CN102320715A - 玻璃配合料预烧处理工艺及其设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃配合料的预烧处理工艺及其装置，其按照下述步骤进行：（1）在玻璃配合料中掺入0.5wt%~3wt%的粘结剂和6wt%~8wt%的水，混匀，压制成3~25mm的球形粒料，并压制成3~25mm的球形粒料；（2）将球形粒料加入至回转式加热炉中，于1020~1250℃预热0.5~2h，被烧结密实化的球形粒料从回转式加热炉的出口加至玻璃熔窑中。本发明将玻璃配合料中的碳酸盐分解转移到玻璃熔窑之外进行，大大地降低了玻璃配合料中的气体含量，有效提高了热量的传递，缩短了玻璃澄清、均化的时间，相当于在不扩大玻璃熔窑面积的前提下，提高了其单线产量，降低了能源消耗；本发明可以实现在目前熔窑规模不扩大的条件下增加熔化量20%~30%。

Description

玻璃配合料预烧处理工艺及其设备
技术领域
本发明涉及一种平板玻璃的熔制技术，具体涉及玻璃配合料预烧处理工艺及其设备。
背景技术
在平板玻璃中都采用粉状配合料，这种方法是将各种原料经过粉碎、筛分到一定粒度后，经过称量、混合而制成粉料松散料。这种松散料在输送、贮存等过程中易产生分层和粉料飞扬，刚入窑的配合料很容易被火焰吹起并带出熔窑，这样既改变了玻璃的组成，又会对熔窑大碹及蓄热室造成侵蚀，污染环境。
配合料的松散状形态投入到熔窑中，由于其堆积密度较低，因此火焰对配合料的加热效率低。另外，配合料是以一定厚度投入到熔窑当中去的，松散状配合料中的热传导性能特别差，所以其受热形成硅酸盐过程时间长，热交换效率低，同时影响熔化质量。虽然，目前玻璃熔窑的规模不断扩大，但始终未解决这一问题。
当前玻璃熔窑的结构和熔化方法决定了玻璃熔制的五大过程中的硅酸盐形成、玻璃的形成、玻璃的澄清、玻璃的均化是在同一结构中完成的。配合料中带入的气体成分越多，玻璃熔体所需要的澄清、均化时间就越长。从另外一个方面也限制了玻璃熔窑规模的不断扩大。
随着玻璃熔窑的不断扩大，其横断面积的跨度也越来越大，熔窑自身重量不断增加，对其钢结构、耐火材料也提出了更高的要求，因此，在不改变玻璃熔化方式的前提下，单纯从扩大单线规模的角度来提高玻璃产量及质量、降低能源消耗和废气排放已经越来越困难。
近几年，针对玻璃配合料粒化预热等问题，申请号为200710110608.X的中国专利公开了一种《浮法玻璃配合料粒化预热节能技术》，该专利申请只是利用玻璃熔窑烟气余热来对粒化后的玻璃配合料进行熔窑外预热（其预热温度约300℃～500℃），达不到浮法玻璃配合料碳酸盐窑外分解的要求，也无法从根本上解决玻璃在熔制过程中存在的问题。
申请号为201010251701.4的中国专利公开了一种《玻璃配合料在线制备方法》，其将玻璃配合料压制成密度1.9~2.5t/m3、尺寸为300×300×10~600×600×30mm的块体物料，然后在700~1000℃预热，并在热态下将块状物料破碎，再将其输送并撒在投料池中。该专利减少了玻璃熔窑内的粉尘飞扬，延长耐火材料寿命、防止蓄热室堵塞，减少了配合料飞损等，但是由于其压制的块较大（600×600×30mm），在700~1000℃热态下其烧结物块有一定的强度，因此，增加了破碎的难度；同时，增加了破碎工序后，同时也造成了生产过程的不连续。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种玻璃配合料预烧处理工艺及其设备，其将玻璃配合料中碳酸盐分解、硅酸盐形成由在传统的熔窑中进行转移到熔窑外的回转式加热器中完成，可在目前熔窑规模不扩大的条件下增加熔化量20%~30%，同时提高了玻璃的熔制质量，达到节能减排的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种玻璃配合料的预烧处理工艺，其按照下述步骤进行：
（1）在玻璃配合料中掺入0.5wt%~3wt%的粘结剂和6wt.%~8wt.%的水，混匀，压制成3~25mm的球形粒料；
（2）将球形粒料加入至回转式加热炉中，于1020~1250℃预烧0.5~2h，被烧结密实化的球形粒料从回转式加热炉的出口加至玻璃熔窑中。
步骤（1）中所述粘结剂为水玻璃或甲基纤维素。
优选的，步骤（1）中采用表面带有半圆凹面的对辊将玻璃配合料压制成球形粒料。
步骤（2）中所述回转式加热炉包括投料装置、与水平呈3~12°倾角的回转式加热筒、窑头密封装置、窑尾密封装置和燃烧器；
所述投料装置的上端设有储料仓，下端与窑尾密封装置连通；
所述回转式加热筒的高端和低端分别与窑尾密封装置和窑头密封装置密封连接，所述窑尾密封装置的一端与高温引风机的进口连通，所述窑头密封装置上设有烟气入口和球形粒料出口；
所述燃烧器穿过窑头密封装置伸入至回转式加热筒内，所述燃烧器上设有燃气进口和空气进口。
本发明将玻璃配合料中的碳酸盐在玻璃熔窑外分解，即将粒化、球化后的有一定强度的玻璃配合料通过回转式加热炉预烧，预烧的最高温度达到1250℃以上，使玻璃配合料中的碳酸盐完全分解，并进入相应的密实化烧结。分解完成的高温粒状料最终进入玻璃熔窑，此时玻璃熔窑可采用高温强制熔化，而不必担心玻璃配合料的飞扬问题。
采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）将玻璃配合料中的碳酸盐分解转移到玻璃熔窑之外进行，大大地降低了玻璃配合料中的气体含量，有效提高了热量的传递，缩短了玻璃澄清、均化的时间，相当于在不扩大玻璃熔窑面积的前提下，提高了其单线产量，降低了能源消耗；本发明可以实现在目前熔窑规模不扩大的条件下增加熔化量20%~30%；
（2）回转式加热炉的热源为玻璃熔窑中燃料燃烧所产生的部分烟气，其热量的不足部分由燃烧器进行供给，节约了大量能源。
附图说明
图1是本发明回转式加热炉的结构示意图；
其中，1、储料仓，2、投料装置，3、回转式加热筒，4、燃烧器，5、燃气进口，6、空气进口，7、烟气入口，8、窑头密封装置，9、球形粒料出口，10、球形粒料，11、窑尾密封装置，12、高温引风机。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种玻璃配合料碳酸盐熔窑外分解的装置——回转式加热炉，其包括投料装置2、与水平呈3~12°倾角的回转式加热筒3、窑头密封装置8、窑尾密封装置11和燃烧器4；
所述投料装置2的上端设有储料仓1，下端与窑尾密封装置11连接；
所述回转式加热筒3的高端和低端分别与窑尾密封装置11和窑头密封装置8密封连接，所述窑尾密封装置11的一端与高温引风机12的进口连通，所述窑头密封装置8上设有烟气入口7和球形粒料出口9；
所述燃烧器4穿过窑头密封装置8伸入至回转式加热筒3内，所述燃烧器4上设有燃气进口5和空气进口6。
所述回转式加热筒3的长度为10~50米，内径为1.2~3.5米，转速为3~10转/分钟，产量为100~1000吨/天
采用上述装置按照下述步骤进行玻璃配合料的预烧处理：
（1）将占玻璃配合料0.5wt%的水玻璃溶于占玻璃配合料6wt.%的水中，然后将上述水玻璃溶液掺入玻璃配合料中，充分混匀，再利用表面带有半圆凹面的对辊将其压制成3~10mm的球形粒料，由于水玻璃（粘结剂）的作用，球形粒料具有一定的强度，抗压强度达到5MPa，使其在运输过程中不至开裂。将具有一定强度的球形粒料运输并贮存在储料仓1中。所述球形粒料通过储料仓1进入投料装置2中，再进入回转式加热筒内。
（2）回转式加热筒3低端设有燃气燃烧器4，燃气和空气分别从燃气进口5和空气进口6进入燃烧器4进行燃烧，燃烧产生的热量用以补充回转式加热筒3的一部分热量，其燃料为天然气、发生炉煤气等。另一部分热量通过高温引风机12将玻璃熔窑内的热量经过烟气入口7、窑头密封装置8引入回转式加热筒3内，其中最高温度可达到1250℃。热量的流动方向参见图1中的箭头方向。玻璃配合料的球形粒料10在回转式加热筒3被加热，产生碳酸盐分解，并形成硅酸盐，球形粒料10被烧结密实化。在回转式加热器3的旋转及倾角的作用下，球形粒料10被边加热边向球形粒料出口9方向行进。分解完成的球形粒料10最终被投入到玻璃熔窑中进行高温强制熔化。
由于压制成球形的粒料为3~10mm，其在回转式加热器中的预烧分解的时间约为30分钟。分解完成的粒料最终被投入到玻璃熔窑当中进行强制熔化。
由于配合料中的碳酸盐已经在回转式加热器中完全分解，因此由其带入的气体量会大幅度减少，玻璃的熔化时间、澄清时间、均化时间都会大幅度缩短，相当于在一定的时间内，玻璃的熔化量被大幅度的提高。
本实施例中所述水玻璃还可以用甲基纤维素替代。
实施例2
与实施例1不同的是：
（1）将占玻璃配合料1.5wt%的水玻璃溶于占玻璃配合料8wt.%的水中，然后将上述水玻璃溶液掺入至玻璃配合料中，混匀，利用表面带有半圆凹面的对辊将其压制成5~18mm的球形粒料。
（2）将球形粒料加入至回转式加热炉中，于1180~1250℃预烧，被烧结密实化的球形粒料从回转式加热炉的出口加至玻璃熔窑中。
由于压制成球形的粒料为5~18mm，其在回转式加热筒中的预烧分解的时间约为1小时。
本实施例中所述水玻璃还可以用甲基纤维素替代。
实施例3
与实施例1不同的是：
（1）将占玻璃配合料3wt%的水玻璃溶于占玻璃配合料7wt.%的热水（80～100℃）中，然后将上述水玻璃溶液掺入至玻璃配合料中，混匀，利用表面带有半圆凹面的对辊将其压制成8~25mm的球形粒料。
（2）将球形粒料加入至回转式加热炉中，于1020~1150℃预烧，被烧结密实化的球形粒料从回转式加热炉的出口加至玻璃熔窑中。
由于压制成球形的粒料为8~25mm，其在回转式加热筒中的预烧分解的时间约为1.5小时。本实施例采用3组实施例1所述的装置同时对玻璃配合料进行预烧处理。
本实施例中所述水玻璃还可以用甲基纤维素替代。

Claims (5)

1.一种玻璃配合料的预烧处理工艺，其特征在于其按照下述步骤进行：
（1）在玻璃配合料中掺入0.5wt%~3wt%的粘结剂和，并压制成3~25mm的球形粒料；
（2）将球形粒料加入至回转式加热炉中，于1020~1250℃预烧0.5~2h，被烧结密实化的球形粒料从回转式加热炉的出口加至玻璃熔窑中。
2.根据权利要求1所述的玻璃配合料的预烧处理工艺，其特征在于步骤（1）中采用表面带有半圆凹面的对辊将玻璃配合料压制成球形粒料。
3.根据权利要求1所述的玻璃配合料的预烧处理工艺，其特征在于所述粘结剂为水玻璃或者甲基纤维素。
4.根据权利要求1所述的玻璃配合料的预烧处理工艺，其特征在于步骤（2）中所述回转式加热炉包括投料装置（2）、与水平呈3~12°倾角的回转式加热筒（3）、窑头密封装置（8）、窑尾密封装置（11）和燃烧器（4）；
所述投料装置（2）的上端设有储料仓（1），下端与窑尾密封装置（11）连接；
所述回转式加热筒（3）的高端和低端分别与窑尾密封装置（11）和窑头密封装置（8）密封连接，所述窑尾密封装置（11）的一端与高温引风机（12）的进口连通，所述窑头密封装置（8）上设有烟气入口（7）和球形粒料出口（9）；
所述燃烧器（4）穿过窑头密封装置（8）伸入至回转式加热筒（3）内，所述燃烧器（4）上设有燃气进口（5）和空气进口（6）。
5.根据权利要求3所述的玻璃配合料的预烧处理工艺，其特征在于所述回转式加热筒（3）的长度为10~50米，内径为1.2~3.5米，转速为3~10转/分钟。
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