日产450吨平板玻璃熔化车间的工艺设计(6)

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石灰石 纯碱 萤石 芒硝 煤粉 13.8 0.07 0.12 55.00 59.50 58.15 41.47 95.03 85 0.8 0.5 1 4.2 — 3.1.2 计算步骤

假设原料均为干燥状态，即在进行计算时不考虑水分的影响。计算原则：先进行复杂原料的计算，在以单一的纯料进行调配。

（1）计算砂岩与长石的用量 设砂岩的用量为x，长石的用量为y，按照玻璃组成中SiO2与Al2O3的含量列出联立方程式。

SiO2：0.9830x ＋ 0.6609y = 72.5 Al2O3：0.0120x ＋ 0.1804y = 1.6

解方程得：x = 70.694，y = 4.149

即熔制100㎏玻璃需要砂岩70.694㎏，需要长石4.149㎏（注意：由砂岩引入的Fe2O3含量为70.694×0.002=0.142㎏）

（2）计算由长石引入的CaO、Na2O、MgO与 Fe2O3的用量

Na2O ： 4.149×0.1429=0.593 CaO ： 4.149×0.0082=0.034 Fe2O3 ： 4.149×0.0020=0.008 MgO ： 4.149×0.0039=0.016

（3）计算白云石的用量 白云石引入的MgO的量为

4.0－0.016=3.984

白云石中MgO的含量为21.4%，因此白云石的用量为

3.984÷0.214=18.617

同时，引入的CaO的量为

18.617×0.3042=5.663

（4）计算石灰石的用量 石灰石引入CaO的量为

7.9－0.034－5.663=2.203

石灰石中CaO的含量为55%，因此石灰石的用量为

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2.203÷0.55=4.005

（5）计算芒硝的用量 芒硝含率：由芒硝引入玻璃中的氧化钠和纯碱向玻璃中引入的氧化钠总量的百分比。可用下式表示

芒硝含率=

芒硝中的Na2O?100%

纯碱引入的Na2O?芒硝引入的Na2O芒硝含率随熔化温度、火焰气氛及玻璃澄清质量而定。一般情况下，无色透明浮法玻璃生产芒硝含率控制在2.5%～3.0%之间。这里取3.0%进行计算。

设芒硝引入量为x㎏，根据芒硝含率计算公式可得

x?0.4147?3%

14.0解方程，得 x=1.013，即芒硝的用量为1.013㎏。 （6）计算纯碱的用量 纯碱引入的Na2O量为

14.0×（1－3%）－0.593=12.987

纯碱中含有Na2O的量为58.15%，所以纯碱的用量为

12.987÷0.5815=22.334

（7）计算煤粉的用量 炭粉含率：由碳粉引入到配合料中的固定碳与由芒硝引入的Na2SO4的比值，可用下式表示

炭粉含率?碳粉用量?碳含率（%）?100%

芒硝用量?芒硝含率（%）按照反应式2Na2SO4?C??2Na2O?CO2?2SO2计算，炭粉含率理论值为4.2%，当芒硝用量确定后，炭粉的实际用量与本身的颗粒组成、易燃性、组成配合料的各种原料的COD值、熔窑1#～2#小炉温度及火焰性质等有很大关系。浮法玻璃生产用炭粉含率一般在3%～5%之间，这里取4.7%来进行计算。

设煤粉的用量为x㎏，根据煤粉含率公式可得

x?0.85?4.7%

1.013?0.9503解方程，得 x=0.053 即煤粉的用量为0.053㎏。

根据以上计算结果，特将熔制100㎏玻璃时各种原料的用量汇总于下表：

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表3-3 玻璃配方表（每生产100㎏玻璃时） 原料 砂岩 长石 白云石 石灰石 芒硝 纯碱 煤粉 总计 用量/㎏ 70.964 4.149 3.984 4.005 1.013 22.334 0.053 106.502 （8）计算辅助原料的用量以及挥发分的损失

以萤石作为助熔剂时，计算萤石的用量。引入的氟按配合了得0.5%计算：

0.5%?78?1.03% 38所以萤石的用量为

106.502×0.0103=1.097

萤石中含的量为CaO59.5%，因此由萤石引入的CaO量为

1.097×59.5%=0.653

相应的，可算出此部分所对应的石灰石的用量

0.653÷55%=1.187

因此，石灰石的实际用量应为

4.005－1.187=2.818

考虑到Na2O的挥发损失：一般Na2O的损失量为自身重量的3.2%左右，则最后应补充Na2O的量为

14.0×0.032=0.448

故纯碱的补充量为0.448÷58.15%=0.770，于是可算出纯碱的实际用量

22.334＋0.770=23.104

根据以上计算，熔制100㎏玻璃的实际原料用量修正如下表所示：

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表3-4 玻璃配方修正表（每生产100㎏玻璃时） 原料 砂岩 长石 白云石 石灰石 芒硝 纯碱 煤粉 萤石 总计 用量/㎏ 70.964 4.149 3.984 2.818 1.013 23.104 0.053 1.097 107.182 （9）计算配合料的气孔率 配合料气孔率计算式为

107.182?100?100%?6.70%

107.182玻璃的产率为

100?100%?93.30%

107.182如果每次配合料的用量为500㎏，碎玻璃（熟料）的用量为20%，碎玻璃中Na2O的挥发损失不计，则碎玻璃的用量计算式为

500×20%=100（㎏）

粉料（配合料）的用量为

500-100=400（㎏） 放大倍数=

400?3.732

107.182500㎏配合料中各原料的粉料用量=熔制100㎏玻璃中各原料用量×放大倍数。于是，每副配合料中各原料的用量为：

表3-5 玻璃配方干基用量表（每生产100㎏玻璃时）

原料 砂岩 长石 白云石 用量/㎏ 70.964 4.149 3.984 放大后用量/㎏ 264.837 15.484 14.868

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石灰石 芒硝 纯碱 煤粉 萤石 总计 2.818 1.013 23.104 0.053 1.097 107.182 10.517 3.781 86.224 0.198 4.094 400.003 原料中均含有一定量的水分，我们可以用下式来计算湿基的用量：

湿基用量?干基用量

1?水分百分比（%）计算结果见下表。

表3-6 玻璃配合料的湿基配比

熔制100㎏时 原料 干基用量/㎏ 砂岩 长石 白云石 石灰石 芒硝 纯碱 煤粉 萤石 总计 70.964 4.149 3.984 2.818 1.013 23.104 0.053 1.097 107.182 1.0 1.0 0.3 0.8 4.2 0.5 —— 1.0 —— 原料含水量/% 干基用量/㎏ 264.837 15.484 14.868 10.517 3.781 86.224 0.198 4.094 400.003 湿基用量/㎏ 267.512 15.640 14.913 10.602 3.947 86.657 0.198 4.135 403.604 熔制500㎏配合料时粉料的用量 由于配合料中含水量要求为5%，因此应计算混合料的加水量，其计算式为

加水量?粉料干基?粉料湿基

1?水分百分比（%）算得加水量为

H?400.003?403.604?17.452

1?5%因此，最后算得加水量为17.452㎏。

3.2 熔化车间的计算

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