玻璃體的缺陷種類繁多,有熔制過程中產(chǎn)生,也有在成型或加工過程中產(chǎn)生,其中以熔制過程中產(chǎn)生的 為復(fù)雜,在熔化過程中玻璃的物理.化學(xué)均一性受到破壞而產(chǎn)生的缺陷稱為玻璃體的缺陷。有缺陷的玻璃不但嚴重影響制品的成型和加工質(zhì)量,而且會造成制品的大量報廢,浪費原材物料和能源。玻璃氣泡是可見氣體的夾雜物,其化學(xué)組成中常含有02、N2、CO、c02、S02、I-120等。玻璃氣泡按尺寸大小可分為灰泡(直徑小于0.8mm)和氣泡(直徑大于0.8mm)兩種。其形狀有球形、橢圓形及線狀。氣泡變形主要是在成型過程中造成的。
根據(jù)玻璃氣泡產(chǎn)生的原因不同,可分為:一次玻璃氣泡(配合料殘留氣泡)、二次玻璃氣泡、外界空氣玻璃氣泡、耐火材料玻璃氣泡和金屬鐵等引起的玻璃氣泡。
一、一次氣泡。配合料在熔化過程中由于各組分的化學(xué)反應(yīng)和易揮發(fā)組分的揮發(fā),釋放出大量氣體,并隨著溫度的增加和玻璃粘度的降低,氣體不斷地從玻璃熔體內(nèi)逸出。當玻璃逐步轉(zhuǎn)入澄清均化階段,為了加速氣泡的排除,一般采用提高熔制溫度和加入澄清劑或加入能降低表面張力的氧化物以幫助氣泡逸出,即使如此仍會有氣泡沒有逸出或者由于平衡被破壞,使溶解了的氣體又重新析出,仍然殘留在玻璃內(nèi),這種氣泡稱之為一次氣泡。當配合料中石英砂顆粒粗細差別懸殊,澄清劑用量不足,或是配合料與碎玻璃投料時的溫度太低,熔化和澄清溫度過低等都會產(chǎn)生一次氣泡的缺陷。再有當出料量超過設(shè)計指標或加料量和出料嚴重不平衡時也會出現(xiàn)一次氣泡。
二、二次氣泡。澄清后的玻璃液同溶解于其中的氣體處于平衡狀態(tài),這時玻璃中不會出現(xiàn)氣泡,但當玻璃液所處的平衡條件有所改變時,例如爐內(nèi)氣體介質(zhì)成分發(fā)生變化;爐壓發(fā)生變化或溫度波動等,都會使已經(jīng)澄清結(jié)束的玻璃液內(nèi)又出現(xiàn)氣泡或灰泡。因此時產(chǎn)生的氣泡很小,而玻璃液在這一溫度范圍內(nèi)的粘度又較大,排除這些氣泡就非常困難,于是就會大量地殘留于玻璃液內(nèi)。造成二次氣泡的原因有物理和化學(xué)兩種,如果降溫后的玻璃液又一次升溫并超過工藝規(guī)定的范圍,則原來溶解于玻璃液中的氣體將由于溫度變化而造成溶解度降低,析出細小和均勻分布的二次氣泡。這種情況是屬于物理上的原因。屬于物理原因的還有爐內(nèi)壓力的急劇變化或機械攪拌調(diào)節(jié)的不合適,這些也會引起二次氣泡,有些池爐底部有鉑熱電偶直接和玻璃液接觸,當這些熱電偶或電 不慎接地,就會造成電 氣泡,這些氣泡量多且小,并含較高02量,解決措施只要接地就可以了。化學(xué)上的原因主要是與玻璃的化學(xué)組成和所使用的原料有關(guān),當某些組分的再次分解發(fā)生于已澄清均化結(jié)束后時,此時產(chǎn)生的氣泡也屬二次氣泡。
三、外界空氣氣泡。配合料粉料顆粒間所包含的空氣和碎玻璃塊之間所含的氣體以及碎玻璃表面吸附的氣體等都會隨著加料帶入到玻璃中,這些氣體在熔制與澄清過程時都會釋放出來,但實際上,它們將或多或少地有部分殘留于玻璃之中,造成氣泡。成型過程中,由于夾入空氣造成氣泡也是經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象,例如當泥芯與泥筒的 不一致,轉(zhuǎn)動時有偏心或不垂直等現(xiàn)象時會產(chǎn)生固定區(qū)域的氣泡群,此時只要糾正垂直度或減少偏心就可以這部分氣泡。由于攪拌器轉(zhuǎn)速過快也會破壞玻璃液的平衡,卷入大量空氣氣泡,此時可以減慢或停止攪拌器。其它如料碗環(huán)的裂縫等也會造成空氣氣泡。避免外界空氣氣泡的措施是采用適量的碎玻璃。碎玻璃的塊度大小要恰當,原料顆粒的級配應(yīng)相近,成型時應(yīng)避免有氣泡夾入。
四、耐火材料氣泡。玻璃和耐火材料間的物理化學(xué)作用會產(chǎn)生氣泡,當一個新熔爐或通道投入使用時,常由于開始階段耐火材料放氣而形成氣泡。耐火材料本身有 的氣孔率,當接觸玻璃液時,由于玻璃液的滲透,氣孔中的氣體就被排擠到玻璃液內(nèi),耐火材料中所含鐵的化合物對于玻璃液內(nèi)殘余鹽類的分解起催化作用,同時也將引起氣泡。在耐火材料受到玻璃液侵蝕后,使玻璃液中的Si02和A1203含量增加, Na2C03分解,同時對玻璃液中比較不穩(wěn)定的含c02及S02化合物也產(chǎn)生排擠作用,引起排氣,形成玻璃氣泡。耐火材料氣泡的氣體組成主要是S02、02、C02和空氣等,為了防止這些氣泡的產(chǎn)生, 提高耐火材料質(zhì)量,在操作上也應(yīng)盡可能地穩(wěn)定熔爐的作業(yè)制度。不適當?shù)奶岣呷壑茰囟葧觿δ突鸩牧系那治g,不穩(wěn)定的料液面會增加玻璃液對耐火材料的侵蝕。在新池爐和通道投入使用前,可以鋪上一層無機鹽涂層,以增加耐火材料和玻璃的相容性,也可以用與產(chǎn)品一致的碎玻璃進行高液位和低液位的清洗,這 都是池爐在開始生產(chǎn)時就可以獲得無氣泡的 玻璃。
五、金屬鐵引起的氣泡。在配合料輸送、混和及熔制過程中,都有可能接觸到鐵制器具,從而導(dǎo)致有鐵質(zhì)帶入玻璃液中,造成玻璃染色,而鐵制器具中所含的碳會和玻璃中的殘余氣體作用,釋放出氣體,形成玻璃氣泡。要避免金屬鐵所引起的氣泡,在操作時就要很小心,不使鐵質(zhì)落入熔爐內(nèi),同時在各道工序中要盡量減少與鐵制器具接觸的機會。