高硼硅玻璃電熔窯的結(jié)石分析

【中玻網(wǎng)】1、概述

　　在玻璃體中，存在諸如氣泡、節(jié)瘤、析晶、結(jié)石等夾雜物，這些玻璃體的缺點，使玻璃質(zhì)量大大降低。對于高硼硅玻璃來說，結(jié)石是玻璃體內(nèi)較危險的缺點，是出現(xiàn)在玻璃體中的結(jié)晶狀固體夾雜物，對玻璃影響較為嚴重，在拉制高硼硅玻璃纖維原絲時，更容易引起拉絲的斷頭和飛絲。即使這些結(jié)石沒有造成斷頭，它們也會大大降低玻璃纖維的強度。

　　2、高硼硅玻璃電熔窯結(jié)石的種類

　　高硼硅玻璃電熔窯的結(jié)石按來源可分為生料結(jié)石、熟料引入的結(jié)石、耐火材料結(jié)石以及一些外來污染物產(chǎn)生的結(jié)石。

　?。?）生料結(jié)石，是配合料中一些粒度非常大的原料沒來得及完全熔化而殘留在玻璃中，或是原料中含有一些難容重礦物。高硼硅玻璃中，主要是砂子結(jié)石。

　?。?）熟料引入的結(jié)石，來源于疵品球、做球產(chǎn)生的熟料、拆窯的玻璃塊料。

　?。?）耐火材料結(jié)石，碹頂和胸墻在高溫下長期受到配合料的飛料以及從玻璃來的揮發(fā)物的侵蝕，漸漸滴落或下流到玻璃液中造成的結(jié)石；池壁磚與玻璃液直接接觸，也會由于侵蝕而剝落或與玻璃中某些組成反應(yīng)形成難熔礦相。這些統(tǒng)稱為耐火材料結(jié)石。

　?。?）析晶結(jié)石，高硼硅玻璃在1000℃左右，具有明顯的析晶傾向，當在玻璃熔窯中的四角，由于流動緩慢、散熱多、溫度低，而難以加熱，形成所謂的“死區(qū)”中，晶體可以充分成長，若被裹挾到流動的玻璃中就會產(chǎn)生有危害的析晶結(jié)石。

　　（5）外來污染物結(jié)石，主要由鉬電較，硅碳棒等物斷裂、侵蝕造成。

　　3、結(jié)石產(chǎn)生的原因分析

　　高硼硅玻璃電熔窯結(jié)石產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面：

　?。?）生料結(jié)石，主要是配合料攪拌不均勻造成，致使礦物原料過分集中不能充分接觸玻璃液未完全融化，而未完全熔化的顆粒團隨玻璃液流出，形成粒狀或絮狀結(jié)石。

　?。?）熟料引入的結(jié)石，高硼硅玻璃電熔窯的熟料來源于疵品球、做球產(chǎn)生的熟料、拆窯的玻璃塊料。疵品球及拆窯的玻璃料塊一般比較干凈，不會引起結(jié)石。做球產(chǎn)生的熟料由于不可避免會混入其他雜質(zhì)，所以會產(chǎn)生部分結(jié)石。

　　（3）耐火材料結(jié)石，耐火材料長期與高硼硅玻璃液或揮發(fā)產(chǎn)物作用，受到侵蝕，進入高硼硅玻璃液產(chǎn)生結(jié)石。在高硼硅玻璃電熔窯上，主要由石英磚受侵蝕引起，石英磚在受到高溫高硼硅玻璃液侵蝕時，石英磚發(fā)生方石英化，變成亞穩(wěn)方石英，出現(xiàn)大量鱗片狀裂紋，亞穩(wěn)方石英在受玻璃的侵蝕下，大顆粒逐漸分解成小顆粒，從而進入到玻璃液中，引起結(jié)石，結(jié)石多呈不透明白色。

　?。?）析晶結(jié)石，主要是窯爐存在“死角”，同時死角溫度長時間處于析晶成長溫度區(qū)域。

　　（5）外來污染物結(jié)石，高硼硅電熔窯的升溫采用碳棒加熱，當碳棒由于放弧斷裂，產(chǎn)生的碳棒碎渣進入玻璃液中，致使制品出現(xiàn)黑色結(jié)石。另外高硼硅玻璃電熔窯采用鉬電較，當玻璃液面出現(xiàn)低落時，鉬在高溫下氧化，也會出現(xiàn)黑色的結(jié)石。此兩中現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)石量也比較少，但如果出現(xiàn)異常，也會連續(xù)不斷產(chǎn)生大量結(jié)石。

　　4、結(jié)石的檢驗

　　各種結(jié)石的產(chǎn)生原因雖然不同，但對于它們的檢驗可采用同樣的方法。檢驗的目的是查明結(jié)石的化學(xué)組成和礦物組成，以確定其產(chǎn)生的原因，進一步采取措施加以預(yù)防和排除，針對高硼硅玻璃結(jié)石的檢驗方法一般采用以下幾種方法：

　?。?）肉眼或放大鏡觀察法，這是一種較基本較簡單的方法，由于石英形成的配合料結(jié)石和析晶結(jié)石都呈白色；耐火材料形成的結(jié)石呈黃或灰色；鉬電較等夾雜物呈明顯金屬色，所以可以較為明顯的判別出來是結(jié)石。

　　（2）巖相分析法，把結(jié)石樣品做成切片置于偏光顯微鏡下，利用偏光顯微鏡對礦物進行結(jié)晶光學(xué)性質(zhì)的檢驗，可以準確的確定結(jié)石的礦物類型。

　?。?）掃描電子顯微鏡法，掃描電子顯微鏡是一種利用電子束與物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生的二次電子、背散射電子以及吸收電子進行成像和分析的儀器。其基本工作原理是：陰較發(fā)出電子經(jīng)陽較加壓加速聚焦成微細電子束后，在掃描線圈的驅(qū)動下，按一定時間和空間的順序?qū)υ嚇颖砻孢M行柵網(wǎng)式掃描。聚焦電子束與試樣表面產(chǎn)生相互作用，產(chǎn)生二次電子、背散射電子和吸收電子，由探測器接收并轉(zhuǎn)換成電訊號，經(jīng)視頻放大后輸出顯像管屏幕得到反映試樣表面形貌特征圖像。

　　此方法能較好的獲得結(jié)石的形貌特征，同時利用配套的波譜儀和能譜儀，可對結(jié)石微區(qū)和局部進行化學(xué)組成分析。根據(jù)獲得的晶體形貌和化學(xué)組成，可以準確地判斷結(jié)石的種類。

　　5、減少結(jié)石的方法

　?。?）對于配合料產(chǎn)生的結(jié)石，應(yīng)加強攪拌，并經(jīng)常性的抽測檢查，防止不均勻配合料的進入。

　?。?）熟料引入的結(jié)石解決辦法主要是加強熟料管理，及時挑選出熟料中的雜物。

　?。?）耐火材料引起的結(jié)石應(yīng)該說難以避免，但只要加強控制，其出現(xiàn)的量應(yīng)能得以控制，對此在砌筑窯爐時，提高砌筑工藝，升溫過程中，嚴格按照升溫曲線升溫，日常避免較冷較熱。

　?。?）析晶結(jié)石的解決辦法，主要是防止窯爐“死角”的產(chǎn)生，其次盡可能是防止玻璃液溫度長時間處于析晶成長溫度區(qū)域。

　?。?）外來污染主要來源于碳棒及鉬電較，對此，在升溫過程中，應(yīng)經(jīng)常檢查碳棒的運行情況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，對于放弧及斷裂的碳棒應(yīng)該對接，估算出掉入玻璃液中碳棒的長度，然后對玻璃液進行清理。對于鉬電較的氧化，應(yīng)該加強日常液面控制，出現(xiàn)低落及時調(diào)整。

　　通過以上幾方面的措施，能使結(jié)石的量進一步減少，使電熔窯高硼硅玻璃的質(zhì)量得以提高。