08_Industrielles Glasschmelzen und energetische Betrachtung des Schmelzprozesses Flashcards
(32 cards)
Was sind Eigenschaften von Natürlichen und Syndetische Rohstoffen.
Nenne für jedes ein Beispiel
Natürlich:
-Günstig
-Oft verunreinigt
-Variable Zusammensetzung
=> Sand
Syntetisch:
-Teuer
-Hohe Reinheit
-Konstante Zusammensetzung
=> Soda
Was ist der Unterschied zwischen Primären und Sekundären Rohstoffen?
Primäre Rohstoffe werden gekauft um die primäre Glasschemlze herzustellen
Sekundäre Rohstoffe kommen aus dem eigenen oder nahe gelegenen Prozessen und recyclen Abfallmaterialien, wie Scherben und Filterstaub
???
Nenne die Summenformel dieser Stoffe:
-Dolomit
-Soda
-Kalkstein
Soda: Na2CO3
Dolomit: CaMg(CO3)2
Kalkstein: CaCO3
Welche Grenzen für die Korngröße des Sandes muss man beachten?
-Körner>500müm: Schlecht für den Dissolution Prozess
-Körner<63müm erzeugen carry over
Was hat alles einen Einfluss auf die Einschmelzcharacteristik und die Sandauflösungskinetik?
Restfeuchte, Korngröße, Korngrößenverteilung, Oberflächenbeschaffenheit,…
Nenne einen positiven und negativen Einfluss der Scherben auf das Einschmelzen des Glases
+:
Scherben haben eine geringere Schmelzenthalpie als Rohstoffe, somit kommt es zu Energieersparnissen, abhängig vom Scherbenanteil.
-:
Fremdscherben bergen ein Kontaminationsrisiko
Was gibt es für Einflüsse der Scherbengröße auf das Aufschmelzverhalten?
Große Scherben:
Sie lassen die Wärmestrahlung besser in der Gemenge eindringen
Kleine Scherben:
Sie reagieren mit der
Soda und lassen den Sand ohne
Festkörper-Reaktionspartner
zurück. Sie sind auch zu kompakt
und verhalten sich ähnlich wie
Gemenge.
Ganz kleinen Scherben:
Die Grenzflächenreaktionen werden sehr verstärkt.
Welche 4 Schritte erfährt das Gemenge?
- es wird eingewogen
- es wird zum Gemenge vermischt
- es wird gegebenenfalls vorgewärmt
- es wird in die Wanne eingelegt
Wodurch werden Schmelzverluste verzeichnet beim einschmelzen des Gemenges?
-Feuchtigkeit der Rohstoffe
-Verdampfungen
-Dissoziation von Carbonaten und Nitraten
Was sind die Wesentliche Bestandteile eines Kalk-Natron-Silicat Glases?
Sand, Soda, Kalkstein/Dolomit und Scherben
Was passiert in der Rauhschmelze?
De-hydration der Rohstoffe, Wasser Evaporation und Festkörperreaktionen zwischen den einzelnen Gemengebestandteilen. Dekomposition und Reaktion zwischen den Rohstoffen,
Bildung der primären (eutektischen) Schmelzen, CO2-Austritt, weiterer Sand reagiert mit den Natriumsilikaten oder Soda und bildet flüssige Natriumsilikate und Reaktionsschaum
Was passiert beim Auflösen von Schmelzrelikten?
SiO2 löst sich in die Rauschmelze, entsprechend der max. möglichen Löslichkeit von SiO2
in der Schmelze (Löslichkeit steigt mit steigender Temperatur, Zusammensetzungsabhängig).
Die Schmelze ohne feste Bestandteile liegt vor, (Reaktions-)Gase sind in der Schmelze
eingeschlossen und bilden Blasen und Gipsen, die qualitätseinschränkend sind.
Was passiert in der Klarschmelze/Läuterung?
Läutermittel entfalten ihre Wirkung. Blasen und Gispen werden durch die „Läuterung“
aus der Schmelze ausgetrieben. Die Klarschmelze, weitgehend ohne Blasen, liegt am Abschluss dieser Phase vor
Was passiert bei der Sekundären Läuterung und Konditionierung?
Kleine Blasen, die nicht durch die Läuterung ausgetrieben werden konnten, werden durch die sekundäre Läuterung resorbiert und die Schmelze wird chemisch und thermisch homogenisiert und für die Formgebung „konditioniert“.
Was ist die Batch Free Time?^
Batch Free Time (BFT) ist die Zeit, die benötigt wird, um ein klares (blasenhaltiges) Gemenge ohne
Schmelzrelikte zu bekommen
Von was ist die Batch Free Time abhängig?
-Temperatur
-Heizrate
-Zusammensetzung
-…
Wovon hängt die Schmelzgeschwindigkeit der Rauschmelze ab?
-Atomare Beweglichkeit
-Abstand der Reaktionspartner
-Kontaktfläche
-Kontaktwinkel
Was ist der Normative Phasengehalt?
Menge der kristallinen Phasen die bei vollständiger Kristallisation entstünde
Was ist das residual oder konstitionelles SiO2?
Menge des SiO2
oberhalb des normativen Phasengehalt. Also das SiO2, das nicht durch chemische Reaktionen verbraucht wird, sondern (langsam) chemisch aufgelöst werden
muss durch Diffusionsprozesse
Wodurch wird die Sandauflösung gesteigert?
-Kleine Körner und enge Verteilung
-Steigern der SiO2-Diffusion
-Gesteigerte Konvektion
-Gesteigerte SiO2 Löslichkeit durch angepasste Zusammensetzung
Von wie vielen Seiten wird das Gemenge aufgeheizt und wie heißen diese?
2.
Vom Brennraum und von der Schmelze
Wo kommen Gase in der Schmelze vor?
Physikalisch gelöst: in offenen Bereichen des Netzwerks
Chemisch gelöst: Absorbiert in der Schmelze
Gasblasen: Wenn Konzentration des Gases über die maximale Löslichkeit der Schmelze geht
Was ist die Primäre Läuterung?
Zersetzung einer Läuterkomponente
bei hohen Temperaturen (niedriger
Viskosität, wenigstens 100 dPa*s )
führt zum Blasenwachstum, Gas-“Stripping“ und hoher Aufstiegsgeschwindigkeit
Wie lauten die drei Schritte der Läuterung?
- Statische Blase
- Beginn der Läuterung: Gase diffundieren in Blase
- Weitere Läutergase diffundieren und die Blase wächst
