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摘要:生產中遇到玻璃色調改變的情況，需提前對玻璃液密度進行預調節，充分利用玻璃液的密度對流在轉料過程的積極作用，達到快速轉料的目的。

關鍵詞:色調轉變;密度;溶解度

0引言

瓶罐玻璃生產中改變色調時有發生，特別是公司熔窯少的情況下，經常會因為客戶和市場需求而改變產品的色調。成功的色調調整可以給公司帶來可觀經濟效益，否則，公司也會因為色調調整不成功，使生產經營陷入困境，因此，玻璃色調的調整過程必須做細做好。

1對玻璃液密度預調節

改變玻璃液色調，首先要對需改變色調的玻璃液和改變后的玻璃液密度進行比較，了解兩種玻璃液密度存在的差異，這對快速轉換玻璃液的色調至關重要。因為轉換密度不同的玻璃液時，在色調轉換過程中能否形成劇烈的密度對流，會直接影響轉換色調的速度，同時也會影響改變色調后的生產狀態。轉換色調后的玻璃液密度如果小于轉換色調前的玻璃液密度，投料后密度小的玻璃液浮在密度大的玻璃液上進行熔化，原密度大的玻璃液不能很好地參與新玻璃液的均化和密度對流，會延緩轉換色調的進程。所以，轉換色調前，配方工程師應根據實際轉換色調玻璃液前后的密度情況，對轉換色調的玻璃液密度進行預調節，使兩種玻璃液之間形成密度差，從而加速轉換色調過程。很多公司轉換色調時，沒有充分地利用密度對流對轉換色調的積極作用，往往延長了轉料的時間，致使生產蒙受損失。

例如:從普白色玻璃液轉換成翠綠色玻璃液，一般情況是比較快速的。熔窯熔化率在2．3左右時，整個轉換色調時間一般只需10h左右就可以完成。其原因就是普白料的玻璃液密度一般情況下都要小于翠綠料，這樣在轉料時，玻璃密度大的翠綠料可以依靠自身的密度優勢，使得兩種料色之間形成強烈的密度對流，密度小的白色玻璃液能快速地被密度大的翠綠色玻璃液均化;同時，翠綠色玻璃液在密度對流過程中，也能快速地將白色玻璃液擠出熔化池，達到了事半功倍的效果。而翠綠色料轉白色料時，相對的轉料時間就要長很多，其原因正好和上述原因相反。這種情況可以得到改善，方法是在轉換色調時，可以對白色料的玻璃液密度進行調節，使得白色料的玻璃液密度高于翠綠色玻璃液的密度，或至少接近翠綠色玻璃液密度，再充分利用密度差形成的密度對流進行轉換色調。這樣做可能會改變轉料期間玻璃液的硬化速度，從而影響轉料期間的成型生產，但這一影響是在可控范圍之內的。現在玻璃配方在玻璃成型性能上的設計，不再是傳統意義上的料性長短的層面，也就是說，玻璃制品的成型速度不完全取決于氧化鈣含量的高低，而是引入一個玻璃硬化速度的概念。玻璃配方成分中的堿金屬氧化物、氧化鋁、氧化鐵等都對玻璃硬化速度有貢獻，可以通過玻璃原料成分的設計，達到既改變玻璃液的密度，而又不改變或少改變玻璃液硬化速度。實際轉換色調過程中，既使有少許改變，也可以根據玻璃硬化速度參數的量化，在成型工藝調整上給予配合。通過轉換色調玻璃液密度的調整，可以大大地縮短翠綠料轉白料的轉料過程，在4～5天左右完成，而常規的這種轉料一般需要7天左右。我們稱該方法為密度轉料法，在生產實踐控制中效果很好。轉換色調期間也需適當提高玻璃液的熔化率。

2對玻璃液氧化還原性預調節

對于從翠綠色轉換成琥珀色玻璃液的色調轉換，氧化程度不同的翠綠色玻璃液熔體和含硫量不同的琥珀色玻璃液熔體相互接觸是不可避免的，這時很可能在熔化池表面產生大量的泡沫，從而導致轉料過程中玻璃制品產生大量的氣泡，一般會影響生產2～3天。從硫化物在玻璃液中的溶解度曲線，可以看出，由氧化性玻璃向還原性玻璃進行轉換時會降低含硫化合物的的溶解度，這個過程就會因為含硫化合物溶解度的降低，使得大量的硫化物氣體在玻璃液中排出，在熔窯玻璃液表面產生大量的泡沫，如同熔化池表面蓋上棉被，阻隔熔窯火焰的熱輻射、傳導，從而影響配合料的熔化，導致此期間玻璃制品產生大量的氣泡。嚴重時通過加料口加料都十分困難。這個過程是否可以避免，即轉料過程熔化池不再產生泡沫，期間的產品也不再產生氣泡，答案是肯定的。方法就是在轉料前，對玻璃液的氧化還原性能進行預調節，使得轉換色調前玻璃液的氧化性趨向還原性，降低氧化性玻璃熔體的硫化物溶解度，實現轉料過程玻璃制品無氣泡。與此作業相反，由還原性玻璃轉換成氧化性玻璃的過程容易得多，例如:琥珀色玻璃向白色玻璃轉換，白色料的密度比琥珀色料的密度小，氧化性的白色玻璃在原來的玻璃(還原性)上熔化后，由于它的硫化物溶解度較高，將上升的氣泡溶解吸收，即可以使產生的氣泡消失。如果白色料的密度比琥珀色料的密度大，氧化還原性偏差大的玻璃液劇烈反應，也同樣會產生泡沫而使玻璃液產生氣泡，這時預先對轉換色調的琥珀色玻璃液的氧化還原性預調節，同樣具有實際意義。綜上所述，改變玻璃料色時，通過玻璃液密度、氧化還原指數的預調節，使玻璃液密度、氧化還原指數向著我們希望的方向提前轉變，是至關重要的。

3轉換色調中的工藝控制

轉換色調過程控制成功與否，和轉換色調過程的工藝控制有著密切關系。有些公司在轉換色調過程中，只是簡單地改變色調，投入原料就完事大吉。由于轉換色調過程工藝控制不合理或沒有進行有效的工藝控制，使得轉換色調后的生產后患無窮，特別是深色料轉換成淺色或白色料，經常會因為轉料過程沒有實施有效的熔化工藝控制，導致轉換色調后相當長時間內，玻璃制品出現深色色道，企業苦不堪言。正常的轉料，在考慮上述的因素基礎上，正式投料前，熔化池溫度要提前升高，俗稱洗爐，這是必不可少的關鍵步驟。具體升高多少，要考慮到料色、熔窯熔化率、鼓泡頻率、鼓泡大小、熔化池的池深等諸多因素，一般需升高20～30℃，且需提前30h或更多時間。有熔窯鼓泡的，也要提前加大鼓泡頻率、加大鼓泡泡徑(這一過程需提前20h進行)，這樣可以使得熔化池底部緩動或不動層的玻璃液動起來，參加生產流(溫度對流)。否則，熔化池底部不動層的玻璃液不參加轉換色調的生產流，在轉換色調以后，當熔窯溫度、出料量等工藝參數發生變化時，沉積在熔化池底的深色玻璃液就會參加生產流，導致玻璃制品產生色道，有時這一過程長達幾個月，嚴重影響產品質量和產量。

4琥珀色玻璃重沸氣泡控制

琥珀色料生產比較難控制，原因在于容易產生薄皮氣泡。這些薄皮氣泡并非來自于熔化池，而是沒有氣泡的玻璃熔體，在進入工作室或供料道又從玻璃液中析出所溶解的氣體產生了氣泡。這種薄皮氣泡的產生和工作室、供料道的工藝控制及配方設計密不可分，也就是說，氣泡產生于工作室或供料道，但根源在熔化池控制和配方設計。對于還原性配合料的設計，原則上要盡可能地避開過度還原，過度還原的玻璃液硫化物的溶解度低，會使得玻璃液具有較大的后期產生重沸氣泡的傾向，生產時工作室或供料道的溫度如有局部波動，就會因為重熱使得溶解在玻璃液里的硫化物氣體逸出。特別是對于一些澄清池較深的熔窯，由于澄清池較深，玻璃液通過流液洞后局部降溫較多，玻璃液在進入工作室或供料道后被重新加熱，使得已經溶解的氣體又被釋放出來而使制品產生氣泡。

可以看出，Fe2+在72%～75%處，硫化物含量出現一個極小值，琥珀色玻璃剛好處于這個最低點的右側，該范圍溶解度曲線比較陡，玻璃中的S2－溶解度越大，重沸傾向也越大。在該條件下熔制的玻璃液通過流液洞降溫后，會吸收大量的溶解氣體，很容易在熔窯后期生產時產生重沸氣泡(當熔窯氣氛或溫度有輕微變化時，也容易出現大量的澄清小氣泡)。所以，琥珀色玻璃的配方設計，其氧化還原指數設計最好控制在溶解度曲線最低點附近，即混合料的氧化還原指數為－23～－25之間，這樣可以使得玻璃液在后期工作室、供料道的溫度調整時，產生重沸氣泡的幾率最大限度地降低。如國內一家公司生產琥珀色玻璃制品，一窯三線，按照常理，中間的一條生產線多是生產小瓶制品，而恰恰是這條料道經常會出現較多的氣泡，而當該條料道生產大的制品時，氣泡反倒減少。其原因是由于小制品需要的料滴溫度較高，玻璃液在供料道需加熱的溫度較高，使得玻璃液重熱產生氣泡。對于定位琥珀色玻璃生產的熔窯，澄清池的深度設計不易太深，否則也會因為澄清池較深，熔化池底部玻璃液降溫幅度較大，在通過流液洞進一步降溫后，使得進入工作室或供料道內的玻璃液溫度較低，根據產品成型的需求，有進一步加溫的可能，也是產生重沸氣泡的因素之一。

5結束語

欲實現快速轉換玻璃液色調，要根據待轉色調的玻璃液密度，提前對玻璃液密度進行預調節，目的是通過玻璃液密度的調節，加劇轉換色調過程玻璃液的密度對流。對于氧化還原指數不同的玻璃液色調轉換，除考慮密度因素外，還需對兩種色調玻璃液的氧化還原指數進行預調節，使得氧化還原數不同的混合料提前向預期的方向逐步轉變，避免轉換色調過程發生劇烈的氧化還原反應產生。琥珀色玻璃轉換色調，要注意控制還原程度，將還原數控制在－23～－25之間，避開過度還原硫化物溶解度曲線陡峭的區域，把硫化物溶解度控制在最低點附近，降低后續生產產生重沸氣泡的幾率。

參考文獻:

［1］H．基普生－馬威德，R．布呂克納．玻璃制造中的缺陷［M］，黃照柏，譯．北京:輕工業出版社，1998:203－211．

作者:邸杰 單位:鈺雪明源日用玻璃有限公司