Влияние гранулометрического состава кварцевого песка на процессы стеклообразования в технологии листового стекла

Проведено исследование влияния гранулометрического состава кварцевого песка месторождения «Лениндар» (Республика Беларусь) на процессы стекловарения при синтезе стекол системы Na₂–MgO–CaO–SiO₂. Получены данные по влиянию различных фракций кварцевых песков на последовательность процессов, протекающих при термической обработке шихты, и скорость растворения зерен кремнезема, определяющую продолжительность процесса стеклообразования. С использованием сканирующей электронной микроскопии установлено влияние температурно-временных режимов термической обработки на размеры зерен остаточного кремнезема и степень однородности расплава на стадии стеклообразования. По данным электронно-зондового микроанализа проведены расчеты скорости и времени растворения зерен кремнезема различного фракционного состава в стеклообразующем расплаве. При исследовании процессов стеклообразования и качества листового стекла выявлена возможность использования кварцевого песка расширенного фракционного состава, в том числе включающего зерна размером 0,8–1,25 мм, при варке стекол в высокопроизводительных стекловаренных печах, что позволит более рационально расходовать ограниченные запасы данного сырья.

1. Технология стекла. Справочные материалы / под ред. П. Д. Саркисова, В. Е. Маневича, В. Ф. Солинова, К. Ю. Субботина. – М. : РХТУ, 2012. – 647 с.

2. Маневич, В. Е. Сырьевые материалы, шихта и стекловарение / В. Е. Маневич, К. Ю. Субботин, В. В. Ефремов. – М. : РИФ «Стройматериалы», 2008. – 224 с.

3. Панкова, Н. А. Стекольная шихта и практика ее приготовления / Н. А. Панкова, Н. Ю. Михайленко. – М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 1997. – 80 с.

4. Власова, С. Г. Основы химической технологии стекла / С. Г. Власова. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2013. – 108 с.

5. Uusitalo, Ol. Float Glass Innovation in the Flat Glass Industry / Ol. Uusitalo. – New York : Springer Cham Heidelberg, 2014. – 109 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-06829-9

6. Kamihori, T. Primary Fabrication of Flat Glass / T. Kamihori // Encyclopedia of Glass Science, Technology, History, and Culture / ed. P. Richet, R. Conradt, A. Takada, J. Dyon. – New Jersey : John Wiley & Sons Inc., 2021. – P. 67–80. https://doi.org/10.1002/9781118801017.ch1.4

7. Терещенко, И. М. Технология листового стекла / И. М. Терещенко. – Мн. : БГТУ, 2009. – 360 с.

8. Verheijen, O. S. Mathieu Hubert. Batch Chemistry and Reactions / O. S. Verheijen, M. Hubert // Handbook of Glass / eds: J. D. Musgraves, J. Hu, L. Calvez. – Springer : Cham, Switzerland, 2019. – Р. 1231–1256. https://doi.org/10.1007/978-3319-93728-1_35

9. Le Bourhis, E. Glass. Mechanics and Technology / E. Le Bourhis. – Weinheim : Wiley-VCH Verlag GmbH & Co., 2014. – 383 p. https://doi.org/10.1002/9783527617029

10. Гулоян, Ю. А. Технология стекла и стеклоизделий / Ю. А. Гулоян. – Владимир : Транзит-ИКС, 2015. – 712 с.

11. Hujová, M. Influence of fining agents on glass melting / M. Hujová, M. Vernerová // Ceramics – Silikáty. – 2017. – Vol. 61, № 2. – P. 119–126. https://doi.org/10.13168/cs.2017.0017

12. Cluster formation of silica particles in glass batches during melting / M. J. Schweiger, P. Hrma, C. J. Humrickhouse [et al.] // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2010. – Vol. 356, № 25–27. – Р. 1359–1367. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.04.009

13. Conversion of batch to molten glass, II: Dissolution of quartz particles / P. Hrma, J. Marcial, K. J. Swearingen [et al.] // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2011. – Vol. 357, № 3. – P. 820–828. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2010.11.096

14. Ten, B. Ya. Diffusion Mass Exchange in Dissolving Silica in Na2O–SiO2 Melts / B. Ya. Ten // Glass and Ceramics. – 2004. – Vol. 61, № 3–4. – Р. 70–72. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000034049.94187.bb

15. Ten, B. Ya. Calculation of SiO2 Diffusion Coefficients Based on Kinetic Curves of Silica Grain Dissolution / B. Ya. Ten // Glass and Ceramics. – 2004. – Vol. 61, № 3–4. – P. 111–113. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000034061.78803.a4

16. Ten, B. Ya. Generalized Universal Calculation of SiO2 Diffusion Coefficients in Melts of the Na2O–SiO2 System / B. Ya. Ten // Glass and ceramics. – 2004. – Vol. 61, № 9–10. – Р. 288–290. https://doi.org/10.1023/b:glac.0000048692.35038.cc

17. Лобанов, М. Л. Методы определения коэффициентов диффузии / М. Л. Лобанов, М. А. Зорина – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2017. – 100 с.