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全氧燃烧玻璃熔制工艺及其与玻璃性能关系研究

周容  
【摘要】: 玻璃熔窑全氧燃烧技术是20世纪80年代末发展起来的以氧气代替空气作为助燃气体与燃料燃烧的一种高效强化燃烧技术。与传统的空气助燃技术相比,它能提高能源利用率、减少环境污染、提高玻璃质量,是当今世界上玻璃窑炉、玻璃熔化技术发展的重大成就。 由于全氧燃烧熔窑火焰空间水份高达53%,玻璃熔体与水汽发生反应,改变了澄清过程,使玻璃的质量和性能发生变化,因此在全氧燃烧技术下生产优质玻璃的熔制工艺制度要做相应调整。本论文通过向气氛炉中通入体积比为1:1的二氧化碳和水蒸汽模拟全氧燃烧气氛环境。对全氧燃烧及空气助燃熔制气氛下玻璃的配合料方案进行了对比分析,找出了适合全氧燃烧技术的最佳玻璃配合料方案。在此基础上,通过测定玻璃样品的羟基含量、粘度、热膨胀系数、气泡、透光率及化学稳定性等性能,对影响全氧燃烧玻璃熔制质量的若干因素进行了讨论,继而对玻璃熔制工艺进行了优化研究。本论文得出了如下结论: 1.与空气助燃相比,在全氧燃烧气氛下,由于玻璃熔体中水分含量增加,起到了一定的澄清作用,芒硝含率可以适度下调为1-2%,碳粉含率的适宜范围为1-2%。 2.与空气助燃相比,全氧燃烧条件下玻璃中羟基含量由300ppm左右增大到500ppm左右。玻璃的热膨胀系数变小,气泡变少,转变温度降低。 3.空气助燃和全氧燃烧两种不同的熔制气氛,对相同组成的玻璃在600-800℃范围内粘度变化影响不大;在1300-1500℃高温下,碳粉含率影响玻璃液粘度,但在1500℃以上玻璃液的粘度趋于一致。 4.在全氧燃烧技术下,当芒硝含率相同时,碳粉含率的变化对玻璃的化学稳定性影响不大。 5.采用低温澄清方式能有效去除玻璃中的气泡,提高玻璃质量。


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