CN110372179B - 一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置及其方法，其装置包括设置蓄热室的密闭熔池、回转窑和进料装置；熔池上设有第一进料管和第一出料管，第一出料管的出口设有水淬池；进料装置将水淬池内的水淬料通过设在回转窑上的第二进料管导入至回转窑，回转窑上还设有第二出料管，第二出料管的出口设有用于盛放成品的料车；其工艺为取碳酸钡、硝酸钡、氢氧化铝、碳酸锶、氧化锌、氧化锑、二氧化钛、七氧化四铽、的五氧化二磷、碳酸钙和二氧化硅并混合后置入到熔池熔制，得玻璃液；玻璃液水淬，得水淬料；水淬料置入回转窑煅烧，得高折射率玻璃水淬料，其装置的处理工艺简单，处理量大且能够实现连续化处理。
Description
技术领域
本发明属于玻璃微珠技术领域，涉及一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置及其方法。
背景技术
高折射率玻璃微珠用作高速公路和机场的划线漆、各种公路标志版、反光服、反光雨具和交通警夜间执勤用的反光袖等。现如今，玻璃微珠的主流制备方法是先将玻璃粉进行熔制成玻璃液，将玻璃液进行水淬得到高折射率玻璃微珠水淬料。接着进行粉末、成球等工艺流程得到高折射率的玻璃微珠。但是，制备高折射率玻璃水淬料的传统工艺存在着生产不连续化，制得的玻璃水淬料要先将水沥干，再进行收集，浪费了大量的时间，生产效率低，不能进行大批量生产，使用原料昂贵，能耗高等诸多缺点。
专利CN1075860043A公开了一种制备高折射率玻璃水淬料的方法及装置，描述了利用碳酸钡，硝酸钡，碳酸锶，氧化锌，钛白粉，石灰石，石英粉等原料制备高折射率玻璃水淬料，虽然所用原料廉价易得，但是生产过程不连续化，而且没有对余热进行回收利用的装置，耗能较高；专利 CN107673606A公开了一种制备高折射率玻璃水淬料的方法及装置，描述了利用废玻璃粉末或玻璃微珠粉末等为原料制备高折射率玻璃水淬料，通过这种方法得到的玻璃水淬料成本低而且具备余热回收系统，但是其玻璃液的熔制温度大于1600℃，玻璃熔化困难，耗能较高，不能实现连续且大批量的生产。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置及其方法，其工艺简单，处理量大且能够实现连续化处理。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置，包括设置蓄热室的密闭熔池、回转窑和进料装置；熔池上设有第一进料管和第一出料管，第一出料管的出口设有水淬池；进料装置用于将水淬池内的水淬料通过设在回转窑上的第二进料管导入至回转窑，回转窑上还设有用于导出成品的第二出料管。
进一步的，熔池连通有烟道，烟道端部设有烟囱，烟道侧面连接有分别与回转窑相连接的热气管道和冷气管道，冷气管道靠近烟囱一侧；热气管道和冷气管道上分别设有烟气定向分离装置。
进一步的，热气管道和第二进料管连接在回转窑一端，冷气管道和第二出料管连接在回转窑另一端，回转窑自一端向另一端向下倾斜；第二进料管采用进料溜管。
进一步的，回转窑的外侧设置有耐火砖，回转窑的周向上还设有挡轮和齿轮。
进一步的，第一进料管的进口设有混料机，混料机上设有破拱器；第一进料管采用螺旋送料管。
进一步的，进料装置包括吊钩，水淬池吊设在吊钩下端，水淬池下端设置进料口，进料口设置控制阀。
进一步的，蓄热室设置在熔池内侧上端，熔池的壳体采用陶瓷纤维保温材料；熔池侧面设有观察孔。
进一步的，基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取35～40％的碳酸钡、8～12％的硝酸钡、0.8～0.95％的氢氧化铝、0.7～0.8％的碳酸锶、2.5～3％的氧化锌、0.1～0.15％的氧化锑、 24.5～29％的二氧化钛、5～7％的七氧化四铽、2～4％的五氧化二磷、5～7％的碳酸钙和10～12％的二氧化硅并混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管置入到熔池并在1250～1350℃下熔制，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管导出并置入水淬池水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管置入回转窑在550～650℃下煅烧，得高折射率玻璃水淬料。
进一步的，步骤2中熔制时间为20～40h。
进一步的，步骤4中煅烧时间为1～3h，回转窑的转速为10～20r/min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置及其方法，制备玻璃的原料混合后，得混合料；混合料自第一进料管置入熔池内并通过蓄热室熔制处理，得玻璃液；玻璃液通过第一出料管导出至水淬池内进行水淬处理，得水淬料；水淬料在进料装置的作用下置入回转窑进行烘干并煅烧处理，得高折射率玻璃水淬料并通过第二出料管导出，其装置中熔池和回转窑能够同时并不间断的进行工作，从而实现高折射率玻璃水淬料的连续化生产；其生产方法采用混料-熔制-水淬-煅烧一体化的生产工艺，制备玻璃的原料熔制并水淬后即可进行煅烧处理制备成品水淬料，从而实现高折射率玻璃水淬料的连续化生产。
进一步的，制备玻璃的原料在熔池内熔融的过程中产生大量的含有杂质颗粒的废气，废气内含有大量的热量，本装置通过设置热气管道，以及在热气管道上设置烟气定向分离装置，废气经过烟气定向分离装置的处理后通过热气管道将热气导入到回转窑内供水淬料的烘干和熔炼，然后产生的降温后的废气再导入到冷气管道中，在冷气管道上也设置烟气定向分离装置处理废气，然后导入到烟道并通过烟囱排出，其充分利用了蓄热室产生的热量，避免余热直接排放到大气中，造成不必要的损失，降低了生产过程中需要的成本；另外最终排出的气体中不含有杂质和灰尘等物质，其制备装置的生产更加环保。
进一步的，第二进料管设在回转窑一端，第二出料管设在回转窑另一端，回转窑自一端向另一端向下倾斜，保证了水淬料从回转窑一端到另一端的顺利运动；热气管道在回转窑一端，冷气管道在回转窑另一端，保证了热气能够与回转窑内待烘干和熔炼的水淬料充分接触，从而使废气内的热量能够充分利用。
进一步的，本发明中制备玻璃的原料熔制并水淬后即可进行煅烧处理制备成品水淬料，该方法涉及的熔制、水淬和煅烧流程能够连续化进行，不涉及任何的中间工艺环节；该方法的工艺流程短，生产周期大大减短，从而生产效率高；由于该装置和方法的生产工艺流程短，生产出的水淬料与外界的接触时间短，降低了杂质引入的可能性，保证的玻璃质量的稳定性，成品纯度高，质量好，折射的效果好。
附图说明
图1为本装置的整体结构图；
图2为图1的俯视图。
其中，1-混料机，2-第一进料管，3-熔池，4-第一出料管，5-陶瓷纤维保温材料，6-水淬池，7-吊钩，8-第二进料管，9-第二出料管，10-热气管道，11-破拱器，12-烟道，13-烟囱，14-蓄热室，15-观察孔，16-耐火砖，17-挡轮，18-齿轮，19-料车，20-冷气管道，21-烟气定向分离装置，22-回转窑。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本装置包括设置蓄热室14的密闭熔池3、回转窑22 和进料装置；其中蓄热室14设置在熔池3内侧上端，蓄热室14产生热量并为玻璃液提供热量，熔池3的壳体采用陶瓷纤维保温材料5，避免了熔池3 内的热量通过熔池3外壳散发到外界。
熔池3上设有第一进料管2，待玻璃液原料自第一进料管2导入到熔池3 内进行熔制，在第一进料管2的进口设有混料机1，混料机1上设有破拱器 11，混料机1将制备玻璃的原料混合均匀并导入至料仓，破拱器11的设置避免了原料在混料机1内起拱、堵塞、粘壁、滞留等现象的发生；另外，第一进料管2采用螺旋送料管，螺旋送料管既可以保证原料在料仓内不堵塞，又能控制原料加入的速率；在熔池3下端还设置有第一出料管4，熔融后的玻璃水自第一出料管4导出至水淬池6内进行水淬处理，形成水淬料；水淬池 6内的水淬料满了之后更换新的水淬池6放置在第一出料管4的出口。
进料装置将水淬池6内的水淬料通过设在回转窑22上的第二进料管8 导入至回转窑22，其具体的是，进料装置包括吊钩7，水淬池6吊设在吊钩 7下端，水淬池6下端设置进料口，进料口设置控制阀。吊钩7将水淬池6 吊设到第二进料管8上方，水淬池6下端设置的进料口搭接在第二进料管8 的入回，打开进料口处的控制阀，水淬料自第二进料管8导入到回转窑22 内，其具体的，第二进料管8采用进料溜管，保证了水淬料顺利无阻碍的进入回转窑22内；回转窑22上还设有第二出料管9，第二出料管9的出口设有用于盛放成品的料车19，在回转窑22内处理后的水淬料成为成品并通过第二出料管9导出到外部，盛放在料车19内进行输送。
其进一步的，如图1和图2所示，熔池3连通有烟道12，熔池3进行玻璃液的过程中产生大量含有热量的废气会通过设在烟道12端部的烟囱13排出，为了能够充分利用废气中含有的热量，其在烟道12侧面连接有分别与回转窑22相连接的热气管道10和冷气管道20，冷气管道20接近烟囱13一侧，热气管道10和冷气管道20上分别设有烟气定向分离装置21，废气经过热气管道10并通过热气管道10上设置的烟气定向分离装置21对废气内的杂质和灰尘进行处理，然后将干净的热气输送到回转窑22内，对杂质和灰尘的处理避免在水淬料烘干和熔炼过程中杂质的引入；然后产生的降温后的废气再导入到冷气管道20中，在冷气管道20上也设置烟气定向分离装置21处理废气，然后导入到烟道12并通过烟囱13排出，其充分利用了蓄热室14产生的热量，避免余热直接排放到大气中，造成不必要的损失，降低了生产过程中需要的成本；另外，最终排出的气体中不含有杂质和灰尘等物质，其制备装置的生产更加环保。在进行处理的过程中控制热气管道10的气体温度为350～450℃，控制冷气管道20的气体温度为80～150℃。
其优化的，如图1和图2所示，第二进料管8连接在回转窑22一端，第二出料管9连接在回转窑22另一端端部中心，并且回转窑22自一端向另一端向下倾斜，回转窑22的倾斜设置保证了水淬料从回转窑22一端到另一端的顺利运动，第二出料管9连接在回转窑22另一端端部中心则有利于回转窑 22在旋转的过程中成品自回转窑22内导出；热气管道10在回转窑22一端，冷气管道20在回转窑22另一端，热气流过整个回转窑22，在回转窑22翻料的过程中保证了热气能够与待烘干和熔炼的水淬料充分接触，从而使废气内的热量能够充分利用。
另外，如图1和图2所示，回转窑22的外侧砌筑耐火砖16，耐火砖16 具有耐高温、抗腐蚀、良好的防热隔热性能，回转窑22的周向上还设有挡轮 17和固定连接齿轮18，外部驱动装置驱动齿轮18转动的过程中带动回转窑 22转动，回转窑22的转速为10～20r/min，挡轮17的设置起到了限制或控制回转窑22筒体轴向窜动的作用。
其优化的，熔池3侧面设有观察孔15，能够随时观察熔池3内熔制过程，从而控制熔制工艺。
采用本发明 装置生产得到的高折射率玻璃水淬料过程中采用混料- 熔制-水淬-煅烧一体化的生产工艺，其工艺流程短，从而生产效率高，同时其处理量大，能够进行连续化处理，生产环节少，生产周期大大减短；本装置的生产工艺的流程短，生产出的水淬料与外界的接触时间短，降低了杂质引入的可能性，保证的玻璃质量的稳定性，成品纯度高，质量好，折射的效果好，提高了高折射率玻璃微珠的品质。
实施例1
基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取35.9％的碳酸钡、8.3％的硝酸钡、0.9％的氢氧化铝、0.7％的碳酸锶、3％的氧化锌、0.1％的氧化锑、26％的二氧化钛、5％的七氧化四铽、2.5％的五氧化二磷、6.5％的碳酸钙和11.1％的二氧化硅并在混料机1中混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管2置入到熔池3并在1300℃下熔制24h，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管4导出并置入水淬池6水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管8置入回转窑22在630℃下煅烧3h，得高折射率玻璃水淬料。其中回转窑的转速为15r/min。
采用本装置和生产方法得到的高折射率玻璃水淬料的生产周期缩短了 28％，生产所需的能耗降低了31％，得到的高折射率玻璃水淬料相比传统的制备方法表面的杂质量有了明显减少，均一性也有了很大的提高。
实施例2
基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取37.73％的碳酸钡、8.07％的硝酸钡、0.91％的氢氧化铝、0.72％的碳酸锶、2.93％的氧化锌、0.13％的氧化锑、25.12％的二氧化钛、6％的七氧化四铽、2.2％的五氧化二磷、5.36％的碳酸钙和10.83％的二氧化硅并在混料机1中混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管2置入到熔池3并在1280℃下熔制20h，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管4导出并置入水淬池6水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管8置入回转窑22在600℃下煅烧2h，得高折射率玻璃水淬料。其中回转窑的转速为20r/min。
采用本使用新型装置生产得到的高折射率玻璃水淬料的生产周期缩短了 30％，生产所需的能耗降低了33％，得到的高折射率玻璃水淬料相比传统的制备方法表面的杂质量有了明显减少，均一性也有了很大的提高。
实施例3
基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取40％的碳酸钡、8％的硝酸钡、0.8％的氢氧化铝、 0.8％的碳酸锶、2.75％的氧化锌、0.15％的氧化锑、25.5％的二氧化钛、5％的七氧化四铽、2％的五氧化二磷、5％的碳酸钙和10％的二氧化硅并在混料机1 中混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管2置入到熔池3并在1250℃下熔制40h，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管4导出并置入水淬池6水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管8置入回转窑22在580℃下煅烧3h，得高折射率玻璃水淬料。其中回转窑的转速为10r/min。
采用本装置和生产方法得到的高折射率玻璃水淬料的生产周期缩短了20％，生产所需的能耗降低了26％，得到的高折射率玻璃水淬料相比传统的制备方法表面的杂质量有了明显减少，均一性也有了很大的提高。
实施例4
基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取35％的碳酸钡、9.5％的硝酸钡、0.95％的氢氧化铝、 0.7％的碳酸锶、2.5％的氧化锌、0.1％的氧化锑、29％的二氧化钛、5％的七氧化四铽、2％的五氧化二磷、5.25％的碳酸钙和10％的二氧化硅并在混料机1 中混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管2置入到熔池3并在1310℃下熔制28h，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管4导出并置入水淬池6水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管8置入回转窑22在630℃下煅烧2.5h，得高折射率玻璃水淬料。其中回转窑的转速为10r/min。
采用本装置和生产方法得到的高折射率玻璃水淬料的生产周期缩短了 22％，生产所需的能耗降低了27％，得到的高折射率玻璃水淬料相比传统的制备方法表面的杂质量有了明显减少，均一性也有了很大的提高。
实施例5
基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取35％的碳酸钡、12％的硝酸钡、0.8％的氢氧化铝、 0.7％的碳酸锶、2.5％的氧化锌、0.1％的氧化锑、24.5％的二氧化钛、5.4％的七氧化四铽、2％的五氧化二磷、7％的碳酸钙和10％的二氧化硅并在混料机1 中混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管2置入到熔池3并在1350℃下熔制20h，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管4导出并置入水淬池6水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管8置入回转窑22在650℃下煅烧1h，得高折射率玻璃水淬料。其中回转窑的转速为15r/min。
采用本装置和生产方法得到的高折射率玻璃水淬料的生产周期缩短了 30％，生产所需的能耗降低了34％，得到的高折射率玻璃水淬料相比传统的制备方法表面的杂质量有了明显减少，均一性也有了很大的提高。
实施例6
基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取35％的碳酸钡、8％的硝酸钡、0.8％的氢氧化铝、0.7％的碳酸锶、2.5％的氧化锌、0.1％的氧化锑、27.5％的二氧化钛、5％的七氧化四铽、4％的五氧化二磷、5.4％的碳酸钙和11％的二氧化硅并在混料机1 中混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管2置入到熔池3并在1300℃下熔制30h，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管4导出并置入水淬池6水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管8置入回转窑22在600℃下煅烧2h，得高折射率玻璃水淬料。其中回转窑的转速为15r/min。
采用本装置和生产方法得到的高折射率玻璃水淬料的生产周期缩短了 25％，生产所需的能耗降低了29％，得到的高折射率玻璃水淬料相比传统的制备方法表面的杂质量有了明显减少，均一性也有了很大的提高。
实施例7
基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取40％的碳酸钡、8.4％的硝酸钡、0.8％的氢氧化铝、 0.7％的碳酸锶、2.5％的氧化锌、0.1％的氧化锑、25％的二氧化钛、5％的七氧化四铽、2％的五氧化二磷、5.3％的碳酸钙和10.2％的二氧化硅并在混料机1 中混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管2置入到熔池3并在1320℃下熔制24h，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管4导出并置入水淬池6水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管8置入回转窑22在620℃下煅烧3h，得高折射率玻璃水淬料。其中回转窑的转速为20r/min。
采用本装置和生产方法得到的高折射率玻璃水淬料的生产周期缩短了 28％，生产所需的能耗降低了31％，得到的高折射率玻璃水淬料相比传统的制备方法表面的杂质量有了明显减少，均一性也有了很大的提高。
实施例8
基于装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取35％的碳酸钡、8.1％的硝酸钡、0.95％的氢氧化铝、 0.8％的碳酸锶、2.5％的氧化锌、0.15％的氧化锑、24.5％的二氧化钛、7％的七氧化四铽、4％的五氧化二磷、5％的碳酸钙和12％的二氧化硅并在混料机1 中混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管2置入到熔池3并在1340℃下熔制22h，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管4导出并置入水淬池6水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管8置入回转窑22在550℃下煅烧1.5h，得高折射率玻璃水淬料。其中回转窑的转速为15r/min。
采用本装置和生产方法得到的高折射率玻璃水淬料的生产周期缩短了 29％，生产所需的能耗降低了32％，得到的高折射率玻璃水淬料相比传统的制备方法表面的杂质量有了明显减少，均一性也有了很大的提高。
Claims (6)
1.一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置，其特征在于，包括设置蓄热室（14）的密闭熔池（3）、回转窑（22）和进料装置；熔池（3）上设有第一进料管（2）和第一出料管（4），第一出料管（4）的出口设有水淬池（6）；进料装置用于将水淬池（6）内的水淬料通过设在回转窑（22）上的第二进料管（8）导入至回转窑（22），回转窑（22）上还设有用于导出成品的第二出料管（9）；
所述熔池（3）连通有烟道（12），烟道（12）端部设有烟囱（13），烟道（12）侧面连接有分别与回转窑（22）相连接的热气管道（10）和冷气管道（20），冷气管道（20）靠近烟囱（13）一侧；热气管道（10）和冷气管道（20）上分别设有烟气定向分离装置（21）；
所述热气管道（10）和第二进料管（8）连接在回转窑（22）一端，冷气管道（20）和第二出料管（9）连接在回转窑（22）另一端，回转窑（22）自一端向另一端向下倾斜；第二进料管（8）采用进料溜管；
所述回转窑（22）的外侧设置有耐火砖（16），回转窑（22）的周向上还设有挡轮（17）和齿轮（18）；
所述第一进料管（2）的进口设有混料机（1）， 混料机（1）上设有破拱器（11）；第一进料管（2）采用螺旋送料管。
2.根据权利要求1所述的一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置，其特征在于，所述进料装置包括吊钩（7），水淬池（6）吊设在吊钩（7）下端，水淬池（6）下端设置进料口，进料口设置控制阀。
3.根据权利要求1所述的一种连续化生产高折射率玻璃水淬料装置，其特征在于，所述蓄热室（14）设置在熔池（3）内侧上端，熔池（3）的壳体采用陶瓷纤维保温材料（5）；熔池（3）侧面设有观察孔（15）。
4.基于权利要求1所述的连续化生产高折射率玻璃水淬料装置的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1：按质量分数取35~40%的碳酸钡、8~12%的硝酸钡、0.8~0.95%的氢氧化铝、0.7~0.8%的碳酸锶、2.5~3%的氧化锌、0.1~0.15%的氧化锑、24.5~29%的二氧化钛、5~7%的七氧化四铽、2~4%的五氧化二磷、5~7%的碳酸钙和10~12%的二氧化硅并混合，得混合料；
步骤2：将混合料通过第一进料管（2）置入到熔池（3）并在1250~1350℃下熔制，得玻璃液；
步骤3：将玻璃液通过第一出料管（4）导出并置入水淬池（6）水淬，得水淬料；
步骤4：将水淬料通过第二进料管（8）置入回转窑（22）在550~650℃下煅烧，得高折射率玻璃水淬料。
5.根据权利要求4所述的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，其特征在于，所述步骤2中熔制时间为20~40h。
6.根据权利要求4所述的连续化生产高折射率玻璃水淬料方法，其特征在于，所述步骤4中煅烧时间为1~3h，回转窑的转速为10~20r/min。
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