Influence of different Al2O3-containing batch materials on melting, fining and properties of soda-lime-silica glass

Abstract

Proceeding from the composition (in wt% ) : 72.5 SiO2, 1.5 AI2O3, 10.5 CaO; 2.5 MgO, 12,5 Na2O and 0,5 K2O the batch raw materials calcined and hydrated alumina, nepheline syenite, Calumite, and Ecomelt, respectively, were employed in order to introduce aluminum oxide to the glass. Batch calculations assured constant chemical composition, sand/sulfate ratios, sulfate/carbon ratios, redox numbers, and total sulfur contents. The glasses and melts obtained were investigated with respect to different properties, e. g. viscosity, homogeneity, optical transmission, and residual sulfur content. The results display similarities, however, partly also significant differences with respect to the AI2O3 source used. Thus especially the glasses containing the blast furnace slags revealed distinct characteristics compared to glasses with nepheline syenite and hydrated alumina. With increasing melting time the differences are reduced. Ausgehend von der Zusammensetzung (Massengehalt in %): 72,5 SiO2; 1,5 AI2O3; 10,5 CaO; 2,5 MgO; 12,5 Na2O und 0,5 K2O wurden die Gemengerohstoffe Tonerde und Tonerdehydrat, Nephehn-Syenit, Calumite bzw. Ecomelt als Al2O3-Träger im Glas eingesetzt. Durch Gemengeberechnungen wurde abgesichert, daß konstante chemische Zusammensetzungen, Sand/Sulfat- und Sulfat/Kohle-Verhältnisse, Redoxzahlen und Gesamtschwefelgehalte eingehalten wurden. An den erhaltenen Gläsern und Schmelzen wurden sodann verschiedene Eigenschaften bestimmt, z. B. Viskosität, Homogenität, optische Transmission und Restschwefelgehalt. Die Ergebnisse zeigen Ähnlichkeiten, zum Teil aber auch deutliche Unterschiede in Abhängigkeit vom eingesetzten Al2O3-Rohstoff. Insbesondere weisen die Gläser und Schmelzen, die die Hochofenschlacken enthalten, im Vergleich zu solchen mit Nephelin-Syenit und Tonerdehydrat zum Teil deutlich unterschiedliche Charakteristika aus. Mit zunehmenden Schmelzzeiten werden die Unterschiede allerdings merklich geringer.