ITBO980489A1

ITBO980489A1 - Procedimento ed impianto per la produzione di vetro ed in particolare di fritte ceramiche .

Info

Publication number: ITBO980489A1
Application number: IT98BO000489A
Authority: IT
Inventors: Andrea Bresciani
Original assignee: Sacmi
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-06
Also published as: ES2232052T3; DE69921401T2; DE69921401D1; ATE280739T1; EP0978484B1; IT1304475B1; EP0978484A1; US6279351B1

Description

Titolo: PROCEDIMENTO ED IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI VETRO ED IN PARTICOLARE DI FRITTE CERAMICHE

D E S C R I Z I O N E

Formano oggetto del presente trovato un procedimento ed un impianto per la produzione di vetro ed in particolare fritte ceramiche. Le tecniche note per la produzione di materiali vetrosi, come vetri piani, vetri da bottiglia, fritte per ceramica, prevedono di alimentare i forni fusori con miscele di vari materiali allo stato di polvere, a granulometria ed umidità controllate. Le materie prime che compongono la miscela devono quindi essere preventivamente macinate a secco, trasportate sul luogo di produzione del vetro, immagazzinate ed in seguito dosate con l'utilizzo di macchinari quali fondi vibranti o fluidi per l'estrazione dai silos di stoccaggio, coclee o nastri, camere di dosaggio montate su celle di carico, miscelatori ed infine movimentate con l'ausilio di trasporto pneumatico. Le varie fasi di questo processo di produzione presentano numerosi inconvenienti di natura economica e produttiva, legati alla macinazione a secco delle singole materie prime, alle fasi di trasporto e stoccaggio delle polveri, alla miscelazione delle stesse; gli impianti di produzione di questo tipo inoltre sono gravati da un'elevata complessità gestionale.

Compito tecnico del presente trovato è quello di ovviare ai citati inconvenienti delle tecniche note, di mettere a punto cioè un procedimento per la produzione di vetro che permetta costi ridotti, maggiore efficacia e flessibilità nella gestione del sistema di lavorazione.

Questo compito viene raggiunto dal presente procedimento per la produzione di vetro ed in particolare di fritte ceramiche caratterizzato dal fatto che in una prima fase i materiali costituenti la miscela da fondere vengono introdotti, dosati nelle proporzioni desiderate, in un organo per la macinazione ad umido con produzione di barbottina, che in una seconda fase la barbottina prodotta da detto organo viene setacciata e raccolta in una vasca di stoccaggio, che in una terza fase la barbottina accumulata viene introdotta in un forno fusorio in modo che la componente liquida della barbottina evapori e si formi una pasta di fusione di materiale vetroso trasformabile in fritta per ceramica.

Nell'ambito di tale compito tecnico, altro scopo del presente trovato è quello di attuare il procedimento suddetto con un impianto avente una struttura semplice, di relativamente facile attuazione pratica, di sicuro impiego ed efficace funzionamento, nonché di costo relativamente contenuto.

Le caratteristiche di tale impianto per l'attuazione del procedimento per la produzione di vetro sono definite nelle rivendicazioni.

Ulteriori particolarità risulteranno particolarmente chiare ed evidenti dalla descrizione dettagliata di un procedimento per la produzione di vetro secondo il trovato, illustrato a titolo indicativo, ma non limitativo, nelle unite tavole di disegni, in cui:

- la fig.1 mostra uno schema delle fasi del procedimento;

- la fig.2 mostra uno schema dell'impianto per la realizzazione del procedimento;

- la fig. 3 mostra un particolare del forno fusorio deH'impianto.

Con particolare riferimento a tali figure è .indicato globalmente con 1 un impianto per la produzione di vetro ed in particolare fritte ceramiche secondo il procedimento inventato.

Le materie prime sono immagazzinate in prossimità dell'impianto 1, in pezzatura grossolana ed umidità naturale, quindi, nel calcolare le dosi da miscelare, bisogna tenere conto delle caratteristiche igrometriche di ogni componente. Stabilite le dosi di materie prime (M) da impiegare, nella prima fase del procedimento (A) la miscela viene composta con metodi noti che utilizzano nastri trasportatori 2, tramogge 3 e celle di carico a decremento di peso per prelevare le materie prime dai silos di stoccaggio 4, dosarle nelle proporzioni desiderate e trasportarle nell'organo di macinazione 5.

L'organo di macinazione 5 è un noto mulino a tamburo, di tipo continuo o discontinuo, con corpi macinanti in allumina sinterizzata, che effettua macinazione ad umido e produce una barbottina a residuo controllato.

Nella seconda fase del procedimento (B), la barbottina prodotta dal mulino viene filtrata per mezzo di un setaccio 6, quindi accumulata in vasche di stoccaggio 7, munite di pale agitatrici 8. La barbottina nelle vasche di stoccaggio presenta un contenuto in acqua pari variabile tra il 26% ed il 40% del peso, una densità compresa tra 1550 g/1 e 1900 g/1, con viscosità tra 1,5 e 3,5 Engler.

Nella terza fase del procedimento (C), la barbottina viene portata per mezzo di una pompa 9 dalle vasche di stoccaggio 7 al forno fusorio 10, del tipo a bacino, dove hanno luogo i processi di evaporazione dell'acqua e di fusione dei materiali del composto, con la creazione della fritta (F).

In figura 3 è mostrato un particolare del forno fusorio 10. Il forno 10 è dotato di un camino 11 particolarmente lungo, su cui è situata un'apertura 12 dalla quale sporge la tubazione 13 di alimentazione della barbottina all'interno del forno stesso. La parte terminale della tubazione 13 è incamiciata e raffreddata ad acqua per evitare che si deteriori a causa dell'elevato calore presente aH'interno del camino 11; l'estremità della tubazione 13 è dotata di un ugello 14 orientato verso il basso per spruzzare la barbottina verso il bacino 15 del forno 10. La lunghezza del tratto che la barbottina deve percorrere prima di depositarsi sul bacino 15 del forno consente alla maggior parte dell'acqua presente nella barbottina di evaporare durante il tragitto. Opportunamente, il tubo 13 può essere posizionato più o meno in alto lungo il camino 11 a seconda delle caratteristiche della barbottina prodotta.

Vantaggiosamente, l'ugello 14 può essere dotato di un'apertura singola o multipla.

Vantaggiosamente, nel caso nessuno dei componenti della barbottina sia solubile in acqua, la barbottina stessa può essere parzialmente o totalmente filtropressata ed introdotta nel forno 10 in forma plastica, anziché attraverso l'ugello 14.

E' da notare che, in virtù delle ridotte dimensioni delle particelle macinate nel mulino a tamburo 5, che lavora con materiale umido, la quantità di calore necessaria ad ottenere la fusione è notevolmente inferiore a quella richiesta per le tradizionali miscele a secco. Per verificare questa proprietà del procedimento è stata effettuata una prova con una fritta ceramica così costituita:

Quarzo 34.5%

Feldspato sodico potassico 25.5%

Borace pentaidrato 10.0%

Colemanite 15.0%

Allumina 2.0%

Ossido di zinco 3.0%

Calcite 5.0%

Dolomite 5.0%

Dopo la macinazione ad umido, si è ottenuta una barbottina con contenuto di acqua pari al 28% in peso, viscosità pari a 3 gradi Engler e granulometria inferiore a 63 pm, ovvero con residuo solido al setaccio con luce netta di 63 pm pari allo 0.5% in peso rispetto al solido contenuto nella barbottina.

Inserendo una barbottina con le citate caratteristiche in un forno dotato di un bruciatore di potenza massima di 350.000 kcal/ora e di un fondo a coppo ricavato sul piano di fusione, si è ottenuta una fritta la cui composizione chimico-fisica rientra negli standard di quelle composte con metodi tradizionali. I valori di consumo specifico ricavati dalla sperimentazione ammontano a 2500 kcal/kg di fritta, consumo che è paragonabile a quello tipico di produzioni note di questo tipo, e può essere ulteriormente migliorabile. Con questo metodo inoltre non devono essere inseriti nel bilancio energetico gli ulteriori consumi dovuti all'essiccazione preventiva dei componenti la miscela da fondere ed alla macinatura a secco.

Si è così visto come il trovato raggiunge gli scopi proposti.

Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo.

Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati, nonché le forme e le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze senza per questo uscire dall'ambito di protezione delle seguenti rivendicazioni.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Procedimento per la produzione di vetro ed in particolare di fritte ceramiche caratterizzato dal fatto che in una prima fase i materiali costituenti la miscela da fondere vengono introdotti, dosati nelle proporzioni desiderate, in un organo per la macinazione ad umido con produzione di barbottina, che in una seconda fase la barbottina prodotta da detto organo viene setacciata e raccolta in una vasca di stoccaggio, che in una terza fase la barbottina accumulata viene introdotta in un forno fusorio in modo che la componente liquida della barbottina evapori e si formi una pasta di fusione di materiale vetroso trasformabile in fritta per ceramica.
2. Impianto per l'esecuzione del procedimento di rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che comprende un organo per la macinazione delle materie prime, un sistema di dosaggio e trasporto di dette materie prime all'interno di detto organo di macinazione, almeno una vasca di stoccaggio della miscela macinata, dotata di agitatori a pale e di un setaccio di controllo scarico, un sistema di pompaggio di detta miscela, un forno fusorio, un ugello di alimentazione della barbottina pompata nel forno, tubi e raccordi di collegamento tra le varie componenti.
3. Impianto secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto organo per la macinazione è costituito da un mulino a tamburo, continuo o discontinuo, con corpi macinanti in allumina sinterizzata.
4. Impianto secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto forno fusorio è del tipo a bacino.
5. Impianto secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto forno fusorio è costituito da un bacino di fusione dotato di camino di scarico e scambiatore di calore.
6. Procedimento di fusione secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta barbottina è composta da una sospensione di particelle solide eterogenee in soluzione acquosa contenente soluti di diversa natura.
7. Procedimento di fusione secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta barbottina è costituita da materiali solidi di granulometria compresa tra 5 e 100 pm e da acqua.
8. Impianto secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto sistema di pompaggio è costituito da una pompa a membrana od a pistone o peristaltica, dotata di controllo della pressione di mandata.
9. Impianto secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto sistema di pompaggio consente di filtropressare detta miscela, che viene introdotta in detto forno in forma plastica.
10. Impianto secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto ugello è dotato di almeno un foro d'uscita.
11. Impianto secondo la rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto ugello è posizionato in un'apertura di detto camino del forno.
12. Procedimento ed impianto secondo una o più delle rivendicazioni precedenti e secondo quanto descritto ed illustrato agli scopi specificati.