第三版前言
第三版《玻璃配方料单计算实训教程》更名为《玻璃配方料单计算与调整实训教程》，它在第二版基础上单独罗列了“工艺答疑”章节和“示例料单反算调整”，同时对原有其它章节内容也做了。前者后者是通过料单反算， 原料章节从原料固有属性和应用层面做了，如萤石与钠换算比例及注意事项；新增了目前市场上新出来的部分原料成分，如低铁萤石成分、含量及使用注意事项等；同时也增加了部分产地原料的成分含量。某些容易带来生产事故的原料也做了增补，如硝酸钠伴生钠、纯碱伴生高卤素成分等。
工艺答疑章节涵盖“玻璃原料”、“玻璃成分”、“玻璃配方”、“玻璃熔制”、“玻璃缺陷”、“案例分析”等方面新增百余项内容，答疑内容多源自日常工作中与玻璃工艺工程师们咨询、探讨的些许技术困扰，具有较强的实践意义。案例分析内容多源于笔者生产实践所得，在此分享与大家探讨。
料单调整通过料单反算，即如何直接调整料单原料用量实现配方调整目的的方法。示例料单调整以计算机编程算法中的料单反算模块为载体，以相对机速(RMS%)调整为目标，讲解该指标调整的步骤和方法，以便于工艺工程师们逐类旁通地开展配方料单调整工作。选用反算为载体也是为了方便资深工艺工程师们对料单调整习惯的需要。
本资料中涉及编程算法内容是以笔者开发的《玻璃配方设计与调整系统V10.1》简称GFDA-SYSTEM(软件著作权编号为2018SR818876)为示例进行编写，此系统已为高校用于教学、科研院所用于新材料研发、玻璃企业用于配方设计、计算、调整与工艺过程控制。
笔者常到企业做技术顾问类工作，发现该资料在各企业中的评价都非常好，建议读者多多关注其中原理部分的内容。编程算法虽然使用了软件作为载体，但其输入、输出项的设计仍然具有参考意义。我们可以借鉴其有益的内容来单独计算、评估和使用它，这与是否使用此软件无关。
资料编写不足之处或错误在所难免，相关内容仅供探讨之用，也恳请行业专家、学者、同仁和读者惠于指正，谢谢！
编 者
2024年2月于成都
“第四届玻璃成分设计与调整&熔制与成型工序过程控制会”将于2024年3月20～22日在江苏省南京市召开。所有参会代表赠送《玻璃配方料单计算》第三版，再版中新增工艺答疑、案例分析、配方料单示例调整等内容。以下为目录：
参会详询：010-63701356
标题后的数字为所在页码
目录：
1. 玻璃成分 14
1.1成分的表示型式 14
1.1.1质量百分比 14
1.1.2摩尔百分比 16
1.1.3摩尔比 17
1.1.4原子百分比 18
1.1.5阳离子百分比 18
1.1.6硅酸盐摩尔百分比 19
1.2成分的固有属性 19
1.2.1酸性氧化物组分 19
1.2.2碱金属氧化物组分 22
1.2.3二价金属氧化物组分 24
1.2.4多价金属氧化物组分 27
1.2.5稀土氧化物组分 28
1.3成分的挥发损失 30
1.3.1探究挥发损失的意义 30
1.3.2影响挥发损失的因素 31
1.3.3常见组分的挥损量 32
1.4成分的氧化还原性 33
1.4.1探究氧化还原反应的意义 34
1.4.2氧化还原反应的存在型式 35
1.4.3温度对氧化-还原的影响 35
1.4.4氧活性对氧化-还原的影响 36
1.5成分的酸碱特性 36
1.5.1探究酸碱性的工艺学意义 36
1.5.2酸碱性对离子价态的影响 36
1.5.3酸碱性与成分性质的关系 36
1.5.4酸碱性对氧化还原气氛影响 37
1.6成分的设计原则 37
1.6.1满足顾客要求 37
1.6.2满足工艺要求 38
1.6.3满足环保要求 38
1.6.4满足成本要求 39
2. 玻璃原料 40
2.1原料的物化性质 40
2.1.1原料分类 40
2.1.2原料成分 41
2.1.3原料粒度 44
2.1.4原料附着性 45
2.1.5原料摩擦特性 45
2.2原料的选用要求 46
2.2.1原料选用基本原则 46
2.2.2原料选用注意事项 47
2.3原料成分转换计算 50
2.3.1无烧损组成计算 50
2.3.2湿基组分→干基组分 50
2.3.3干基组分→湿基组分 51
2.4常见原料属性及选用 51
2.4.1 SiO2原料属性及应用 51
2.4.2Al2O3原料属性及应用 53
2.4.3B2O3原料属性及应用 53
2.4.4 Na2O原料属性及应用 54
2.4.5CaO原料属性及应用 55
2.1.6MgO原料属性及应用 56
2.1.7BaO原料属性及应用 56
2.1.8助熔原料属性及应用 57
2.1.9澄清原料属性及应用 59
2.1.10乳浊剂原料属性及应用 63
2.1.11氧化还原性原料属性及应用 64
2.1.12着/脱色剂原料属性及应用 64
2.5碎玻璃的科学使用方法 66
2.5.1碎玻璃应用优势 66
2.5.2碎玻璃重熔困扰 69
2.5.3碎玻璃应用准则 71
2.5.4碎玻璃成分推算 74
3. 工艺参数 78
3.1挥散量 78
3.1.1纯碱挥散量 78
3.1.2硼砂挥散量 78
3.1.3氧化硅挥损量 79
3.1.4氧化硼挥损量 80
3.2原料含率 80
3.2.1硝酸盐 80
3.2.2砷原料 80
3.2.3锑原料 81
3.2.4铈原料 81
3.2.5氟原料 81
3.2.6硼原料 81
3.2.7钡原料 82
3.2.8磷原料 82
3.2.9碳粉含率 82
3.2.10芒硝含率 82
3.3配合料参数 83
3.3.1气体率 83
3.3.2玻璃产率 84
3.3.3水分含量 84
3.3.4补(加)水量 84
3.3.5单付料重 85
3.3.6混料系数 86
3.3.7原料湿基用量 87
3.3.8原料干基用量 88
3.3.9氧化-还原指数 88
3.3.10碎玻璃掺入率 88
4. 配方计算之人工算法 90
4.1人工算法原理 90
4.2料单计算三要素 90
4.2.1配方设计成分 90
4.2.2原料化学组成 90
4.3.3配料工艺参数 90
4.3基础数据准备 92
4.3.1配方设计成分 92
4.3.2配料工艺参数 92
4.3.3原料化学组成 92
4.4辅助原料计算 93
4.4.1元明粉用量 93
4.4.2硝酸钠用量 93
4.4.3钠用量 93
4.4.4二氧化铈用量 93
4.5主要原料计算 94
4.5.1复杂组分原料计算 94
4.5.2简单组分原料计算 94
4.6计算精度评估 95
4.6.1初评估再计算 95
4.6.2再计算复评估 96
4.7配合料简单性质计算 97
4.7.1气体率 97
4.7.2玻璃获得率 97
4.7.3废碎玻璃比例 97
4.7.4湿基用量计算 97
4.7.5水分含量计算 97
4.7.6补水量的计算 98
4.8单付配料单计算 98
4.8.1配料单信息 98
4.8.2配方计算信息 98
4.9预混料的计算 99
4.9.1最小混料量的确定 99
4.9.2混料量的确定 99
4.9.3单付料中的引入量 99
5. 配方计算之规划求解 101
5.1规划求解原理 101
5.2基础数据准备 102
5.2.1构建表格 102
5.2.2输入三要素 102
5.2.3加载求解宏 103
5.3线性规划求解 104
5.3.1拟定目标 104
5.3.2构建方程组 105
5.3.3设置约束条件 105
5.3.4设置求解选项 106
5.4规划求解料单 107
5.4.1设置选项 107
5.4.2求解结果 108
5.4.3求解报告 109
6. 配方计算之编程算法 111
6.1算法机理 111
6.1.1原理诠释 111
6.1.2核心代码 112
6.1.3算法步骤 114
6.1.3智慧设计 115
6.2表格设计 121
6.2.1设计成分表 122
6.2.2工艺参数表 123
6.2.3主要原料表 125
6.2.4辅助原料表 126
6.2.5碎玻璃表 126
6.3选项设计 127
6.3.1记住数据 127
6.3.2碎玻补水 128
6.3.3干基料重 128
6.3.4仅指粉料？129
6.3.5纯碱重量 129
6.3.6石英砂重 130
6.3.7算法选项 130
6.4成分原料输入 131
6.4.1点选设计 131
6.4.2成分及原料输入 134
6.4.3其它信息输入 139
6.5核算输出 140
6.5.1配料单 140
6.5.2玻璃性质 142
6.5.3料单分析 147
6.5.4配合料性质 148
6.4.5预混料计算 151
7. 配方计算之料单反算 154
7.1电子表格法 154
7.1.1算法原理 154
7.1.2电子表格设计 154
7.1.3各参数计算方法 155
7.1.4料单反算输出 156
7.2计算机编程算法 157
7.2.1设计 157
7.2.2选项设计 158
7.2.3输入输出 159
8. 基于玻璃液重量的料单算法 162
8.4.1数据准备 162
8.4.1.1拟定设计成分 162
8.4.1.2输入原料成分 162
8.4.1.3定订工艺参数 162
8.4.2辅助原料计算 163
8.4.2.1芒硝含率 163
8.4.2.2萤石含率 164
8.4.2.3硝酸钠含率 164
8.4.2.4氧化铈含率 164
8.4.2.5钡含率 164
8.4.3主要原料计算 164
8.4.3.1辅助原料引入成分 164
8.4.3.2主要原料待引入成分 164
8.4.3.3料单的验证性计算 165
8.4.5料单的生成 165
8.4.5.1SiO2挥损计算 165
8.4.5.2纯碱挥损计算 165
8.4.5.3元明粉挥损计算 165
8.4.5.4气体率计算 166
8.4.5.5玻璃获得率计算 166
8.4.5.6配合料水分计算 166
8.4.5.7配合料补水量计算 166
8.4.5.8碎玻璃用量计算 166
8.4.5.9湿基用量计算 166
9. 工艺答疑 168
9.1玻璃原料 168
9.1.1助熔成分及原料有哪些种类？168
9.1.2玻璃态砷澄清剂有哪些特点？168
9.1.3碎玻璃比例越高为何越难熔？169
9.1.4碎玻璃块度与窑炉有何关系？169
9.1.5 COD对配合料气氛有何影响？169
9.1.6纯碱替换硝酸钠为何气泡增多了？169
9.1.7元明粉在熔化过程中有何作用？170
9.1.8复合澄清剂与复盐澄清剂有何区别？171
9.1.9纯碱会导致玻璃模具高温氧化吗？171
9.1.10氟类原料会增加玻璃析晶倾向吗？172
9.1.11氧化硼和氧化钡助熔效果有何区别？172
9.1.12硝酸钠能改善玻璃黄绺缺陷吗？173
9.1.13平板废玻璃对成型料性有何影响？173
9.1.14副产原料选用有何注意事项？173
9.1.15副产硝酸钠伴生成分类型有哪些？173
9.1.16钠与氟化钙分解反应有何区别？174
9.1.17硒在玻璃存在形式及高温反应有哪些？174
9.1.18元明粉易诱发哪些熔体缺陷？175
9.1.19高超细粉石英砂应用有哪些困扰及调试技巧？175
9.2玻璃成分 176
9.2.1 CaO与MgO有什么区别？176
9.2.2剪料缺陷与玻璃成分有关吗？176
9.2.3 重晶石能改善剪料缺陷吗？177
9.2.4成分设计的考量要素有哪些？177
9.2.5 B2O3对成型料性有什么影响？177
9.2.6 如何确定CeO2化学脱色剂引入量？178
9.2.7如何通过玻璃性质评估成分的稳定性？178
9.2.8 Al2O3和SiO2对粘度影响有何区别？179
9.2.9 MgO置换CaO对玻璃性质有何影响？180
9.2.10为何配方调返碱把料性调短了？181
9.2.11 Al2O3是网络外体还是网络形成体？181
9.2.12 BaO对析晶速度有什么影响？181
9.2.13Li2O对玻璃析晶倾向有何影响？182
9.2.14碱金属成分对粘度有什么影响？182
9.2.15 Li2O的助熔机理是什么？182
9.2.16Al2O3对成型“猫爪印”有何影响？182
9.2.17玻璃返碱过程是如何进行的？183
9.2.18影响玻璃返碱的因素有哪些？184
9.3玻璃配方 185
9.3.1料单计算的含义是什么？185
9.3.2料单计算的方法有哪些？186
9.3.3配方计算有哪些要求？186
9.3.4广义的配方计算有何含义？187
9.3.5单付料重量是如何确定的？188
9.3.6物理脱色与化学脱色有何区别？188
9.3.7可作为脱色剂的原料有哪些？188
9.3.8复合澄清剂置换注意事项有哪些？189
9.3.9成型料性调整就是调方解石吗？189
9.3.10硝酸盐为助熔剂时引入量多少？189
9.3.11如何拟定配合料制备加水温度？189
9.3.12如何拟定配合料混合时间？190
9.3.13配合料检查制度应涵盖哪些内容？190
9.3.14高碎玻璃配方调试考量要素有哪些？191
9.3.15玻璃配合料制备有哪些要求？191
9.3.16浮法碎玻璃能用在容器玻璃吗？192
9.3.17高铝玻璃配方调试考量要素有哪些？193
9.4玻璃熔制 194
9.4.1玻璃熔融温度会影响料色吗？194
9.4.2窑炉熔化率是如何计算的？194
9.4.3鼓泡对玻璃均化有何作用？194
9.4.4窑炉料仓缺料应如何操作？195
9.4.5温度烧不上去跟配方有关吗？195
9.4.6澄清过程中气体是如何交换的？195
9.4.7如何通过火焰评估炉气气氛？196
9.4.8液面下降应补加碎玻璃吗？196
9.4.9窑压应控制到多少合适？196
9.4.10窑压过大的原因有哪些？197
9.4.11泡界线都有哪些预警作用？197
9.4.12玻璃液的澄清方式有哪些？197
9.4.14玻璃液的均化方式有哪些？198
9.4.15熔窑两侧产生温差原因哪些？198
9.4.16影响熔体澄清的因素有哪些？198
9.5玻璃缺陷 200
9.5.1曝光着色产生机理是什么？200
9.5.2热处理会引起玻璃色变吗？201
9.5.3紫外线为何会降低透紫外玻璃透过率？201
9.5.4锰脱色玻璃会出现曝光着色现象吗？201
9.5.5玻璃发脆有哪些识别特征？201
9.5.6玻璃发脆产生原因有哪些？202
9.5.7水和水汽对玻璃侵蚀有何区别？202
9.5.8供料道产生气泡的原因有哪些？202
9.5.9硝水泡识别特征及结晶类型有哪些？203
9.5.10二次斜锆石是如何产生的？204
9.5.11硅氧析晶识别特征有哪些？204
9.5.12一次气泡改善措施有哪些？205
9.5.13二次气泡产生原因有哪些？205
9.5.14制瓶端热检为何容易炸裂？206
9.5.15配合料结石产生原因有哪些？206
9.5.16玻璃中的碱泡是如何形成的？207
9.5.17瓶底炸大裂纹都有哪些原因？208
9.5.18退火温度越高应力越好吗？208
9.5.19熔体中各种气体是如何残留的？208
9.5.20玻璃退火的变色机理是什么？209
9.5.21常见曝光着色类型有哪些？209
9.6案例分析 210
9.6.1配方调整引起“麻皮泡” 210
9.6.2出料量增加引起大量气泡 212
9.6.3器皿玻璃料色频繁波动 212
9.6.4停用碳酸钾后料性变短 213
9.6.5成型反馈模具氧化严重 214
9.6.6气泡增多并伴生料色突变 214
9.6.7气泡伴生结石突然增多 216
9.6.8玻璃料色突然短时变黄 217
10. 示例料单反算调整 219
10.1拟定待调目标 219
10.2计算混料系数 219
10.3确定待调成分 219
10.4试算基数用量 220
10.5计算原料待调量 221
10.6验证待调RMS% 221
10.7验证符合配料投产 222
11. 参考文献 223
12. 附录 224
附录1:质量分数→摩尔分数转换系数 224
附录2:摩尔分数→质量分数转换系数 225
附录3:主要氧化物成分在玻璃中作用 226
附录4:常见阳离子在玻璃中的作用 227
附录5:常见挥发成分的挥损参考量 231
附录6:常见着色剂在玻璃中的着色 232
附录7:物理脱色中的光谱色与互补色 232
附录8:常见原料氧化物成分换乘系数 233
附录9:配合料熔化过程气体释放形式 235
附录10:常用原料熔点&分解温度 236
附录11:Calumite氧化-还原因素表 237
附录12FMC氧化-还原因素表(1lb) 237
附录13常见氟化物原料的熔点 237
附录14:拉丝法CTE监测△α表 238
附录15：典型粘度-温度特征点 240
附录16：高温色相与温度 241
附录17：化学元素周期表(横式) 242
附录18：化学元素周期表(竖式) 243
附录19：硅灰石析晶形态特征 244
附录20：泡沫层显微形态特征 245
附录21：斜锆石显微形态特征 246
附录22：剪刀印显微形态特征 247
附录23：硅氧析晶显微形态特征 248
附录24：玻璃析碱显微形态特征 249
附录25：天然碱显微形态特征 250
附录26：《玻璃澄清剂》团体标准 251
附录27：作者简介及软件故事 257
附录27.1作者介绍 257
附录27.1软件故事 258
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