ES2232052T3 - Procedimiento y aparato para fabricar vidrio y especialmente fritas de ceramica. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para hacer vidrio y particularmente fritas cerámicas, que comprende las etapas de: introducción en una unidad de pulverización húmeda (5), después de una etapa de dosificación según unas proporciones seleccionadas, materiales que constituyen la mezcla que se va a fundir, para producir suspensión; filtrado y recogida de dicha suspensión en un depósito de almacenamiento (7); introducción de la suspensión recogida en un horno de fundición (10) para hacer evaporar un componente líquido de la suspensión y formación de una pasta fundida o material vítreo adaptado para convertirlo en una frita cerámica.

Description

Procedimiento y aparato para fabricar vidrio y especialmente fritas de cerámica.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para fabricar vidrio y en particular fritas de cerámica.

Los procedimientos para producir materiales similares al vidrio, tales como láminas de vidrio, botellas de vidrio y fritas de cerámica, conllevar alimentar los hornos de fundición con mezclas de diversos materiales en forma de polvo con un tamaño de partícula y humedad controlados. Los materiales en crudo que componen la mezcla primero deben molerse en seco, transferirse al lugar de fabricación del vidrio, almacenarse y luego medirse con la ayuda de máquinas tales como tolvas vibratorias o fluidos para la extracción de los silos de almacenamiento, alimentadores de tornillo o cintas transportadoras, cámaras de dosificación montadas sobre celdas de carga, mezcladores, y finalmente conducido con la ayuda de sistemas de transporte neumático. Las diferentes etapas de este proceso de producción tiene diversas desventajas financieras y relativas a la producción, unidas al molido en seco de los materiales individuales en crudo, a las etapas de transferir y almacenar los polvos, y a su mezcla; estas plantas de producción son cargadas además con un alto nivel de complejidad de gestión.

Los procedimientos para fabricar vidrio se describen en los documentos anteriores DD 94237A, DD 122620A y DD 112638A.

El objetivo de la presente invención es obviar las desventajas antes mencionadas de los procedimientos conocidos, es decir, proporcionar un procedimiento para fabricar vidrio que permita costes reducidos, mayor efectividad y flexibilidad en la gestión del sistema de tratamiento.

Dentro del ámbito de este objetivo, un objeto de la presente invención es llevar a cabo el procedimiento anterior con un aparato que tiene una estructura simple, es relativamente fácil de proporcionar en la práctica, seguro en su uso, efectivo en su operación y relativamente modesto en coste.

Este objetivo, este objeto y otros que serán más evidentes a continuación, se logran mediante un procedimiento para fabricar vidrio según la presente invención, que comprende las etapas establecidas en la reivindicación 1.

Las características del aparato para realizar el procedimiento de fabricación de vidrio se definen en las reivindicaciones 5-11.

Características y ventajas adicionales de la presente invención serán más evidentes y manifiestas a partir de la siguiente descripción detallada de un procedimiento para fabricar vidrio según la invención, ilustrada sólo a modo de ejemplo no limitante en los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 es un diagrama de las etapas del procedimiento según la presente invención.

La Figura 2 es un diagrama del aparato según la invención para llevar a cabo el procedimiento.

La Figura 3 es una vista de un detalle del horno de fundición del aparato de la Figura 2.

Con referencia a las figuras anteriores, el número 1 generalmente designa un aparato para fabricar vidrio y particularmente fritas de cerámica con el procedimiento según la invención.

Los materiales en crudo se almacenan cerca del aparato 1, en un tamaño de partícula grueso y con su contenido de humedad natural; en consecuencia, es necesario tener en cuenta las características higrométricas de cada componente para calcular las dosis a mezclar. Una vez que se han establecido las dosis de materiales en crudo (M) a utilizar, en la primera etapa (A) del procedimiento, la mezcla se compone con procedimientos convencionales que utilizan cintas transportadoras 2, tolvas 3 y celdas de carga de peso decreciente para conducir los materiales en crudo desde los silos de almacenaje 4, medirlos en las proporciones elegidas y conducirlos a la unidad de molienda en húmedo 5.

La unidad de molienda 5 es un molino de tambor, del tipo continuo o discontinuo, con medios de molienda hechos de alúmina sinterizada, que realiza una molienda en húmedo y produce una suspensión con residuo controlado.

Durante la segunda etapa (B) del procedimiento, la suspensión producida por el molino se filtra mediante un cedazo 6 y se acumula luego en tanques de almacenamiento 7 provistos de paletas de agitación 8. La suspensión en los tanques de almacenamiento tiene un contenido de agua que puede variar entre 26 y 40% del peso, una densidad entre 1550 y 1900 g/l y una viscosidad entre 7-25\cdot10^{-6} m^{2}\cdots^{-1} (1,5 y 3,5 grados Engler).

En la tercera etapa (C) del procedimiento, la suspensión se conduce mediante una bomba 9 desde los tanques de almacenamiento 7 hasta un horno de fundición 10, que es del tipo tanque y en el cual se produce la evaporación del agua y el fundido de los materiales del compuesto, produciendo la frita
(F).

La Figura 3 ilustra un detalle del horno de fundición 10. El horno 10 está provisto de una chimenea particularmente larga 11 sobre la cual se proporciona una abertura 12 desde la cual sobresale una tubería 13 para alimentar con la suspensión el interior de dicho horno. La parte terminal de la tubería 13 tiene una funda y está refrigerada por agua para evitar su deterioro debido a la alta temperatura dentro de la chimenea 11; el extremo de la tubería 13 está provisto de una boquilla 14 que está dirigida hacia debajo de forma de pulverizar la suspensión hacia el tanque 15 del horno 10. La distancia que la suspensión debe cubrir antes de depositarse sobre el tanque 15 del horno permite que la mayoría del agua presente en la suspensión se evapore por el camino.

Convenientemente, la tubería 13 puede colocarse en un nivel más alto o más bajo a lo largo de la chimenea 11, dependiendo de las características de la suspensión que se está produciendo.

Ventajosamente, la boquilla 14 puede estar provista de una abertura simple o múltiple.

Ventajosamente, si ninguno de los componentes de la suspensión es soluble en agua, la suspensión puede filtrarse parcial o totalmente a presión e introducirse en el horno 10 en forma plástica en lugar de a través de la boquilla 14.

Debe destacarse que gracias al tamaño limitado de las partículas molidas en el molino de tambor 5, que trabaja con material húmedo, la cantidad de calor requerido para lograr la fusión es considerablemente menor que la cantidad requerida para mezclas secas convencionales. Para determinar esta propiedad del procedimiento, se realizó una prueba con una frita de cerámica así constituida:

\newpage

Cuarzo	34,5%
Feldespato sódico de potasio	25,5%
Pentahidrato de bórax	10,0%
Colemanita	15,0%
Alúmina	2,0%
Óxido de zinc	3,0%
Calcita	5,0%
Dolomita	5,0%

Después del molido en húmedo, se obtuvo una suspensión que tenía un contenido de agua en peso del 28%, una viscosidad de 20 cSt \approx 20\cdot10^{-6}m^{2}.s^{-1}
(3 grados Engler) y un tamaño de partícula de menos de 63 \mum igual a 0,5% en peso con respecto al sólido contenido en la suspensión.

Mediante la introducción de la suspensión con las características antes descritas en un horno provisto de un quemador que tiene un poder máximo de 1,465.10^{3} KJ/h (350.000 kcal/h) y un fondo curvado a modo de teja formado en la superficie de fundición, se obtuvo una frita cuya composición química y física se halla dentro de los estándares de aquellas compuestas con procedimientos convencionales. Los valores de consumo específico establecidos mediante experimentos son 10,460 KJ/kg (2.500 kcal/kg) de frita; este consumo es comparable al consumo típico de producciones convencionales de este tipo y puede mejorase más. Por otra parte, con este procedimiento no es necesario incluir en el balance de energía el consumo adicional debido al secado preliminar de los componentes de la mezcla a fundir y al molido en seco.

Se ha mostrado así que la invención alcanza el objeto y los objetivos pretendidos.

La invención así concebida es susceptible de numerosas modificaciones y variaciones, todas las cuales deben hallarse dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

En la práctica, los materiales empleados, así como las formas y las dimensiones, pueden ser cualesquiera de acuerdo con los requerimientos sin por ello abandonar el alcance de la protección de las reivindicaciones adjuntas.

Donde las características técnicas mencionadas en cualquier reivindicación están seguidas por signos de referencia, esos signos de referencia se han incluido con el único propósito de incrementar la inteligibilidad de las reivindicaciones y por lo tanto, tales signos de referencia no tienen ningún efecto limitante en la interpretación de cada elemento identificado a modo de ejemplo por tales signos de referencia.

Claims (11)

1. Procedimiento para fabricar vidrio y particularmente fritas de cerámica, caracterizado por el hecho de que comprende las etapas de:

Introducir en una unidad de molienda en húmedo (5) constituida por un molino de tambor continuo o discontinuo con un medio de molienda hecho de alúmina sinterizada, después de una etapa de medición según proporciones elegidas, materiales en un tamaño de partícula grueso, que constituye una mezcla a fundir, para producir una suspensión en agua con un contenido de agua de 26-40% en peso y una viscosidad de 7-25\cdot10^{-6} m^{2}\cdots^{-1} (1,5-3,5 grados Engler);

Tamizar y recoger dicha suspensión en un tanque de almacenamiento (7);

Introducir la suspensión recogida en un horno de fundición (10) para hacer que el componente líquido de la suspensión se evapore; y

Formar una pasta fundida de material vítreo, adaptado para convertirse en una frita de cerámica.

2. Procedimiento de fundición según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha suspensión está compuesta de una suspensión de partículas sólidas heterogéneas en una solución acuosa que contiene solutos de diferentes clases.

3. Procedimiento de fundición según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha suspensión está compuesta de materiales sólidos cuyo tamaño de partícula está entre 5 y 100 \mum y agua.

4. Procedimiento de fundición según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por el hecho de que dichos materiales sólidos están constituidos por cuarzo, feldespato sódico de potasio, pentahidrato de bórax, colemanita, alúmina, óxido de zinc, calcita y dolomita, tomadas en cantidades adecuadas.

5. Aparato para llevar a cabo el procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que comprende: una unidad (5) adaptada para el molido en húmedo de materiales en crudo de tamaño de partícula grueso (M) para producir una suspensión en agua con un contenido de agua del 26-40% en peso y una viscosidad de 7-25\cdot10^{-6} m^{2}\cdots^{-1} (1,5-3,5 grados Engler), estando dicha unidad constituida por un molino de tambor continuo o discontinuo con medios de molienda hechos de alúmina sinterizada; un sistema de medición y conducción de dichos materiales en crudo (M) dentro de dicha unidad de molienda (5); al menos un tanque (7) para almacenar la mezcla molida provista de paletas de agitación (8) y con un tamiz de control de descarga (6), un sistema (9) para bombear dicha mezcla, un horno de fundición (10), una boquilla (14) para alimentar la suspensión bombeada dentro del horno (10), tuberías y uniones (11, 12, 13), para la conexión mutua de varios componentes.

6. Aparato según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que dicho horno de fundición (10) es del tipo tanque (15).

7. Aparato según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que dicho horno de fundición (10) está constituido por un tanque de fundición (15) provista de una chimenea de descarga (11) y con un intercambiador de calor.

8. Aparato según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que dicho sistema de bombeo (9) está constituido por una bomba de membrana, de pistón o peristáltica provista de un control de presión de entrega.

9. Aparato según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que dicho sistema de bombeo (9) está adaptado para permitir el filtrado a presión de dicha mezcla, que se introduce en dicho horno (10) en forma plástica.

10. Aparato según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que dicha boquilla (14) está provista de al menos un orificio de salida.

11. Aparato según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que dicha boquilla (14) está dispuesta en una abertura (12) de dicha chimenea (11) del horno (10).