NO762699L - - Google Patents

Description

FREMGANGSMÅTE FOR FREMSTILLING AV GLASSGJENSTANDER.

Fremstillingen av glassartikler krever tre vesentlige råmaterialer: en silisiumoksydkile ., en alkalikilde og energi. Generelt fremstilles glassgjenstander, særlig glassbeholdere nær store befolkningssentre hvor de primært brukes. Da disse store befolkningssentrene normalt ikke er nær råmaterialkildene, må råmaterialene transporteres til stedet hvor de foredles til glass, formes til glassgjenstander og så transporteres til bruksstedet.

På grunn av nødvendigheten for å transportere disse store mengder råmaterialer fra sitt opprinnelsespunkt til deres brukspunkt, er ikke denne fullstendig prosess så okonomisk som den kunne være. Særlig på denne tiden med ekstremt hoye energiomkostninger oker raffineringen l av glass på et sted nær et stort befolkningssenter betraktelig omkostningene for glassproduksjonen, da energiomkost-ningene er hoyere på produksjonsstedet enn det generelt er på de mer fjerntliggende steder hvor råmaterialene forefinnes.

Enda mer betydelig enn besvær og omkostninger ved transport av glassmaterialene til steder nær et stort befolkningssentrum er problemet med forurensningskontroll. Raffineringen av. gass frem-kaller uunngåelig både gassformig og faste biprodukter som i alminnelighet går tapt fra raffineringsovnen opp kaminen. Glass-fremstillere benytter store lengder for å kontrollere denne forurensning.

Folgelig er lengden, hvortil glassfremstillerene har gått for å kontrollere forurensningen i mulig grad en videre okonomisk faktor som kommer i tillegg til omkostningene for det ferdige glassproduktet.

En fremgangsmåte som vil redusere transportomkostningene og redusere problemet med forurensningskontrollen ville være ytterst onskelig.

Gjenstanden for glassraffinering og benyttelsen av dette glasset

i ferdig produkter har vært gjenstand naturlig nok, for en stor mengde litteratur og mange utkomne patenter. Få, om noen av

disse,har behandlet problemene med forurensningskontroll, dvs. reduksjon av faste utslipp fra kaminen og råmaterialetransporten ut fra det standpunkt å finne en teknisk mulig måte og redusere begge.

Visse tidligere patenter har omhandlet benyttelsen av en to-trinns prosess for dannelse av glass, særlig å forbedre kvaliteten av dette glasset, men disse har ikke omhandlet de her nevnte problemer.

F.eks. beskriver flere patenter dannelsen av småkuler av materialene som benyttes i dannelsen av glass for å bedre jevnheten av hver glassats, og således den totale kvaliteten av det fremstilte glass. Disse omfatter f.eks. U.S. Patent 1,543,770, Hilbert;

2,062,907, Jeffery et al; 2,366,473, Bair; og 2,970,924 Fox et al.

U.S. Patent 3,573,887, Mod et al, beskriver en lignende prosess, hvor i tillegg, den barre eller stav som dannes av råmaterialene for glassatsen raffineres ved rundt 1600 - 1700°C og det således raffinerte glass lagres enten for senere bruk eller formes til partikler for senere behandling. På en måte lik et med Mod et al, McKinley, beskriver U.S. Patent 1,646,488 dannelsen av glassavfall i et forste prosess-trinn, fulgt av smelting av dette glassavfall og dets bruk for forming av glassplater.

Ingen av disse tidligere patenter har vist en metode for å redusere transportomkostninger og redusere forurensning nær store befolkningssentre ved en fremstillingsprosess for glassgjenstander.

Ifolge foreliggende oppfinnelse er det uventet oppdaget at glass-. gjenstander kan fremstilles fra standardglass-råmaterialer i en to-trinns prosess, hvor det forste trinnet raffinerer glass til fra rundt 60 - 95% av den fullstendige raffinerte tilstand, og det halvraffinerte glass kjoles og formes til partikler. Fortrinnsvis utfores denne halvraffinerinsoperasjonen i et område som er langt fra store befolkningssentre og nær steder hvor råmaterialene er lett tilgjengelige. De halvraffinerte kulene

.sendes så til et annet sted hvor smelteprosessen fortsettes for

å fullstendiggjore glassraffineringen og det. nye smeltede glasset formes til ferdige glassgjenstander. Fortrinnsvis er de således formede gjenstander glassbeholdere som krukker flasker etc.

Som angitt ufores halvraffineringsoperasjonen til fra rundt

60 - 95% av fullstendig raffinering. Fortrinnsvis utfores raffineringsoperasjonen til en fullstendighetsgrad på fra rundt 90 - 95%, helst fra rundt 90 - 92%. Som videre antydet utfores

denne halvraffineringsoperasjonen på et sted fjernt fra befolkningssentre. Generelt er de primære råmaterialene for glassfremstilling, en silisiumoksydkilde, en alkalikilde og energi lettere tilgjengelige på steder som er fjernt fra befolkningssentre enn de er nær slike befolkningssentre. På denne måten reduseres unodvendige transportomkostninger.

Det halvraffinerte glassmaterialet kjoles og overfores til en granulær tilstand. Ved granulær tilstand menes en gruppe partikler med heterogen storrelsesfordeling og uregelmessig konfigurasjon, lignende steinspalt. Denne kjolingen og granuleringen kan utfores ved å bringe smeltet, halvraffinert glass i kontakt med vannstrom.

Det granulerte, halvraffinerte glassproduktet transporteres så

til en glassformingsoperasjon. Denne formingsoperasjonen ligger i alminnelighet i utkanten av et stort befolkningssentrum, da det er mest okonomisk å forme det ferdige glassproduktet i et slikt område. Det således formede ferdige glassproduktet kan være flatt glass, men er heller glassbeholdere som krukker flasker,

etc. Ved glassfinishoperasjonen fortsettes smelteoperasjonen som tjener til å raffinere glasset på det granulerte, halvraffinerte glassproduktet for frembringe smeltet raffinert glass. Det smeltede glasset fores til formingsmaskinene eller glassfremstilleren som kan være som antydet, flaskefremstillingsutstyr.

Fordi biproduktene ifolge den foreliggende fremgangsmåte går

tapt i det fjerntliggende området, behover de ikke fraktes til stedet hvor glassformingsoperasjonen ligger og utfores, hvilket vesentlig reduserer forsendelsesomkostningene. Videre er det granulære, halvraffinerte glassproduktet mye mindre gjenstand for beskadigelse ved atmosfæriske betingelser, særlig fuktighet, enn de vesentlig glass-råmaterialene, silisiumoksydkilden og alkalikilden. Således er materialet som sendes .mer stabilt i tillegg til de andre fordeler som oppstår.

I de vedlagte tegninger er:

Fig. 1 en fremstilling av dannelsen av de granulære, halvraf finerte glassprodukter; og Fig. 2. en fremstilling av bruken av de granulære, halvraffinerte

glassprodukter for dannelsen av glassbeholdere.

Ifolge foreliggende oppfinnelse behandles råmaterialene for dannelsen av glass på en måte, og ifolge formuleringer som er velkjente. Den spesielle formulering vil avhenge av typen av det ferdige produkt som skal dannes tilslutt, dvs. beholdere vannglass, glassplater etc. og behandlingsmetoden vil i noen grad være avhengig de anvendte råmaterialer. Både metoden og materialene er velkjente for fagmannen og trenges ikke å beskrives i detalj her. Representativt og under henvisning til fig. 1. fores en alkalikilde 1 og en silisiumoksydkilde 2 til en trakt 3. Det vil selvfolgelig være åpenbart at andre glassfremstillingsrå-materialer som borholdige materialer etc. også tilsettes på det punkt om de er onsket. Fra trakten 3 fores råmaterialene til en blander 4 hvor en generelt homogen blanding av råmaterialer dannes. De blandede råmaterialer oyerfores, som ved overforeren 5, til

en glassovn 6.

Skjont smelte- og raffineringsoperasjonen som utfores i ovnen 6

i sin alminnelighet ligner den ved en standard glassraffinerings-prosess, oppnås visse fordeler ved operasjon av ovnen ved an-vendelse av prosessen ifolge foreliggende oppfinnelse. I foreliggende glassfremstillingsoperasjoner, hvor raffineringsovnen og glassfremstillingsutstyr befinner seg på samme sted, er

operasjonen av glassovn nodvendigvis avhengig av den mulige kapasiteten av glassfremstillingsutstyret. Av okonomiske grunner kjores glassfremsti.llingsovnene i de vanlige glass-fabrikker i alminnelighet ved en hoyest mulig temperatur, f.eks. 1551°C til 1565°C. For å motstå disse temperaturer er glass-fremstillingsovnene kledd med ildfast materiale. Jo hoyere smeltetemperaturen er, jo bedre kvalitet av ildfast materiale kreves. Selv ved ildfaste materialer av hoy kvalitet vil det skje en betydelig slitasje ved disse forhoyede temperaturer, hvorfor det ildfaste materialet må utskiftes ofte. Hvis imidlertid temperaturene ble vesentlig redusert, ville det ikke være tilstrekkelig gjennomgang av smeltet, raffinert glass for for-syning av glassfabrikasjonsutstyret og, folgelig kunne den ferdige produktfremstilling, særlig beholderfremstilling ikke utfores okonomiske.

Fordi raffineringsoperasjonen ikke fullstendiggjøres i det forste trinn ifolge foreliggende oppfinnelse, behover ikke den anvendte temperatur i glassovnen å være så hoy. Av den grunn er leve-tiden for den ildfaste' kledningen betraktelig lenger, hvilket gjor prosessen mer oknomisk. Generelt ville det forste trinnet, halv- raffineringsoperasjonen utfores ved en temperatur fra rundt 1398°C til 1427°C. Under disse betingelser forlenges ikke bare det ildfaste materialets levetid, men mindre energi kreves også.

Skulle det være ønskelig å opererere glassovnen i det forste trinnet for halvraffineringsoperasjonen ved samme temperatur som den som normalt anvendes i en en-trinns glassdannelsesoperasjon, oppnås hoyere gjennomganger, hvilket igjen resulterer i mer okonomisk drift. Skjont den ildfaste kledning fremdeles må er-stattes ifolge samme plan som ved nåværende glassfremstillingsoperasjoner, vil storre gjennomgang være oppnådd.

I det forste trinnet for glassfrenstillingsprosessen ifolge foreliggende oppfinnelse, raffineres de rå glassmaterialene til å gi rundt 60'. - 95% av fullstendig raffinering. Fortrinnsvis raffineres materialet til en grad fra rundt 90 - 95% helst fra rundt.90 - 92%. Det er vesentlig ved dette trinnet at glasset

I

1 ikke blir fullstendig raffinert, idet det fullstendige raffinerte glass som ikke brukes i det ferdige produkt defineres som glassavfall. Som tidligere indikert omfatter fremgangsmåten ifolge U.S. Patent 1,646,488 dannelse av glassavfall i dette trinnet. Hvis imidlertid glasset ble fullstendig raffinert til glassavfall, i dette trinnet, ville det endelige glassproduktet, særlig en glassbeholder, ikke ha de ønskede egenskaper. Som indikert i Modern Glass Practice, Scholes, Industrial Publications, Inc. C&icago

(1935), sidene 81, 82, kan Svede glassarbeidere og operatorer lett fastslå forskjellen mellom smeltet glassavfall og glass dannet fra råmaterialer. Som anført ..på disse sidene, som herved innføres som referanse, er når glassavfallsforholdet er for høyt, glasset stivt eller har høy viskositet som fører til et produkt som er vanskeligere å bearbeide. I artikkelen antydes at dette kan skyldes tapet av oppløste gasser, eller utdrivingen av alkalier i smeltningen av glassavfallet.

Det halvraf finerte glassproduktet fjernes fra glassovnen..'i det

første prosess-trinn og kjøles og granuleres. En måte for å gjennomføre denne kjølingen og granuleringen, er å utsette strømmen av smeltet glass for en vannstrøm 7 som er rettet på det smeltede glass 8 som ved en stråle 9. Det størknede, halvraffinerte glassproduktet 10 oppsamles i en beholder 11 for videre bruk . i det andre trinnet av fremgangsmåten.ifølge foreliggende oppfinnelse.

Fortrinnsvis, av grunner som er antydet ovenfor, utføres det første trinnet av fremgangsmåten på et fjerntliggende sted nær kildene for råmaterialet til glassfremstilling og vekk fra befolkningssentre. Det halvraffinerte glassproduktet 10 transporteres så til glassavslutningsoperasjonen, som, av de foran anførte grunner, generelt finner sted nær et befolkningssenter. Ved glassavslutningsoperasjonen, som representerer det andre trinnet av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, ut-føres smelteprosessen for å fullstendiggjøre raffineringen av produktet 10 og det smeltede produktet'overføres da i det endelige glassproduktet.

Som vist i fig. 2. anbringes det halvraffinerte produktet 10 i

en trakt 20. Trakten 20 vises bare av fremstillingsgrunner og

Idet er klart at det halvraffinerte produktet 10 kan anbringes

i en glassovn 21 ved hvilke som helst anordninger fagmannen måtte kjenne. , Fremgangsmåte ifolge foreliggende oppfinnelse

gir en videre fordel ved dette prosesstrinnet. Skulle det ha vært noen feil i formuleringen av satsen som ble anvendt for fremstillingen av det halvraffinerte produktet 10, kan da en v annen sats formuleres med.en variasjon i råmaterialene som kompenserer for feilen, i den forste satsen. Disse to satsene, ,• ;

. eller tilleggssatsene om onsket, kan blandes i trakten. 20 for fortsettelsen av smelteprosessen i ovn 21.. ,f.,'!. I ovn 21 forsettes smelteoperasjonen som ble begynt i ovn 6 for fullstendig raffinering av glassproduktet. Det smeltede, fullstendige raffinerte glasset.^22, overfores ved hjelp av velkjente . anordninger på, .området ,;Vtil'glassf remstillingsutstyret .23. Den V ;•■ type glassfremstillingsutstyr som anvendes her er ikke kritiske . :* pg de anvendte typer, er kjente for fagmannen. Som vist i fig. 2, / er glassfremstillingsutstyret *23 slik at det produseres beholdere . vist ved 24.. Skjont disse beholdere er det produkt som. fortrinns- : vis dannes ved fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse, er :•. •det åpenbart at andre produkter som,vannglass osv. også kan dannes ,

Ifolge foreliggende oppfinnelse.er en to-trinns prosess utviklet for dannelse av et glassprodukt fra glass-råmaterialer, idet råmaterialene overfores til et fast halvraffinert, granulert glassmateriale i det forste trinnet. Om onskét utfores det forste ' trinnet og det andre trinnet av prosessen på forskjellige steder, og den totale prosessen forer til reduserte problemer for forurens-ningsforhold, mer okonomisk utnytning av råmaterialene, forbedret utnyttelse av utstyr,, redusert energibehov nær befolkningssentrene og forskjellige andre fordeler som er mer spesielt utpekt og be-skrevet forut.

Oppfinnelsen bor ikke betraktes som begrenset til de ovenfor viste :; og beskrevene spesifikke, eksempler, men bare begrenset av de ved-.^lagte .krav..... •

Claims (5)

1. To-trinns fremgangsmåte for fremstilling av et glassprodukt som omfatter dannelsen av et halvraffinert glassgranulat-produkt på et forste sted, idet glassgranulat-produktet er spesielt vel egnet for fremstilling av et glassprodukt på et forskjellig sted, som omfatter frembringelse av råmaterialer for glassproduktet på det forste stedet som sammenblandes på det forste stedet, så smeltning av glassråmaterialene og raffinering til et glassprodukt, og kjoling av glassproduktet og forming av produktet i småkuler, karakterisert ved at glassproduktet raffineres til en grad fra 60 - 95% for nevnte kjoling hvoretter nevnte halvraffinerte glassprodukt kjoles og formes til småkuler for transport til nevnte forskjellige sted.

2. Fremgangsmåte ifolge krav.1, karakterisert ved at nevnte halvraffinerte glassprodukt er i en tilstand som er i stand tii å transporteres til nevnte forskjellige sted' for en glassavsluttingsoperasjon, og at disse halvraffinerte glass-kulene transporteres til det forskjellige sted for å fortsette smeltningen av dette halvraffinerte glassproduktet for å gi et fullstendig raffinert, smeltet glass, hvoretter dette fullstendig raffinerte smeltede glasset formes til et glassprodukt.

3. Fremgangsmåte ifolge krav 1 eller 2, karakterisert ved at denne forskjellige beliggenheten er fjern fra, og på et annet sted enn den forste beliggenheten.

4.F remgangsmåte ifolge hvert av de foregående krav, karakterisert ved ' at raffineringsgraden er mellom 90 og 95%, fortrinnsvis 90% og 92%.

5. Fremgangsmåte ifolge hvert av de foregående krav, k a r-a k. te' r i s e r t ved at to eller flere satser av halvraffinert glass transporteres til den endelige glassoperasjon. ~6.' Fremgangsmåte ifolge hvert av de foregående krav, kar akterisert ved at glassråmaterialene smeltes til i i I en temperatur mellom 1398 og 1427 „ C . 7. Fremgangsmåte if ølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at kjølingen og granuleringen av råmaterialene hjelpes ved at de utsettes for en vannstråle. 8. Fremgangsmåte ifolge hvert av de foregående krav, karakterisert ved at det endelige glassproduktet er flatt glass eller er en glassbeholder som krukker, flasker, eller vannglass osv. Vsv 9. Et glassprodukt som flatt glass eller en glassbeholder, karakterisert ved fremstilling ifølge et hvert av kravene 1- 8. /•-: ■