CN101186440A

CN101186440A - 一种生石灰e玻璃的生产工艺

Info

Publication number: CN101186440A
Application number: CNA2007101147925A
Authority: CN
Inventors: 张志法; 刘颖; 李永艳; 张德刚; 殷善坤; 张国
Original assignee: Taishan Fiberglass Inc
Current assignee: Taishan Fiberglass Inc
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2007-12-10
Publication date: 2008-05-28

Abstract

本发明涉及E玻璃生产，提供了一种利用生石灰代替石灰石生产E玻璃的生产工艺，本发明的具体方法是：将石灰石进行窑外煅烧，煅烧温度950－1050度左右，时间20－25小时，最佳煅烧温度1000－1020℃，时间24－25小时，之后将煅烧所得物按照配方比例投入窑炉内。采用本工艺后，生产出的E玻璃质量大大提高，同时降低了生产的成本，能耗较之直接采用石灰石能耗大大减少；废气中绝大部分原料产生的CO₂的排放被控制，减少了对于环境的污染。

Description

一种生石灰E玻璃的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种E玻璃的生产工艺，尤其涉及利用生石灰代替石灰石生产E玻璃的生产工艺。

背景技术

E玻璃是碱金属氧化物含量小于1％的铝、硼、硅酸盐玻璃。在传统E玻璃的生产过程中，石灰石是主要原料之一，它可提供玻璃中CaO需要量的60％～80％。所以在现有技术中通常采用石灰石引入玻璃主成分CaO，但是由于在窑内反应中，石灰石会释放出大量的二氧化碳，反应后玻璃液中的气泡量较高，厚度达到了3-4cm，使得后期加工的玻璃质量较差易碎裂，成品玻璃中气泡量高达40-60个/盎司；由于气泡的增加使得泡沫层的厚度大大增加，这样就使得窑内的传热受到阻碍，玻璃液的升温需要增加大量的热量输入才可达到标准温度，浪费了大量的能源，同时造成窑内温度的不均衡，窑炉体受热不均大大降低了窑炉的使用寿命，给企业增加了成本；同时石灰石在窑内的煅烧会造成生产排出的尾气量增大，而且废气中的固体含量较大，对于环境的污染也比较严重。

因此现有的E玻璃生产工艺存在着较大的不足之处，从而使得生产出的成品玻璃质量不高，同时生产的能耗大，越来越不符合国家节能减排的要求，也不利于企业的长期发展。

发明内容

针对现有E玻璃的生产方法存在的诸多不足之处，本发明提供了一种利用生石灰代替石灰石生产E玻璃的生产工艺，采用本工艺后，生产出的E玻璃质量大大提高，同时降低了生产的成本。

本发明的具体方法是：将石灰石进行窑外煅烧，煅烧温度950-1050度左右，时间20-25小时，之后将煅烧所得物按照配方比例投入窑炉内。采用这种煅烧温度和煅烧时间，可以保证石灰石被完全煅烧为生石灰，如果煅烧温度过低或时间不足，会造成部分石灰石反应不完全，而导致最终生产效率的降低。为了达到最佳的煅烧效果，可将煅烧温度控制在1000-1020℃，时间24-25小时。

采用本发明方法，玻璃液反应后的气泡量大大减少，泡沫层厚度由原来3-4cm降到1-2cm左右。从而使玻璃液中气泡量的显著减少，玻璃中气泡量由40-60个/盎司降低到10个/盎司以下，提高了玻璃质量；由于大量的CO₂气体已经在玻璃原料入窑之前去除，产生的气泡少对玻璃的澄清很有利。而若是使用石灰石，在玻璃液的形成过程中，产生的CO₂小气泡会被裹挟在玻璃液中，增加澄清阶段的负担。使用生石灰后泡沫层厚度降低，窑内的空间温度的传导阻力介质减少，池窑玻璃液更容易吸收热量从而玻璃液温度上升粘度降低，使得玻璃液更容易均化与澄清，同时E玻璃单元窑的空间温度上升10℃到20℃，而玻璃液温度下降20℃到30℃，大大降低了反应的能耗。由于窑炉损坏主要是来自玻璃液对窑炉的池壁的侵蚀，并且窑炉耐火材料的侵蚀是随着温度上升呈基数增长的，所以玻璃液温度下降20℃到30℃，会大大降低玻璃液对窑炉的侵蚀，增长窑炉的寿命，同时环境污染程度减少，废气排放量减少的同时减少了粉尘排放，减少了空气污染中的固体污染物含量。

另外，生石灰是经过高温锻烧后的产物，可以有效的降低熔化温度。测得析晶温度上限在1050℃左右，比普通E玻璃的生产方法低很多。这样既有利于原料提纯又可减轻玻璃池窑的高温负担，更便于对原料质量进行控制和管理。煅烧所得生石灰的品质进一步提高，克服了现有工艺中石灰石的三色衰杂质(有害元素)不能除去而直接带入玻璃的弊端，使玻璃的品质大大提高，杂质含量降低如总硫含量由0.15％以上降到0.06％以下。

采用本发明所提供的生石灰E玻璃生产工艺，其原料配方按重量份计，各成份包括：二氧化硅50-60，三氧化二铝10-20，三氧化二硼0.1-5，煅烧物引入氧化钙量20-30，氧化镁0.2-4，氟0.1-1.0，氧化钠+氧化钾的含量小于0.55。与现有的E配方相比，将煅烧物直接引入到了配方中，这样就实现了采用生石灰代替石灰石的目的，从而进一步的该进了整个配方。为了得到更好的生产效果，上述的配方按重量份计，可以进一步限定为：二氧化硅50-56，三氧化二铝10-15，三氧化二硼0.1-5，煅烧物24-30，氧化镁0.2-4，氟0.1-1.0，氧化钠+氧化钾的含量小于0.55。

采用本发明的方法及配方，使玻璃纤维强度增加10％以上，提高了玻璃的品质；氟元素采用氟成分的重量比为0.1-0.5％的萤石引入，这样降低了原料中萤石的用量，同时当玻璃中的氟降低0.15％至0.25％时，氟的挥发量降低了35％至42％，玻璃中的氟含量比现有E玻璃方中的氟含量降低30％到40％，使窑炉烟气总的氟含量降低到应用传统E玻璃配方生产时烟气氟含量的60％-80％，大大降低了氟化物对空气污染程度。而且减少了后处理的成本。就生产而言减少了总能耗，把用于分解石灰石用的重油、液化气转用燃煤，在窑外加热。若以年产20万吨玻璃计，可节省能源1640兆千卡/年，大大减轻了企业的负担。

由于采用了本发明提供的直接用石灰石窑外煅烧所得的生石灰、加入生产过程中的方法，较现有技术减少了石灰石40％的用量，运输和存放成本大大降低；煅烧过程破坏了石灰石原有的分子结构，在窑内熔化时的能耗较之直接采用石灰石能耗大大减少；废气中绝大部分原料产生的CO₂的排放被控制，减少了对于环境的污染；由于生石灰的引入改变了，在配方不变的情况下生产每吨玻璃液所需用配合料重量减少约9％，减少了配料量；同时最终制得的成品E玻璃品质有了极大的提高，同时生产的各项成本都得到了降低为企业增加了效益。

具体实施方式

具体实施方式1(12-1-1)

按重量份计各成份包括，二氧化硅53.8、三氧化二铝13.75、三氧化二硼7.30、氧化钙20.77、氧化镁2.02、氧化铁0.40、氧化钛0.42、氟0.80、氧化钠+氧化钾0.65。其中氧化钙全部采用石灰石引入；氟元素采用氟成分的重量比为0.2％的萤石引入。

具体实施方式2(12-1-2)

按重量份计各成份包括，二氧化硅54.1、三氧化二铝13.7、三氧化二硼7.0、氧化钙20.75、氧化镁2.18、氧化铁0.40、氧化钛0.42、氟0.75、氧化钠+氧化钾0.62。其中氧化钙采用80％石灰石和20％的石灰石窑外煅烧物引入。煅烧物为石灰石在窑外以1000-1050℃度煅烧24小时所得；氟元素采用氟成分的重量比为0.5％的萤石引入。

具体实施方式3(12-1-3)

按重量份计各成份包括，二氧化硅54.2、三氧化二铝13.6、三氧化二硼7.0、氧化钙20.95、氧化镁2.15、氧化铁0.40、氧化钛0.38、氟0.65、氧化钠+氧化钾0.60。其中氧化钙采用50％石灰石和50％的石灰石窑外煅烧物引入。煅烧物为石灰石在窑外以950-1000℃度煅烧25小时所得；氟元素采用氟成分的重量比为0.4％的萤石引入。

具体实施方式4(12-1-4)

按重量份计各成份包括，二氧化硅54.3、三氧化二铝14.1、三氧化二硼6.5、氧化钙21.0、氧化镁2.15、氧化铁0.35、氧化钛0.38、氟0.50、氧化钠+氧化钾0.55。其中氧化钙采用20％石灰石和80％的石灰石窑外煅烧物引入。煅烧物为石灰石在窑外以980-1020℃度煅烧20小时所得；氟元素采用氟成分的重量比为0.1％的萤石引入。

具体实施方式5(12-1-5)

按重量份计各成份包括，二氧化硅54.3、三氧化二铝14.0、三氧化二硼6.3、氧化钙21.50、氧化镁2.10、氧化铁0.32、氧化钛0.40、氟0.45、氧化钠+氧化钾0.50。其中氧化钙全部采用石灰石窑外煅烧物引入。煅烧物为石灰石在窑外以1000-1050℃度煅烧24小时所得；氟元素采用氟成分的重量比为0.4％的萤石引入。

为研究此配方中生石灰代替石灰石的效果，发明人根据实施例的配比进行了大量的熔制试验，结果如下表：

表1

编号	试验目的	熔化情况	玻璃质量							结论
			玻璃质量								澄清情况	颜色	玻璃成分			玻璃性能
			氟	钙	杂质	强度	析晶温度						玻璃成分			玻璃性能
			氟	钙	杂质	强度	析晶温度	12-1-1	使用100％石灰石				空间温度1530度，玻璃液温度1415度熔融，有挂壁现象。	玻璃液清透，泡多，玻璃中气泡数50个/盎司，泡层厚4厘米	草绿色	0.80	20.77	Cr203：450As203：430	0.20	上限1150下限1000	一般E玻璃

12-1-2	用20％石灰石窑外煅烧物(生石灰)	空间温度1490度，玻璃液温度1410度熔融，有少许挂壁现象。	玻璃液清亮透明，泡稍少，玻璃中气泡数40个/盎司，泡层厚3.5厘米。	淡绿色，稍黄	0.75	20.75	Cr203：420As203：430	0.20	上限1130下限980	较上者略佳
12-1-2	用20％石灰石窑外煅烧物(生石灰)	空间温度1490度，玻璃液温度1410度熔融，有少许挂壁现象。	玻璃液清亮透明，泡稍少，玻璃中气泡数40个/盎司，泡层厚3.5厘米。	淡绿色，稍黄	0.75	20.75	Cr203：420As203：430	0.20	上限1130下限980	较上者略佳	12-1-3	用50％石灰石窑外煅烧物(生石灰)	空间温度1470度，玻璃液温度1400度熔融，无挂壁现象。	玻璃液清亮透明，泡稍少，玻璃中气泡数35个/盎司，泡层厚3.0厘米。	淡绿色，微黄	0.65	20.95	Cr203：350As203：360	0.25	上限1100下限965	良好
12-1-4	用80％石灰石窑外煅烧物(生石灰)	空间温度1450度，玻璃液温度1390度熔融，无挂壁现象。	玻璃液清亮透明，泡少，玻璃中气泡数15个/盎司，泡层厚2.0厘米。	淡绿色	0.50	21.10	Cr203：300As203：280	0.27	上限1075下限900	优良	12-1-3	用50％石灰石窑外煅烧物(生石灰)	空间温度1470度，玻璃液温度1400度熔融，无挂壁现象。	玻璃液清亮透明，泡稍少，玻璃中气泡数35个/盎司，泡层厚3.0厘米。	淡绿色，微黄	0.65	20.95	Cr203：350As203：360	0.25	上限1100下限965	良好
12-1-4	用80％石灰石窑外煅烧物(生石灰)	空间温度1450度，玻璃液温度1390度熔融，无挂壁现象。	玻璃液清亮透明，泡少，玻璃中气泡数15个/盎司，泡层厚2.0厘米。	淡绿色	0.50	21.10	Cr203：300As203：280	0.27	上限1075下限900	优良	12-1-5	用100％石灰石窑外煅烧物(生石灰)	空间温度1450度，玻璃液温度1380度熔融，无挂壁现象。	玻璃液清亮透明，泡少，玻璃中气泡数8个/盎司，泡层厚1.2厘米。	淡绿色，	0.45	21.20	Cr203：220As203：200	0.30	上限1050下限：850	优良

根据实验所得的数据，可以看到当完全使用石灰石作为氧化钙的来源时，空间温度高达1530度，玻璃液温度1415度熔融，气泡数高厚度大对于窑炉的损伤极大，且所得玻璃的各项性能不佳，析晶温度高达1150度，反应的能耗极大；而伴随石灰石窑外煅烧物(生石灰)的不断加入，各项指标都开始好转，可以看到当完全采用石灰石窑外煅烧物(生石灰)作为氧化钙的引入源时，炉窑空间温度已降至1450度，玻璃液温度1380度熔融，且无挂壁现象。而玻璃中的各项指标较之先前各项也有了明显的进步，杂质含量大大降低，析晶上限温度也降低了100℃，能耗减少；同时根据对生产尾气的检测，当完全采用石灰石窑外煅烧物(生石灰)作为氧化钙的引入源，采用实施例5的配比进行生产时，尾气中的氟含量仅为正常E玻璃生产中的58％，而其他采用本发明所述配比和工艺的生产，其尾气的氟含量最高也仅为正常E玻璃生产中的70％。

Claims

1.一种生石灰E玻璃的生产工艺，其特征在于：将石灰石进行玻璃窑外煅烧，煅烧温度950-1050℃，时间20-25小时，之后将煅烧所得物按照配方比例投入玻璃窑炉内。

2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于：将石灰石进行玻璃窑外煅烧，煅烧温度1000-1020℃，时间24-25小时，之后将煅烧所得物按照配方比例投入玻璃窑炉内。

3.根据权利要求1或2所述的生产工艺，其特征在于：所述的配方按重量份计，各成份包括：二氧化硅50-60，三氧化二铝10-20，三氧化二硼0.1-5，煅烧物引入氧化钙量20-30，氧化镁0.2-4，氟0.1-1.0，氧化钠+氧化钾的含量小于0.55。

4.根据权利要求3所述的生产工艺，其特征在于：所述的配方按重量份计，各成份包括：二氧化硅50-56，三氧化二铝10-15，三氧化二硼0.1-5，煅烧物引入氧化钙量24-30，氧化镁0.2-4，氟0.1-1.0，氧化钠+氧化钾的含量小于0.55。

5.根据权利要求书1或2所述的生产工艺，其特征在于：所述的氟元素采用氟成分的重量比为0.1-0.5％的萤石引入。