太阳能压延玻璃工艺学
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2.6 配合料的制备

2.6.1 配合料的基本要求

保证配合料的质量是防止玻璃产生缺陷的基本措施。对配合料的基本要求如下。

(1)具有稳定性

配合料成分的正确和稳定决定玻璃成分的正确与稳定,因此,各种原料的化学成分、水分、颗粒组成等都应保持稳定。当原料的化学成分和水分等发生变化时,必须随时调整原料配方。另外要经常校正料秤,保证称量精度,务求称量准确。

通常当硅砂成分波动导致玻璃中SiO2成分波动在0.10%以上,其他原料成分波动导致玻璃中CaO、MgO、Al2O3成分波动在0.05%以上时,则应变料,调整玻璃配方,每次调整范围应控制在±0.05%以内。

如果粉料中水分波动对粉料称量的影响达到表2-41中的范围时,化验工应及时调整粉料用量。

表2-41 粉料水分波动影响范围调整表

57a

调整时先按水分的1/2变料,下次检测如果波动仍然较大,再变1/2。湿基配料单要及时移交配料班长。

(2)具有一定的颗粒组成

配合料的颗粒组成不仅要求同一种原料有适宜的颗粒度,而且要求各种原料之间有一定的粒度比,其目的在于提高配合料的质量,防止配合料在运输过程中分层。一般要求各原料的颗粒质量相近,对于难熔化的原料,其粒度适当减小一些,因为小颗粒的原料比大颗粒的原料具有更大的表面能和化学活性,因此小颗粒的原料更容易熔化。但同时也要注意,过细的原料也会给其他工艺环节带来不利影响。

在玻璃配合料中,硅砂的用量最多,也最难熔化,其他原料的粒度应以硅砂的粒度为基准。密度与硅砂相近的原料,其粒度也应与硅砂相近;密度比硅砂大并且难熔化的原料,其粒度应比硅砂小些;密度小易熔化的原料,其粒度应比硅砂大些。

(3)具有一定的水分

配合料中具有一定的水分,可以湿润原料颗粒的表面,增加原料颗粒之间的黏附力,有利于减少粉尘,防止分层,提高混合均匀度,提高熔化速度。

直接向配合料中加水会导致配合料混合不均。配料时,应先加水湿润硅质原料,使水均匀地分布在硅砂颗粒表面形成水膜,这层水膜可以溶解5%左右的纯碱和芒硝,有助于加速熔化。配合料的含水率与原料的粒度和配合料的种类有关,原料的粒度较细时,配合料的水分可以略高些。太阳能压延玻璃配合料的含水率一般控制在(4.0±0.2) %左右。

含有一定水分的配合料称为湿配合料。在湿配合料中,纯碱与水化合为一水化合物(Na2CO3·H2O)。如果湿配合料的温度低于35.4℃,一水纯碱将变为低温状态的7水纯碱(Na2CO3·7H2O)或10水纯碱(Na2CO3·10H2O)。7水纯碱或10水纯碱能迅速吸取原料颗粒表面的自由水,对配合料产生凝结作用,严重影响配合料的流动性。所以,湿配合料在进入熔窑前,其温度应维持在45℃左右。由于纯碱的水化是一个放热过程,在一般情况下,这一温度是可以达到的。

(4)具有一定的气体率

配合料中必须含有一部分能受热分解放出气体的原料,如碳酸盐、硫酸盐等。在太阳能压延玻璃的熔制过程中,这些盐类受热分解,逸出大量气体,对配合料和玻璃液产生较大的搅拌作用,有利于硅酸盐的形成和玻璃液的澄清、均化。配合料逸出的气体量与配合料质量之比称为气体率。

不同种类的玻璃对配合料的气体率要求有所不同。对于太阳能压延玻璃,配合料的气体率为15%~20%。气体率过高会引起玻璃起泡,过低则会导致玻璃“发滞”,不易澄清。

(5)必须混合均匀

配合料混合是否均匀将影响玻璃制品的产量和质量。如果配合料混合不均,则纯碱等易熔物较多之处熔化速度较快,硅砂等难熔物较多之处熔化就比较困难,甚至会残留未熔化的硅质原料颗粒,破坏玻璃的均匀性,导致玻璃中产生结石、条纹、气泡等缺陷。在易熔物较多之处,玻璃液与池壁接触时,对耐火材料的侵蚀加剧,也会造成玻璃不均匀。因此,必须保证配合料充分混合均匀。

2.6.2 配合料的制备

配合料的制备是指将加工合格后的各种粉料送入配料料仓,进行称量、混合,制成配合料,并将制备合格的配合料送至窑头料仓的过程。

配合料的制备可分为人工配料和自动配料。人工配料是指各种原料的称量、输送靠人工实施,配备混合机完成配合料的制备过程;自动配料是指从配料仓中卸出粉料开始,到称量、混合、配合料入窑头料仓为止,包括输送在内的一系列工序都是在计算机控制下按一定程序自动完成的。

2.6.2.1 称量

(1)称量方法

人工配料一般使用磅秤或台秤,称量时最好是一人过秤一人复秤,以免发生差错。人工配料多用于日熔化量较小的生产线的称量和着色剂的称量。自动配料则使用自动秤进行称量,其称量方法可分为分别称量和累计称量。

① 分别称量。在每种原料的料仓下面各设一秤,即一仓一秤,单独称量。原料称量后分别卸到皮带输送机上送入混合机中进行混合。分别称量的工作流程较长,适用于排式料仓。它可以根据原料的用量,选用不同量程的秤,使每种原料都能全量程或接近全量程称量,称量误差小。在分别称量中,各原料的称量是同时进行的,称量时间短,配料速度快,生产能力大,但设备投资较大。对于分别称量,可以采用减量法称量,也可以采用增量法称量。

减量法称量是目前玻璃原料称量中普遍采用的一种方法。减量法称量是事先按定值向称量斗中加料到终点,然后卸料,在卸料过程中计量,接近所称量的终点前,电磁振动卸料机由快速转为慢速卸料,直至终点停止卸料计量。该方法可以避免由于物料黏附于称量容器壁上所造成的卸料不净、称量不准的缺点,免除残余料量的影响,提高了动态精度。其缺点是对卸料时的悬浮料量必须加以控制,否则影响精度,此外在称量过程中若发生事故误差,物料已卸入皮带输送机,处理起来较困难。由于减量法称量比增量法称量多用了一台给料机,所以,其投资高于增量称量法。

增量法称量是在向称量斗加料时计量,到终点停止,然后开启卸料门卸料。该方法优点是投资较少,控制比较简单,对湿度小、不易黏结且用量不大的物料比较适用。其缺点是秤斗存料,若物料湿度大、黏附于称量容器壁上会造成卸料不净,称量不准,即卸不干净的残余料量会影响称量精度。因此,含有一定水分的原料和黏性比较大的原料不宜选用增量称量法。另外,秤斗下部卸料闸板如果关闭不严,容易发生漏料而影响配合料的化学成分。

② 累计称量。用一台秤依次称量几种原料,累计计算质量,称量后的原料直接送入混合机,工作流程短。它的特点是设备投资少,占地面积小。但是,它的称量精度不高,而且称量误差是累计的,在称量过程中,各种原料的称量是用同一台秤在不同时间内完成的,称量时间较长,生产能力不大,错料不好处理。一般适用于原料用量不大的小型太阳能压延玻璃厂的塔式料仓。

在称量过程中,为了提高称量精度,一般采用高、低档配合加料,即在开始加料时快速加料,以提高称量速度,当加料量接近规定质量时,用慢档缓慢地加料,以减少称量误差。

(2)称量装置 

自动称量所采用的电动秤一般分为机电式和电子式两类。机电式自动秤是在机械杠杆秤的基础上加设电子装置,实现数字显示和自动控制,一般体积较大,杠杆系统结构复杂,维修麻烦。电子式自动秤是用传感器作为测重元件,当称量时,传感器受重力作用,机械量转换为电量,经过放大、平衡,显示出数字,同时通过比较器与定值点的给定信号比较,进行自动控制。它的特点是,结构简单,体积小,质量轻,安装使用方便,测量可靠,适于远距离控制。自动秤的称量精度一般为1/500,精确称量时为1/1000。通常称量误差往往是称量设备没有调节好而造成的,因此,车间每班开始称量前应当检查自动秤灵敏度;每两周白班以标准砝码对自动秤校核一次,各种原料称量动态误差范围不超过±0.1%。

无论是机电式还是电子式电动秤,它们的称量系统都是由振动下料斗、手动闸板、给料机、快速断流阀、称量料斗、卸料装置、连接件及传感元件等组成。

① 振动下料斗。振动下料斗又称活化料斗,它的主要作用是使物料均匀、连续、准确地下到给料机中,不致发生涌料或不下料,并可解决料仓的结拱、堵料、偏料,它还可起到闸门作用,当停止给料时,保证料流及时停止流动。

② 手动闸板。它的主要作用是调节振动料斗下料口的开度,使振动料斗的给料量达到合适的料流量;此外在紧急情况下,可以迅速关闭闸板,不致流料,便于维修及时处理问题。

③ 给料机。它的主要作用是通过程序控制将振动料斗下来的物料均匀地送到称量斗中,它是保证称量精度的关键设备。常用的给料机主要是电磁振动给料机,由槽体、振动头、减震器、控制器所组成。它具有体积小、自重轻、磨损小、运行可靠、安装维修调节方便、易于实现自动化等优点。电磁振动给料机的支承有以橡胶或弹簧做垫块的坐式和悬挂式两种固定方法。

④ 快速断流阀。当给料机停止给料后,还有一部分物料处在给料机出口至料斗表面这一段,即所谓的悬浮量。如果给料机正好在称量值达到设定值时停止给料,则最后的测量值还要加上落差造成的附加量,从而产生称量误差,甚至造成过量,即使采用减量法也会造成称量精度不稳定。为了解决这一问题,通常在给料机出口下部设置一个快速断流阀,当给料机停止给料的瞬间,阀门迅速关闭以阻挡“空中”落料,从而达到减小误差的目的。用快速断流阀在很大程度上保证了称量精度,但是,仍然有少量的“空中”落料,为了减少悬浮量的影响,可以根据经验采用提前量法。

⑤ 称量料斗。它的主要作用是称量由给料机给入的物料。料斗通常为锥角较小的圆锥体,上部顶盖设置一排气孔,在称量过程中排出多余的气体,料斗下部排料方式因称量方法不同而选用不同的结构形式:增量法料斗的排料门可用开度可调节的斜式气动或电动活页门;减量法可用固定在橡胶垫块上的电磁振动输送机,由于在排料称量终止时。停车惯性及槽口处物料下滑引起称量精度下降,可在输送机的槽口处挂一些铁环链,以缓冲“跑料”。

⑥ 荷重传感器。它是称量的关键元件。传感器的结构形式很多,如悬臂式传感器、板环式传感器、柱环式传感器、圆板孔式传感器等。常用的是悬臂式传感器,该传感器结构简单、弹性好、质量轻、精度高、可承受拉压荷载、输出信号大、抗干扰能力强、适应性广、便于加工制造,并有过载保护,弹性体的工作段便于密封。用一个波纹管两端焊接在弹性体的台阶处,应变片粘在弹性体上下两个工作面上,组成桥路。传感器的一端固定在机架上,另一端悬挂在秤斗上,当称量时,弹性体的上工作面受拉,下工作面受压,桥路失去平衡,有电压信号输出,外力去掉后,桥路恢复平衡。

在实际生产过程中,称量误差往往是由于称量系统各个环节没有调节好而造成的,因此,应当对称量设备定期用标准砝码进行校正,并经常维修,以保证良好的工作状态。

(3)物料的水分检测

硅砂、纯碱、硝酸钠等含水率较大,以前多为离线检测水分,即由化验工定时取样分析物料的含水率,根据物料的含水率计算出湿基配料量,然后以配料单的形式通知称量和混合操作工,按要求称量,在混合时再根据物料含水率的变化,加入不同量的水分。这样测量水分不仅工作烦琐、劳动强度大,更重要的是测得的水分不能真实地反映称量时物料的水分值,因此,配料不精确,也不能实现自动控制。现在有经济实力的生产线可以做到在线检测,即利用安装在生产线配料仓上的中子式、微波式、红外线式等形式的水分测定仪,实时测量每秤物料中的含水量,将其信息传输到计算机中,计算机在一定的程序下可以自动计算出该水分下应称的湿基含量,修正称量值;同时测得的水分值经计算机处理,可计算出混合料中应加入的水分,以保证混合料的含水误差控制在允许值范围内。

中子式水分测定仪一般是采用镅-铍(Am241-Be)和铯(Cs137)做中子源,利用具有较高能量的快速中子通过不同含水量的物料时中子的衰减量不同来测定水分,这种关系在物料含水率小于10%时线性度比较好,最大可用到15%含水率;微波式水分测定仪是利用微波通过不同含水量的物料时能量的衰减量不同来测定水分的,这种关系在物料含水率小于6%时线性度尚可,超过6%就不太理想,含水率太高时就很难使用;红外线水分测定仪是利用红外线加热物体的热效应和强穿透能力使被测物体的水分快速蒸发而失重,通过物体的初始质量和物体蒸发水分后的质量数据获得被测物体在某一特定温度下的含水量,其好处是能区分物料中的结晶水与吸附水,这对于测定纯碱水分而言是最合适的。

(4)称量误差

在整个称量过程中存在三种称量误差。

① 系统误差。这是一种比较稳定的误差,经分析后可以校正克服的误差。系统误差主要来自计量仪器精密度不够、刻度不准、未经砝码校正等,或周围环境如温度、压力发生变化。

② 偶然误差。这是一种不自觉的误差,其大小、方式并不固定,因而也不易控制,它是一种不稳定的、难以克服的误差。

③ 过失误差。这是一种人为的无章可循的误差,往往是操作人员违反操作程序或工作粗心、缺乏校验等造成,它是可以避免的误差。

(5)称量的放料顺序

根据排库和塔库的结构不同,所选用的称量方式不一样,放料顺序也不尽相同。

排库的称量系统为一字形布置,称量后根据“先放大料后放小料”的原则将称量好的原料卸放到输送皮带上,并保证小料均匀地铺在大料上。即排库式的称量系统一般按硅砂、纯碱、白云石、石灰石、氧化铝粉、芒硝(复合澄清剂)的顺序放料。纯碱和芒硝接触时容易形成料团,造成混合不均,故不能直接接触。碎玻璃一般是在原料混合终了后,在输送配合料的过程中加在配合料上面。

塔库称量系统的放料比较简单,一般是先根据原料的用量分几个秤斗进行称量,称量后进入中间仓,待所有原料称量完毕后直接进入混合机进行混合。塔库称量系统的放料顺序是先放硅砂、纯碱、白云石、石灰石、氧化铝粉,然后再放芒硝和澄清剂。

2.6.2.2 混合

配合料混合均匀是熔制优质玻璃液的基础。任何强制玻璃液均化的方法(如提高熔化温度、鼓泡、搅拌等)都不可能完全消除由于原料混合不均所造成的玻璃液不均匀。因此,必须将原料混合均匀。

通过施加机械力、重力等把完全分开的两种或两种以上的固体粒子拌和在一起,使得到的产物中任何一部分都有相同分值的各种固体粒子,这种作业称为混合,执行这种作业的设备称为混合机。

就促使固体粒子混合的力的作用原理来讲,有扩散混合、对流混合和剪切混合三种。

① 扩散混合。通过在新形成的混合物表面上重新分布粒子的办法来促进混合的叫扩散混合。这种作用类似于气体或液体的扩散作用,故称为扩散混合。当然,气体或液体的扩散是靠分子的热运动,而固体粒子的扩散混合要靠外力,一般是重力。从粒子堆砌角度看,扩散混合是一种偏微观的混合机理,它不能在整个混合系统中各处都同时进行,但它也不容易造成分层。转鼓式混合机就是这种混合机理在起着显著作用。

② 对流混合。把一组粒状物料从混合物中一个位置迁移到另一个位置,靠这种迁移作用不停地进行而促使固体粒子混合,称为对流混合。这类似于液体的对流,只是固体粒子主要是靠机械力推动。从粒子堆砌角度看,这是一种偏宏观的混合机理,混合效率很高,但比较容易分层。目前玻璃工业普遍采用的强制式混合机就是这种混合机理起主要作用。

③ 剪切混合。粒状物料内部受剪切力作用后形成屈服滑移面,从而改变固体粒子之间的相互位置,使混合进行的过程称为剪切混合。从粒子堆砌角度看,这也是一种偏微观的混合机理,效率比扩散混合高,最不易分层。

在实际的工业混合机中,这三种混合机理并不是截然分开的,只能说以哪一种或哪两种为主。转鼓式混合机中以扩散混合为主,剪切混合次之,对流混合又次之;强制式混合机中,以对流混合为主,剪切混合次之,扩散混合又次之。

原料混合的均匀度不仅与混合设备的结构和性能有关,而且与原料的物理性质,如密度、平均粒度组成、表面性质、静电荷、休止角等有关。在生产工艺方面,与原料的加料量、加料顺序、加水量和加水方式、混合时间以及是否加入碎玻璃等都有很大关系。

原料的加料量与混合机的容积有关,一般为设备容积的75%。

混合料的润湿是必要的,它有助于提高混合料的均匀性和熔化效率,避免混合料在输送过程中的分层,减少熔窑中配合料的飞扬损失,降低对耐火材料的侵蚀,故原料在混合时要加水。并且原料在混合时要保持一定的温度,否则混合料将产生料团,不利于混匀和熔化。实验证明,当温度低于32℃时,纯碱形成Na2CO3·10H2O晶体,低于35.4℃时,形成Na2CO3·7H2O晶体。因而,温度低于35.4℃时,水消耗于形成晶体上,不仅粉料结团,而且混合料也不会均匀润湿,只有温度高于35.4℃时,水才起润湿作用。因此,原料在混合时应加热水和加蒸汽,以使混合料温度维持在45℃左右,加水量根据原料自身含水情况而定,一般控制在4.0%±0.2%。加水装置应设计合理,避免在加水后向料内滴水。向混合料中加蒸汽,要把喷管口伸到料层底部,起到升温作用,这样黏附在筒壁和刮板上的物料会显著减少,清扫机内时也比较方便。

原料混合时间对配合料的均匀度有很大影响,混合时间太短,配合料不能充分混合,混合不均;混合时间太长,不但不能提高均匀度,反而会降低混合效率,增加混合机磨损,引起配合料分层。在混合过程中,物料受到剪切力、重叠重力、相互摩擦力等共同作用,故混合过程是均匀与分散的过程,混合料的均匀性是随机过程的产物。所以,混合时间可根据试验确定,一般为3.5min,即干混1.5min,湿混2min(不含进、卸料时间)。

太阳能压延玻璃生产过程中,原料混合方式一般为强制式机械混合,常用的有定盘式和动盘式两种。

桨叶式混合机是一种定盘式混合机,它的底盘是固定的,是利用装在主轴上的桨叶刮板转动时的搅拌作用进行混合。在桨叶的强制作用下,物料形成涡流运动,由于桨叶沿径向不等距离的布置以及桨叶的复杂曲面,物料沿径向、圆周、轴向三维空间形成复杂运动轨迹,各种不同的粒料在平面及空间互相穿插而得到混合,在一定的时间内达到最佳均匀度。混合时间过长或过短,桨叶转速过快或过慢都将影响最佳混合均匀度。桨叶式混合机的结构简单、维修方便、密封性好,但在混合机中心部分的回转速度很低,物料在这里不能充分混合,此外,桨叶与底盘和侧壁的间隙较大,即在桨叶接触不到的地方容易形成不动层,影响混合质量,而且混合时间长时,桨叶易磨损。在这种混合机中,不同粒度的固体粒子比较容易产生渗析分层,即大颗粒有朝物料上部上升的倾向,所以,在使用中,不同粒度原料的加料顺序对混合均匀性会有一定影响。

快速逆流圆盘混合机是一种动盘式混合机,最具代表性的是艾立赫混合机,它的特点是混合过程中底盘也作转动。在混合过程中,它的底盘转动,工作刮板自转,转动方向互为相反,从而加强了物料在混合机中的对流和剪切混合作用,提高了混合效率和混合质量。为了减少死区,采用了行星式的回转桨叶设计;为了减少配合料中的料团,采用1~2只高速转子同桨叶一道回转,以击碎可能形成的料团。由于物料受底盘和刮板两者强制推力运动的作用,加上刮板与底盘成倾斜和沿径向分布的不同,使物料在空间形成了复杂的螺线运动,在重力、剪切力和摩擦力的作用下,促进了原料的混合。由于艾立赫混合机刮板与底盘面及侧壁之间间隙小,无死角,不易积料、卸料迅速、刮板采用双高能转子,所以混合效率较高,是目前玻璃厂广泛采用的混合设备。但是在生产维修上,这种混合机比底盘不转动的混合机要麻烦,尤其是转动底盘部分的维护较复杂。

2.6.2.3 配合料的输送

配合料的输送与储存,既要保证生产的连续性和均衡性,又要避免配合料的分层、结块和飞料。

为了避免或减少配合料在输送过程中的分层和飞料现象,混合机的位置应尽量靠近熔制车间,以减少配合料的输送距离,同时要尽量减少配合料从混合机中卸料与向窑头料仓卸料的落差,在输送过程中,应注意避免振动并选用合适的输送设备。常见的配合料输送设备有皮带机、单元料罐。

皮带机是目前大中型玻璃厂广泛使用的一种输送设备,混合好的配合料可以直接卸到皮带上送至窑头料仓。皮带机运行比较平稳,在运行中没有大的升降,配合料在输送设备间的转移次数少,只要皮带设计合理(皮带托辊加密、皮带上设置刮料板、皮带接头黏结而不用卡子、皮带全密封),注意维护保养(托辊辊轴磨细即更新等),就能防止振动,克服分料、飞料和漏料现象。皮带机的输送能力较大,易于控制,可与自动配料系统联网控制,实现配料、输送的自动化。

单元料罐主要使用在小型玻璃线上。料罐多采用单轨电动葫芦完成垂直和水平方向的输送,不但运行平稳,振动小,分层少,而且还可以作为储存配合料的容器。单元料罐多为圆形,其容积与混合机相匹配,单元料罐的底部有一个可以启闭的卸料门,由中心铁杆的上下移动加以控制,当卸料时,铁杆在重力作用下下移,卸料门即行打开。单元料罐在卸料时也会产生分层和分料现象,因此,卸料的落差要尽量减小。单元料罐也可以用电瓶车或叉车结合电动葫芦进行运输,电瓶车、叉车的道路要平坦,行车要平稳,以减小料罐在车上的振动,防止配合料的分层。

配合料的储存以保证熔窑的连续生产为前提,在窑头料仓储存时间不宜过长,一般不超过4h,以免配合料在储存过程中水分蒸发过多,产生分层、飞料和结块现象。

2.6.3 配合料质量检验

配合料的质量主要根据其均匀性和化学组成的正确性来评定,以评定在称料、卸料、传输及混合过程中是否出现差错。

配合料的均匀性是指每车配合料之间化学成分的偏离程度,即将每车配合料的分析结果分别与平均值进行比较,分析结果越接近平均值,其均匀性越好。均匀度是衡量配合料质量的一个主要指标,是表征配合料混合程度的物理量,是配合料制备过程中操作管理的综合反映。

(1)配合料的质量要求

日常生产中,主要是通过测定配合料的含碱率和含水率来检查混合机的混合质量。根据每个企业的要求不同,控制的质量指标略有差异。一般配合料中的含碱和含水误差不应超过下列指标:含碱率目标值±0.5%,含碱合格率≥95%;含水率目标值±0.2%,含水合格率≥95%。

(2)配合料的取样

接班后,自第三车配合料运行10s开始,在送料皮带上用取样铲或在料罐上用插入式取样器按一定间隔分上、下、左、右取六个样,每个试样取3g作为该车配合料均匀度的测试样品,连续取三车配合料。

(3)配合料的化学成分分析

配合料均匀度的测定方法很多,有化学分析法、电导法、PNA电极法、比色法、白度法、筛析法、示析法、示踪法等。

化学分析法即用传统的酸碱滴定或EDTA来测定配合料中Na2CO3、Na2SO4、CaO、MgO等化学成分在试样中的百分含量,然后根据这些数据,分析、计算各成分在配合料中的分布情况。

若上述成分全部分析,过程繁杂,时间较长,不适于生产控制。为了快速反映配合料的均匀度,常规情况下仅对配合料中的纯碱(Na2CO3)含量进行测定,以此来判定配合料混合是否均匀。通常用滴定法和电导法进行含碱量测定。

滴定法是将在不同点取得的试样(每个试样约3g)溶于热水,过滤,用标准盐酸溶液滴定(酚酞为指示剂)。把滴定总碱度换算成Na2CO3来表示,将几个试样的结果加以比较,如果平均偏差不超过0.5%,则配合料的均匀度合格,或以测定数值的最小值和最大值的比率表示。由于滴定法简便实用,所以得到了广泛使用。

电导法是根据配合料中某些电解质(如碳酸钠、硫酸钠)在水溶液中能电离导电的特性,用溶液导电能力来反映电解质的量,一般也是在配合料的不同地点取几个试样进行对比测定,用偏差表示配合料的均匀度。

配合料均匀度是否合格通常有平均偏差法和比率法两种判定方法。

① 平均偏差法。先根据测定的几个含碱量值,求出含碱量的平均值,然后求出平均偏差。通常平均偏差不大于±0.5%认为均匀度合格。

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② 比率法。将测得的含碱量的三个测定值加以比较,求最小值与最大值之比。

比率=S最小/S最大 ×100%

通常比率在95%以上认为均匀度合格。

除了通过测定含碱量来快速检测配合料的均匀度以外,有的企业为了事故分析的需要还通过测定配合料中的酸不溶物、水不溶物、CaO、MgO、Na2SO4 含量来辅助检测其均匀性。酸不溶物数据可用来判定硅砂、长石称量是否有问题,水不溶物数据可用来判断各种矿物原料称量是否有问题。由于酸不溶物和水不溶物含量的测定结果存在滞后性,所以仅用作分析配合料存在问题的参考依据。

配合料化学组成的正确性,一般用化学分析的方法进行测定。取一个平均试样,分析试样中各组成氧化物的含量,再与设计配方的化学组成进行比较,以确定配合料化学组成的正确性。

配合料组成是否正确也可通过计算来检验。

a. 按下式求出理论含碱量:

理论含碱量=Na2CO3含量(kg) /总生料量(kg) ×100%

b. 将含碱量平均值SP 与理论含碱量加以比较,二者之差不应大于±0.5%,当超过这个允许值时,应从称量、运输、混合等方面查找原因。

(4)配合料含水率的测定

① 取样方法

a. 粉料:一般在配料系统开车三批后,用取样器进行取样,要求硅砂、长石在喂完料后立即在振动给料机口取样,其余粉料则在排料时取,取好的样放入广口瓶内加盖,并立即进行水分测定(有在线水分检测仪的可做抽查测定)。

b. 配合料:采取抽查方式,开车三批后,在混合机下皮带中部任意抽取两批样(两次取样时间间隔基本均匀),放入广口瓶加盖,测好水分后其余留下备用。

② 测定方法

a. 仪器:SC69-02C型水分快速测定仪。

b. 使用方法

调零:砝码盘上放10g砝码,调整指针到“0”刻度,关闭仪器,取下砝码(注:在连续测试中不得再任意调零)。

称样测定:加待测试样至指针仍在“0”刻度,即称试样重10g,取下称样盘放入烘箱内,在温度约200℃左右烘干试样中全部水分至恒重,然后取出试样稍冷后置于称量架上,观看指针变化,当指针稳定在某一刻度时,其读数即为试样水分百分含量。

要求:称样必须快速且准确,在200℃,硅砂、长石烘样时间需15min,其余则需10min以上。

测量完毕,应将被测试样及砝码取下,不可留置盘中。

若使用普通烘箱测定配合料含水率,测定的方法是取配合料10g放在称量瓶中称量,然后在110℃的烘箱中干燥至恒重,在干燥器中冷却后,再称量其质量,两次之差,即为配合料的含水量,其水分按下式进行计算:

含水率(%) =[(湿重-干重) /湿重]×100%

③ 当原料水分变化超过允许波动范围时,必须重新取样进行测定,待确定后方可填写配料卡,并及时送至配料控制室;当配合料水分超过允许波动范围时,待二次取样进行测定确实后通知混合机房适当加减水量。