lahko izboljša enakomernost in hitrost taljenja spojine. Predebeli delci sode pa ne morejo učinkovito sodelovati z drugimi ognjevzdržnimi materiali v materialu in enakomerno prispevati k učinku taljenja, kar bo povzročilo neenakomerno mešanico samega materiala in vplivalo na kakovost taljenja in bistrenja stekla, zato je primerno območje velikosti delcev od 0,22 do 0,42 mm. Pri dolgotrajni uporabi sode, ki pogosto vsebuje 5 % ~ 8 % vode, je treba pravočasno določiti vlažnost. Izhlapevanje sode med taljenjem stekla je 0,5 % ~ 3,2 %. Žgana soda pogosto vsebuje majhno količino NaCl, ker je Cl zelo aktiven, je erozija ognjevzdržnih materialov zelo resna. Količina sode je velika, kopičenje Cl v stekleni raztopini pa je v zadnjem času pritegnilo pozornost industrije. (4) Vloga kalijevega oksida (K20) v steklu je podobna vlogi Na20. Pri proizvodnji stekla za steklenice in pločevinke se majhna količina K20 uporablja za nadomestitev majhnega dela Na20, kar lahko poveča lomni količnik stekla ter izboljša sijaj in prepustnost izdelkov. Kemijska stabilnost dveh alkalijskih oksidov v steklu je boljša kot pri enem samem alkalijskem oksidu. V razmerju obeh obstaja optimalna točka, pojav je mešani bazni učinek. Učinek K20 na koeficient toplotnega raztezanja stekla je večji kot pri Na20. Zato je treba pri zamenjavi dela Na20 s K20 upoštevati vpliv na koeficient toplotnega raztezanja stekla. K20 v steklu za steklenice se običajno uvaja s kalcinacijo kalijevega karbonata. Ko se kalijev karbonat tali v steklu, je izguba hlapnih snovi K20 približno 12 % lastne mase. Zahteve glede kakovosti kalijevega karbonata so: K2CO3 manj kot 96 %, Na2O40,2 %, KCI+K2S04 43,5 %, netopno v vodi < 0,3 %, voda -3 %. Cena pepelike je višja od cene sode, ker ta zunaj steklenic in pločevink zahteva posebne zahteve. Večina steklenic in pločevink ne uporablja pepelike za neposredno črpanje kalijevega oksida, temveč namesto tega uporablja kalijev oksid z glinencem. (5) Vnos kalcijevega oksida kot surovine v steklu ima glavno vlogo stabilizatorja, torej povečuje kemijsko stabilnost in mehansko trdnost stekla, če pa je vsebnost previsoka, lahko poveča tendenco kristalizacije stekla in steklo postane krhko. Vsebnost CaO v navadnem steklenicnem steklu je 7 % ~ 11 %, običajno ne več kot 12,5 %. CaO lahko pri visoki temperaturi zmanjša viskoznost stekla, pospeši taljenje in bistrenje. Steklo, ko pa temperatura pade, se viskoznost zelo hitro poveča, kar oteži oblikovanje, zato je treba pri določanju vsebnosti CaO v steklu poleg vpliva CaO na lastnosti stekla upoštevati tudi metodo oblikovanja stekla in druge dejavnike. Steklo z visoko vsebnostjo CaO je treba hitro dati v žarilno peč, sicer izdelek zlahka poči. Pri taljenju natrijevo-kalcijevega stekla je bolje uporabiti Na₂Ca₂O pri temperaturi 21 °C. Glavne surovine, ki se uporabljajo za izdelavo kozarčevega stekla, so apnenec, kalcit in kreda. Apnenec, ki vsebuje 40,015 % Fez 03, se uporablja za proizvodnjo posode in belih materialov. Apnenec, ki vsebuje manj kot 0,04 % Fez 03, se uporablja za proizvodnjo barvnega stekla. Vsebnost vode v apnencu je treba nadzorovati na manj kot 1 %. Kadar sestava stekla zahteva zelo strogo vsebnost železovega oksida, ga lahko nadomestimo s kalcitom, ki je veliko čistejši od apnenca, a tudi veliko dražji. (6) Količina magnezijevega oksida (Mgo) v kemični sestavi steklenic in pločevink je običajno manjša od 2 %. Pri uporabi delnega Mgo za nadomestitev delnega CaO se lahko poveča viskoznost pri visoki temperaturi steklaste tekočine, upočasni strjevanje stekla, podaljša spol, izboljšajo se lastnosti stekla in zmanjšajo njegovo nagnjenost k kristalizaciji. Kalcijev, magnezijev in dvovalentni zemeljskoalkalijski kovinski oksidi lahko izboljšajo kemijsko stabilnost stekla in preprečijo, da bi izdelek dolgo časa padel v vlažnem okolju. Pojav plesni. Na splošno je treba količino nadomestka nadzorovati pod 3 %, medtem ko je količina nadomestka večja od 3 %, kar vpliva na taljenje in oblikovanje stekla. Prej se je mislilo, da se dolomit in apnenec talita iz drobnih delcev, vendar se je z globljimi raziskavami mehanizma visoke temperature vse bolj poglobil mehanizem nastajanja stekla. V stekleni šarži se bodo okoli velikih delcev silicijevega dioksida adsorbirali delci dolomita, kar bo preprečilo, da bi pesek sodeloval v reakciji. Medtem ko grobejši delci apnenca na začetku silikatne reakcije niso zmočeni s primarno fazo, lahko primarna tekočina gladko prehaja skozi vrzeli med grobozrnatim dolomitom, apnencem in silicijevim peskom, ki jih obdaja, da bi se omočila, kar še dodatno poveča hitrost silikatne reakcije. Vendar pa plini, ki se sproščajo zaradi njihovega hitrega razkroja in taljenja, v poznejši fazi prispevajo k bistrenju in homogenizaciji steklene tekočine. Ugotovljeno je, da se talilne in bistrenje stekla znatno izboljša, ko se velikost delcev obeh poveča na 2,5 mm, talilne in bistrenje stekla pa se znatno zmanjša, ko pa je velikost delcev večja od 3 mm, se talilne in bistrenje stekla znatno zmanjša. Zato je treba zgornjo mejo delcev dolomita in apnenca nadzorovati v določenem območju. Trenutno je uporaba dolomita in apnenca z večjimi zrni trend. V dejanski proizvodnji se pri izračunu formule stekla za dodajanje MgO uporablja dolomit, nezadostni del CaO pa se dopolni z apnencem ali kalcitom. Če sestava stekla ne vsebuje CaO, dolomita ni mogoče uporabiti za privabljanje MgO v steklo, zato je treba za privabljanje MgO izbrati magnezijev karbonat. Zahteve glede kakovosti dolomita so Mg0 ≥ 20 %, CaO < 32 %, Fe2O3 < 0,15 %.(7) Barijev oksid (BaO) kot surovina za steklo je v osnovi enak kot CaO in Mgo, vendar ima steklo, ki vsebuje barij in CaO, dober sijaj in veliko gostoto. Običajno se v barvnem steklu steklenic doda 0,5 % do 1 % BaO, da se izboljša sijaj stekla. BaO lahko pospeši taljenje, bistrenje in prepreči kristalizacijo stekla, vendar je prevelik odmerek zaradi reakcije 2BaO 1002-2BaO2 otežen bistrenje stekla, lonček in ognjevzdržni materiali pa so bolj podvrženi eroziji. Naravni barijev sulfat (BaS04), znan kot barit, BaS04 vsebuje veliko nihanj in veliko nečistoč, zato se zahteve glede kakovosti stekla ne razlikujejo. Industrijski BaS04 se uporablja predvsem za fluor. Steklo za motnost in imitacija žadnega stekla v steklenicah povzročata relativno šibek učinek motnosti. Vendar se to zgodi, ko uporabite preveč. Kozarec vode. To lahko povzroči vrsto negativnih učinkov na ognjevzdržne materiale, lonček, oblikovanje in kakovost izdelka. Pri proizvodnji steklenic in pločevink se Bao običajno uporablja v industrijskem barijevem karbonatu. Poleg tega imajo surovine, ki vsebujejo barij, določeno toksičnost, zato je treba pri šaržnem postopku paziti na zaščito. Zahteve glede kakovosti za industrijski barijev karbonat so 97 % BacO3, 40,1 % Fe2O3 in 3 % netopnega v kislini.
Čas objave: 14. april 2020