導(dǎo)語(yǔ)：玻璃瓶生產(chǎn)技術(shù)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1海藍(lán)色玻璃瓶生產(chǎn)技術(shù)特點(diǎn)

1.1配合料及碎玻璃

玻璃配合料中CoO用量很少，為了提高稱量精確性，有利于與其他原料混合均勻，應(yīng)該在配料前制備混合鈷。先將氧化鈷與干方解石粉或長(zhǎng)石粉按0．5%或1%比例預(yù)混均勻過(guò)篩。配料時(shí)，按氧化鈷被稀釋的比例稱取混合鈷，再稱取氧化銅和部分方解石粉或長(zhǎng)石粉進(jìn)行小料預(yù)混，仔細(xì)攪拌混和均勻，防止出現(xiàn)著色劑聚集的狀況，然后與其他原料混合。玻璃瓶生產(chǎn)中加入相當(dāng)比例的碎玻璃能節(jié)約資源，減少熔制耗能。生產(chǎn)海藍(lán)色玻璃瓶同樣可以大量使用碎玻璃，包括回爐的海藍(lán)色碎玻璃和無(wú)色鈉鈣玻璃碎玻璃。這兩種碎玻璃可以按任何比例加入使用，碎玻璃總量可達(dá)60%或更多。引入大量碎玻璃時(shí)，要注意以下幾點(diǎn):

(1)使用無(wú)色碎玻璃時(shí)，在配合料中應(yīng)補(bǔ)充足量的著色劑，補(bǔ)充量與碎玻璃加入有關(guān)。

(2)在熔制過(guò)程中，以碳酸鈉形式引入Na2O時(shí)，Na2O揮發(fā)量約1.2%，以硫酸鹽形式引入Na2O時(shí)，Na2O揮發(fā)量約6%?；貭t碎玻璃的化學(xué)成分會(huì)與玻璃設(shè)計(jì)成分有所不同。當(dāng)碎玻璃引入量超過(guò)20%時(shí)，需要補(bǔ)足氧化鈉。

(3)使用外購(gòu)無(wú)色鈉鈣碎玻璃時(shí)，應(yīng)制訂外購(gòu)碎玻璃質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，選用與海藍(lán)色玻璃設(shè)計(jì)成分接近的高白料瓶罐玻璃，貨源要相對(duì)穩(wěn)定，防止金屬物、泥土、混凝土塊、砂子、耐火材料、塑料、煤灰和紙屑等雜物混入。分析外購(gòu)碎玻璃成分，按外購(gòu)碎玻璃引入量計(jì)算SiO2、Al2O3、CaO、Na2O等成分的調(diào)整量，對(duì)配合料組成作相應(yīng)調(diào)整，使混合玻璃成分符合海藍(lán)色玻璃設(shè)計(jì)成分要求。

(4)碎玻璃比例增加會(huì)帶來(lái)澄清困難，在經(jīng)過(guò)前述化學(xué)成分方面的調(diào)整，玻璃黏度—溫度關(guān)系已經(jīng)滿足要求后，玻璃配合料中還要補(bǔ)充澄清劑用量。100kg碎玻璃補(bǔ)充復(fù)合澄清劑0．5～0．6kg。

(5)碎玻璃加入比例高達(dá)50%～60%時(shí)，必須把碎玻璃看成是組成玻璃的主要原料，十分重視對(duì)碎玻璃的管理。碎玻璃要經(jīng)過(guò)揀選、清洗、破碎成5～30mm小塊，干燥、除鐵后儲(chǔ)存在碎玻璃庫(kù)備用。

(6)外購(gòu)碎玻璃可能長(zhǎng)期與大氣中的水汽作用，表面受到侵蝕風(fēng)化，風(fēng)化形成的風(fēng)化產(chǎn)物與內(nèi)部成分不均勻;玻璃內(nèi)部因以往成型降溫過(guò)程形成的潛晶和微晶造成結(jié)構(gòu)不均勻;這些都會(huì)導(dǎo)致玻璃強(qiáng)度下降，玻璃發(fā)脆，為此碎玻璃在入窯前要與配合料充分混和，熔化溫度適當(dāng)提高5～10℃，將潛晶和微晶熔透使碎玻璃和配合料成為成分和結(jié)構(gòu)均一的玻璃液。

1.2熔制

海藍(lán)色玻璃的熔化溫度不宜過(guò)高，熔窯氣氛要保持氧化氣氛。比較鈷藍(lán)色玻璃、銅天藍(lán)色玻璃和海藍(lán)色玻璃三者的光譜曲線，可以看到海藍(lán)色玻璃與銅天藍(lán)色玻璃的光譜曲線相似，這是因?yàn)楹Ｋ{(lán)色玻璃著色劑以氧化銅為主。兩者都與鈷藍(lán)色玻璃的光譜曲線有顯著區(qū)別。鈷藍(lán)色玻璃在780～2526nm紅外區(qū)中僅在1250～1750nm有部分吸收，其余都有高的透過(guò)率;海藍(lán)色玻璃和銅天藍(lán)玻璃紅外區(qū)的吸收帶一直延伸到2500nm。它們?cè)?80～2526nm紅外區(qū)的透過(guò)率約比鈷藍(lán)色玻璃低46%，比高白料玻璃低53%。這就導(dǎo)致熔制海藍(lán)色玻璃的熔窯中在熔化池深度方向玻璃液降溫比較快，靠池底玻璃液溫度要比高白料玻璃或鈷藍(lán)色玻璃低得多。池窯熔制玻璃時(shí)，配合料層漂浮在玻璃液面上。在上部火焰輻射加熱和下部玻璃液傳導(dǎo)加熱的共同作用下，熱量從配合料層上、下兩個(gè)方向向中心層傳遞。配合料溫度升高，熔制過(guò)程得以展開(kāi)。海藍(lán)色玻璃的透熱性差，其表面層以下玻璃液溫度比高白料玻璃和鈷藍(lán)色玻璃低，不但使玻璃液向配合料的傳導(dǎo)加熱比較弱，影響到配合料熔化速度，還使玻璃液黏度增大，澄清速度減緩。海藍(lán)色玻璃液相對(duì)較低的池底溫度，決定了熔窯熔化池的深度不能太深。熔化池玻璃液容量偏少，也影響到熔窯取用比、出料量和熔化率。經(jīng)驗(yàn)證明，海藍(lán)色玻璃熔窯熔化池深度以1．3m左右為好。我們?cè)谌刍娣e30m2的燃發(fā)生爐煤氣馬蹄焰池窯中熔制海藍(lán)色玻璃，熔化溫度1560～1570℃(輻射高溫計(jì))，熔化率1．2t/m2•d。

1.3成型

海藍(lán)色玻璃的成型工藝基本上與其它玻璃相近，但是海藍(lán)色玻璃較差的透熱性，關(guān)系到玻璃液輻射傳熱的能力，一定程度上對(duì)成型工藝產(chǎn)生影響。高水平的制瓶作業(yè)依賴于獲得優(yōu)質(zhì)的料滴，所以有“優(yōu)質(zhì)料滴是得到優(yōu)質(zhì)制品的一半”的說(shuō)法。得到優(yōu)質(zhì)料滴的前提是供料道內(nèi)玻璃液的溫度均勻、穩(wěn)定。供料道分為冷卻段(包括后冷卻段、前冷卻段)和調(diào)節(jié)段。來(lái)自工作池或分配料道的玻璃液，在冷卻段逐步降溫。在調(diào)節(jié)段入口處達(dá)到略低于料滴成型的溫度，再通過(guò)調(diào)節(jié)段的適當(dāng)加熱，使進(jìn)入料盆的玻璃液溫度達(dá)到料滴成型所需要的溫度。海藍(lán)色玻璃透熱性差，造成表面冷而中心層溫度偏高，容易在調(diào)節(jié)段和料盆中出現(xiàn)溫度不均狀態(tài)，供料道長(zhǎng)度不宜太短。配置給1臺(tái)6組單滴料行列式制瓶機(jī)的供料道長(zhǎng)度約5m，寬660mm，玻璃液深度不大于160mm。在玻璃成型階段，料滴內(nèi)部及料滴與模具之間的傳熱方式主要是輻射和傳導(dǎo)。顏色玻璃成型時(shí)存在“傳熱差異”。成型過(guò)程中，熱量不斷從料滴內(nèi)部向玻璃表層轉(zhuǎn)移，再經(jīng)過(guò)玻璃外表面向模具傳遞熱量。海藍(lán)色玻璃紅外透過(guò)率低，熱輻射性差，傳熱速度比較慢。瓶子表面硬化速度比較慢，出模時(shí)瓶體溫度比較高。因此，海藍(lán)色玻璃瓶制瓶機(jī)機(jī)速要適當(dāng)慢一些，模具的冷卻風(fēng)要小一些，以減少瓶子可能出現(xiàn)的炸口、冷斑等缺陷。

2常見(jiàn)缺陷及其解決方法

2.1析晶

玻璃處于介穩(wěn)狀態(tài)，在一定條件下存在自發(fā)析晶傾向。鈉鈣硅酸鹽玻璃中常見(jiàn)的析晶晶相是β－硅灰石(β－CaO•SiO2)、透輝石(CaO•MgO•2SiO2)和失透石(Na2O•3CaO•6SiO2)。根據(jù)馬丁•赫潑許的結(jié)晶速度—溫度關(guān)系圖［6］，失透石的析晶溫度范圍是780～930℃，β－硅灰石的析晶溫度范圍是800～1030℃，透輝石的析晶溫度范圍是825～1000℃。相對(duì)結(jié)晶速率最大的溫度分別是900℃，930℃和950℃。失透石的相對(duì)結(jié)晶速率最大，β－硅灰石和透輝石的最大結(jié)晶速率分別為失透石的41%和15%。海藍(lán)色玻璃基本化學(xué)組成和高白料玻璃相近，CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)約8%～9%，玻璃的析晶傾向并不大，在正常的玻璃瓶生產(chǎn)工藝條件下不會(huì)出現(xiàn)析晶。但是A廠生產(chǎn)海藍(lán)色玻璃瓶時(shí)曾發(fā)生嚴(yán)重的析晶現(xiàn)象，它的特征是“白色條狀結(jié)晶物”，無(wú)論把熔化溫度升到1590℃，還是降到1565℃，始終沒(méi)能使結(jié)晶物癥狀變輕，在1570℃勉強(qiáng)維持生產(chǎn)。據(jù)了解A廠出現(xiàn)嚴(yán)重析晶現(xiàn)象的36m2窯，熔化池深1200mm，澄清池深1500mm;50m2窯，熔化池深1400mm，澄清池深1900mm。有人把白條狀結(jié)晶物當(dāng)成徐州鑫匯耐火材料廠電熔AZS磚被蝕損的產(chǎn)物，懷疑電熔磚質(zhì)量有問(wèn)題。恰好該廠另一座用鄭州遠(yuǎn)東耐火材料廠電熔AZS磚的26m2窯，熔化池深1100mm，澄清池深1200mm，沒(méi)有出現(xiàn)析晶現(xiàn)象，似乎證實(shí)了這個(gè)判斷，實(shí)際不然。B廠熔制海藍(lán)色玻璃30m2窯，熔化池深1300mm，同樣選用徐州鑫匯耐火材料廠電熔AZS磚，卻從未出現(xiàn)析晶現(xiàn)象。所以造成析晶現(xiàn)象的原因不是耐火材料的質(zhì)量問(wèn)題，而是36m2窯和50m2窯不恰當(dāng)?shù)娜刍?澄清池)深度造成的。A廠原設(shè)計(jì)熔窯用于熔化高白料，熔化池(澄清池)深度較大是合理的，但是轉(zhuǎn)換成熔化海藍(lán)色玻璃，池深就顯得過(guò)深，致使靠池底玻璃液溫度過(guò)低，在下層產(chǎn)生一層高黏度不流動(dòng)玻璃液，此層玻璃液因停留不動(dòng)，不僅會(huì)溶解大量耐火材料而改變成分，還會(huì)因處于析晶溫度范圍而析晶。當(dāng)池窯溫度波動(dòng)時(shí)會(huì)使這些變質(zhì)玻璃進(jìn)入成型流，使制品出現(xiàn)條紋、結(jié)石和析晶。析晶現(xiàn)象還可能發(fā)生在供料道中，大多與不正確的供料道冷卻方式有關(guān)，如供料道某些部位，特別是料盆區(qū)域溫度過(guò)低等。需要注意的是當(dāng)工作池溫度偏高，流入供料道的玻璃液溫度太高，增加了供料道冷卻玻璃液的難度，迫使在供料道進(jìn)行高強(qiáng)度冷卻，可能造成料盆等部位溫度過(guò)低而出現(xiàn)析晶。消除析晶的方法:

(1)熔化池(澄清池)深度不可太深，以1．3m左右為宜。

(2)制定正確的熔制溫度制度，熔化溫度要穩(wěn)定，防止溫度過(guò)高和大的波動(dòng)。

(3)制定正確的從工作池到料盆區(qū)域的溫度制度，重視供料道溫度調(diào)節(jié)操作，加強(qiáng)冷卻段的冷卻作用，務(wù)必不讓料盆區(qū)上部空間溫度過(guò)低。

(4)檢查玻璃化學(xué)組成，必要時(shí)適當(dāng)減少氧化鈣含量，增加氧化鋁、氧化鎂含量來(lái)降低玻璃析晶能力。

2.2結(jié)石海藍(lán)色玻璃中的結(jié)石主要有兩類:粉料結(jié)石和耐火材料結(jié)石。

(1)粉料結(jié)石，通常是未熔石英。玻璃工廠采購(gòu)濕式生產(chǎn)石英砂的最大顆粒直徑小于20目(0．85mm)，在正常情況下不會(huì)出現(xiàn)未熔石英結(jié)石。有些購(gòu)入的石英砂粒度分布可能不合乎要求(小于0．1mm的極細(xì)小顆粒比例較大)或石英砂儲(chǔ)存條件不好，雨天石英砂含水量超標(biāo)仍勉強(qiáng)使用，都會(huì)使熔制狀況惡化而出現(xiàn)粉料結(jié)石。未熔石英結(jié)石大都是小于0．85mm的，呈分散狀，有時(shí)也有1～3mm聚集狀。出現(xiàn)大于1mm聚集的大顆粒未熔石英結(jié)石的原因是石英砂中小于160目(0．097mm)的極細(xì)小顆粒結(jié)成團(tuán)粒。石英巖在機(jī)械能的作用下，粉碎成為具有較高自由表面能的小顆粒。具有巨大表面能的極細(xì)小顆粒有強(qiáng)烈的降低內(nèi)能的傾向，呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的聚集作用，因此砂子愈細(xì)愈容易結(jié)團(tuán)。石英砂含水量大，使砂子結(jié)團(tuán)加劇。極細(xì)小砂粒聚集成的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，在混料中部分遭到破壞，部分保留下來(lái)。純堿只能包裹在砂團(tuán)粒的外面。隨著配合料溫度下降，純堿和水生成碳酸鈉水化物Na2CO3•nH2O，會(huì)吸干配合料中全部水份，配合料變得干燥，表面被純堿包裹的砂團(tuán)因失水變得堅(jiān)硬。熔制時(shí)砂團(tuán)內(nèi)部二氧化硅無(wú)法與氧化鈉等成分反應(yīng)生成硅酸鹽。在長(zhǎng)時(shí)間高溫和周圍高黏度玻璃液作用下，由于體積擴(kuò)散和表面擴(kuò)散作用，發(fā)生粘滯流動(dòng)而完成了空隙的排除，顆粒之間產(chǎn)生粘合或聚集，再結(jié)晶成為大顆粒石英。其邊緣由于逐步熔化而變圓。因?yàn)槠浔戎剌^小，大部分會(huì)浮在玻璃液表面，形成石英浮渣，部分夾雜在玻璃液中流向成型區(qū)，成為石英結(jié)石［9］。解決未熔石英結(jié)石的方法是:①制訂合理的石英砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):≥20目的石英砂含量為0，20目～40目石英砂含量小于%，40目～120目石英砂含量大于85%，120目～160目石英砂含量小于15%，＜160目的石英砂含量為0，石英砂含水量(6±1)%。②配合料中加入0．5%芒硝(Na2SO4)可以消除石英浮渣。

(2)耐火材料結(jié)石。隨著玻璃熔窯技術(shù)進(jìn)步，熔窯中與玻璃液接觸部位已普遍使用電熔鋯剛玉磚，熔窯運(yùn)行中窯內(nèi)高溫、火焰、粉料、玻璃液流對(duì)耐火材料的蝕損過(guò)程，孫承緒教授已有專門論述。在正常的生產(chǎn)過(guò)程中，耐火材料被蝕損的過(guò)程是持續(xù)、均勻的，不會(huì)引起玻璃產(chǎn)品中的耐火材料結(jié)石缺陷。海藍(lán)色玻璃中的耐火材料結(jié)石有時(shí)非常嚴(yán)重的原因是某些工藝制度不合理。海藍(lán)色玻璃的工藝特性已說(shuō)明其熔化率會(huì)低于高白料玻璃。如果不恰當(dāng)?shù)卦噲D用提高熔化溫度的方法為追求高熔化率，結(jié)果可能會(huì)適得其反。孫承緒教授指出“玻璃液溫度升高時(shí)，蝕損會(huì)加快，溫度升高50～60℃，電熔磚壽命約縮短一半”。前述兩家生產(chǎn)海藍(lán)色玻璃瓶的工廠，同樣使用徐州鑫匯耐火材料廠生產(chǎn)的同型號(hào)電熔鋯剛玉磚。A廠熔化溫度1590℃，從2011年5月9日改換藍(lán)料生產(chǎn)到2012年3月停止生產(chǎn)，均沒(méi)有擺脫結(jié)石困擾。流液洞進(jìn)口上方池壁磚液面處不到14個(gè)月被侵蝕穿孔［7］。B廠熔化溫度1560～1570℃，耐火材料結(jié)石廢品率平均0%～1%。當(dāng)不恰當(dāng)?shù)靥岣呷刍瘻囟鹊?570～1580℃時(shí)，耐火材料結(jié)石廢品率上升到2%～5%，該窯使用約27個(gè)月停窯大修時(shí)看到小爐舌頭碹損壞塌落，因火焰長(zhǎng)引起部分花格墻熔流，工作池碹嚴(yán)重?fù)p壞，而熔化池池壁磚和流液洞狀況良好。在修復(fù)熔窯上部的部分結(jié)構(gòu)后，該窯很快重新啟動(dòng)投入運(yùn)行，預(yù)計(jì)可以繼續(xù)使用18個(gè)月左右。兩家玻璃廠耐火材料結(jié)石廢品率和熔窯壽命相差巨大，驗(yàn)證了過(guò)高的玻璃液溫度會(huì)使耐火材料蝕損加快的科學(xué)論斷。A廠簡(jiǎn)單化的認(rèn)為出現(xiàn)耐火材料結(jié)石就是耐火材料質(zhì)量有問(wèn)題，而忽視了不合理的熔制方法也會(huì)導(dǎo)致大量耐火材料結(jié)石產(chǎn)生，熔窯結(jié)構(gòu)某些不合理設(shè)計(jì)及池壁冷卻風(fēng)缺失也是產(chǎn)生耐火材料結(jié)石的重要原因。解決耐火材料結(jié)石的方法是設(shè)計(jì)合理的熔窯結(jié)構(gòu)和工藝規(guī)程，科學(xué)地確定熔化溫度指標(biāo)，改善熔窯運(yùn)行管理。改進(jìn)池壁冷卻風(fēng)的配置，加強(qiáng)冷卻效果，減弱玻璃液對(duì)耐火材料的蝕損。

2.3氣泡

海藍(lán)色玻璃在合理的熔制工藝制度下，玻璃液得到良好的澄清，基本上不存在氣泡缺陷。偶然出現(xiàn)氣泡時(shí)，往往與熔窯熔化溫度波動(dòng)、玻璃液液面波動(dòng)或不恰當(dāng)?shù)募恿戏椒ㄓ嘘P(guān)。當(dāng)石英砂太濕造成熔制困難時(shí)，未熔石英、條紋、氣泡會(huì)同時(shí)出現(xiàn)。某玻璃廠生產(chǎn)海藍(lán)色玻璃瓶時(shí)出現(xiàn)以下現(xiàn)象:該窯配置2條供料道，其中1條供料道玻璃液中沒(méi)有密布小氣泡，證明熔化池玻璃液澄清已經(jīng)完成，而另一條供料道玻璃液中經(jīng)常出現(xiàn)針尖狀或放大的密布小氣泡，其成因與工作池溫度有關(guān)。由于該窯熔化池和工作池上部空間采用花格墻分隔，熔化溫度和火焰長(zhǎng)度對(duì)工作池影響很大。一側(cè)小爐噴出的火焰長(zhǎng)度比另一側(cè)的長(zhǎng)，在一側(cè)花格墻上流掛的熔滴明顯多于另一側(cè)，工作池該側(cè)的溫度明顯高于另一側(cè)。經(jīng)流液洞冷卻的玻璃液在過(guò)熱的工作池一側(cè)被重新加熱，出現(xiàn)二次氣泡。大量細(xì)小的二次氣泡不可能在供料道中消失，從而造成氣泡廢品。當(dāng)降低熔化溫度、縮短火焰長(zhǎng)度后，隨著工作池溫度下降，這些細(xì)小氣泡直徑變小，直至消失。解決二次氣泡產(chǎn)生的根本措施是把熔窯熔化部和工作部上部空間全分隔，使工作池溫度可以單獨(dú)調(diào)整，保持在1250℃以下。按照從流液洞到料盆逐步降低玻璃液溫度的要求，制定合理的溫度制度。

3提高海藍(lán)色玻璃瓶生產(chǎn)技術(shù)水平的建議

(1)根據(jù)海藍(lán)色玻璃特性，設(shè)計(jì)合理的熔窯結(jié)構(gòu)，包括熔化池(澄清池)的深度不宜過(guò)深，熔化池與工作池(分配料道)上部空間全分隔。為整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程制定合理的工藝規(guī)程，包括配合料組成和制備，碎玻璃處理及成分調(diào)整，熔窯運(yùn)行及制瓶等各個(gè)環(huán)節(jié)。

(2)提高海藍(lán)色玻璃熔窯熔化率，不能過(guò)分依賴于提高熔化溫度。除了本文提到的各種改進(jìn)方法以外，如果把海藍(lán)色玻璃配合料進(jìn)行壓塊密實(shí)，能夠較大幅度地提高熔化率。

(3)海藍(lán)色玻璃瓶用作高檔酒包裝容器，對(duì)玻璃瓶的質(zhì)量要求比較高。玻璃廠在生產(chǎn)過(guò)程中要重視對(duì)各工藝環(huán)節(jié)的管控，認(rèn)真按照相關(guān)的工藝規(guī)程作業(yè)，以好的工作質(zhì)量來(lái)保證實(shí)現(xiàn)好的產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)品合格率。

作者:凌根華陸慶基單位:吳江光華玻璃廠