专利名称：高铝低纯碱日用玻璃的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钠铝钙硅系日用玻璃。
日用玻璃一般为钠钙硅玻璃，纯碱的消耗量较大，在玻璃生产成本中纯碱约占原料成本80%，占总成本的40%。以往的低纯碱玻璃试验方案中，Al2O3、CaO和MgO含量较高，R2O(钠、钾碱金属氧化物)含量较低，导致熔化温度，滴料温度和退火温度升高，成型工艺改变，造成成品率下降，能耗增加，窑炉熔化能力降低。这一改进方案虽节省了纯碱，但综合效益差，难以推广。上海日用玻璃公司自85年开始研制的低碱瓶罐玻璃，通过引入0.3-0.4%的Li2O来代替R2O，取得一定技术经济效果。但这一方案纯碱节约量仅为24%，析晶温度上限一般在1100℃以下。
本发明的目的在于提供一种高铝低纯碱日用玻璃，在保持玻璃生产工艺性的前提下，大幅度降低纯碱的消耗。
本发明的任务是这样实现的。
采用一种高铝钠钙硅系玻璃设计成份，其中Al2O310-15%R2O 14-16%CaO 6-10%SiO2，Al2O3，CaO和R2O之外的其它含量组份不超过1.0%。
其中Fe2O3含量不大于0.35%，MgO不大于0.5%。
所述玻璃成份中98%以上的SiO2，是通过配合料中的SiO2-Al2O3-R2O系长石矿石引入。
这种SiO2-Al2O3-R2O系矿石的优选对象是长石，或劣等长石，如瓷石。
所述玻璃的配合料中包含复合澄清剂芒硝(Na2SO4)，硝酸钠(NaNO3)和白砒(As2O3)，芒硝含率为2-10%。
本发明的主要技术措施在于用长石类矿石代替纯碱，这类矿石在我国资源丰富，价格低廉。但同时引入了SiO2和Al2O3，前者可省去石英砂消耗，而后者会造成玻璃粘度、表面涨力的增加，导致玻璃熔体均化和澄清困难，而且提高熔化温度，加快成型硬化速度。此外过高的Al2O3含量会增加玻璃的折晶倾向。现有的日用瓶罐玻璃设计成份中AL2O3的含量一般不超过4%，而钠长石中Al2O3的含量为20%左右，所以低铝的玻璃设计成份限制了配合料中长石的用量。
本发明所提的玻璃设计成份中绝大部分或全部的SiO2由长石类矿物引入，大部分R2O也由长石类矿石引入，其余R2O由纯碱和芒硝引入。较高的R2O含量是为了保证玻璃的化学稳定性和熔化成型工艺性。较低的CaO含量为控制玻璃析晶温度和料性长短。MgO的存在虽有抑制析晶作用，但会增加玻璃的高温粘度和表面涨力，这对于高铝高钠成份的玻璃是十分不利的。一般钠钙硅玻璃MgO量超过2%，本发明需将MgO量控制在0.5%以下。
芒硝是玻璃配合料中常用的助熔和澄清剂成份，一般在加入芒硝同时还加入还原炭粉，使芒硝在800℃以下开始分解，并限制硝水的形成。使用芒硝还能引入Na2O，代替部分纯碱。本发明将芒硝、硝酸钠和白砒作为复合澄清剂加入玻璃配合料中。硝酸钠和白砒的存在控制窑炉气氛，使芒硝在1100℃以上才进行分解，同时还兼有脱色作用。上述复合澄清剂的基本化学反应为(1)较低温度下硝酸钠分解，白砒氧化
反应温度在500℃-900℃之间，硝酸钠在这里兼有助熔作用，配合料中硝酸钠的实际用量要较理论计算值大。
(2)高温下砷酸钠分解
这里As2O3的氧澄清作用与化学脱色紧密联系的。由于未使用炭粉等还原剂，使芒硝在1120℃以上的高温下才进行热分解。
(3)硫酸钠分解反应
若在还原性气氛中，上述反应在800-900℃下进行。
芒硝高温分解的均化和澄清效果更好，但芒硝加入量必须按生产状况严格控制，以避免析出硝水。
复合澄清剂三种成份的用量为芒硝含率2-10%，白砒用量为配合料总量的0.2-0.6%，硝酸钠用量是白砒的7-11倍。
采用上述高铝低纯碱玻璃配方后窑炉和成型主要工艺参数，如熔化温度、滴料温度、退火温度和成型硬化速度等与原钠钙硅普通玻璃一改，能耗没有增加，成品率和产率不降低，炉料对炉壁的侵蚀作用还有缓和趋势。成品的质量指标全部符合有关要求。玻璃析晶上限温度的测试结果为1135℃。一年多生产实践证明，纯碱消耗量降低40%以上，吨成品原料成本降低80-120元。这种玻璃料特别适用生产青白料、棕色料和翠绿料日用瓶罐制品。
下面以实施例对本发明作进一步说明配合料组成长石 385kg纯碱 40kg方解石 62.5kg萤石 2.2kg芒硝 15kg白砒 2kg硝酸钠 20kg其中长石的成份为SiO270.69%，Al2O316.68%，CaO 0.65%，MgO 0.29%，Na2O 10.97%。
熔化温度为1500±20℃一个产品送样化学分析结果为SiO263.12%，Al2O311.95%，Fe2O30.32%，CaO 9.42%，
MgO 0.088%，Na2O 11.16%，K2O 3.77%析晶温度上限为1135℃。
权利要求
1.一种钠铝钙硅系玻璃，其特征是所述玻璃的成份为R2O 14-16%Al2O310-15%CaO6-10%SiO2，Al2O3，CaO和R2O之外的其他组份含量不超过1.0%，其中Fe2O3＜0.35%MgO ＜0.5%
2.按权利要求1所述的玻璃，其特征是所述的玻璃中98%以上的SiO2成份由长石类SiO2-Al2O3-R2O矿物引入。
3.根据权利要求1或2所述的玻璃，其特征是所述玻璃的澄清剂为芒硝，硝酸钠和白砒，芒硝含率为2-10%。
全文摘要
一种钠铝钙硅系玻璃，采用长石代替部分纯碱， 设计成分为R
文档编号C03C3/087GK1055163SQ9010170
公开日1991年10月9日 申请日期1990年3月27日 优先权日1990年3月27日
发明者杨卓清, 骆昆, 徐建国, 周昕, 贾建兴 申请人:石家庄市第一玻璃厂