摘要:分析了吸料式供料方式器皿生产过程中气泡和条纹的产生以及白度不好的原因,提出了解决的方法。
关键词:玻璃器皿;吸料式供料;缺陷
山东华鹏玻璃股份有限公司一条生产线窑炉为燃油马蹄焰池窑,熔化面积11㎡,工作部吸料式供料,匹配一条高脚杯生产线。成型工序包括吹制、拉梃、爆口、抛光等过程。
经常产生气泡和条纹是生产中存在的主要问题,是制约产品产量和质量提高的主要因素。白度不好对产品质量也有重要影响。
1 原因分析
1.1 配方设计
为了降低生产成本,我们采硫酸盐作澄清剂。硫酸盐一般与氟化物共用。考虑到氟化物对耐火材料和模具等的侵蚀作用,没有引入。设计的配方呈还原性,氧化还原指数为—10.3,铁主要以Fe2+价态存在。由于Fe2+的着色能力大约是Fe3+的l0倍,因此增大了脱色剂的用量,导致产品透明度差、白度不高。
由于配方中没有引入氟化物,不产生氟与铁反应生成FeF3气体而使部分Fe2O3随废气排出的作用,Fe2O3的量没有降低,相应脱色剂用量不能减少,也是使产品的白度不高的一个原因。
1.2 熔化率
由于熔化率较低(一般在1.0t/㎡·d),料液在炉内滞留时间较长,使Fe2O3与还原剂得以充分作用,致使Fe2+大量存在。
1.3 配料与运输过程
配料及运输等过程引入的Fe2O3在成品中所占比例较大。设计含Fe2O3量0.028%,成品分析含Fe2O3量在0.05%左右。配料与运输过程Fe2O3的引入导致脱色剂用量相应增加,白度、透明度下降。
1.4 供料方式
气泡问题与目前的供料方式有很大关系。吸料剪料后料液分成两部分,一部分参与成型,另一部分经重新加热回到料液中,这部分料的温度高于周围料液的温度,下沉后与下部料液温度重新均化。
由于工作部温度较低(工作部空间温度1200℃以上,料液温度只有1100℃,要完全均化相当困难。这部分料液回到吸料点,与流液洞过来的高温玻璃液混合成同一料胎,致使料胎温度不均匀超过一定限度而形成条纹。高脚杯上的条纹呈带状分布基本证实了上述推测。
日本专家对条纹及其周围成分的分析结果差别也不大,断定不是成分不均的原因所致。
我们也曾将有条纹的产品在马弗炉中于900℃熔融,保温2h,冷却后观察条纹消失。在此温度条件下如果是成分不均匀不可能将条纹消除,这也说明了产品上的条纹是由于料液温度不均匀所致。
在上述重新加热过程中,由于温度的变化而使原先溶解于玻璃液中的气体重又析出,产生气泡,特别是用硫酸盐作澄清剂,由于硫有多种化合价,温度的变化极易引起价态的改变,也增加了气泡的生成机会。
2 解决的方法
2.1 改变配方
在配方设计中引入氟化物,可降低料液含Fe2O3量,并可起到助熔和澄清的作用。改变澄清剂,引入NaNO3,采用化学脱色和物理脱色相结合的方法进行脱色。少量引入Na2SO4,以进一步提高白度和透明度。
2.2 改造设备
降低配料及运输等过程引入铁,从设备改造人手,包括运输工具(铲车、碎玻璃拖车、运料拖拉机、手推车等)、碎玻璃仓、配合料仓、料斗、铁锨、混合机底板、侧壁、搅拌桨片和加料机等。采用加工程塑料衬板、用不锈钢镀聚胺酯等方法。
2.3 工作部温度控制
解决条纹和气泡问题,保持工作部温度的均匀是关键。虽然可以参照料道供料方法使参与成型的玻璃液不循环使用,但这需要改变窑炉结构。
在当前生产周期为解决条纹和气泡问题,我们将配方料性进行了适当的调整,适当提高工作部的成型温度,缩小工作部滞留料液、流液洞补充料液以及吸料余留料液的温度差。不定期强制均化工作部的温度,增加加热点,使工作部中纵深方向甚至整个工作部中的玻璃液温度尽量一致。
3 实施效果
上述一系列的措施逐步实施后取得了明显的成效。成品中含Fe2O3量降至0.04%左右,产品的白度与透明度明显好转。条纹与气泡对生产的影响程度大大减轻。
现在,我公司的器皿生产线产品平均成品率达到70%以上,达到国外的生产水平,超计划生产利润平均每月比以前增加18万元。
(赵寿建 张华武 邢永生 王正义)