RU2692715C1 - Способ дисперсионной варки стекла - Google Patents
Способ дисперсионной варки стекла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692715C1 RU2692715C1 RU2018136157A RU2018136157A RU2692715C1 RU 2692715 C1 RU2692715 C1 RU 2692715C1 RU 2018136157 A RU2018136157 A RU 2018136157A RU 2018136157 A RU2018136157 A RU 2018136157A RU 2692715 C1 RU2692715 C1 RU 2692715C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microgranules
- glass
- mixture
- charge
- components
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 60
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 41
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims description 9
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 claims description 9
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 28
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 22
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 13
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 13
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 13
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 11
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 11
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 8
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 8
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 229940072033 potash Drugs 0.000 description 7
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 6
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 6
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 6
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L barium(2+);oxomethanediolate Chemical compound [Ba+2].[O-][14C]([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-DEQYMQKBSA-L 0.000 description 3
- 229910021540 colemanite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 2
- 239000000404 calcium aluminium silicate Substances 0.000 description 2
- 235000012215 calcium aluminium silicate Nutrition 0.000 description 2
- WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N calcium aluminosilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O WNCYAPRTYDMSFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940078583 calcium aluminosilicate Drugs 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229960002645 boric acid Drugs 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 229960005196 titanium dioxide Drugs 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/06—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in pot furnaces
- C03B5/08—Glass-melting pots
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу дисперсионной варки стекла. Техническим результатом является повышение качества стекла. Способ дисперсионной варки стекла включает измельчение компонентов шихты до тонкодисперсного порошкового состояния, перемешивание компонентов шихты, микрогранулирование перемешанной шихты, перевод микрогранул шихты в аэрозольное состояние и тепловое воздействие на микрогранулы шихты, обеспечивающее процесс стекловарения. Размер микрогранул шихты не превышает 3 мм. Объемная доля дисперсной фазы находится в интервале 2-15%. 9 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 9 пр.
Description
Изобретение относится к технологии варки стекла и может быть использовано в стекольной и строительной промышленности, а также в промышленности строительных материалов и других отраслях.
Известен способ варки стекла в циклонной стекловаренной печи (патент на изобретение РФ №2016852, МПК С03В 5/12, 1994 г.), включающий тепловое воздействие на шихту дымовыми газами с температурой, обеспечивающей протекание в ней процессов силикатообразования, стеклообразования, дегазации (осветления) и гомогенизации. Недостатком данного решения является длительное время варки стекла, низкая производительность и энергоэффективность процесса варки стекла.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ дисперсионной варки стекла (патент на изобретение РФ №2617825, МПК С03В 5/08, 2017 г.), включающий измельчение компонентов шихты до тонкодисперсного порошкового состояния, перемешивание компонентов шихты, гранулирование перемешанной шихты, перевод гранул шихты в аэрозольное состояние и тепловое воздействие на гранулы шихты, обеспечивающее процесс стекловарения. Недостатком данного решения является невысокое качество стекла (стекло не успевает провариваться и содержит микрочастицы тугоплавких сырьевых компонентов шихты) и снижение энергоэффективности процесса варки стекла (из-за слипания микрогранул шихты в более крупные агломераты, которые не успевают провариться и отправляются на дополнительную переработку).
Технический результат предложенного решения заключается в повышении качества стекла и энергоэффективности процесса варки стекла.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе дисперсионной варки стекла, включающем измельчение компонентов шихты до тонкодисперсного порошкового состояния, перемешивание компонентов шихты, микрогранулирование перемешанной шихты, перевод микрогранул шихты в аэрозольное состояние и тепловое воздействие на микрогранулы шихты, обеспечивающее процесс стекловарения, согласно изобретения, размер микрогранул шихты не превышает 3 мм, а объемная доля дисперсной фазы находится в интервале 2-15%. Использование микрогранул шихты размером до 3 мм, которые состоят из тонкодисперсных (измельченных) компонентов шихты обеспечивает полное проваривание стекла, что повышает его качество. А ограничение объемной доли дисперсной фазы в интервале 2-15% повышает энергоэффективность процесса варки стекла, так как меньшая доля дисперсной фазы резко снижает производительность и увеличивает расход тепла, а более высокая доля дисперсной фазы приводит к значительному росту брака в результате слипания микрогранул шихты в крупные агломераты.
Тепловое воздействие на микрогранулы шихты (дисперсионную варку стекла) может осуществляться с помощью низкотемпературной плазмы или в восходящем потоке дымовых газов. При варке стекла в восходящем потоке дымовых газов, отходящие дымовые газы используются для предварительного подогрева микрогранул шихты, что снижает энергозатраты и, следовательно, повышает энергоэффективность процесса дисперсионной варки стекла. Предварительный подогрев микрогранул шихты производится до температуры, не превышающей температуру плавления самого легкоплавкого компонента шихты, что повышает качество стекла, так как предотвращает испарение (выгорание) данного компонента.
При варке стекла в восходящем потоке дымовых газов, поток дымовых газов поступает в зону дисперсионной варки через газораспределительное устройство, что обеспечивая равномерное распределение дымовых газов по всему поперечному сечению печи, повышает качество стекла и энергоэффективность процесса варки стекла.
Один и более компонентов шихты добавляется при перемешивании шихты в виде раствора с последующей сушкой микрогранул шихты, что улучшая однородность шихты, повышает качество стекла и энергоэффективность процесса варки стекла. При этом сушка микрогранул шихты осуществляется с использованием отходящих дымовых газов, что повышает энергоэффективность процесса варки стекла.
Один и более компонентов шихты представляет собой силикат щелочного металла (лития, натрия и калия), как правило, Na2SiO3, который является легкоплавким компонентом шихты, что уменьшая время варки стекла, повышает энергоэффективность процесса варки стекла. Кроме того, применение в качестве компонента шихты силиката щелочного металла сокращает время варки стекла, так как исключается процесс получения силиката щелочного металла в результате взаимодействия соли щелочного металла с кремнесодержащим компонентом шихты.
Основной стеклообразующий компонент шихты вводится в виде аморфного вещества, имеющего повышенную реакционную способность и высокоразвитую поверхность, что повышает качество стекла, уменьшает время варки стекла и повышает энергоэффективность процесса варки стекла.
Температура теплового воздействия на микрогранулы шихты определяется по формуле:
Тв≥1,618 Tg(dэ+1,4)0,12, °С,
где
Tg - температура размягчения стекла при вязкости 106,6 Па*с, °С;
dэ - эквивалентный диаметр микрогранул, мм.
Если на микрогранулы шихты производить тепловое воздействие с температурой меньше, чем получается по вышеприведенной формуле, то качество стекла резко снижается, так как часть процессов стекловарения не успевают завершиться. Кроме того, если забракованный продукт отправляется на переработку, то это снижает энергоэффективность процесса варки стекла.
На чертеже схематично изображена дисперсионная стекловаренная печь, обеспечивающая реализацию предлагаемого способа.
Дисперсионная стекловаренная печь содержит вертикальную осесимметричную (цилиндрическую) камеру 1 без нижнего и верхнего оснований, снабженную горелкой 2 и телескопическим патрубком ввода микрогранул шихты 3, установленным с возможностью перемещения по высоте. Камера 1 размещена внутри корпуса 4, в нижней части которого выполнено окно выдачи готового продукта 5, а в верхней - патрубок для вывода отработанных дымовых газов 6. Окно для поступления атмосферного воздуха 7, снабженное перемещаемыми заслонками для регулирования количества подаваемого воздуха, и газораспределительное устройство (газораспределительная решетка) 8 размещены в нижней части корпуса 4.
Температура теплового воздействия на микрогранулы шихты определяется по формуле:
Тв≥1,618 Tg(dэ+1,4)0,12, °C,
где
Tg - температура размягчения стекла при вязкости 106,'6 Па*с, °С;
dэ - эквивалентный диаметр микрогранул, мм.
Эксперименты показали, что при соблюдении данного условия повышается качество стекла и энергоэффективность процесса варки стекла.
Способ дисперсионной варки стекла реализуется следующим образом.
Сырьевые компоненты шихты, измельченные до тонкодисперсного порошкового состояния, смешивают и микрогранулируют. Полученные микрогранулы шихты, размер которых не превышает 3 мм, поступают в аэрозольном состоянии в зону варки камеры 1 через патрубок 3 сверху вниз - навстречу (в противотоке) поднимающемуся от горелки 2 восходящему потоку дымовых газов. При этом объемная доля дисперсной фазы (микрогранул) находится в интервале 2-15%. Тепловое воздействие на микрогранулы шихты, обеспечивающее процесс дисперсионной варки стекла, может осуществляться и другими способами, например, с помощью низкотемпературной плазмы.
Микрогранулы шихты, поступившие в зону варки камеры 1, подвергаются дисперсионной варке за счет теплового воздействия с температурой, обеспечивающей протекание в микрогранулах процессов силикатообразования, стеклообразования, дегазации (осветления) и гомогенизации. Варка производится во взвешенном состоянии, создаваемом восходящим потоком дымовых газов, поступающем в зону дисперсионной варки через газораспределительное устройство.
Из зоны варки камеры 1 сваренные микрогранулы выносятся восходящим потоком дымовых газов в верхнюю часть корпуса 4 и, опускаясь вниз в пространстве между камерой 1 и корпусом 4, постепенно охлаждаются, чему способствует, поступающий через окно 7 атмосферный воздух. Пребывание сваренных микрогранул в кипящем слое, организованном при помощи газораспределительного устройства 8, позволяет охладить микрогранулы до температуры, исключающей их слипание. Выгрузка готового продукта сферической формы производится через окно 5. Отходящие (отработанные) дымовые газы используются для предварительного подогрева микрогранул шихты до температуры, не превышающей температуру плавления самого легкоплавкого компонента шихты.
При перемешивании шихты один или несколько компонентов шихты используются в виде раствора (в жидком виде), а микрогранулы шихты после перемешивания сушат с помощью отходящих (отработанных) дымовых газов.
Один или несколько компонентов шихты могут представлять собой силикат щелочного металла, а основной стеклообразующий компонент шихты может вводиться в виде аморфного вещества.
Поддержание температуры теплового воздействия на микрогранулы шихты в соответствии с формулой: Тв≥1,618 Tg(dэ+1,4)0,12, существенно снижает количество брака, что повышает энергоэффективность процесса варки стекла.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. В данном примере использовали следующий состав стекла (масс. %): SiO2 - 57,0; B2O3 - 4,0; Al2O3 - 1,5; СаО - 20,5; Na2O - 16,5; K2O - 0,5. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки соответствующих сырьевых материалов (кварцевый песок, гидроокись алюминия, колеманит, сода кальцинированная, поташ, мел, а также метасиликат натрия), которые перемешивали до однородного состояния, а затем гранулировали с целью получения микрогранул с размерами менее 1 мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали предварительному нагреву до температуры 340°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 2%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляется в восходящем потоке дымовых газов, образующихся в результате сжигания природного газа, при температуре 1560°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из потока дымовых газов и охлаждали. Частицы полученного стекла не содержали видимых включений и по структуре были рентгеноаморфными, что свидетельствует о высоком качестве получаемых частиц стекла. Агломераты в конечном продукте отсутствовали.
Пример 2. В данном примере тот же состав стекла, что и в примере 1. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки соответствующих сырьевых материалов (диатомит, гидроокись алюминия, колеманит, сода кальцинированная, поташ, мел, а также метасиликат натрия), которые перемешивали до однородного состояния. Основной стеклообразующий компонент (SiO2) вводили за счет тонкодисперсного диатомита, являющегося аморфной формой диоксида кремния, а также в виде силиката щелочного металла, а именно в виде метасиликата натрия. Кроме того, один из компонентов шихты, а именно, метасиликат натрия вводили в виде водного раствора. Далее шихту гранулировали с целью получения микрогранул с размерами менее 1 мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали сушке и предварительному нагреву до температуры 450°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 15%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляется в восходящем потоке дымовых газов, образующихся в результате сжигания природного газа, при температуре 1540°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из потока дымовых газов и охлаждали. Частицы полученного стекла не содержали видимых включений и по структуре были рентгеноаморфными, что свидетельствует о высоком качестве получаемых частиц стекла. Присутствующие в конечном продукте в небольшом количестве (менее 1%) агломераты частиц также представляют собой стекло и не требуют дальнейшей обработки и/или переработки.
Пример 3. В данном примере использовали следующий состав стекла (масс. %): SiO2 - 52,0; B2O3 - 9,0; Al2O3 - 1,0; СаО - 11,5; TiO2 -9,0; Na2O - 15,0; ZnO - 2,5. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки соответствующих сырьевых материалов (диатомит, метасиликат натрия, сода кальцинированная, мел, алюмосиликат кальция, тетраборат натрия, оксид титана, сернокислый цинк), которые перемешивали до однородного состояния. Основной стеклообразующий компонент (SiO2) вводили за счет тонкодисперсного диатомита, являющегося аморфной формой диоксида кремния. Один из компонентов шихты, а именно, метасиликат натрия вводили в виде водного раствора. Далее шихту гранулировали с целью получения микрогранул с размерами менее 1 мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали сушке и предварительному нагреву до температуры 400°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 8%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляется в восходящем потоке дымовых газов, образующихся в результате сжигания природного газа, при температуре 1530°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из потока дымовых газов и охлаждали. Частицы полученного стекла не содержали видимых включений и по структуре были рентгеноаморфными, что свидетельствует о высоком качестве получаемых частиц стекла. Агломераты в конечном продукте отсутствовали.
Пример 4. В данном примере использовали следующий состав стекла (масс. %): SiO2 - 56,0; B2O3 - 9,0; Al2O3 - 1,0; СаО - 11,5; ВаО - 5,0; Na2O - 13,0; K2O - 2,0; ZnO - 2,5. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки соответствующих сырьевых материалов (диатомит, колеманит, сода кальцинированная, поташ, мел, карбонат бария, тетраборат натрия, сернокислый цинк), которые перемешивали до однородного состояния. Основной стеклообразующий компонент (SiO2) вводили за счет тонкодисперсного диатомита, являющегося аморфной формой диоксида кремния. Далее шихту гранулировали с целью получения микрогранул с размерами менее 1,5 мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали сушке и предварительному нагреву до температуры 350°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 10%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляли с использованием плазменных горелок в восходящем потоке газов при температуре 1710°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из высокотемпературного газового потока и охлаждали. Частицы полученного стекла не содержали видимых включений и по структуре были рентгеноаморфными, что свидетельствует о высоком качестве получаемых частиц стекла. Агломераты в конечном продукте отсутствовали.
Пример 5. В данном примере использовали состав стекла, что и в примере 3. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки соответствующих сырьевых материалов (диатомит, метасиликат натрия, сода кальцинированная, мел, алюмосиликат кальция, борная кислота, оксид титана, сернокислый цинк), которые перемешивали до однородного состояния. Наиболее плавкий компонент - борная кислота -имеет температуру плавления 170°С. Основной стеклообразующий компонент (SiO2) вводили за счет тонкодисперсного диатомита, являющегося аморфной формой диоксида кремния. Один из компонентов шихты, а именно, метасиликат натрия вводили в виде водного раствора. Далее шихту гранулировали с целью получения микрогранул с размерами до 3,0 мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали сушке и предварительному нагреву до температуры 160°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 12%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляется в восходящем потоке дымовых газов, образующихся в результате сжигания природного газа, при температуре 1560°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из потока дымовых газов и охлаждали. Частицы полученного стекла не содержали видимых включений и по структуре были рентгеноаморфными, что свидетельствует о высоком качестве получаемых частиц стекла. Агломераты в конечном продукте отсутствовали.
Пример 6. В данном примере использовали следующий состав стекла (масс. %): SiO2 - 55,0; B2O3 - 9,0; Al2O3 - 1,0; PbO - 5,0; ВаО - 3,0; СаО - 10,0; ZnO - 1,0; Na2O - 12,0; K2O - 2,0; Li2O - 2,0. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки
соответствующих сырьевых материалов (диатомит, метасиликат натрия, сода кальцинированная, силикат свинца, поташ, мел, карбонат лития, тетраборат натрия, сернокислый цинк), которые перемешивали до однородного состояния. Основной стеклообразующий компонент (SiO2) вводили за счет тонкодисперсного диатомита, являющегося аморфной формой диоксида кремния. Один из компонентов шихты, а именно, метасиликат натрия вводили в виде водного раствора. Далее шихту гранулировали с целью получения микрогранул с размерами менее 1,0 мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали сушке и предварительному нагреву до температуры 320°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 10%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляется в восходящем потоке дымовых газов, образующихся в результате сжигания природного газа, при температуре 1500°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из высокотемпературного газового потока и охлаждали. Частицы полученного стекла, не содержали видимых включений и по структуре были рентгеноаморфными, что свидетельствует о высоком качестве получаемых частиц стекла. Агломераты в конечном продукте отсутствовали.
Пример 7. В данном примере использовали следующий состав стекла (масс. %): SiO2 - 56,0; B2O3 - 8,0; Al2O3 - 1,0; СаО - 9,0; ВаО - 5,0; ZnO - 4,0; Na2O - 13,0; K2O - 2,0; Li2O - 2,0. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки соответствующих сырьевых материалов (диатомит, сода кальцинированная, метасиликат натрия, поташ, мел, тетраборат натрия, карбонат бария, сернокислый цинк, карбонат лития), которые перемешивали до однородного состояния. Основной стеклообразующий компонент (SiO2) вводили за счет тонкодисперсного диатомита, являющегося аморфной формой диоксида кремния. Один из компонентов шихты, а именно, метасиликат натрия вводили в виде водного раствора. Далее шихту гранулировали с целью получения микрогранул с размерами менее 0,8 мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали сушке и предварительному нагреву до температуры 340°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 12%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляется в восходящем потоке дымовых газов, образующихся в результате сжигания природного газа, при температуре 1540°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из высокотемпературного газового потока и охлаждали. Частицы полученного стекла не содержали видимых включений и по структуре были рентгеноаморфными, что свидетельствует о высоком качестве получаемых частиц стекла. Агломераты в конечном продукте отсутствовали.
Пример 8. В данном примере использовали состав стекла, что и в примере 1. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки соответствующих сырьевых материалов (тонкомолотый кварцевый песок, гидроокись алюминия, сода кальцинированная, мел, тетраборат натрия, поташ), которые перемешивали до однородного состояния. Один из компонентов шихты, а именно, соду кальцинированную частично вводили в виде водного раствора. Далее шихту гранулировали с целью получения микрогранул с размерами менее 2,5 мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали сушке и предварительному нагреву до температуры 400°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 18%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляется в восходящем потоке дымовых газов, образующихся в результате сжигания природного газа, при температуре 1550°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из потока дымовых газов и охлаждали. В результате оценки качества частиц под микроскопом после тепловой обработки обнаружились видимые твердые включения, представляющие собой микрочастицы кварцевого песка, которые также были идентифицированы как кристаллические включения методом рентгено-фазового анализа. Кроме того, в конечном продукте присутствовали (более 7%) агломераты, которые отправлялись в брак.
Таким образом, увеличение объемной доли микрогранул в газовом потоке более 15% приводит к снижению качества провара стекла и к значительному росту брака в результате слипания микрогранул шихты в крупные агломераты. Агломераты так же ухудшают и усложняют хранение, подачу и дозирование материала.
Содержание объемной доли дисперсной фазы менее 2% делает термическую обработку исходных микрогранул шихты неэффективной с точки зрения удельных затрат тепловой энергии.
Пример 9. В данном примере использовали состав стекла, что и в примере 7. В качестве компонентов шихты использовали тонкодисперсные порошки соответствующих сырьевых материалов (диатомит, сода кальцинированная, метасиликат натрия, поташ, мел, тетраборат натрия, карбонат бария, сернокислый цинк, карбонат лития), которые перемешивали до однородного состояния. Один из компонентов шихты, а именно, соду кальцинированную частично вводили в виде водного раствора. Далее шихту гранулировали с целью получения микрогранул с размерами более 3 (3-4,5) мм. Перед дозированной подачей микрогранул в печь их подвергали сушке и предварительному нагреву до температуры 420°С, используя для этой цели дымовые газы, отходящие от печи. Дозирование микрогранул в печь осуществляли с производительностью, обеспечивающей объемную долю дисперсной фазы в количестве 12%. Тепловое воздействие на микрогранулы в печи осуществляется в восходящем потоке дымовых газов, образующихся в результате сжигания природного газа, при температуре 1560°С. Полученные частицы стекла преимущественно сферической формы выделяли из потока дымовых газов и охлаждали. В результате оценки качества частиц под микроскопом после тепловой обработки визуально обнаружились значительные количества частиц с непроваренными частицами шихты. Таким образом, увеличение размера микрогранул более 3 мм приводит к снижению качества провара стекла.
Зависимость количества брака от температуры теплового воздействия на микрогранулы шихты представлена в таблице.
Claims (14)
1. Способ дисперсионной варки стекла, включающий измельчение компонентов шихты до тонкодисперсного порошкового состояния, перемешивание компонентов шихты, микрогранулирование перемешанной шихты, перевод микрогранул шихты в аэрозольное состояние и тепловое воздействие на микрогранулы шихты, обеспечивающее процесс стекловарения, отличающийся тем, что размер микрогранул шихты не превышает 3 мм, а объемная доля дисперсной фазы находится в интервале 2-15%.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что тепловое воздействие на микрогранулы шихты осуществляют с помощью низкотемпературной плазмы.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что варка производится в восходящем потоке дымовых газов.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что отходящие дымовые газы используются для предварительного подогрева микрогранул шихты до температуры, не превышающей температуру плавления самого легкоплавкого компонента шихты.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что поток дымовых газов поступает в зону дисперсионной варки через газораспределительное устройство.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что один и более компонентов шихты добавляется при перемешивании шихты в виде раствора с последующей сушкой микрогранул шихты.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что сушка микрогранул шихты осуществляется с использованием отходящих дымовых газов.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что один и более компонентов шихты представляет собой силикат щелочного металла.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что основной стеклообразующий компонент шихты вводится в виде аморфного вещества.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура теплового воздействия на микрогранулы шихты определяется по формуле:
Тв ≥ 1,618 Тg (dэ+1,4)0,12, оC,
где
Тg – температура размягчения стекла при вязкости 106,6 Па·с, оC;
dэ – эквивалентный диаметр микрогранул, мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136157A RU2692715C1 (ru) | 2018-10-14 | 2018-10-14 | Способ дисперсионной варки стекла |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018136157A RU2692715C1 (ru) | 2018-10-14 | 2018-10-14 | Способ дисперсионной варки стекла |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2692715C1 true RU2692715C1 (ru) | 2019-06-26 |
Family
ID=67038233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018136157A RU2692715C1 (ru) | 2018-10-14 | 2018-10-14 | Способ дисперсионной варки стекла |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2692715C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU198266U1 (ru) * | 2019-12-18 | 2020-06-29 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» | Устройство для получения фритты |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2334578A (en) * | 1941-09-19 | 1943-11-16 | Rudolf H Potters | Method of and apparatus for producing glass beads |
| RU2563864C1 (ru) * | 2014-06-11 | 2015-09-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Диатомит" | Способ получения гранулята для производства пеностекла и пеностеклокерамики |
| RU2573496C1 (ru) * | 2014-10-28 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью ФОРЭС | Способ изготовления стеклянных микросфер |
| RU2611093C1 (ru) * | 2015-12-31 | 2017-02-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Сферастек" | Способ получения вспененных гранул |
| RU2617825C1 (ru) * | 2016-06-30 | 2017-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Сферастек" | Способ варки стекла |
| RU2638195C1 (ru) * | 2016-07-03 | 2017-12-12 | Роман Владимирович Лавров | Способ приготовления шихты |
-
2018
- 2018-10-14 RU RU2018136157A patent/RU2692715C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2334578A (en) * | 1941-09-19 | 1943-11-16 | Rudolf H Potters | Method of and apparatus for producing glass beads |
| RU2563864C1 (ru) * | 2014-06-11 | 2015-09-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Производственное Объединение "Диатомит" | Способ получения гранулята для производства пеностекла и пеностеклокерамики |
| RU2573496C1 (ru) * | 2014-10-28 | 2016-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью ФОРЭС | Способ изготовления стеклянных микросфер |
| RU2611093C1 (ru) * | 2015-12-31 | 2017-02-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Сферастек" | Способ получения вспененных гранул |
| RU2617825C1 (ru) * | 2016-06-30 | 2017-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Сферастек" | Способ варки стекла |
| RU2638195C1 (ru) * | 2016-07-03 | 2017-12-12 | Роман Владимирович Лавров | Способ приготовления шихты |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU198266U1 (ru) * | 2019-12-18 | 2020-06-29 | Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» | Устройство для получения фритты |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| IE861639L (en) | Manufacture of vitreous beads | |
| CN107074603B (zh) | 玻璃原料造粒体的制造方法、熔融玻璃的制造方法和玻璃物品的制造方法 | |
| GB1593201A (en) | Method of making a cellular body from a high silica borosilicate composition | |
| US7803730B2 (en) | Method of manufacturing glass and compositions thereof | |
| US9598306B2 (en) | Pellet and a method of manufacturing glass | |
| GB988479A (en) | Composition and method for the production of glass foam | |
| US3001881A (en) | Pre-reacted glass batch and method for producing same | |
| RU2692715C1 (ru) | Способ дисперсионной варки стекла | |
| US20140021419A1 (en) | Method for Producing Foam Glass by Recycling a Waste Glass Mixture | |
| US20210155521A1 (en) | Preparation of raw materials for glass furnace | |
| US20210380464A1 (en) | Glass production method and industrial glass-making facility | |
| CN108698873B (zh) | 玻璃原料造粒体及其制造方法 | |
| US10035726B2 (en) | Granules, method for their production, and method for producing glass product | |
| CN110997579B (zh) | 由包含氧化钙的混合物生产玻璃，和玻璃熔炉 | |
| JP6015741B2 (ja) | ガラス溶融炉、溶融ガラスの製造方法、ガラス製品の製造装置、およびガラス製品の製造方法 | |
| Maehara et al. | Thermal diffusivity of soda–lime–silica powder batch and briquettes | |
| US3416936A (en) | Abrasion resistant glass bead with sharp softening range and process for making the same | |
| CN109133651A (zh) | 一种由含氯提钛渣制备出的微晶玻璃 | |
| JP2014094841A (ja) | ガラス原料用造粒体、溶融ガラス、およびガラス物品の製造方法 | |
| US3294555A (en) | Method of mixing glass batch | |
| Kaz’mina et al. | Prospects for use of finely disperse quartz sands in production of foam-glass crystalline materials. | |
| US20160122232A1 (en) | Ceramic frits incorporating crt glass | |
| NO150510B (no) | Blytilsetning til bruk i glassindustrien og i keramisk industri og fremgangsmaate ved fremstilling derav | |
| NZ200718A (en) | Manufacture of glass using directed-flow-thin-layer-fusion process | |
| JP2016204256A (ja) | ガラスの製造方法 |