Batch Modification for Glass Melting Energy Reduction

Abstract

Soda-lime silicate glass is produced from the commercial batch composing of sand (SiO₂), soda ash (Na₂CO₃), dolomite (CaMg(CO₃)₂) and alumina (Al₂O₃). The batch modification is done by replacing wollastonite (CaSiO₃) with magnesium oxide (MgO) , and potassium feldspar (KAlSi₃O₈) or pyrophyllite (Al₂Si₄O₁₀(OH)₂) with alumina. From thermodynamic calculations and Batch-Free Time testing, it was found that the modification batch had a lower melting energy (exploited heat) and higher melting ability, respectively. The modified-batch glasses also had similar chemical compositions and physical properties comparing with the original batch. This implies that the batch modification can reduce energy consumption and is probable to introduce into a large scale glass production.

บทคัดย่อ

กระบวนการผลิตแก้วชนิดโซดาไลม์ สามารถเปลี่ยนการใช้วัตถุดิบจากเดิมใช้ทราย (SiO2) โซดาแอช (Na2CO3) โดโลไมต์ (CaMg(CO3)) และอะลูมินา (Al2O3) ปรับปรุงสูตรโดยแทนที่โดโลไมต์ด้วย วอลลาสโตไนต์ (CaSiO3) ร่วมกับแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) หรือ แทนที่อะลูมินาด้วยโพแทสเซียมเฟลด์สปาร์ (KAlSi3O8) หรือไพโรฟิลไลต์ (Al2Si4O10(OH)2 จากการคำนวณทางเทอร์โมไดนามิกส์และทดสอบเปรียบเทียบสมบัติการหลอมด้วยวิธี Batch-Free time พบว่าแก้วที่ทำการปรับปรุงสูตรสามารถหลอมตัวได้ง่ายขึ้นใช้พลังงานในการหลอมต่ำกว่าเดิม เมื่อเตรียมแก้วจากสูตรทั้งหมด หลังจากทำการวิเคราะห์หาองค์ประกอบทางเคมีและทดสอบสมบัติต้านต่างๆ พบว่าแก้วที่ปรับปรุงสุตรแก้วยังคงมีองค์ประกอบทางเคมีและสมบัติใกล้เคียงกับสูตรแก้วเดิมดังนั้นการปรับปรุงสูตรแก้ว สามารถลดการใช้พลังงานลงได้และมีความเป็นไปได้ที่จะนำไปใช้กระบวนการผลิตแก้ว