CN101555094A - 用废玻璃生产玻璃珠的方法及所用的添加剂、电热回转炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用废玻璃生产玻璃珠的方法及其所用的添加剂和电热回转炉，为解决现有技术中用废玻璃生产玻璃珠时能源消耗大，生产效率低的问题，本发明的方法包括如下步骤：制作生坯——将生坯100份与隔离剂0.5－1.5份、助剂5－15份混合后用搅拌机搅拌5－10分钟，然后在890℃－ 1100℃的温度下以0.7kg/min－1.0kg/min的速度投放到运转速度为20rad/min－30rad/min的玻璃珠电热回转炉中滚动成球形后冷却清洗烘干，采用本发明的方法生产玻璃珠节约能源 40％，产量可达1－1.5吨/台·天，生产率可提高60％，可生产出粒径在0.1－4.0mm范围内的玻璃珠。

Description

用废玻璃生产玻璃珠的方法及所用的添加剂、电热回转炉
技术领域
本发明涉及一种用废玻璃生产玻璃珠的方法及所用的添加剂和电热回转炉。
背景技术
现普遍采用的用废旧玻璃生产玻璃珠的方法，包括如下步骤：将清除过杂质的废玻璃在高温下用玻璃熔炉直接熔化成玻璃熔液，搅拌玻璃熔液并抽真空除去玻璃熔液中的气泡——将玻璃熔液从小孔挤出在表面张力的作用下形成小液滴——液滴冷却成为玻璃珠。采用上述方法生产玻璃珠的过程涉及了固态到液态再到固态的形态转化，因此具有如下缺点：1、熔化废玻璃是从固态到液态的转化过程，需消耗大量能量，能源浪费严重；2、从玻璃熔液到玻璃珠的过程是从液态到固态的过程，粘稠的玻璃熔液从小孔挤出行成液滴的过程非常缓慢，因此生产效率很低；3、采用此种方法只能生产直径大于10mm的玻璃珠，作为研磨介质时，只能用于粗磨，不能用于精细研磨。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能量消耗少、生产效率高、玻璃珠适合精细研磨的用废玻璃生产玻璃珠的方法。
上述发明的目的是通过下述技术方案实现的：
1、一种用废玻璃生产玻璃珠的方法，包括如下步骤：
(1)制作生坯：将废玻璃用破碎机破碎成与成品规格一致大小；
(2)成型：将生坯100份与隔离剂0.5-1.5份、助剂5-15份混合后用搅拌机搅拌5-10分钟，生产小玻璃珠时搅拌的时间要求长些，然后在890℃-1100℃的温度下以0.7kg/min-1.0kg/min的速度投放到运转速度为20rad/min-30rad/min的玻璃珠电热回转炉中滚动成球形，成型完成后置于室温下自然冷却至室温；
(3)清洗、烘干：冷却完毕的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸2-4份混合，用搅拌机搅拌20-40分钟，再用水冲洗掉氢氟酸后烘干。
所述的隔离剂为碳黑，所述助剂为木炭粉。
采用本发明的方法生产玻璃珠，其原理是将破碎过的废玻璃在890-1100℃温度下快速通过玻璃珠电热回转炉，使其表面软化并在表面张力的作用下不规则的棱角收缩同时滚动形成球形，这一过程只有表面部分发生了熔化，而内部不熔化保持固体形态，因此能量消耗比较少，生产效率高，可节约能源40％，产量可达1-1.5吨/台·天，生产率可提高60％，可生产出粒径在0.1-4.0mm范围内的玻璃珠。
本发明另一个目的是提供一种用废玻璃生产玻璃珠时用的添加剂。此发明目的是通过下述技术方案实现的：
按玻璃生坯100份计，所述添加剂的组份与含量为(按质量份)：碳黑0.5-1.5份、木碳粉5-15份。
采用本发明的添加剂不但可保证将玻璃表面部分熔化的玻璃珠隔开，避免玻璃珠间相互黏结在一起，使玻璃珠容易滚动，能生产圆整度好的玻璃珠，而且可以提高回转炉内的温度，节约能源，保护炉体的钢管不被氧化，减少电热回转炉的故障，延长其使用寿命。
本发明还有一个目的是提供一种用废玻璃生产玻璃珠用的电热回转炉。
上述发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种生产玻璃珠用的电热回转炉，包括由支架支撑的回转炉体、套装在回转炉体内与回转炉体同轴且间隙配合的转筒，将玻璃送入转筒内的进料装置，所述转筒的一端为进料端与进料装置相连接，另一端为出料端与出料装置相连接，所述转筒与回转炉体间设置有加热装置和热电偶，所述转筒的两端均由回转炉体内伸出并由四个托辊支撑，所述四个托辊中一个为主动辊，与动力装置相连接，其余三个为从动辊支撑转筒，所述进料装置由螺旋推进器和位于其上方的给料斗组成，由螺旋推进器的送料端沿轴线方向伸到转筒的进料端的内腔且与转筒的内腔间留一定的间隙，由无级变速电机带动螺旋推进器；
所述转筒的轴线在水平方向上由进料端至出料端向下倾斜；
所述轴线与水平线的夹角为10°；
所述热电偶由回转炉体的顶部伸至回转炉体与转筒的间隙内；
所述加热装置由分别位于转筒轴线两侧与轴线垂直设置的两组硅碳棒组成，每组硅碳棒均设置在转筒与回转炉体之间的间隙内；
所述的转筒为无缝不锈钢管；
所述的回转炉体由耐火砖砌成，所述耐火砖的外部包覆有金属外壳；
所述的回转炉体上方设置有除尘装置，给料斗和出料装置分别与除尘装置连接。
采用本发明结构的生产玻璃珠用电热回转炉，其进料装置由螺旋推进器和给料漏斗组成，螺旋推进器由无级变速电机带动，螺旋推进器不仅可以连续推动物料，而且可通过无级变速电动机控制推进速度，因此可定量控制物料的给进速度，实现自动化给料。
附图说明
图1为本发明电热回转炉结构示意图；
图2为本发明电热回转炉热电偶、硅碳棒在回转炉体上分布示意图；
图3为本发明电热回转炉炉体、转筒、托辊三间者间连接位置示意图；
图4为本发明电热回转炉转筒倾斜设置示意图。
具体实施方式
本实施例所使用的隔离剂为碳黑，碳黑可以将表面部分熔化的玻璃珠隔开，避免黏结在一起。碳黑用量过少起不到效果，过多将会增加玻璃珠与周围的炉壁、其它玻璃珠之间的摩擦阻力，玻璃珠不容易滚动从而影响圆整度，根据生坯的大小在0.5-1.5份的范围内选择。
本实施例所使用的助剂为木炭粉，木炭粉的作用在于：
(1)木炭粉在回转炉内燃烧放出的热量可以提高炉温；
(2)木炭粉的燃烧可以使炉内形成一种还原气氛，保护炉子的钢管不被氧化；
(3)未充分燃烧的木炭粉辅助碳黑取得更好的隔离效果。
木炭粉的用量过少会使炉膛温度过低，生坯表面未软化而影响圆整度：用量过多将会增加玻璃珠与周围的炉壁、其它玻璃珠之间的摩擦阻力不容易滚动从而影响圆整度，根据生坯的大小在5-15份的范围内选择。
本实施例的电热回转炉在现有回转炉的基础上进行了改进，如图1和图2和图3所示，本实施例的生产玻璃珠用电热回转炉由回转炉体7、转筒5、给料装置1、出料装置9和加热装置11组成。进料装置1由螺旋推进器3和给料斗2组成，给料斗2位于螺旋推进器3的上方，螺旋推进器3由无级变速电机驱动；回转炉体7和转筒5同轴，该轴线沿水平方向设置，转筒5套装在回转炉体7内，二者间隙配合，转筒5两端均延伸到回转炉体7外，由四个托辊支撑，其中一个托辊为主动辊6，由无级变速电机驱动，由配电箱控制转动速度，其余三个托辊为从动辊8，转筒5的一端作为进料端，螺旋推进器3的送料端沿轴线方向伸至转筒5进料端的内腔，与转筒5内腔间保留间隙，转筒5的另一端作为出料端，出料装置9的一端套在该出料端的出料口上，另一端与传送带连接；给料斗2及出料装置9均与除尘装置相连通，这样有利于吸附飞在空气中的隔离剂粉尘；如图4所示，为保证物料在转筒5的旋转过程中自动流向出料装置9，转筒5和回转炉体7均倾斜设置，转筒5的出料端比进料端低，轴线与水平线之间的夹角为10°时，既能保证物料自动由进料端流向出料端，又能保证物料合理的流动速度，使物料有足够的加热时间；回转炉体7由耐火砖砌成，其外部包覆金属外壳；加热装置11为两组与转筒5轴线垂直设置的电热组件硅碳棒，轴线的每侧各设置一组硅碳棒，回转炉体7顶部竖直方向设置一支热电偶10，热电偶的下端伸到回转炉体7与转筒5之间的缝隙中。
本发明的电热回转炉还适用于流动性的固体颗粒或者粉体的烘干或锻造。
实施例一
本实施例为使用普通的平板玻璃作为原材料生产0.1mm规格的玻璃珠，其按如下步骤进行：
(1)制作生坯：将普通的平板玻璃进行破碎、筛分，筛分的规格为0.1mm；
(2)成型：将生坯100份与0.5份的碳黑、5.0份的木炭粉混合用搅拌机搅拌10分钟，然后在890℃的温度下以1.0kg/min的速度投放到运转速度为20rad/min的玻璃珠电热转炉中，成型完成后置于室温下自然冷却24小时；
(3)清洗、烘干：成型后的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸2份混合用搅拌机搅拌20分钟，再用水冲洗掉氢氟酸、烘干。
检测：使用万能实验机做压缩实验，测试能承受的最大载荷9.3N。
实施例二
本实施例为使用普通的平板玻璃作为原材料生产1.0mm规格的玻璃珠，其按如下步骤进行：
(1)制作生坯：将普通的平板玻璃进行破碎、筛分，筛分的规格为1.0mm；
(2)成型：将生坯100份与0.6份的碳黑、6.5份的木炭粉混合用搅拌机搅拌10分钟，然后在920℃的温度下以0.9kg/min的速度投放到运转速度为22rad/min的玻璃珠电热转炉中，成型完成后置于室温下自然冷却至室温；
(3)清洗、烘干：成型后的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸2.5份混合用搅拌机搅拌30分钟，再用水冲洗掉氢氟酸、烘干。
检测：使用万能实验机做压缩实验，测试能承受的最大载荷137.3N。
实施例三
本实施例为使用普通的平板玻璃作为原材料生产2.0mm规格的玻璃珠，其按如下步骤进行：
(1)制作生坯：将普通的平板玻璃进行破碎、筛分，筛分的规格为2.0mm；
(2)成型：将生坯100份与0.8份的碳黑、10.0份的木炭粉混合用搅拌机搅拌8分钟，然后在970℃的温度下以0.9kg/min的速度投放到运转速度为24rad/min的玻璃珠电热回转炉中，成型完成后置于室温下自然冷却至室温；
(3)清洗、烘干：成型后的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸3份混合用搅拌机搅拌35分钟，再用水冲洗掉氢氟酸、烘干。
检测：使用万能实验机做压缩实验，测试能承受的最大载荷618.6N。
实施例四
本实施例为使用普通的平板玻璃作为原材料生产4.0mm规格的玻璃珠，其按如下步骤进行：
(1)制作生坯：将普通的平板玻璃进行破碎、筛分，筛分的规格为4.0mm；
(2)成型：将生坯100份与1.3份的碳黑、14.5份的木炭粉混合用搅拌机搅拌5分钟，然后在1060℃的温度下以0.7kg/min的速度投放到运转速度为30rad/min的玻璃珠电热回转炉中，成型完成后置于室温下自然冷却24小时；
(3)清洗、烘干：成型后的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸4份混合用搅拌机搅拌40分钟，再用水冲洗掉氢氟酸、烘干。
检测：使用万能实验机做压缩实验，测试能承受的最大载荷2154.9N。
实施例五
本实施例为使用医用的盐水瓶作为原材料生产0.1mm规格的玻璃珠，其按如下步骤进行：
(1)制作生坯：将盐水瓶进行破碎、筛分，筛分的规格为0.1mm；
(2)成型：将生坯100份与0.5份的碳黑、5.5份的木炭粉混合用搅拌机搅拌10分钟，然后在900℃的温度下以1.0kg/min的速度投放到运转速度为20rad/min的玻璃珠电热转炉中，成型完成后置于室温下自然冷却24小时；
(3)清洗、烘干：成型后的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸2份混合用搅拌机搅拌20分钟，再用水冲洗掉氢氟酸、烘干。
检测：使用万能实验机做压缩实验，测试能承受的最大载荷10.6N。
实施例六
本实施例为使用医用的盐水瓶作为原材料生产1.0mm规格的玻璃珠，其按如下步骤进行：
(1)制作生坯：将盐水瓶进行破碎、筛分，筛分的规格为1.0mm；
(2)成型：将生坯100份与0.6份的碳黑、7.0份的木炭粉混合用搅拌机搅拌10分钟，然后在945℃的温度下以0.9kg/min的速度投放到运转速度为22rad/min的玻璃珠电热转炉中，成型完成后置于室温下自然冷却24小时；
(3)清洗、烘干：成型后的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸2.5份混合用搅拌机搅拌20分钟，再用水冲洗掉氢氟酸、烘干。
检测：使用万能实验机做压缩实验，测试能承受的最大载荷157.9N。
实施例七
本实施例为使用医用的盐水瓶作为原材料生产2.0mm规格的玻璃珠，其按如下步骤进行：
(1)制作生坯：将盐水瓶进行破碎、筛分，筛分的规格为2.0mm；
(2)成型：将生坯100份与1.0份的碳黑、10.5份的木炭粉混合用搅拌机搅拌7分钟，然后在1000℃的温度下以1.0kg/min的速度投放到运转速度为24rad/min的玻璃珠电热转炉中，成型完成后置于室温下自然冷却24小时；
(3)清洗、烘干：成型后的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸3份混合用搅拌机搅拌20分钟，再用水冲洗掉氢氟酸、烘干。
检测：使用万能实验机做压缩实验，测试能承受的最大载荷788.1N。
实施例八
本实施例为使用医用的盐水瓶作为原材料生产4.0mm规格的玻璃珠，其按如下步骤进行：
(1)制作生坯：将盐水瓶进行破碎、筛分，筛分的规格为4.0mm；
(2)成型：将生坯100份与1.5份的碳黑、15份的木炭粉混合用搅拌机搅拌5分钟，然后在1100℃的温度下以0.7kg/min的速度投放到运转速度为20rad/min的玻璃珠电热转炉中，成型完成后置于室温下自然冷却至室温；
(3)清洗、烘干：成型后的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸4份混合用搅拌机搅拌20分钟，再用水冲洗掉氢氟酸、烘干。
检测：使用万能实验机做压缩实验，测试能承受的最大载荷2367.5N。

Claims (11)

1、一种用废玻璃生产玻璃珠的方法，包括如下步骤：
(1)制作生坯：将废玻璃用破碎机破碎成与成品规格一致大小；
(2)成型：将生坯100份与隔离剂0.5-1.5份、助剂5-15份混合后用搅拌机搅拌5-10分钟，然后在890℃-1100℃的温度下以0.7kg/min-1.0kg/min的速度投放到运转速度为20rad/min-30rad/min的玻璃珠电热回转炉中滚动成球形，成型完成后置于室温下自然冷却至室温；
(3)清洗、烘干：冷却完毕的玻璃珠100份与水30份、PH值为3的氢氟酸2-4份混合，用搅拌机搅拌20-40分钟，再用水冲洗掉氢氟酸后烘干。
2、如权利要求1所述的用废玻璃生产玻璃珠的方法，其特征在于：所述的隔离剂为碳黑，所述助剂为木炭粉。
3、一种用废玻璃生产玻璃珠用的添加剂，其特征在于：按玻璃生坯100份计，所述添加剂的组份与含量为(按质量份)：碳黑0.5-1.5份、木碳粉5-15份。
4、一种生产玻璃珠用的电热回转炉，包括由支架(4)支撑的回转炉体(7)、套装在回转炉体(7)内与回转炉体(7)同轴且间隙配合的转筒(5)，将玻璃送入转筒(5)内的进料装置(1)，所述转筒(5)的一端为进料端与进料装置(1)相连接，另一端为出料端与出料装置(9)相连接，所述转筒(5)与同转炉体(7)间设置有加热装置(11)和热电偶(10)，其特征在于：所述转筒(5)的两端均由回转炉体(7)内伸出并由四个托辊支撑，所述四个托辊中一个为主动辊(6)，与动力装置相连接，其余三个为从动辊(8)，所述进料装置(1)由螺旋推进器(3)和位于其上方的给料斗(2)组成，由螺旋推进器(3)的送料端沿轴线方向伸到转筒(5)的进料端的内腔且与转筒(5)的内腔间留一定的间隙，由无级变速电机带动螺旋推进器(3)。
5、如权利要求4所述的生产玻璃珠用的电热回转炉，其特征在于：所述转筒(5)的轴线在水平方向上由进料端至出料端向下倾斜。
6、如权利要求5所述生产玻璃珠用的电热回转炉，其特征在于：所述轴线与水平线的夹角为10°。
7、如权利要求4、5、6各项之一所述生产玻璃珠用的电热回转炉，其特征在于：所述热电偶(10)由回转炉体(7)的顶部伸至回转炉体(7)与转筒(5)的间隙内。
8、如权利要求4、5、6各项之一所述生产玻璃珠用的电热回转炉，其特征在于：所述加热装置(11)由分别位于转筒轴线两侧与轴线垂直设置的两组硅碳棒组成，每组硅碳棒均设置在转筒(5)与回转炉体(7)之间的间隙内。
9、如权利要求4所述生产玻璃珠用的电热回转炉，其特征在于：所述的转筒(5)为无缝不锈钢管。
10、如权利要求4、5、6各项之一所述生产玻璃珠用的电热回转炉，其特征在于：所述的回转炉体由耐火砖砌成，所述耐火砖的外部包覆有金属外壳。
11、如权利要求4、5、6各项之一所述生产玻璃珠用的电热回转炉，其特征在于：所述的回转炉体(7)上方设置有除尘装置，给料斗(2)和出料装置(9)分别与除尘装置连接。
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