專利名稱：高鋁低純堿日用玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鈉鋁鈣硅系日用玻璃。
日用玻璃一般為鈉鈣硅玻璃，純堿的消耗量較大，在玻璃生產(chǎn)成本中純堿約占原料成本80%，占總成本的40%。以往的低純堿玻璃試驗方案中，Al2O3、CaO和MgO含量較高，R2O(鈉、鉀堿金屬氧化物)含量較低，導(dǎo)致熔化溫度，滴料溫度和退火溫度升高，成型工藝改變，造成成品率下降，能耗增加，窯爐熔化能力降低。這一改進(jìn)方案雖節(jié)省了純堿，但綜合效益差，難以推廣。上海日用玻璃公司自85年開始研制的低堿瓶罐玻璃，通過引入0.3-0.4%的Li2O來代替R2O，取得一定技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。但這一方案純堿節(jié)約量僅為24%，析晶溫度上限一般在1100℃以下。
本發(fā)明的目的在于提供一種高鋁低純堿日用玻璃，在保持玻璃生產(chǎn)工藝性的前提下，大幅度降低純堿的消耗。
本發(fā)明的任務(wù)是這樣實現(xiàn)的。
采用一種高鋁鈉鈣硅系玻璃設(shè)計成份，其中Al2O310-15%R2O 14-16%CaO 6-10%SiO2，Al2O3，CaO和R2O之外的其它含量組份不超過1.0%。
其中Fe2O3含量不大于0.35%，MgO不大于0.5%。
所述玻璃成份中98%以上的SiO2，是通過配合料中的SiO2-Al2O3-R2O系長石礦石引入。
這種SiO2-Al2O3-R2O系礦石的優(yōu)選對象是長石，或劣等長石，如瓷石。
所述玻璃的配合料中包含復(fù)合澄清劑芒硝(Na2SO4)，硝酸鈉(NaNO3)和白砒(As2O3)，芒硝含率為2-10%。
本發(fā)明的主要技術(shù)措施在于用長石類礦石代替純堿，這類礦石在我國資源豐富，價格低廉。但同時引入了SiO2和Al2O3，前者可省去石英砂消耗，而后者會造成玻璃粘度、表面漲力的增加，導(dǎo)致玻璃熔體均化和澄清困難，而且提高熔化溫度，加快成型硬化速度。此外過高的Al2O3含量會增加玻璃的折晶傾向。現(xiàn)有的日用瓶罐玻璃設(shè)計成份中AL2O3的含量一般不超過4%，而鈉長石中Al2O3的含量為20%左右，所以低鋁的玻璃設(shè)計成份限制了配合料中長石的用量。
本發(fā)明所提的玻璃設(shè)計成份中絕大部分或全部的SiO2由長石類礦物引入，大部分R2O也由長石類礦石引入，其余R2O由純堿和芒硝引入。較高的R2O含量是為了保證玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性和熔化成型工藝性。較低的CaO含量為控制玻璃析晶溫度和料性長短。MgO的存在雖有抑制析晶作用，但會增加玻璃的高溫粘度和表面漲力，這對于高鋁高鈉成份的玻璃是十分不利的。一般鈉鈣硅玻璃MgO量超過2%，本發(fā)明需將MgO量控制在0.5%以下。
芒硝是玻璃配合料中常用的助熔和澄清劑成份，一般在加入芒硝同時還加入還原炭粉，使芒硝在800℃以下開始分解，并限制硝水的形成。使用芒硝還能引入Na2O，代替部分純堿。本發(fā)明將芒硝、硝酸鈉和白砒作為復(fù)合澄清劑加入玻璃配合料中。硝酸鈉和白砒的存在控制窯爐氣氛，使芒硝在1100℃以上才進(jìn)行分解，同時還兼有脫色作用。上述復(fù)合澄清劑的基本化學(xué)反應(yīng)為(1)較低溫度下硝酸鈉分解，白砒氧化
反應(yīng)溫度在500℃-900℃之間，硝酸鈉在這里兼有助熔作用，配合料中硝酸鈉的實際用量要較理論計算值大。
(2)高溫下砷酸鈉分解
這里As2O3的氧澄清作用與化學(xué)脫色緊密聯(lián)系的。由于未使用炭粉等還原劑，使芒硝在1120℃以上的高溫下才進(jìn)行熱分解。
(3)硫酸鈉分解反應(yīng)
若在還原性氣氛中，上述反應(yīng)在800-900℃下進(jìn)行。
芒硝高溫分解的均化和澄清效果更好，但芒硝加入量必須按生產(chǎn)狀況嚴(yán)格控制，以避免析出硝水。
復(fù)合澄清劑三種成份的用量為芒硝含率2-10%，白砒用量為配合料總量的0.2-0.6%，硝酸鈉用量是白砒的7-11倍。
采用上述高鋁低純堿玻璃配方后窯爐和成型主要工藝參數(shù)，如熔化溫度、滴料溫度、退火溫度和成型硬化速度等與原鈉鈣硅普通玻璃一改，能耗沒有增加，成品率和產(chǎn)率不降低，爐料對爐壁的侵蝕作用還有緩和趨勢。成品的質(zhì)量指標(biāo)全部符合有關(guān)要求。玻璃析晶上限溫度的測試結(jié)果為1135℃。一年多生產(chǎn)實踐證明，純堿消耗量降低40%以上，噸成品原料成本降低80-120元。這種玻璃料特別適用生產(chǎn)青白料、棕色料和翠綠料日用瓶罐制品。
下面以實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明配合料組成長石 385kg純堿 40kg方解石 62.5kg螢石 2.2kg芒硝 15kg白砒 2kg硝酸鈉 20kg其中長石的成份為SiO270.69%，Al2O316.68%，CaO 0.65%，MgO 0.29%，Na2O 10.97%。
熔化溫度為1500±20℃一個產(chǎn)品送樣化學(xué)分析結(jié)果為SiO263.12%，Al2O311.95%，F(xiàn)e2O30.32%，CaO 9.42%，
MgO 0.088%，Na2O 11.16%，K2O 3.77%析晶溫度上限為1135℃。
權(quán)利要求
1.一種鈉鋁鈣硅系玻璃，其特征是所述玻璃的成份為R2O 14-16%Al2O310-15%CaO6-10%SiO2，Al2O3，CaO和R2O之外的其他組份含量不超過1.0%，其中Fe2O3＜0.35%MgO ＜0.5%
2.按權(quán)利要求1所述的玻璃，其特征是所述的玻璃中98%以上的SiO2成份由長石類SiO2-Al2O3-R2O礦物引入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的玻璃，其特征是所述玻璃的澄清劑為芒硝，硝酸鈉和白砒，芒硝含率為2-10%。
全文摘要
一種鈉鋁鈣硅系玻璃，采用長石代替部分純堿， 設(shè)計成分為R
文檔編號C03C3/087GK1055163SQ9010170
公開日1991年10月9日 申請日期1990年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月27日
發(fā)明者楊卓清, 駱昆, 徐建國, 周昕, 賈建興 申請人:石家莊市第一玻璃廠