浅谈本体着色玻璃小料的选择与上料

0 引言

本体着色玻璃，通常称作颜色玻璃，大部分颜色玻璃是在Na-Ca-Si 玻璃的基础上通过添加着色剂来得到想要的玻璃颜色，着色剂在行业内又称作小料，小料的选择主要影响因数是其品质，品质包含其主要作用玻璃颜色的成份含量，以及其颗粒度对熔化质量、窑炉侵蚀以及玻璃色差均匀性的影响。在小料选择后，应考虑如何和玻璃成份中的大料成份进行混合，要想生产出高品质的本体着色玻璃，小料的选择和其上料方式是关键。

1 本体着色玻璃小料的选择

本体着色玻璃着色主要包括离子着色、化合物胶体粒子着色、金属胶体粒子着色以及半导体着色，其原理是影响可见光吸收形成玻璃着色。文中主要介绍本体着色玻璃离子着色，这些离子着色剂一般包括Fe、Co、Ni、Cr、Mn、Ti、Se 等，常用着色剂小料在元数周期表中分布为第四周期，第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物，同时从稀有性和经济性考虑，这些元数的化合物更容易得到，制成玻璃的成本相对较低。

本体着色玻璃小料主要从两个方面来选择，一方面是成份，成份的选择要求是需要本体着色玻璃小料中主体元数的百分含量，也就是行业内通常所说的纯度，作为生产单位，一般都是要求供货商提供高品质的原料，原料的品质高低从内在成份以及外观粒度来说，本体着色玻璃小料成份中主体元数的百分含量要求在 90% 以上，一些能够提纯到 95% 以上，从而降低本体着色玻璃小料中杂质对玻璃成份及颜色的影响，提高玻璃内在品质以及保证本体着色玻璃色差可控。另一方面是本体着色玻璃小料的粒度，本体着色玻璃小料的粒度要求需要考虑熔化质量和混合均匀性问题，对此要求本体着色玻璃小料的粒度要小，本体着色玻璃小料在原料中的含量和玻璃主体原料相比，所用的重量数相差很大，因此为了在混合过程中均匀性好，本体着色玻璃小料的粒度一般都是控制在 200 目以下，目前使用的粒度范围在200 目至325 目之间，200 目能够全通过，325 目以下 55% 。

2 本体着色玻璃小料对窑炉的影响

文章中所述的粒度范围适合大部分本体着色玻璃小料，但是从实际生产中，也有一些本体着色玻璃小料的选择存在差异，如本体着色玻璃常用的铁粉，铁粉的使用，在生产中出现窑炉蓄热室堵塞、窑内侵蚀情况，影响较为严重的是蓄热室堵塞。

某条生产线在生产本体着色玻璃，在生产过程中，环保烟气中的硫含量出现短时超标情况，针对这一问题，组织技术、熔化及环保人员进行分析，首先在原料成份上没有变化，窑内的风火配比也没有较大的调整，从表观现象上较难分析出结论。然后用公司现有的烟气检测设备对窑内烟气

进行检测，检测数据如下：

表1：窑炉烟气检测记录表

从检测数据中可以看到，右侧1#蓄热室检测烟气时，CO 含量高达43万ppm，说明1#小炉存在着不完全燃烧，同时 SO₂ 含量也显现较高数值，通过资料查询，CO 含量高时在会影响 SO₂ 数据。对此展开分析，右侧检测时，窑炉为左侧进火和进助燃风，1#小炉表现出现的数据表明助燃风含量明显偏低，为了保证环保要求，对1#小炉进行风火配比调整，另对窑内进行内窥检查，经内窥检查，1#小炉蓄热室表面堵塞严重，已看不清格子砖形状。

3 本体着色玻璃小料配料及上料

本体着色玻璃小料配料形式根据小料的用料量以及生产线原料车间设备的配置情况来决定，如在生产线设计之初计划生产本体着色玻璃，一般会根据产品品种来增加原料配料车间的小料料仓数量，以满足生产需求。文章中主要是针对在产生产线计划改造生产本体着色玻璃如何进行配料上料进行阐述。目前从设计角度来看，现有的生产线一般都考虑超白玻璃或者其它特种玻璃，具备 2～3 个小料仓备用，这样如生产本体着色玻璃，就可以根据产品品种进行料仓规划，小料品种少的可以直接把小料运输至小料仓经称量入混合机配料。在生产过程中也可能存在几种小料共同组成作为本体着色玻璃的着色剂，这种在现有小料仓不足情况下，就需要考虑几种小料进行混合后进入料仓再称量进入混合机混合。

多种小料组成的着色剂配料，如果考虑节约成本，不再准备较大的改造，那么可以根据小料秤的称量范围进行对小料上料、配料进行分配规划，小料组份较大的可以直接进小料仓进行称量后混合，一些组份较小的、微量的小料可以通过和部分原料的大料进行预混后再定量入小料仓称量混合，对预混用大料的选择主要集中在纯碱和长石上进行选择，通过分别取样进行预混后均匀度检测，在同等混合时间、同样组份、重量的配合料前提下，以纯碱作为预混大料的混合料，在预混时长90 秒时，混合料的均匀度最优，均匀度平均值达到0.252，在均匀度方面选择纯碱要优于长石。多组份小料预混根据料单，需要人工进行单个小料进行称量，在此过程中要确保称量精度，减少误差值，多组份小料预混，可预设组份重量 2～3kg/ 付料，每次按10 付料重量进行预混，实现预混均匀、运输简单，保障了生产的稳定运行。多组分小料的预混，储备在小料仓内通过电子秤称量进入混合机混合，避免了小料因为含量少混合不均问题，减少成品本体着色玻璃色道、色差情况，实现本体着色玻璃品质提升。

表1：小料预混数据

述实验均采用 20kg 大料混合800g 小料，采用两组不同时长，每组10 个样品分别检测均匀度数

4 总结

通过本体着色玻璃生产实践，尤其是深色系玻璃的生产，一般Fe 含量较高的色系玻璃，窑炉要选择较好的耐侵蚀材料，在保障窑炉侵蚀最小化的前提下，生产过程中要求原料大料稳定的基础上，选择优质的小料，主要包括粒度、成分的稳定可控，尽可能减少化学颜料的使用，在满足生产的基础上选择颗粒在 325 目以上的原料，在配料过程中，实现整体均匀性的提升。提高在熔制过程中得到优质的本体着色玻璃液，减少可能存在的玻璃液不均匀而产生的色差、色道，从而生产出高端优质的本体着色玻璃。