Các quá trình nấu thủy tinh: tạo silicat, tạo thủy tinh, khử bọt, đồng nhất, làm lạnh. Các loại lò nấu thủy tinh: lò nồi, lò bể, gạch chịu lửa trong lò nấu thủy tinh, hệ thống tận dụng nhiệt khí thải, hệ thống khuấy trộn.
LÒ THỦY TINH Presented by: ThS Hoàng Trung Ngôn 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Trung Ngon CÁC GIAI ĐOẠN CƠ BẢN CỦA Q TRÌNH NẤU THỦY TINH Q trình nấu thủy tinh chia làm năm giai đoạn khác nhau: QT tạo silicat, QT tạo thủy tinh, QT khử bọt, QT đồng QT làm lạnh Thực chất phân chia có tính chất qui ước giai đoạn khơng có ranh giới thật rõ rệt 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các q trình nấu thủy tinh (q trình tạo silicate) Khi bắt đầu tạo silicat trạng thái vật lý vật liệu bắt đầu bị thay đổi Trong phối liệu có tượng bay ẩm, phân hủy muối, chất hyrat hóa, oxit hóa trị cao, tạo thành hợp chất khí, chuyển hóa đa hình… Khi đốt nóng SiO2 có q trình biến đổi quen thuộc sau: 573ooCC 573 870ooCC 870 1470ooCC 1470 → →ααquartz → →tri tridim dimitit → →cristobali cristobalitt ββquartz quartz quartz Q trình biến đổi đa hình có kèm theo thay đổi thể tích làm xuất hạt cát nhiều vết nứt nhỏ 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các q trình nấu thủy tinh (q trình tạo silicate) Tiếp tục tăng nhiệt độ cấu tử phối liệu tương tác với nhau, phản ứng hóa học bắt đầu xảy Ban đầu phản ứng xảy trạng thái rắn với tốc độ chậm Khi hỗn hợp ơtecti hình thành bắt đầu xuất pha lỏng Trên đường cong vận tốc tạo silicat có bước nhảy đột ngột nhiệt độ xuất pha lỏng t Trong q trình tạo silicat, phản ứng cấu tử xảy phức tạp tùy thuộc vào thành phần trạng thái thành phần phối liệu Q trình tạo silicat xảy theo chế hồn tồn khác phối liệu chứa sơđa phối liệu chứa sunfat hai loại ngun liệu dùng để cung cấp oxit natri cho thủy tinh 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon Các q trình nấu thủy tinh (q trình tạo silicate) Các phản ứng phối liệu sođa Chúng ta xét phản ứng xảy hệ phối liệu ba cấu tử: oxit silic, đá vơi sơđa Sau khảo sát thêm phối liệu bốn cấu tử (thêm MgC0 3) Với phối liệu ba cấu tử mơ tả trình tự tạo silicat theo giai đoạn sau: - Tạo cacbonat kép CaNa2(CO3)2 ứng với nhiệt độ 380oC [...]... Năng suất riêng phần khi nấu thủy tinh sunfat thường thấp hơn năng suất riêng phần khi nấu thủy tinh sơđa Vì thế thơng thường người ta nấu thủy tinh từ phối liệu sơđa 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 12 Các q trình nấu thủy tinh (q trình tạo silicate) Ảnh hưởng của sự tạo silicat đến tốc độ nấu Giai đoạn tạo silicat là giai đoạn đầu của tồn bộ q trình nấu thủy tinh Nếu giai đoạn này xảy... đi vào thủy tinh Q trình này phụ thuộc vào thành phần phối liệu và thủy tinh, vào nhiệt độ của khối thủy tinh lỏng và vào áp lực cũng như thành phần mơi trường khí trên bề mặt thủy tinh 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 21 Các q trình nấu thủy tinh (q trình khử bọt) Trong giai đoạn khử bọt sự trao đổi khí sẽ xảy ra rất phức tạp và thường bao gồm nhiều q trình thuận nghịch như: Q trình. .. 19 Các q trình nấu thủy tinh (q trình tạo thuỷ tinh) Q trình nấu xảy ra nhanh hơn khi đưa vào phối liệu các chất có tác dụng làm giảm mức căng bề mặt của khối thủy tinh, (như đưa vào phối liệu một ít Na 2SO4 khơng có chất khử) Trong số các điều kiện bên ngồi có ảnh hưởng đến tốc độ tạo thủy tinh đáng kể nhất là nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ lên 100C trong phạm vi dưới 16000C, tốc độ tạo thủy tinh tăng... trình nấu thủy tinh (q trình tạo thuỷ tinh) Sau khi tạo silicat trong hỗn hợp nóng chảy mới tạo thành còn nhiều hạt cát chưa tan hết (khoảng 25% đối với thuỷ tinh cơng nghiệp) Giai đoạn tạo thủy tinh chính là giai đoạn hòa tan các hạt cát đó trong khối silicat nóng chảy So với giai đoạn tạo silicat, giai đoạn tạo thủy tinh xảy ra chậm hơn nhiều Khi nấu trong lò bể, với các thành phần thủy tinh. .. q trình nấu thủy tinh (q trình khử bọt) Ở đây cần phân biệt sự khử bọt và sự tách khí khỏi khối thủy tinh: Sự khử bọt được đặc trưng bởi độ bọt hay lượng bọt còn lại trong khối TT Sự tách khí được đặc trưng bởi lượng khí có trong khối thủy tinh (kể cả khí trong bọt và khí tan lẫn trong thủy tinh) Giai đoạn khử bọt có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Ðể bọt khí còn lại trong thủy tinh. .. Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 28 Các q trình nấu thủy tinh (q trình đồng nhất hố) Trong nhiều truờng hợp để tăng độ đồng nhất còn có thể dùng biện pháp khuấy trộn cơ học Ðây là biện pháp cần thiết để có thể thu được những loại thủy tinh rất đồng nhất, ví dụ thủy tinh quang học Cũng có thể khuấy trộn thủy tinh bằng phương pháp thổi khí vào khối thủy tinh lỏng Tác nhân thổi có thể là khơng... xuất, tùy theo u cầu về chất lượng và giá trị của sản phẩm người ta tiến hành khử bọt cho thủy tinh với các mức độ khác nhau và bằng các phương pháp khác nhau 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 25 Các q trình nấu thủy tinh (q trình đồng nhất hố) Sau q trình tạo silicat và tạo thủy tinh, khối thủy tinh nóng chảy được hình thành Do nhiều ngun nhân khác nhau như kích thước các hạt phối liệu... lợi cho q trình khử bọt Sức căng bề mặt của thủy tinh phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa của thủy tinh còn độ nhớt ngồi sự phụ thuộc thành phần hóa còn phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ của khối thủy tinh đó Nhiệt độ càng cao, độ nhớt càng thấp và bọt càng dễ thốt ra ngồi 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 23 Các q trình nấu thủy tinh (q trình khử bọt) Sức căng bề mặt càng nhỏ bọt càng... gây khó khăn cho q trình nấu và làm xấu chất lượng thủy tinh Do tốc độ phản ứng tăng lên rất mạnh khi có sự tạo thành pha lỏng nên cần phải cố gắng tìm cách tạo pha lỏng ở nhiệt độ thấp hơn Muốn vậy, nên đưa vào phối liệu khoảng 0,5 –3% phụ gia rút ngắn q trình nấu (các muối clorua, fluorua, borat, amơn…) 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 14 Các q trình nấu thủy tinh (q trình tạo silicate)... đến tốc độ chung của cả q trình 11/10/16 Presented By:ThS Hoang Tr ung Ngon 13 Các q trình nấu thủy tinh (q trình tạo silicate) Ảnh hưởng của sự tạo silicat đến tốc độ nấu Trong phối liệu của thủy tinh ít kiềm sự tạo silicat xảy ra rất chậm chạp do khơng tạo được một luợng hỗn hợp ơtecti nóng chảy cần thiết để làm tăng tốc độ phản ứng Khi hàm lượng sunfat natri khá lớn q trình khử dễ bị phá vỡ,