1 选好优质石英砂
生产高白料首先是最大限度地降低玻璃原料中含铁量。高白料玻璃成份中SiO2含量一般大于72%,因此首先要选好石英砂。我厂使用的是价格较便宜的东海及凤阳两地石英砂,含铁量都能达到0.02%,SiO2含量不小于99.5%。
东海是天然水晶之乡,所产石英砂为脉石英系列,是由熔融岩浆侵入其它岩石冷凝而成。因此杂质含量低,砂子透明度高,熔点高。但矿贮藏量不丰富,质量不稳定。
安徽凤阳砂属于石英岩系列,颜色纯白,不透明,熔点较低,质量较稳定。
通过对两地石英砂使用情况比较,在两者含铁量相同情况下,东海石英砂制成品透明度明显要好。但其出料量比凤阳砂明显低,如下列数据所示:
1号炉33.32m2,用东海砂出料量42~43t/d,用凤阳砂出料量48t/d;
4号炉15.68m2,用东海砂出料量21t/d,用凤阳砂出料量24t/d。
2 尽量引用化工原料
化工原料一般杂质含量少,质量指标较稳定。我厂高白料成分中Al2O3由工业氢氧化铝引入。由于其成本高且难熔,一般只引入Al2O3 1.0%左右。
氧化钙及氧化镁由轻质碳酸钙和工业氧化镁引入。轻质碳酸钙和氧化镁都较轻,易飘浮于玻璃液面,随窑炉火焰换向而在液面上飘动,日久会形成“豆腐渣”似的液面,影响配合料熔化。以前我厂1号炉曾出现过此现象,严重影响瓶子质量。后采用白云石(MgO≥18%、Fe2O3≤0.06%)来替代,料液面马上变好。但白云石质量不稳定且含铁量也较高,最后改为无镁玻璃成份,大大降低了成品含铁量,成形效果也较好。
轻质碳酸钙由山东潍坊大家洼轻钙厂生产,其含铁量较低,一般在0.008%左右。它是利用潍坊碱厂提炼纯碱时用的锻烧石灰石的浆水,通过管道输送,将其进一步沉淀,然后还原为碳酸钙。
3 澄清剂、脱色剂
生产高白料使用的澄清剂应同时具有澄清及脱色作用。其中性能最好的当属化工原料白砒,但白砒是剧毒物质,近年来已被一些低毒澄清剂所代替。我厂继白砒后先后用过无锡玻璃助剂厂产的GC-Ⅱ型、C-Ⅱ型、F型以及S-Ⅰ型澄清剂等。
C-Ⅱ型指标为:CeO2 7.2%、CaO 36.8%、SiO2 18.8%、Sb2O3 2.34%、Al2O3 1.9%、Na2O 0.52%、Fe2O3 0.03%。
GC-Ⅱ型指标为:(As2O3+Sb2O3) (37±2)%、Na2O (12±2)%、SO3 (16±2)%、Fe≤0.05%、Cr≤0.003%、H2O≤5%。
S-Ⅰ型指标为:Sb2O3≥35.2%、CeO2 5.2%、Na2O 9%~11%、Al2O3 3%~5%、CaO 13.4%、SiO2 8%、Fe2O3 0.02%。
湖南某厂的STL-A型澄清剂:Sb2O3≥54%、(Na2O+SO3)≤28%、(Ce、Se、CoO、Ca、Si)≥15%、(Fe、Cr、Cu)≤0.02%,水份≤3%。
在料色要求更好的情况下可使用高纯三氧化二锑粉(Sb2O3≥99.5%),配合部分白砒使用效果很好。
实践表明,上述几种澄清剂各有其特点,都可用于高白料玻璃的生产。
过去我们也使用过芒硝,但时间长易形成硝水,飘浮于液面易侵蚀耐火材料。此外,在配合料中引入0.5F计的氟硅酸钠和0.5%~1.0%BaO的碳酸钡可明显增加料子的明亮度。氟硅酸钠可将部分Fe2O3和FeO转变为FeF3挥发出去,或生成无色的Na3FeF6,从而增加玻璃的透明性。
4 影响玻璃白度的其他因素
⑴燃料:生产高白料的重要一环除原料外,还有燃料。四川很多水晶料生产厂都用电熔炉或燃天然气以减少对玻璃液的污染。过去我厂在使用落地油及原油时有过沉痛教训。经分析,落地油中含灰分0.3%,灰分又含Fe2O3 10%。同时因油中水份过大,造成油压不稳,火焰时长时短,料色一直不稳定,脱色剂必须频繁调整,给生产带来很大麻烦。后改用正规炼油厂渣油后,料色一直比较稳定。
⑵气氛:表现在助燃风量、配合料水份、燃料性质及雾化气压大小等方面。我厂2号炉(64.6m2煤气炉)在生产高白料时,把助燃风量开到最大,使之呈强氧化性,避免了煤气炉气氛波动大且还原性强的缺陷,使料色效果纯正稳定。有些厂的经验表明,当使用自然进风或风量小时,窑炉气氛波动大且易呈还原性,将使玻璃中的SO2、SO3还原为硫化物,然后又与玻璃料中铁及硒作用生成硫化铁及硫硒化物,从而降低玻璃的白度。在料方相同情况下,我厂4号炉(燃油、自然进风)料色远远差于1号炉(燃油、机械鼓风),这是由于前者氧化气氛不足,使一部分氧化亚铁没有转换成Fe2O3所致