DE837920C

DE837920C - Process for the production of glass or similar mineral melts

Info

Publication number: DE837920C
Application number: DEG715A
Authority: DE
Inventors: Lambert Jansen
Original assignee: Gruenzweig und Hartmann AG
Current assignee: Saint Gobain Isover G+H AG
Priority date: 1941-12-20
Filing date: 1941-12-20
Publication date: 1952-06-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Glas- oder ähnlichen Mineralschmelzen Bei der Herstellung von geschmolzenem Glas dient neben Kalk und Soda oder anderen als Flußmittel wirkenden Stoffen, wie z: B. - Pottasche, Borax oder Schwermetalloxyden, insbesondere Quarz als Hauptrohstoff. Dieser wird im allgemeinen als reiner Quarzsand, sog. Glassand, in einer Korngröße von vorzugsweise 0,2 bis 0,s mm verwendet. Die Verwendung von feinerem Quarzsand oder Quarzmehl gilt allgemein als unzweckmäßig und bei sehr feinem Mehl sogar als unmöglich, vor allem, weil dadurch die Läuterung des Glases außerordentlich verzögert und ein heftiges Schäumen hervorgerufen wird.Process for the production of glass or similar mineral melts In the production of molten glass is used in addition to lime and soda or others substances acting as flux, such as: - potash, borax or heavy metal oxides, especially quartz as the main raw material. This is generally called pure quartz sand, So-called. Glass sand, used in a grain size of preferably 0.2 to 0.1 mm. the The use of finer quartz sand or quartz powder is generally considered inexpedient and in the case of very fine flour, it is even considered impossible, mainly because it results in the refining of the glass is extremely delayed and violent foaming is caused.

Bei der vorliegenden Erfindung wurde aber festgestellt, daß es sehr wohl möglich ist, die Kieselsäure als feines Mehl einzuführen; wenn man ei' Mehl verwendet, das fast vollständig aus kleineren Teilchen als o, r mm oder vorzugsweise, unter 0,05 mm besteht. Besonders-günstig ist ein Mehl, das, nicht aus reinem Quarz besteht; sondern zugleich schmelzpunkterniedrigende Stoffe, wie z. B. Kalk, Alkalien, Eisenoxyd, in möglichst inniger. Vermischung enthält, besonders wenn es nicht einzelne Quarzteilchen und Kalkteilchen od. dgl. nebeneinander enthält, sondern die einzelnen Teilchen außer' Quarz auch die schmelzpunkterniedrigenden Stoffe enthalten.In the present invention, however, it has been found that it is very possible to introduce the silica as fine flour; if one uses a flour which consists almost entirely of particles smaller than 0.1 mm or preferably less than 0.05 mm. A flour that does not consist of pure quartz is particularly favorable; but at the same time melting point lowering substances such. B. lime, alkalis, iron oxide, as intimately as possible. Contains mixing, especially if it does not contain individual quartz particles and lime particles or the like next to one another, but rather the individual particles contain not only quartz but also the substances that lower the melting point.

Gemäß der Erfindung können besonders vorteilhaft natürliche Erden verwendet werden, vor allem, wenn sie möglichst frei von gröberen Quarzkörnern sind und eine größere Menge Alkali und/oder insbesondere Kalk oder Dolomit enthalten. Das Verhältnis von Al. 03:Si02 soll möglichst klein sein, z. B. i :6, auf jeden Fall aber kleiner als i :3.According to the invention, natural earths can be used particularly advantageously, especially if they are as free as possible from coarser quartz grains and contain a larger amount of alkali and / or in particular lime or dolomite. The relationship of Al. 03: Si02 should be as small as possible, e.g. B. i: 6, but in any case smaller than i: 3.

Es wurde gefunden, daß Löß sich besonders gut für den obengenannten Zweck eignet und vor allem dann, wenn er viel Kalk enthält. Bei Löß bestehen die einzelnen Teilchen in der Hauptsache nicht aus reinem Quarz, sondern aus Mineralien, die bereits die obenerwähnten schmelzpunkterniedrigenden Stoffe enthalten. Außerdem nimmt man an, daß der Kalk, soweit er nicht in den verschiedenen Mineralien enthalten ist, die einzelnen Teilchen als eine feine Hülle umgibt.Loess has been found to work particularly well for the above Purpose and especially when it contains a lot of lime. With loess they exist individual particles mainly not made of pure quartz, but of minerals, which already contain the above-mentioned melting point lowering substances. aside from that it is assumed that the lime, insofar as it is not contained in the various minerals which surrounds the individual particles as a fine shell.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Schmelzen, die bei niedrigen Temperaturen rasch entglasen, wie z. B. Schmelzen mit hohem Kalkgehalt. Solche Schmelzen werden vor allem für die Herstellung von Mineralfasern benutzt, für die die Erfindung besonders vorteilhaft ist. Der Schmelzvorgang ist bei der Erfindung wesentlich anders als bei der Glasherstellung mit gewöhnlichem Quarzsand. Vermutlich geht er etwa folgendermaßen vor sich. Die chemischen Reaktionen sind mit Ausnahme der Gasabspaltung infolge der innigen Berührung aller Bestandteile infolge der großen Oberfläche schon bei viel niedrigeren Temperaturen beendet. Bei diesen niedrigen Temperaturen kristallisieren aber die entstehenden Verbindungen sofort, so daß sich kaum eine flüssige Phase bildet. Aus dieser kristallisierten Masse, die nicht gasdicht, sondern porös ist, können die Gase bei dem weiteren Temperaturanstieg leicht und ohne nennenswerte Schaumbildung entweichen, und erst wenn der Schmelzpunkt erreicht ist und die Gase weitgehend entwichen sind, bildet sich flüssiges Glas.The invention is particularly suitable for melts at low Deglaze temperatures quickly, such as B. Melts with a high lime content. Such melts are mainly used for the production of mineral fibers for which the invention is particularly advantageous. The melting process is significantly different in the invention than when making glass with ordinary quartz sand. He's probably going about as follows. The chemical reactions are with the exception of the gas separation due to the intimate contact of all components due to the large surface area finished at much lower temperatures. Crystallize at these low temperatures but the compounds formed immediately, so that there is hardly a liquid phase forms. From this crystallized mass, which is not gas-tight but porous, the gases can easily and without significant increase in temperature Foam formation escape, and only when the melting point is reached and the gases have largely escaped, liquid glass is formed.

Es ist zwar bei der Herstellung von Glasuren und Emails bekannt, feingemahlenes Quarzmehl oder andere quarzhaltige Stoffe in feingemahlener Form zu verwenden. Hier wird die feine Mahlung aber aus ganz anderen Gründen angewendet, und zwar in erster Linie, um eine Entmischung und das Absetzen der in Wasser aufgeschlämmten Stoffe zu vermeiden. Außerdem handelt es sich bei der Emailherstellung nicht um Schmelzen im Sinne der vorliegenden Erfindung, sie stellen vielmehr gerade das entgegengesetzte Extrem dar, indem sie auch bei den höchstens bei ihrer Verarbeitung vorkommenden Temperaturen nicht dünnflüssig, sondern sehr zähflüssig sind und auch bei niedrigen Temperaturen äußerst schwer entglasen. Außerdem spielt für Emailschmelzen die Läuterung praktisch kaum eine Rolle, weil die Schmelze sich nur in einer hauchdünnen Schicht auf den betreffenden Gegenständen befindet.It is known to be used in the production of glazes and enamels, finely ground To use quartz powder or other quartz-containing substances in finely ground form. here However, fine grinding is used for completely different reasons, primarily Line to separate and settle the substances suspended in water to avoid. In addition, enamel production is not a matter of melting in the sense of the present invention, they rather represent just the opposite Extreme, in that they also occur at most during their processing Temperatures are not thin, but very viscous and also at low temperatures Deglazing temperatures extremely difficult. Purification also plays a role in enamel melts practically hardly a role, because the melt is only in a very thin layer is on the objects in question.

Die Vorteile der Erfindung sind sehr mannigfaltig. Sie bestehen vor allem in einer außerordentlichen Schmelzbeschleunigung. Durch die kürzere oder ganz fortfallende Läuterung kann bei Verwendung einer Schmelzwanne der Läuterraum ebenfalls zum Schmelzen benutzt werden, wodurch eine weitere erhebliche Steigerung der Schmelzleistung und Verminderung des Heizmittelverhrauchs erzielt werden. Die Schmelze ist von Anfang .an:,tröd1-kommen gleichmäßig, und es gibt nicht wie bei der Glasherstellung mit gewöhnlichem Quarzsand in der Nähe des: Gemengehaufens zunächst eine Schmelze mit höherem Alkaligehalt, die die Schmelzwanne stark angreift und erst nach und nach durch die Auflösung der Quarzkörner die richtige Zusammensetzung erhält. Ein weiterer Vorteil ist, daß die gemäß der Erfindung hergestellten Gemenge sich im Gegensatz zu den gewöhnlichen mit Quarzsand hergestellten Gemengen ohne Zusatz von Wasserglas . od. dgl. nur durch einen geringen Wasserzusatz leicht brikettieren lassen. Die Vorteile' der Gemengebrikettierung sind allgemein bekannt.The advantages of the invention are very diverse. They exist especially in an extraordinary melting acceleration. By the shorter or the whole If a melting tank is used, the refining space can also be omitted can be used for melting, resulting in a further significant increase in melting performance and a reduction in fuel consumption can be achieved. The melt is from the beginning .an:, tröd1-come evenly, and there is no such thing as with glass production ordinary quartz sand near the: batch heap initially a melt with higher alkali content, which attacks the melting tank and only gradually the correct composition is obtained by dissolving the quartz grains. Another The advantage is that the mixtures prepared according to the invention are in opposition to the usual batches made with quartz sand without the addition of water glass . or the like can only be briquetted slightly by adding a small amount of water. the The advantages of batch labeling are well known.

Die Erfindung ist auch bei der Herstellung der sog. Steinwolle oder Gesteinswolle außerordentlich vorteilhaft. Diese unterscheidet sich von der Herstellung der eigentlichen Glasfasern dadurch, daß ausschließlich°natürliche Gesteine oder Mischungen hiervon verwendet werden. Durch die Mischung von Löß mit einem entsprechenden Gesteinsmehl kann man fast jede gewünschte Zusammensetzung der Schmelze einstellen. Gegenüber der Mischung von groben Gesteinsstücken ergibt sich eine *iel gleichmäßigere Schmelze und eine größere Schmelzgeschwindigkeit.The invention is also in the production of the so-called. Rock wool or Rock wool is extremely beneficial. This differs from the manufacture the actual glass fibers by the fact that exclusively ° natural rocks or Mixtures thereof can be used. By mixing loess with an appropriate one Rock powder can be adjusted to almost any desired composition of the melt. Compared to the mixture of coarse pieces of rock, the result is a much more uniform one Melt and a greater melting rate.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung bei einer Zusammensetzung der Schmelze, in der das Verhältnis (Si 02 + A1203) : (Ca0 + Mg0) etwa 2 : i ist und das Verhältnis Si 02: A12 03 größer als 3 : i; vorzugsweise etwa 6 : i.The invention is particularly advantageous in the case of a composition the melt, in which the ratio (Si 02 + A1203): (Ca0 + Mg0) is about 2: i and the ratio Si 02: A12 03 is greater than 3: i; preferably about 6: i.

Die Verwendung von Löß bietet noch den Vorteil, daß dieses Material im Gegensatz zu den meisten anderen Sedimentgesteinen in außerordentlich gleichmäßigen, fast schichtungslosen Ablagerungen von großer Mächtigkeit vorkommt. Die Gewinnung ist äußerst einfach und billig, weil das Material im erdfeuchten Zustand weich ist und auch im getrockneten Zustand nicht so zäh oder hart wird wie z. B. Ton. Es sind also keine Sprengungen wie bei der Gewinnung von hartem Gestein erforderlich und auch keine Zerkleinerungs- oder Mahlanlagen. Bei günstigen Vorkommen ist nicht einmal eine Siebvorrichtung nötig. Der Löß findet sich vielfach an Abhängen und ist oft gar nicht oder nur von einer dünnen Schicht Abraum verdeckt. Es sind also auch keins tiefen Gruben oder umfangreichen Förderanlagen erforderlich.The use of loess still offers the advantage of this material in contrast to most other sedimentary rocks in extremely uniform, almost stratified deposits of great thickness occur. The extraction is extremely simple and cheap because the material is soft when it is earth-moist and even when dry is not as tough or hard as z. B. Sound. There are so no blasting is required as is the case with the extraction of hard rock also no crushing or grinding systems. With favorable occurrences is not even a sieve device is necessary. The loess is often found on slopes and is often not at all or only covered by a thin layer of overburden. So there aren't any deep pits or extensive conveyor systems are required.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of glass or similar mineral melts which devitrify relatively quickly or which have a relatively high lime or magnesia content and contain little or no alkali, characterized in that the main part of the silica is introduced in the form of a flour, the grain size of which is in is therefore substantially smaller, i mm, preferably smaller than 0.05 mm.

2. The method according to claim i, characterized in that In addition to silica, the flour also contains substances that lower the melting point, and preferably in each individual particle.

3. The method according to claim i and 2, characterized by the use of natural soils, preferably those which are as free as possible from coarser quartz grains, which contain a larger amount of alkali and / or in particular contain lime or dolomite and in which the ratio Al. 0s: Si 0q is less than 1: 3, preferably about i: 6.

4. The method according to claim i to 3, characterized by the use of loess. Cited publications: Swiss patent specification No. 120 210; »Lecture hall«, igio, no. I, pp. 3 and 4.