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用玻璃常规性能来分析其配方和成分的变动
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用玻璃物理性质测量数据控制玻璃生产在世界许多先进国家已广泛采用，但在我国尚很少开展，基本上仍延用传统的化学分析方法调控生产,少数企业仅使用密度来进行玻璃成分监测。由于化学分析周期远远长于常规物理测试，往往因不能及时调整生产而造成较大的损失。
目前世界先进国家普遍通过玻璃的线热膨胀系数、密度、软化点Ts的测量结果通过电脑软件分析来控制玻璃生产，因此要求测试仪器及测试方法精确可靠.
我们在厦门灵捷软件有限公司的 GE-SYSTEM国际版基础上,通过对玻璃的物理性能和对应的配方关系进行分析,判断玻璃配方的变动情况,用来指导控制玻璃生产.
现针对国产GG17高硼硅玻璃,做分析如下:
已知其标准性质和成分如下:
|
项目 |
数据 |
|
成分 |
质量分数 |
100% |
|
密度(g/cm3) |
2.23 |
|
SiO2 |
80.5 |
80.444 |
|
膨胀系数(/℃) |
33*10-7 |
|
B2O3 |
12.7 |
12.691 |
|
Tg(℃) |
520 |
|
Na2O |
4 |
3.997 |
|
Ts(℃) |
820 |
|
Al2O3 |
2 |
1.999 |
|
|
|
|
K2O |
0.4 |
0.399 |
|
|
|
|
CaO |
0.35 |
0.35 |
|
|
|
|
MgO |
0.12 |
0.12 |
日常生产时的配方(100Kg玻璃液,也可以使用湿基重量)为:
|
原料名称 |
设计值(Kg) |
|
石英砂 |
80.823 |
|
硼酸 |
22.558 |
|
碳酸钾 |
0.587 |
|
纯碱 |
6.838 |
|
氢氧化铝 |
3.058 |
|
白云石 |
0.556 |
|
方解石 |
0.323 |
企业生产时均按照上面的配方进行配料熔制.但由于原料加工以及实际生产会导致玻璃实际性能波动,由于GG17玻璃重点性能是膨胀系数,因此此次分析仅取样测量膨胀系数.
3次样品的膨胀系数数据分别是:
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序号 |
样品编号 |
膨胀系数(*10-7/℃) |
|
1 |
No.20110602222417 |
33.083 |
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2 |
No.20110522002420 |
32.612 |
|
3 |
No.20110304195609 |
33.000 |
现根据上述数据分析玻璃配方和成分的变动量.
针对膨胀系数为33.083的样品1,分析结果如下:
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配方变动 |
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|
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|
成分变动 |
|
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原料名称 |
设计 |
分析 |
差异 |
|
氧化物 |
设计 |
分析 |
差异 |
|
石英砂 |
80.823 |
80.662 |
-0.161 |
|
SiO2 |
80.444 |
80.327 |
-0.117 |
|
硼酸 |
22.558 |
22.551 |
-0.007 |
|
B2O3 |
12.691 |
12.694 |
0.003 |
|
碳酸钾 |
0.587 |
0.614 |
0.027 |
|
Na2O |
3.997 |
3.992 |
-0.006 |
|
纯碱 |
6.838 |
6.824 |
-0.014 |
|
Al2O3 |
1.999 |
2.095 |
0.097 |
|
氢氧化铝 |
3.058 |
3.204 |
0.146 |
|
K2O |
0.399 |
0.418 |
0.019 |
|
白云石 |
0.556 |
0.581 |
0.025 |
|
CaO |
0.350 |
0.348 |
-0.001 |
|
方解石 |
0.323 |
0.307 |
-0.016 |
|
MgO |
0.120 |
0.125 |
0.005 |
针对膨胀系数为33.612的样品2,分析结果如下:
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配方变动 |
|
|
|
|
成分变动 |
|
|
|
|
石英砂 |
80.823 |
80.395 |
-0.428 |
|
SiO2 |
80.444 |
80.171 |
-0.273 |
|
硼酸 |
22.558 |
22.881 |
0.323 |
|
B2O3 |
12.691 |
12.898 |
0.206 |
|
碳酸钾 |
0.587 |
0.598 |
0.011 |
|
Na2O |
3.997 |
4.094 |
0.096 |
|
纯碱 |
6.838 |
6.989 |
0.151 |
|
Al2O3 |
1.999 |
1.937 |
-0.062 |
|
氢氧化铝 |
3.058 |
2.958 |
-0.100 |
|
K2O |
0.399 |
0.408 |
0.008 |
|
白云石 |
0.556 |
0.594 |
0.038 |
|
CaO |
0.350 |
0.365 |
0.015 |
|
方解石 |
0.323 |
0.328 |
0.005 |
|
MgO |
0.120 |
0.129 |
0.009 |
针对膨胀系数为33.000的样品3,分析结果如下:
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配方变动 |
|
|
|
|
成分变动 |
|
|
|
|
石英砂 |
80.823 |
80.823 |
0.000 |
|
SiO2 |
80.444 |
80.444 |
0.000 |
|
硼酸 |
22.558 |
22.558 |
0.000 |
|
B2O3 |
12.691 |
12.691 |
0.000 |
|
碳酸钾 |
0.587 |
0.587 |
0.000 |
|
Na2O |
3.997 |
3.997 |
0.000 |
|
纯碱 |
6.838 |
6.838 |
0.000 |
|
Al2O3 |
1.999 |
1.999 |
0.000 |
|
氢氧化铝 |
3.058 |
3.058 |
0.000 |
|
K2O |
0.399 |
0.399 |
0.000 |
|
白云石 |
0.556 |
0.556 |
0.000 |
|
CaO |
0.350 |
0.350 |
0.000 |
|
方解石 |
0.323 |
0.323 |
0.000 |
|
MgO |
0.120 |
0.120 |
0.000 |
从上面的分析结果可以清楚地看出玻璃性能的变化反映出玻璃配方和成分的变动,且具有极高的灵敏性(0.001%),是化学分析方法所难以达到的.当实际性质和标准值相等时,配方和成分均无差异.
通过该分析案例可知,该系统可方便且非常及时地对玻璃配方以及成分进行分析,当出现性质异常时可迅速知道实际生产配方中哪些原料有变动以及其变动量和玻璃成分的变动量,以便及时采取相应措施,确保生产正常.
虽然是针对GG17硼硅玻璃所做,对包括平板玻璃在内的其它任意类型的玻璃,只要知道其标准性质和成分即可进行相应的分析.
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