藥用玻璃瓶中氣泡的形成和消除方法氣泡是藥用玻璃瓶中的常見缺陷,其產(chǎn)生的原因很多,有熔化能力不足,溫度不夠造成的,有澄清不良消除不掉的，也有耐火材料產(chǎn)生的,還有成型時(shí)供料操作不當(dāng)帶來(lái)的.本文討論我公司1號(hào)玻璃窯爐生產(chǎn)高白料玻璃瓶時(shí)消除氣泡的做法.氣泡的產(chǎn)生及消除過(guò)程1號(hào)玻璃窯爐是座燃煤蓄熱室馬蹄焰池爐.在設(shè)計(jì)上采用小動(dòng)量比,傾斜底板小爐結(jié)構(gòu),深澄清池,傾斜上升式流液洞與上升料道,無(wú)工作池,該窯爐冷修改造后生產(chǎn)高白料玻璃瓶,投產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)制品上帶有氣泡,有圓形的,橢圓形的和表面薄皮氣泡,數(shù)量0個(gè)23/!左右,嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量.起初,我們按排出法的思路采取措施:提高熔化溫度,降低熔化率,將火焰空間輻射溫度逐步提高,出料量也降低,結(jié)果氣泡數(shù)量增加到523/!,直徑增大薄皮氣泡增多;提高配合料氣體率,加大澄清劑用量,氣體率提高,但氣泡并未減少;加大助熔劑的引入量,仍無(wú)明顯效果.面對(duì)制品上越來(lái)越多的氣泡,我們意識(shí)到“吸收法”的思路才可能是正確的.于是,將熔化溫度降低后氣泡數(shù)量減少。后又降到0個(gè)23/!,接著改進(jìn)加料機(jī)實(shí)現(xiàn)薄層裹入式加料,繼續(xù)降低熔化溫度,出料量控制合適,氣泡數(shù)量穩(wěn)定,直徑減小。玻璃熔制工藝中氣泡消除機(jī)理熔制過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,包含硅酸鹽形成階段,玻璃形成階段,澄清均化階段,其中澄清階段是氣泡消除的過(guò)程.在這一過(guò)程中隨溫度升高玻璃液粘度降低,氣泡中的氣體,窯內(nèi)氣體與玻璃液中物理溶解和化學(xué)結(jié)合的氣體之間建立平衡,再使可見氣泡漂浮于玻璃液面加以消除.在澄清過(guò)程中可見氣泡的消除按下列兩種方式進(jìn)行:１氣泡體積增大加速上升,漂浮出藥用玻璃瓶表面后破裂消失.２小氣泡中的氣體組份溶解于玻璃液中,氣泡被吸收而消失.氣泡的大小和玻璃液的粘度是氣泡能否漂浮的決定因素.根據(jù)斯托克斯定律,氣泡的上升速度與氣泡的半徑平方成正比,而與玻璃液粘度成反比.根據(jù)高白料玻璃的成分計(jì)算玻璃液在不同溫度下的粘度,并與我公司一翠綠玻璃配方相比較.以澄清位置的玻璃液溫度,氣泡上浮距離計(jì)算不同直徑氣泡的上浮時(shí)間.提高熔化溫度可增加直徑0.2mm以上氣泡的上浮速度,減少上浮所需要時(shí)間,但對(duì)直徑在0.2mm以下的氣泡則很難通過(guò)上浮而消除,必須通過(guò)對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)使小氣泡在玻璃液中被吸收而消除.在玻璃液降溫過(guò)程中,由于氣體變冷,氣體壓力不變的情況下氣泡將變小.由于玻璃表面張力的原因,氣泡內(nèi)壓力因半徑的減小而增大,降溫時(shí),玻璃液中氣體的飽和壓力低于氣泡內(nèi)氣體的壓力,氣泡內(nèi)的氣體釋散到玻璃液中.由于放出了氣體,氣泡半徑又減小,玻璃液表面張力使氣泡內(nèi)壓力進(jìn)一步增高,直到氣泡完全被玻璃液所吸收.玻璃液在澄清過(guò)程中,大氣泡排出與小氣泡吸收這兩個(gè)階段是必不可少的,前者要求必要的溫度和持續(xù)時(shí)間,后者需要一定的溫降梯度,如果這些條件有一項(xiàng)達(dá)不到會(huì)使制品帶上氣泡.窯爐結(jié)構(gòu)及所給出的工藝條件對(duì)消除氣泡的影響1.窯爐結(jié)構(gòu)該窯爐結(jié)構(gòu)有兩個(gè)特點(diǎn):一是大傾角小動(dòng)量比的小爐結(jié)構(gòu),二是下沉的深澄清池結(jié)構(gòu).這種結(jié)構(gòu)使火焰有較高的速度和剛性,火焰緊貼玻璃液面,對(duì)料堆有一個(gè)向前的推力.據(jù)測(cè)量,當(dāng)熔化溫度不足,出料量偏大時(shí),料堆移后,有的配合料還未完全熔化便到了澄清部,占用了澄清時(shí)間,使澄清不充分,本該排出的氣泡留在了玻璃液中進(jìn)入了冷卻階段.制品上直徑0.2mm以上的氣泡便是這樣形成的.不同直徑氣泡上浮速度和所需時(shí)間不一樣。窯長(zhǎng)方向上澄清距離短,澄清時(shí)間相對(duì)不足,大氣泡的排出有時(shí)是不充分的.從澄清池結(jié)構(gòu)分析,所謂深澄清池下沉也有限,比較以往下沉的深池,垂直方向上玻璃液向下冷卻的距離縮短,時(shí)間減少,溫度降低幅度小.玻璃液向下澄清的時(shí)間短，小氣泡不能完全溶解于玻璃液中,進(jìn)入上升料道的玻璃液既有直徑0.2mm以上的氣泡,也有直徑0.2mm以下的灰泡.玻璃液從上升料道底部到頂端一直到料盆附近還有一個(gè)冷卻過(guò)程,由于上升料道保溫強(qiáng)度高,這個(gè)階段溫降梯度不大,頂端的玻璃液溫度高,為使成型溫度合適須加大冷卻風(fēng)量,玻璃液被快速?gòu)?qiáng)制冷卻,表皮處的玻璃因過(guò)冷而影響了對(duì)小氣泡的吸收,這出現(xiàn)了制品上小氣泡分布不勻的現(xiàn)象.為充分發(fā)揮玻璃液進(jìn)入流液洞以后這個(gè)過(guò)程吸收小氣泡的作用,我們把上升料道的保溫強(qiáng)度降低,拆掉保溫磚,測(cè)量結(jié)果顯示上升料道頂端的玻璃液溫度降低，調(diào)溫風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降。這樣處理的結(jié)果是制品上的氣泡直徑變小,數(shù)量變少。2.加料機(jī)改造,出料量控制窯爐配備的加料機(jī)不能實(shí)現(xiàn)裹入式薄層加料,碎玻璃比例只有%7,配合料入爐后漂浮在玻璃液面上的高度大,這給火焰的吹動(dòng)增加了作用面積,推力增加漂動(dòng)速度加快.比較碎玻璃比例大的綠料(部分裹入式加料),料堆浮在液面上的高度小,料堆前沖的現(xiàn)象便不明顯.改進(jìn)加料機(jī)縮小吐料口,將加料機(jī)下移使加入的配合料部分浸入到玻璃液中,料堆的厚度減小,受力面積減小了,料堆前沖的距離減少,有利于防止跑料,增加澄清時(shí)間.3.熔化溫度一般而言,提高熔化溫度是解決氣泡直接的措施,它是通過(guò)加快配合料的熔化速度,提高玻璃液的溫度,降低粘度,從而有利于氣泡的排出.本例而言,熔化溫度提高后有以下幾個(gè)直接作用.①加大了火焰的噴出速度和火焰長(zhǎng)度.火焰速度提高的作用是對(duì)料堆的推力加大,火焰加長(zhǎng)的結(jié)果是熱點(diǎn)前移.熱點(diǎn)前移使冷卻段縮短,不利于小氣泡吸收.②提高了玻璃液的溫度,降低了玻璃液中氣體的溶解度,析出的氣體增多,當(dāng)澄清時(shí)間不充分時(shí)起不到使氣泡減少的作用而是相反.③降低了玻璃液的粘度.粘度降低一方面有利于大氣泡排出,另一方面使料堆向前漂移的阻力減小更容易跑料,惡化澄清質(zhì)量，不利于氣泡排出.觀察到的情況是氣泡時(shí)多時(shí)少的現(xiàn)象更加嚴(yán)重了,這說(shuō)明第二方面的作用大.④氣泡直徑變大.這些長(zhǎng)大的氣泡來(lái)不及從玻璃液中排出便進(jìn)入了冷卻段,反而變得不易吸收.而適當(dāng)降低熔化溫度,火焰噴出速度減小,玻璃粘度增大不易跑料,熱點(diǎn)后移澄清時(shí)間延長(zhǎng),氣體在玻璃中的溶解度提高,氣泡便能夠減少或者消除.當(dāng)然也不是溫度越低越好,當(dāng)溫度降低到一定程度時(shí),問(wèn)題會(huì)走向反面,不但氣泡減輕不了,結(jié)石還會(huì)出現(xiàn).4.配方中氣體率對(duì)氣泡數(shù)量的影響增大氣體率雖然能縮短熔化時(shí)間,相應(yīng)延長(zhǎng)澄清時(shí)間,但這一效果比起氣體率增大需要更長(zhǎng)的澄清時(shí)間來(lái)說(shuō)是負(fù)面的,同時(shí)氣體率提高還增加了配合料的成本,是不合算的,所以我們將氣體率降低。5.玻璃粘度的影響為了研究玻璃粘度對(duì)跑料的影響,我們比較了另一座生產(chǎn)綠料窯爐加料口處玻璃液的溫度和粘度,兩種料的粘度上的差異對(duì)料堆漂移速度的影響很明顯,從人工撥料的難易程度上也能看得出來(lái).這可以解釋同一座窯爐生產(chǎn)綠料時(shí)出料量大不易跑料,而生產(chǎn)白料時(shí)出料量小還容易跑料的原因.總結(jié)此次解決氣泡問(wèn)題思路來(lái)自大多數(shù)氣體在玻璃液中的溶解度與溫度成反比的理論,用于生產(chǎn)實(shí)踐,通過(guò)采取降低溫度的措施提高氣體在玻璃液中的溶解度,使大量影響藥用玻璃瓶外觀質(zhì)量的氣泡被玻璃液吸收.事實(shí)上這座窯爐生產(chǎn)高白料玻璃瓶其熔化溫度,出料量和氣泡數(shù)量之間存在一個(gè)平衡關(guān)系,即出料量減少時(shí)熔化溫度還可以適當(dāng)降低,出料量增加時(shí),熔化溫度應(yīng)適當(dāng)提高,但不能超高.用這一規(guī)律指導(dǎo)生產(chǎn),可使制品氣泡數(shù)量控制在允許范圍之內(nèi).滄州華卓是一家專業(yè)生產(chǎn)藥用玻璃瓶的實(shí)體廠家，我們?cè)概c各藥用玻璃瓶生產(chǎn)廠家攜手，為迎接藥用玻璃瓶的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)改進(jìn)生產(chǎn)，共創(chuàng)藥用玻璃瓶包裝的輝煌明天!