تركيب ومواد الخام للزجاج الزجاجي

هناك العديد من الطرق لتصنيف تركيب زجاج الزجاجة. وفقًا لمحتوى أكسيد مختلف لزجاج الزجاجة، يمكن تقسيمه إلى مكونات زجاج الصودا والجير، ومكونات زجاج الكالسيوم العالي، ومكونات زجاج الألمنيوم العالي، ولكن هذا التصنيف ليس صارمًا. على سبيل المثال، محتوى Ca0 هو مكون الكالسيوم العالي، ومحتوى Al2O3 هو مكون الألمنيوم العالي. من الصعب تحديد حدود واضحة. هنا فقط من أجل راحة البحث والشرح.
وفقًا لاستخدامات الزجاج المختلفة، يمكن أيضًا تقسيم مكونات الزجاج إلى مكونات زجاج زجاجات البيرة، ومكونات زجاج زجاجات الخمور، ومكونات زجاج زجاجات المعلبات، ومكونات زجاج زجاجات الأدوية، ومكونات زجاج زجاجات المواد الخام الكيميائية والكاشفة. وفقًا لمتطلبات أداء الزجاج للاستخدامات المختلفة، يجب تصميم مكونات الزجاج بطريقة مستهدفة لتقليل التكاليف.
الطريقة الأكثر شيوعًا في الصين هي تقسيم أنواع مكونات الزجاج حسب اللون. ومن المعتاد تقسيمها إلى مواد عالية البياض (Fe2O3)< 0.06%), bright material (ordinary white material), semi-white material (light blue material Fe2O3<0.5%), color material, and milky white material. Common high-white materials are generally used for high-end wine bottles and cosmetic bottles; semi-white materials are used for canned bottles, which contain a certain amount of Fe2 O3, mainly used to absorb ultraviolet rays, containing Fe2 O3 <0.5%, and the ultraviolet limit is below 320nm. Beer bottles are green or amber, and the absorption limit is about 450nm.

يعتمد تكوين زجاج زجاجة الصودا والجير على نظام SiO2-CaO-Na2O الثلاثي مع إضافة Al2O3 وMgO. الفرق عن الزجاج المسطح هو أن محتوى Al2O3 في زجاج الزجاج مرتفع نسبيًا، ومحتوى CaO مرتفع نسبيًا أيضًا، ومحتوى MgO منخفض نسبيًا. بغض النظر عن نوع معدات القولبة، سواء كانت زجاجات بيرة أو زجاجات خمور أو زجاجات معلبة، يمكن استخدام هذا النوع من التركيب، ولا يلزم سوى إجراء بعض الضبط الدقيق وفقًا للموقف الفعلي. يتراوح تكوينه (الكسر الكتلي) من: SiO270٪ إلى 73٪، Al2O3 2٪ إلى 5٪، Ca07.5٪ إلى 9.5٪، MgO1.5٪ إلى 3٪، R2O13.5٪ إلى 14.5٪. يتميز هذا النوع من التركيب بمحتوى معتدل من الألومنيوم. يمكن استخدام رمل السيليكا المحتوي على Al2O3، أو يمكن إدخال أكاسيد المعادن القلوية باستخدام الفلسبار لتوفير التكاليف. كمية Ca0+MgO عالية نسبيًا، وسرعة التصلب سريعة نسبيًا للتكيف مع سرعات الماكينة الأعلى. يتم استخدام جزء من MgO لاستبدال CaO لمنع الزجاج من التبلور في فتحة التدفق وقناة المواد والمغذي. يمكن أن يحسن Al2O3 المعتدل القوة الميكانيكية والاستقرار الكيميائي للزجاج.

تؤثر نسبة MgO و CaO في زجاج الصودا والجير بشكل كبير على معدل الانصهار وأداء تبلور الزجاج. وقد وجدت الأبحاث أنه عندما تكون نسبة MgO/CaO 0.49~0.50، والتي تقع عند النقطة الأيوتكتيكية المنخفضة لمخطط طور النظام الثنائي MgO-CaO، يكون معدل ذوبان الزجاج هو الأسرع، وتكون درجة حرارة الحد الأعلى لتبلور الزجاج هي الأدنى، ويكون ميل التبلور صغيرًا.

التركيبة العالية للكالسيوم هي التركيبة التقليدية لزجاج الزجاجة. في سبعينيات القرن العشرين، قامت اليابان بتحسين تركيبة نظام الصوديوم والكالسيوم إلى تركيبة عالية الكالسيوم لتلبية احتياجات التشكيل عالي السرعة. في الوقت الحاضر، التركيبة العالية للكالسيوم هي نظام المكونات الرئيسي لزجاج الزجاجة، ويتراوح تركيبها (الكسر الكتلي) من: SiO270%^~73%، CaO9.5%~11.6%، R2013.5%~15%.
الخصائص الرئيسية للزجاج عالي الكالسيوم هي كما يلي:
1. تقليل تنوع المواد الخام وتبسيط عملية معالجة المواد الخام وتجميعها.
2. إدخال المزيد من CaO، واستخدام الحجر الجيري الحبيبي بحجم جزيئات حوالي 1.5 مم كمادة خام، والذي يتفاعل مع رمل السيليكا عند درجة حرارة أقل، مما يساعد على الذوبان؛ عند درجة حرارة عالية، يمكن لـ Ca0 تقليل اللزوجة، مما يساعد على التوضيح.
إن زيادة سرعة تصلب الزجاج تساعد على زيادة سرعة الماكينة وتقليل العيوب المختلفة في عملية التشكيل.
لا يتم استخدام MgO لمنع سقوط الزجاج.
الزجاج عالي الكالسيوم سهل التبلور، والطور البلوري الرئيسي هو الولاستونيت. إذا كانت درجة حرارة قناة المادة والمغذي تتقلب، فمن السهل الاقتراب من درجة حرارة التبلور والتبلور. في الحالات الشديدة، سيتم حظر وعاء المادة، لذلك يجب التحكم في درجة الحرارة بشكل صارم.

يعتبر الألومنيوم العالي أيضًا مكونًا تقليديًا لزجاج الزجاجات. من الصعب صياغة نطاق تكوين واضح للزجاج عالي الألومنيوم. يُعتقد عمومًا أن محتوى Al2O3 يزيد عن 6٪، ويعتقد بعض الناس أن محتوى Al2O3 يجب أن يكون أكثر من 9٪. بالمقارنة مع زجاج الصودا والجير والزجاج عالي الجير، قد يكون من المعقول استخدام 6٪ Al2O3 للتمييز بين الزجاج عالي الألومنيوم. إذا كان من المقرر تقسيمه بشكل أكثر دقة، فإن الزجاج عالي الألومنيوم ينقسم أيضًا إلى نوع عالي الألومنيوم وعالي الكالسيوم ومنخفض الصوديوم ونوع عالي الألومنيوم والصودا والجير.
تتمثل خاصية الزجاج عالي الألمنيوم في أنه يمكن استخدام الصخور المحتوية على الألمنيوم والقلويات والمخلفات والخبث، مثل النيفلين والفونوليت والبيرلايت ومخلفات الجرانيت ومخلفات التنتالوم والنيوبيوم وما إلى ذلك، وخاصة الليثيوم والفلور، مما يجعل الزجاج سهل الذوبان والتوضيح. بشكل عام، ستجلب المواد الخام عالية الألمنيوم المزيد من الشوائب مثل Fe2 O3 و TiO2 إلى تركيبة الزجاج، لذلك لا يمكن استخدامها إلا للمواد شبه البيضاء والخضراء.
إن التأثير الأكبر للمكونات عالية الألمنيوم على خصائص الزجاج هو زيادة لزوجة الزجاج، وفي نفس اللزوجة، تزداد درجة الحرارة المقابلة. يظهر التغير في درجة حرارة لزوجة الزجاج عندما يحل 1٪ Al2O3 محل SiO2 في الجدول 2-3. تتبنى بعض الشركات المحلية طريقة زيادة محتوى CaO و Mg0 في الزجاج عالي الألمنيوم لتقليل اللزوجة عالية الحرارة ودرجة انصهار سائل الزجاج. في الوقت نفسه، من المفيد توضيح الزجاج وزيادة الناتج، كما يساعد أيضًا في زيادة سرعة الماكينة.

لقد زادت درجة حرارة الانصهار ودرجة حرارة التشكيل ودرجة حرارة التلدين للزجاج عالي الألمنيوم، وزادت سرعة التصلب، وأصبح سطح الزجاج عرضة للأضلاع والخطوط المتموجة، ومن الصعب التحكم في تجانس جدار الزجاجة، وتدهور تجانس قطع الحلقة. لذلك، من الأفضل إضافة المواد الخافضة للتوتر السطحي إلى الزجاج عالي الألمنيوم لتقليل التوتر السطحي للزجاج، بحيث يسهل نشر الخطوط في الزجاج عالي الألمنيوم وتجانسها، وبالتالي الحصول على سائل زجاجي بجودة أفضل. من السهل تبلور الزجاج عالي الألمنيوم، وخاصة الزجاج عالي الألمنيوم مع محتوى CaO عالي ومحتوى R2O منخفض. لقد شهدت بعض المصانع تبلورًا في فتحة التدفق وسدت فتحة التدفق وتوقفت الإنتاج. عند استخدام تركيبة عالية الألمنيوم، تكون قناة المواد سهلة التبلور أيضًا. لذلك، يجب أن تحتوي قناة المواد على تدابير عزل أفضل ووسائل تسخين مثالية. بالإضافة إلى ذلك، يتم تقليل الاستقرار الكيميائي للزجاج عالي الألومنيوم، مثل مقاومة الماء ومقاومة القلويات، بشكل طفيف، كما يتم تحسين قوة الضغط قليلاً.
يتمتع الزجاج عالي الألمنيوم بقوة عالية ومقاومة قوية للتآكل المائي. ومع ذلك، فإن السائل الزجاجي الذي يحتوي على تركيبة عالية الألمنيوم لا يساعد على التوضيح والتجانس بسبب اللزوجة العالية، وخاصة عند استخدام الموضح بشكل غير صحيح، ستكون هناك عواقب سلبية. بسبب بعض المشاكل في التحكم في إنتاج وجودة الزجاج عالي الألمنيوم، تحولت بعض المصانع المحلية التي كانت تستخدم في الأصل مكونات عالية الألمنيوم لغرض استبدال القلويات إلى مكونات زجاج الصودا والجير أو عالية الكالسيوم حيث أصبح العرض في السوق من رماد الصودا كافياً. ومع ذلك، أتقنت المصانع الفردية بالفعل ظروف إنتاج الزجاج عالي الألمنيوم وما زالت تستخدم مكونات عالية الألمنيوم.