DE1496599B

DE1496599B - Process for making glass

Info

Publication number: DE1496599B
Authority: DE
Inventors: Teiroku; Kando Komei; City of Ichikawa Sueno (Japan)
Original assignee: Onoda Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Glas.The invention relates to a method for producing glass.

Zur Herstellung der üblichen Natron- und Kaligläser wurde bisher stets Quarz oder Quarzsand als Silikatkomponente und Natrium- oder Kaliumcarbonat als Alkalikomponente des Glases eingesetzt. Bei der Herstellung eines hochwertigen Glases unter Verwendung eines diese Bestandteile enthaltenden Glassatzes ergeben sich auf Grund der Tatsache, daß die Glasschmelze Blasen ungelöster und gelöster Gase enthält, bestimmte Schwierigkeiten. Zur Beseitigung der Blasen und zum Feinen des geschmolzenen Glases ist daher eine verhältnismäßig lange Zeit erforderlich, während der das geschmolzene Glas die feuerfeste Auskleidung des Ofens stark angreift und die Qualität des Glases sehr beeinträchtigt wird.For the production of the usual soda and potash glasses, quartz or quartz sand has always been used as Silicate component and sodium or potassium carbonate are used as the alkali component of the glass. at the manufacture of high quality glass using a glass set containing these components arise due to the fact that the molten glass bubbles of undissolved and dissolved gases contains certain difficulties. To remove the bubbles and to refine the molten glass therefore, a relatively long time is required during which the molten glass becomes refractory The furnace lining is severely attacked and the quality of the glass is greatly impaired.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die mit der bisherigen Art der Herstellung von Natron- oder Kaligläsern verbundenen Nachteile zu beseitigen und insbesondere ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das die Herstellung eines hochwertigen Glases bei kurzer Schmelzdauer ermöglicht.The invention is therefore based on the object that with the previous type of production of soda or potash glasses to eliminate the disadvantages and in particular a method is available that enables the production of high-quality glass with a short melting time.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man zunächst aus Cristobalit, Tridymit und/oder Opal als Mineralkomponente und, bezogen auf das die alkalische Komponente nicht enthaltende Rohmaterial, 5 bis 30 Gewichtsprozent Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid als Alkalikomponente unter Zusatz von 5 bis 20 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Gewicht des trockenen Rohstoffgemisches des Glassatzes, ein Agglomerat bildet und dieses in einen Glasschmelzofen überführt.It has now been found that this object can be achieved by first starting with cristobalite, Tridymite and / or opal as a mineral component and, based on that, the alkaline component raw material not containing, 5 to 30 weight percent sodium hydroxide and / or potassium hydroxide as an alkali component with the addition of 5 to 20 percent by weight of water, based on the weight of the dry raw material mixture of the glassware, an agglomerate forms and this in a glass melting furnace convicted.

Somit wird erfindungsgemäß an Stelle von Quarz oder Quarzsand als Silikatkomponente des Glases Cristobalit, Tridymit oder Opal verwendet.Thus, according to the invention, instead of quartz or quartz sand as the silicate component of the glass Cristobalite, tridymite or opal used.

Gemäß der Erfindung wird als Alkalikomponente des Glases anstatt von Natrium- oder Kaliumcarbonat ein Ätzalkali, wie z. B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, eingesetzt.According to the invention, the alkali component of the glass is used instead of sodium or potassium carbonate a caustic alkali, such as. B. sodium hydroxide or potassium hydroxide are used.

Dieser Ersatz der Alkalicarbonate durch die Hydroxide wurde bereits früher vorgeschlagen. Die genannten Stoffe konnten sich jedoch bis jetzt nicht durchsetzen, da sie die feuerfeste Auskleidung des Glasofens oder der Glashäfen noch vor der Umsetzung mit dem Silikat angreifen und korrodieren.This replacement of the alkali carbonates with the hydroxides has been suggested earlier. The mentioned However, fabrics have not been able to establish themselves until now because they are the fireproof lining of the Attack and corrode the glass furnace or the glass harbors before the reaction with the silicate.

Verwendet man diese Stoffe jedoch zusammen mit den erwähnten Silikatmineralien, dann unterscheiden sich die Reaktion zwischen den Bestandteilen des Glassatzes und der Zustand des geschmolzenen Glases wesentlich von den gleichen Verhältnissen wie bei der Herstellung der üblichen Natron- oder Kaligläser. However, if these substances are used together with the mentioned silicate minerals, then a distinction is made the reaction between the constituents of the glassware and the state of the molten glass essentially of the same proportions as in the production of the usual soda or potash glasses.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Silikatmineralien sind von solcher Struktur, daß sie leicht in eine glasartige Masse umwandelbar sind. Darüber hinaus lassen sie sich auch einfacher mit den Alkalien umsetzen, als dies bei Quarz oder Kieselsäure der Fall ist.The silicate minerals used in the process according to the invention are of such a structure that they can easily be converted into a vitreous mass. In addition, they can be made easier too react with the alkalis than is the case with quartz or silica.

Auch die nach der Erfindung verwendeten Ätzalkalien besitzen eine höhere Reaktionsfähigkeit als die herkömmlich eingesetzten Carbonate des Natriums oder Kaliums. Auch dieser Umstand trägt dazu bei, daß die Silikate leicht in eine glasige Masse umgewandelt werden können.The caustic alkalis used according to the invention also have a higher reactivity than the commonly used carbonates of sodium or potassium. This fact also carries contributes to the fact that the silicates can easily be converted into a glassy mass.

Hierbei kann ein Teil der verwendeten Alkalien durch Alkalicarbonate, d. h. durch diejenigen des Natriums und des Kaliums, bzw. durch ein Gemisch dieser Stoffe ersetzt werden. Es hat sich gezeigt, daß — vorausgesetzt, daß der Anteil der als Ersatz für die Ätzalkalien verwendeten Alkalicarbonate unter 50% liegt — keine wesentliche Verlängerung der Herstellungszeit des Glases stattfindet.Here, some of the alkalis used can be replaced by alkali carbonates, d. H. by those of the Sodium and potassium, or by a mixture of these substances. It has shown, that - provided that the proportion of alkali carbonates used as a substitute for the caustic alkalis is below 50% - there is no significant increase in the production time of the glass.

Der Anteil der Ätzalkalien bzw. der Gemische aus Ätzalkalien und Alkalicarbonaten beträgt 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das trockene Gemisch der Rohmaterialien, das die AlkalikomponenteThe proportion of caustic alkalis or mixtures of caustic alkalis and alkali carbonates is 5 to 30 percent by weight, based on the dry mixture of the raw materials, containing the alkali component

ίο des Glases noch nicht enthält.ίο the glass does not yet contain.

Das Gemisch aus den Silikaten und den basischen Stoffen setzt sich teilweise in der Gegenwart von Wasser miteinander um und wird dabei allmählich steif, so daß daraus die Bildung von Agglomeraten möglich ist. Hierbei beträgt der Anteil des zugesetzten Wassers vorzugsweise 5 bis 20%, bezogen auf das Gewicht des trockenen Gemisches der Glasrohstoffe.
Die Stufe der Agglomeration des Rohstoffgemisches erfolgt vorzugsweise in den üblichen rotierenden Pelletisiermaschinen, beispielsweise in derjenigen der Trommel-, der Kegel- oder der Pfannenbauart. The mixture of the silicates and the basic substances partially reacts with one another in the presence of water and becomes gradually stiff, so that agglomerates can be formed therefrom. The proportion of water added is preferably 5 to 20%, based on the weight of the dry mixture of glass raw materials.
The agglomeration stage of the raw material mixture is preferably carried out in the usual rotating pelletizing machines, for example those of the drum, cone or pan design.

In einem solchen Fall kann der Anteil des Wassers, bezogen auf das Gewicht des trockenen Gemisches der Rohstoffe des Glassatzes, 10 bis 20% betragen. Das Wasser wird beispielsweise durch Aufspritzen während des Betriebes der Pelletisiermaschine mit dem Gemisch vermengt. Die Verwendung einer solchen Pelletisiermaschine gestattet den Wegfall der Verfahrensstufe des Mischens der Rohstoffe. Außerdem kann dadurch das Eindringen von Verunreinigungen, wie z. B. von pulverförmigem Eisen oder anderen Fremdstoffen, welche das fertige Glas in unerwünschter Weise färben könnten, vermieden werden.In such a case, the proportion of water based on the weight of the dry mixture of the raw materials of the glassware, 10 to 20%. The water is sprayed on, for example mixed with the mixture during operation of the pelletizing machine. The usage Such a pelletizing machine allows the process step of mixing the raw materials to be omitted. In addition, this can prevent the ingress of contaminants such. B. of powdery Iron or other foreign substances that could undesirably color the finished glass are avoided will.

Bei der Herstellung der üblichen Natron- oder Kaligläser werden bekanntlich im Verlauf der Glasflußbildung kleine Blasen gebildet, die das Volumen des geschmolzenen Glases vergrößern, so daß es lange Zeit braucht, bis diese Blasen wieder beseitigt werden.In the manufacture of the usual soda or potash glasses, it is known that in the course of the glass flux formation small bubbles are formed which enlarge the volume of the molten glass, making it It takes a long time for these bubbles to clear again.

Zwar tritt auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Verlauf der Glasflußbildung eine gewisse Blasenbildung auf, doch sind die Blasen so groß, daß sie leicht aus der Schmelze entfernt werden können und daher das Volumen der Masse nicht vergrößern. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Zeit zum Feinen des geschmolzenen Glases auf die Hälfte derjenigen herabgesetzt, welche bei dem üblichen Verfahren zur Herstellung von Natron- oder Kaligläsern erforderlich ist. Die Erfindung gestattet es daher, ein hochwertiges Glas in verhältnismäßig kurzer Zeit und bei verhältnismäßig niedriger Temperatur herzustellen, ohne daß die feuerfeste Auskleidung des Glasofens oder der Glashäfen angegriffen wird.It is true that in the process according to the invention, too, a certain amount of flow occurs in the course of the glass flux formation Bubble formation, but the bubbles are so large that they can be easily removed from the melt and therefore do not increase the volume of the mass. In the method according to the invention, time is for refining the molten glass is reduced to half that of the usual Process for making soda or potash glasses is required. The invention allows it therefore, a high quality glass in a relatively short time and at a relatively low temperature without attacking the refractory lining of the glass furnace or the glass harbors will.

Die beschriebenen Vorteile rechtfertigen die durch die Verwendung der im Vergleich zu den Carbonaten wesentlich teureren Alkalihydroxyde bedingten Preisnachteile.The advantages described justify the use of the compared to the carbonates much more expensive alkali hydroxides caused price disadvantages.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand einiger Beispiele näher erläutert werden:The invention is to be explained in more detail below using a few examples:

example 1

Ein Gemisch aus 100 Teilen Silikatmineral, 10 Teilen Calciumcarbonat, 3 Teilen Natriumnitrat,A mixture of 100 parts of silicate mineral, 10 parts of calcium carbonate, 3 parts of sodium nitrate,

Claims

3 ⁴ 3 ⁴

3 parts of potassium carbonate, 0.5 part of arsenic acid and melted for 2 hours and resulted in a highly

0.5 part of antimony (III) oxide was added valuable glass,

an aqueous solution of 27 parts of sodium BeisDiel 5

hydroxide and 30 parts of water to flake with a ^v

Deformed in size from 13-15-5 up to 15-20-5 mm. 5 A mixture of 100 parts of the silicate of the

The silicate mineral used had the following game I, 10 parts of calcium carbonate 3 parts of Na

Composition: trium nitrate and 0.5 parts of antimony (III) oxide

p ...,. '0 7 "/ in an amount of 4.5 kg per minute into one

uiun loss 9730 / drum type pelletizing machine with a

λ k 12 ° / ° ¹⁰ diameter of 500 mm, a length of 600 mm,

P ² Q ³ 004 ° / an inclination to the horizontal of 7 ° and one

³ * 'speed of 25 rev./min. brought in. Equal-

The flakes obtained were injected into the pelletizing machine 1.331 port at a temperature of 1400 ° C. in the course of 50% sodium hydroxide solution per minute with 0.5 part of 2 hours, using a high level of arsenic acid one to get pellets with a particulate glass. size from 10 to 20 mm. These pellets. . Example 2 were melted in a glass harbor at a temperature _{of 1400} o _{C. in the} course of 2 1/2 hours. A mixture of 100 parts of silicic acid-containing zen and resulted in a high-quality glass.
Minerals, 25 parts of sodium hydroxide, 10 parts »o

Calcium carbonate, 3 parts of sodium nitrate, 3 parts of Example 6
Potassium carbonate, 0.5 part of arsenic acid and 0.5 part of antimony (III) oxide were mixed in a pelletizer. Pellets were mixed with 30 parts of water in the same manner as in the cone-type machine. Examples 4 and 5 were prepared using, to form pellets with a particle size of 20 »5 of a mixture of 100 parts of the silicate of the Beib up to 50 mm. The silicate mineral used, game I, 18.8 parts of calcium carbonate, 1.3 parts had the following composition: alumina and 30 parts of water with a loss on ignition content of 3 8 ° / 23.5 parts of potassium hydroxide. These pellets were in

QjQ 91R ⁰ / a glass port at a temperature of 1400 ° C

AJQ · · · ■ ■ 1 0 ₃₀ _m j y _er i _au f melted _for 2 hours to give

p _e ² Q ³ 02 ° / ^em h ° ^cnwert 'ß ^es glass.

The pellets obtained were in a glass port Example 7

at a temperature of 1400 ° C in the course of pellets were made in the same manner as in the

Melted for 2½ hours giving a 35 Examples 4 and 5 prepared and using

high quality glass. a mixture of 100 parts of the silicate des

. . . Example 1, 18.8 parts calcium carbonate, 13 parts

Example i Potassium carbonate, 1.3 parts of clay and 30 parts

A mixture of 100 parts of the silicate of the by-water with a content of 13 parts of potassium game 1, 18.7 parts of sodium hydroxide, 10 parts of 4 ° hydroxide. These pellets were melted in a glass port of sodium carbonate, 10 parts of calcium carbonate, 3 parts at a temperature of 1400 ° C. in the course of len sodium nitrate, 3 parts of potassium carbonate, 0.5 part 2Vj hours and gave a len arsenic acid and 0.5 Share antimony (III) oxide high quality glass,
was mixed with 28 parts of water in a drum type pelletizer to produce pellets.
with a particle size of 20 to 50mm to form 1. Process for the production of glass, ladies. These pellets were characterized in a glass port with that one first melted a temperature of 1400 ⁰ C in the course of from cristobalite, tridymite and / or Opal than 3 hours to thereby give a highly mineral components and, based on the the valent glass. Crude _ not containing 5 ° alkaline component. T λ material, 5 to 30 percent by weight sodium example 4 hydroxide and / or potassium hydroxide as alkali

A mixture of 100 parts of the silicate of the by-component with the addition of 5 to 20 parts by weight 1, 10 parts of calcium carbonate, 3 parts of sodium percent water, based on the weight of the trium nitrate, 3 parts of potassium carbonate, 0.5 part of an "55 dry raw material mixture of the glassware timon (III) oxide and 0.5 parts of arsenic acid was formed in agglomerate and this in a glass Pan-type pelletizing machine transferred to a melting furnace.

Diameter of 600 mm, a slope of 58 ° 2. Method according to claim 1, characterized in

and a speed of 22 rev / min. in one indicates that one is the sodium hydroxide

Amount of 1.5 kg introduced per minute. Equal 60 and / or potassium hydroxide partially through a

0.46 liters per alkali carbonate were replaced early in the pelletizing machine.

Minute of a 50% sodium hydroxide solution flow to Pel- 3. The method according to claim 1 or 2, characterized

Letts with a particle size of 13 to 15 mm to be characterized that the agglomerates under

form. These pellets were grown in a glass port using a conventional pelletizing machine a temperature of 1400 ° C in the course of «3. manufactures.