RU2734574C1 - Method of charge preparation for colorless glass melting in glass containers production - Google Patents
Method of charge preparation for colorless glass melting in glass containers production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734574C1 RU2734574C1 RU2020115227A RU2020115227A RU2734574C1 RU 2734574 C1 RU2734574 C1 RU 2734574C1 RU 2020115227 A RU2020115227 A RU 2020115227A RU 2020115227 A RU2020115227 A RU 2020115227A RU 2734574 C1 RU2734574 C1 RU 2734574C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- charge
- glass
- silicate
- lump
- mixer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B1/00—Preparing the batches
-
- 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
- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к стекольной промышленности и может быть использовано для варки бесцветного стекла в производстве стеклянной тары.The technical solution relates to the glass industry and can be used for melting colorless glass in the production of glass containers.
Обычно для варки бесцветного стекла приготавливают шихту, состоящую из кварцевого песка, кальцинированной соды, доломита, известняка, полевого шпата, сульфата натрия и в некоторых случаях селитры, а также физических и химических обесцвечивающих добавок на основе селена, оксидов кобальта и церия и других сырьевых материалов. При этом для повышения интенсификации процесса стекловарения и увеличения производительности стекловаренной печи используются различные способы, связанные с измельчением и механической активацией отдельных компонентов шихты, уплотнением и грануляцией сырьевой смеси, заменой одного из компонентов шихты химически более активным материалом, повышением процентного содержания стеклобоя, электроподогревом стекломассы и др. Однако в промышленном стекловарении большинство этих способов ввиду своей трудоемкости и высокой цены требуемого для этого оборудования (кроме электроподогрева и повышенного содержания стеклобоя) не используются.Usually, for melting colorless glass, a charge is prepared consisting of quartz sand, soda ash, dolomite, limestone, feldspar, sodium sulfate and, in some cases, nitrate, as well as physical and chemical bleaching additives based on selenium, cobalt and cerium oxides and other raw materials. ... At the same time, to increase the intensification of the glass-making process and increase the productivity of the glass-melting furnace, various methods are used, associated with grinding and mechanical activation of individual components of the charge, compaction and granulation of the raw mixture, replacement of one of the components of the charge with a chemically more active material, increasing the percentage of cullet, electric heating of the glass melt and etc. However, in industrial glass making, most of these methods are not used due to their laboriousness and high price of the equipment required for this (except for electric heating and increased glass cullet content).
Практически не используется и замена части карбонатов натрия в шихте раствором гидрооксида натрия (NaOH), который существенно ускоряет процесс силикатообразования в стекле, но не применяется из-за высокой (по сравнению с кальцинированной содой) ценой и значительным усложнением технологии приготовления шихты и варки стекла. По этой же причине ограничивается применение и жидкого растворимого стекла (силикат натрия) [1].Replacement of a part of sodium carbonates in the charge with sodium hydroxide (NaOH) solution is also practically not used, which significantly accelerates the process of silicate formation in glass, but is not used because of the high (compared to soda ash) price and significant complication of the technology for preparing the charge and glass melting. For the same reason, the use of liquid soluble glass (sodium silicate) is limited [1].
Как правило, производительность стекловаренной печи задается при проектировании теплового агрегата и определяется его конструктивными параметрами. Дополнительное повышение данной производительности может достигаться в процессе эксплуатации печи либо увеличением количества используемого стеклобоя, которого (особенно привозного) для производства бесцветной стеклянной тары почти всегда не хватает, либо установкой дополнительного электроподогрева в варочном бассейне, либо повышением температуры в печи. Но привозной стеклобой, прменяемый для варки бесцветного стекла, часто не соответствует по своему химическому составу заданному составу стекла. Причем существуют ситуации, когда в процессе стекловарения используется только свой технологический стеклобой, содержание которого при стабильной работе печи не превышает 10-12%. В этих случаях (особенно, если печь уже оборудована электроподогревом) резервы для повышения производительности печи отсутствуют, а повышение на 10-15% необходимо, например, при модернизации стеклоформующих машин, прежняя производительность которых соответствовала более низкой проектной мощности стекловаренной печи с учетом электроподогрева.As a rule, the productivity of a glass-melting furnace is set when designing a heating unit and is determined by its design parameters. An additional increase in this productivity can be achieved during the operation of the furnace or by increasing the amount of cullet used, which (especially imported) for the production of colorless glass containers is almost always not enough, either by installing additional electric heating in the melting basin, or by increasing the temperature in the furnace. But imported cullet used for melting colorless glass often does not correspond in its chemical composition to the given glass composition. Moreover, there are situations when in the glassmaking process only its own technological cullet is used, the content of which does not exceed 10-12% during stable operation of the furnace. In these cases (especially if the furnace is already equipped with electric heating) there are no reserves for increasing the furnace productivity, and an increase of 10-15% is necessary, for example, when modernizing glass-forming machines, the previous productivity of which corresponded to the lower design capacity of the glass-melting furnace, taking into account electric heating.
Необходимо отметить и то, что во время приближения холодного ремонта варочная способность печи снижается. При этом, если в конструкции печи уже изначально использовался электроподогрев стекломассы, резерв для повышения производительности до номинального значения в данный период эксплуатации отсутствует. Использование же для этих целей более высокой температуры в газопламенном пространстве стекловаренной печи может восстановить требуемую производительность процесса варки стекла, но приведет к значительному сокращению сроков эксплуатации огнеупорной кладки и кампании печи.It should be noted that during the approach of a cold repair, the cooking capacity of the furnace decreases. At the same time, if electric heating of molten glass was initially used in the design of the furnace, there is no reserve for increasing productivity to the nominal value during this period of operation. The use for these purposes of a higher temperature in the gas-flame space of the glass-melting furnace can restore the required productivity of the glass melting process, but will lead to a significant reduction in the service life of the refractory masonry and the furnace campaign.
Важным технологическим аспектом при варке бесцветного стекла в производстве стеклянной тары является и обесцвечивание стекломассы. Наиболее распространенными физическими обесцвечивателями, применяемыми для этих целей являются оксид кобальта и дорогостоящий селен, значительная часть которого в процессе варки стекла улетучивается, что изначально требует подачи в шихту завышенной (сверх требуемой) дозы этого компонента.An important technological aspect in the melting of colorless glass in the production of glass containers is the discoloration of the molten glass. The most common physical bleaching agents used for these purposes are cobalt oxide and expensive selenium, a significant part of which volatilizes during glass melting, which initially requires an overestimated (in excess of the required) dose of this component to be fed into the charge.
Существуют различные способы сокращения подобных потерь селена [2,3], связанных с его улетучиванием. В соответствии с некоторыми из этих методов селен предварительно смешивают с жидким стеклом, а вязкую смесь либо прокаливают в СВЧ - печи до получения фритты, либо изготавливают из не гранулы, которые далее сушат в специальных печах. Очевидно, что все эти операции, связанные с использованием жидкого стекла, являющегося вязкой жидкостью, существенно усложняют процесс дозирования и приготовления шихты и требуют специального, серийно не выпускаемого оборудования.There are various ways to reduce such losses of selenium [2,3] associated with its volatilization. In accordance with some of these methods, selenium is pre-mixed with liquid glass, and the viscous mixture is either calcined in a microwave oven to obtain a frit, or made from non-granules, which are then dried in special ovens. It is obvious that all these operations, associated with the use of liquid glass, which is a viscous liquid, significantly complicate the process of dosing and preparation of the charge and require special, not commercially available equipment.
В этой связи представляют интерес способы приготовления шихты и варки стекла, учитывающие не только возможность интенсификации процесса стекловарения, но и экономии такого дорогостоящего сырья, как селен.In this regard, of interest are methods for preparing a charge and melting glass, taking into account not only the possibility of intensifying the glass-making process, but also saving such an expensive raw material as selenium.
Известен способ приготовления шихты, применяемой для варки бесцветных и цветных железосодержащих стекол [4]. В этом способе шихту готовят только из стеклобоя, содержащего преимущественно две фракции частиц стекла 15 - 75 мм и 0,5 - 5 мм. Причем мелкую фракцию стеклобоя в количестве 5 - 40% от общей массы приготавливаемой смеси предварительно увлажняют водой и вводят в нее корректирующие и модифицирующие добавки, например, обесцвечиватели стекломассы. Загрузку в бункер стекловаренной печи крупной фракции и смеси мелкой фракции с добавками осуществляют слоями. Недостатком данного способа является ограниченность его применения для варки бесцветного стекла в крупнотоннажных (до 300 тонн стекломассы в сутки) печах, что обусловлено сложностью сбора необходимого количества качественного бесцветного стеклобоя. Сложно определить и количество обесцвечивающих добавок, вводимых в стеклобой, имеющий разнородный химический состав. А учитывая то, что добавки вводятся в стеклобой послойно и распределяются в смеси разнородного стеклобоя неравномерно, сварить химически однородную бесцветную стекломассу из такой шихты практически невозможно. В связи с этим, данный способ может применяться лишь для варки зеленого стекла. Отсутствуют в данном способе и резервы повышения производительности стекловаренной печи, использующей для варки стекла только стеклобойную смесь.A known method of preparing a charge used for cooking colorless and colored iron-containing glasses [4]. In this method, the charge is prepared only from cullet containing mainly two fractions of glass particles 15 - 75 mm and 0.5 - 5 mm. Moreover, the fine fraction of cullet in the amount of 5 - 40% of the total mass of the prepared mixture is pre-moistened with water and corrective and modifying additives are introduced into it, for example, glass melt decolorizers. Coarse fraction and a mixture of fine fraction with additives are loaded into the hopper of a glass-making furnace in layers. The disadvantage of this method is its limited use for melting colorless glass in large-capacity (up to 300 tons of molten glass per day) furnaces, which is due to the complexity of collecting the required amount of high-quality colorless cullet. It is also difficult to determine the amount of decolorizing additives introduced into cullet, which has a heterogeneous chemical composition. And given the fact that additives are introduced into the cullet layer by layer and are unevenly distributed in the mixture of dissimilar cullet, it is almost impossible to weld chemically homogeneous colorless glass mass from such a mixture. In this regard, this method can only be used for cooking green glass. There are no reserves in this method for increasing the productivity of a glass-melting furnace using only a glass-breaking mixture for glass melting.
Более равномерное распределение обесцвечивающих добавок достигается в способе приготовления стекольной шихты [5], включающем дозированную подачу легкосыпучих компонентов в смеситель и их увлажнение, поочередную подачу в смеситель комкующихся компонентов и по достижении подвижности смеси номинального значения ввод в нее обесцвечивающих добавок. Данный способ приготовления шихты позволяет повысить качество перемешивания смеси и получить более равномерное распределение добавок по всему объему смеси. Но в приготавливаемой при этом смеси не исключается улетучивание селена во время варки ее в стекловаренной печи. Также данный способ приготовления шихты не позволяет интенсифицировать процесс стекловарения при требуемом повышении производительности печи.A more uniform distribution of bleaching additives is achieved in the method of preparing a glass batch [5], which includes a metered supply of free-flowing components to the mixer and their moistening, alternate feeding of clumping components into the mixer, and after reaching the nominal value of the mixture, the bleaching additives are introduced into it. This method of preparing the charge allows you to improve the quality of mixing the mixture and obtain a more uniform distribution of additives throughout the volume of the mixture. But in the mixture prepared at the same time, volatilization of selenium during its cooking in a glass furnace is not excluded. Also, this method of preparing the charge does not allow to intensify the glass-making process with the required increase in the furnace productivity.
Как уже отмечалось, существенно интенсифицировать процесс стекловарения можно за счет введения в состав шихты либо гидрооксида натрия, либо жидкого стекла, но первый из этих материалов химически агрессивен, а второй требует более сложной технологии дозирования и приготовления шихты, адгезионные свойства которой повышаются. Шихта, приготовленная с использованием жидкого стекла, более активно налипает на стенки смесителей и бункеров, что затрудняет ее применение в традиционных дозировочно-смесительных линиях. Поэтому представляет интерес к применению для приготовления стекольной шихты не жидкого стекла, производимого из силикат-глыбы, а непосредственно самой силикат-глыбы, являющейся кусковым материалом.As already noted, the glassmaking process can be significantly intensified by introducing either sodium hydroxide or liquid glass into the charge, but the first of these materials is chemically aggressive, and the second requires a more complex technology for dosing and preparing the charge, the adhesion properties of which increase. The charge prepared using liquid glass adheres more actively to the walls of mixers and hoppers, which makes it difficult to use it in traditional batching and mixing lines. Therefore, it is of interest to use, for the preparation of a glass batch, not liquid glass produced from a silicate lump, but directly the silicate lump itself, which is a lump material.
Наиболее близким техническим решением, использующем силикат-глыбу в процессе приготовления стекольной шихты, является способ приготовления стекольной шихты [6], включающий дозированную подачу и перемешивание в смесителе стеклообразующих компонентов, силикат-глыбы и добавок. Использование силикат-глыбы в шихте, приготовленной по данному способу, позволяет интенсифицировать процесс стекловарения. Однако существенным недостатком этого способа является использование дорогостоящего гидрооксида натрия, применяемого для приготовления силикат-глыбы и сложностью технологического процесса, реализация которого осуществлялась только в лабораторных условиях. Отсутствует в данном способе и методика оптимального ввода добавок в состав шихты.The closest technical solution using lump silicate in the process of preparing a glass batch is a method for preparing a glass batch [6], which includes dosed supply and mixing of glass-forming components, lump silicate and additives in a mixer. The use of lump silicate in the charge prepared by this method allows intensifying the glass-making process. However, a significant disadvantage of this method is the use of expensive sodium hydroxide used for the preparation of lump silicate and the complexity of the technological process, the implementation of which was carried out only in laboratory conditions. This method also lacks a technique for the optimal introduction of additives into the composition of the charge.
Решаемая задача - повышение интенсификации процесса стекловарения и снижение степени улетучивания селена при варке бесцветного стекла в производстве стеклянной тары.The problem being solved is to increase the intensification of the glass-making process and reduce the degree of volatilization of selenium during the melting of colorless glass in the production of glass containers.
Этот технический результат достигается тем, что в способе приготовления шихты для варки бесцветного стекла в производстве стеклянной тары, включающем дозированную подачу в смеситель кварцевого песка, кальцинированной соды и других стеклообразующих компонентов, а также силикат-глыбы и добавок в виде премикса селена и оксида кобальта с наполнителем, и последующее перемешивание и увлажнение загруженных в смеситель материалов, в процессе перемешивания загруженных материалов в смеситель добавляют в количестве 3-4% от массы приготавливаемой порции шихты предварительно измельченную и классифицированную по гранулометрическому составу до фракции 0 - 10 мм натриевую силикат - глыбу с силикатным модулем 2,6 - 3,0. Причем часть классифицированной по гранулометрическому составу натриевой силикат-глыбы с фракцией от 0 мм до 2 мм, входящей в состав фракции 0 - 10 мм, перед загрузкой в смеситель шихты смешивают в количестве 0,6 - 1,2% от массы приготавливаемой порции шихты с заданной порцией добавки в виде премикса селена и оксида кобальта с наполнителем и загружают в смеситель шихты по окончании подачи в него 40 -50% кальцинированной соды. А другая часть классифицированной по гранулометрическому составу силикат-глыбы с фракцией от 2 мм до 10 мм, входящей в состав фракции 0 - 10 мм, в количестве 2,1 - 3,2% от массы приготавливаемой порции шихты подают в смеситель шихты за 20-30 секунд до выгрузки из него приготавливаемой порции шихты, при этом количество кварцевого песка и кальцинированной соды в шихте снижают соответственно на 2,15-2,95% и 0,77-1,13% от массы приготавливаемой порции шихты.This technical result is achieved by the fact that in the method for preparing a charge for melting colorless glass in the production of glass containers, including the dosed supply of quartz sand, soda ash and other glass-forming components, as well as lump silicate and additives in the form of a premix of selenium and cobalt oxide with filler, and subsequent mixing and moistening of the materials loaded into the mixer, in the process of mixing the loaded materials into the mixer, add in an amount of 3-4% of the mass of the prepared portion of the charge, preliminarily crushed and classified according to the particle size distribution to a fraction of 0-10 mm, sodium silicate - a lump with silicate module 2.6 - 3.0. Moreover, a part of a sodium silicate lump classified by particle size distribution with a fraction from 0 mm to 2 mm, which is part of a fraction of 0 - 10 mm, is mixed in an amount of 0.6 - 1.2% of the mass of the prepared batch of the charge with with a predetermined portion of the additive in the form of a premix of selenium and cobalt oxide with a filler and loaded into the batch mixer at the end of feeding 40-50% of soda ash into it. And the other part of the silicate-lumps classified according to the granulometric composition with a fraction from 2 mm to 10 mm, included in the fraction 0 - 10 mm, in an amount of 2.1 - 3.2% of the mass of the prepared batch of the charge is fed into the charge mixer for 20 30 seconds before unloading the prepared portion of the charge from it, while the amount of quartz sand and soda ash in the charge is reduced by 2.15-2.95% and 0.77-1.13%, respectively, of the mass of the prepared portion of the charge.
Преимуществом предлагаемого способа приготовления шихты для варки бесцветного стекла в производстве стеклянной тары является использование предварительно измельченной и классифицированной по гранулометрическому составу кусковой силикат-глыбы в количестве 3-4% от массы приготавливаемой порции шихты. Применение такого количества силикат-глыбы в составе стекольной шихты позволяет интенсифицировать процесс стекловарения и повысить мощность стекловаренной печи, а, следовательно, и производительность линий производства стеклотары на 8 - 10%. При варке данной шихты в стекловаренной печи мощностью 240 - 300 тонн стекломассы в сутки реально появляется возможность увеличить суточный съем стекла на 19,2-30,0 тонн, что в пересчете на стеклянную бутылку в 0,5-литровом исполнении (средний вес бутылки принимается 330 грамм) составляет 58 - 91 тысяча бутылок в сутки или 21 - 33 млн. единиц стеклянной тары в год. Также, если не требуется повышение номинальной (проектной) мощности стекловаренной печи, как это нужно при использовании модернизированных и более производительных стеклоформующих машин, можно сохранять мощность печи (без неизбежного понижения) в конце ее кампании без повышения температуры варки стекла и увеличения расхода топлива. При этом повышение мощности стекловаренной печи за счет ввода в состав шихты силикат-глыбы и в том и другом случае сверх 8 -10% является экономически нецелесобразным, так как стоимость этой добавки в пересчете на стоимость эквивалентной массы соды превышает ее примерно в 3 раза.The advantage of the proposed method for preparing a charge for melting colorless glass in the production of glass containers is the use of lumpy lump silicate, which is preliminarily crushed and classified according to the granulometric composition, in an amount of 3-4% of the weight of the batch of the charge being prepared. The use of such a quantity of lump silicate in the composition of the glass batch allows to intensify the glass-making process and increase the capacity of the glass-melting furnace, and, consequently, the productivity of the glass container production lines by 8-10%. When this batch is boiled in a glass-making furnace with a capacity of 240-300 tons of glass melt per day, it really becomes possible to increase the daily glass removal by 19.2-30.0 tons, which in terms of a glass bottle in a 0.5-liter version (the average weight of a bottle is taken 330 grams) is 58 - 91 thousand bottles per day or 21 - 33 million units of glass containers per year. Also, if an increase in the nominal (design) power of the glass-making furnace is not required, as is required when using modernized and more efficient glass-forming machines, it is possible to maintain the power of the furnace (without an inevitable decrease) at the end of its campaign without increasing the glass melting temperature and increasing fuel consumption. At the same time, an increase in the power of a glass-making furnace due to the introduction of lump silicate into the charge composition in both cases in excess of 8-10% is economically impractical, since the cost of this additive in terms of the cost of the equivalent mass of soda exceeds it by about 3 times.
Другим преимуществом является то, что предварительное (перед загрузкой в смеситель) перемешивание части измельченной до фракции от 0 мм до 2 мм кусковой силикат-глыбы с добавкой в виде премикса на основе селена, оксида кобальта и наполнителя позволяет более равномерно распределять добавку в объеме приготавливаемой смеси. Это обуславливается тем, что масса смеси измельченной силикат-глыбы фракции от 0 мм до 2 мм с премиксом селена, оксида кобальта и наполнителя составляет примерно 0,6 - 1,2% от массы приготавливаемой порции шихты, а это в 12-18 раз больше массы только одного премикса, масса которого обычно не превышает 300-500 грамм.Another advantage is that preliminary (before loading into the mixer) mixing of a part of a lump silicate lump crushed to a fraction of 0 mm to 2 mm with an additive in the form of a premix based on selenium, cobalt oxide and a filler allows for a more even distribution of the additive in the volume of the prepared mixture ... This is due to the fact that the mass of the mixture of crushed lump silicate of the fraction from 0 mm to 2 mm with a premix of selenium, cobalt oxide and filler is approximately 0.6 - 1.2% of the mass of the prepared batch of the charge, which is 12-18 times more the mass of only one premix, the mass of which usually does not exceed 300-500 grams.
Еще в качестве одного преимущества предлагаемого способа приготовления стекольной шихты является то, что частицы селена в смеси с частицами силикат-глыбы попадают в процессе подачи в смеситель на соду, являющейся более легкоплавким компонентом, который в определенной мере способствует более быстрому плавлению селена и уменьшает процент его улетучивания. Улетучивание селена уменьшается также и за счет того, что из всех компонентов шихты, включая и стеклобой, силикат-глыба плавится при температуре около 600°С, а это примерно на 100°С ниже температуры плавления стеклобоя. Поэтому частицы селена при меньших температурах обволакиваются первичным расплавом силикат-глыбы и соды, который снижает процент улетучивания селена в зоне силикатообразования стекловаренной печи примерно на 10-12%.Another advantage of the proposed method for preparing a glass batch is that selenium particles in a mixture with lump silicate particles fall into the mixer during feeding to soda, which is a more low-melting component, which to a certain extent promotes faster melting of selenium and reduces its percentage volatilization. The volatilization of selenium is also reduced due to the fact that of all the components of the charge, including cullet, the lump silicate melts at a temperature of about 600 ° C, which is about 100 ° C below the melting point of the cullet. Therefore, at lower temperatures, selenium particles are enveloped by the primary melt of lump silicate and soda, which reduces the percentage of volatilization of selenium in the silicate formation zone of the glass furnace by about 10-12%.
Важным технологическим аспектом является и то, что в отличие от прототипа, в котором приготовленная по сложной технологии силикат-глыба имеет консистенцию суспензии, просеиваемой через сито 0,04, 70 - 80% используемой в предлагаемом способе измельченной силикат-глыба имеет размер частиц от 2 мм до 10 мм. Мелкие частицы силикат-глыбы, равно, как и мелкие частицы стеклобоя быстрее остальных компонентов расплавляются в шихте и взаимодействуют с содой. Если при этом весь объем силикат-глыбы, подаваемой вместе с шихтой в печь, измельчить до фракции от 0 мм до 2 мм и меньше, как в прототипе, быстрая скорость плавления мелких частиц, будет препятствовать нормальному процессу силикатообразования и осветления стекломассы. Более же крупные фрагменты силикат-глыбы плавятся постепенно, формируя вокруг себя в зоне варки печи центры образования первичных расплавов (по аналогии с образованием таких центров вокруг частиц стеклобоя, имеющих размер 20 -30 мм), что более благоприятно для всего процесса стекловарения.An important technological aspect is the fact that, unlike the prototype, in which a lump silicate prepared using a complex technology has the consistency of a suspension sifted through a 0.04 sieve, 70 - 80% of the crushed lump silicate used in the proposed method has a particle size of 2 mm up to 10 mm. Small particles of lump silicate, as well as small particles of cullet melt faster than other components in the charge and interact with soda. If, in this case, the entire volume of the silicate lump, fed together with the charge into the furnace, is crushed to a fraction from 0 mm to 2 mm or less, as in the prototype, the fast melting rate of fine particles will interfere with the normal process of silicate formation and clarification of the molten glass. Larger fragments of silicate lumps melt gradually, forming centers of formation of primary melts around themselves in the furnace cooking zone (by analogy with the formation of such centers around cullet particles having a size of 20-30 mm), which is more favorable for the entire glassmaking process.
Поскольку в данном способе в состав шихты вводится не очень крупная фракция от 2 мм до 10 мм измельченной и классифицированной силикат-глыбы, ее в конце перемешивания всей смеси можно подавать непосредственно в смеситель, что, несомненно, повысит равномерность ее распределения по смеси. Так как частицы силикат-глыбы размером от 2 мм до 10 мм будут находиться в смесителе всего 20 - 30 секунд, абразивное воздействие их на рабочие органы и стенки смешивающего аппарата сводится к минимуму. В свою очередь, более равномерное распределение измельченной силикат-глыбы по всему объему смеси также наряду с другими отмеченными факторами способствует получению более однородной стекломассы и интенсифицирует процесс стекловарения.Since in this method a not very coarse fraction from 2 mm to 10 mm of crushed and classified lump silicate is introduced into the mixture, it can be fed directly into the mixer at the end of mixing the entire mixture, which will undoubtedly increase the uniformity of its distribution over the mixture. Since lump silicate particles ranging in size from 2 mm to 10 mm will be in the mixer for only 20 - 30 seconds, their abrasive effect on the working bodies and walls of the mixing apparatus is minimized. In turn, a more uniform distribution of the crushed lump silicate throughout the volume of the mixture, along with other noted factors, also contributes to the production of a more homogeneous glass melt and intensifies the glass-making process.
Очевидно, что при использовании в качестве интенсифицирующей добавки силикат-глыбы с силикатным модулем 2,6 - 3,0, состоящей на 71,7 - 73,8% из диоксида кремния(кварцевый песок) и на 25,5 - 28,2% из оксида натрия (кальцинированная сода) [7], количество соответствующих компонентов в шихте может быть уменьшено.Obviously, when used as an intensifying additive, lump silicate with a silicate module of 2.6 - 3.0, consisting of 71.7 - 73.8% of silicon dioxide (quartz sand) and 25.5 - 28.2% from sodium oxide (soda ash) [7], the amount of the corresponding components in the charge can be reduced.
Процесс приготовления шихты для варки бесцветного стекла в производстве стеклянной тары реализуется с помощью дозировочно-смесительной линии (фиг.1), включающей в себя: расходный бункер 1 кварцевого песка; расходный бункер 2 кальцинированной соды; расходные бункеры 3 других стеклообразующих компонентов; соответствующие им тензометрические весовые дозаторы 4, 5, 6; сборочный конвейер 7; смеситель 8 шихты с системой 9 увлажнения шихты; приемный бункер 10 смесителя шихты, оборудованный вибрационным питателем 11 разгрузки; линию 12 транспортирования шихты к стекловаренной печи.The process of preparing a charge for melting colorless glass in the production of glass containers is implemented using a dosing and mixing line (figure 1), which includes: a
Биг-бэги 13 с силикат-глыбой, имеющей мелкокусковой (50 - 100 мм) фракционный состав, подаются с помощью кран-балки 14 на позицию разгрузки в промежуточный бункер 15. Из этого бункера силикат-глыба загружается вибрационным питателем 16 в молотковую дробилку 17, где измельчается. Далее измельченная силикат-глыба транспортируется ленточным ковшовым элеватором 18 и направляется в грохот 19, на котором с помощью двух сеток, имеющих соответствующий размер ячеек, она разделяется на три фракции. Частицы силикат-глыбы, имеющие размер более 10 мм (надрешетный продукт верхней сетки), сбрасываются в молотковую дробилку 17 на додрабливание. Подрешетный продукт верхней сетки, имеющий фракционный состав 0-10 мм подается на нижнюю сетку и разделяется на ней на две рабочие фракции. Надрешетный продукт нижней сетки, имеющий размер частиц от 2 мм до 10 мм, сгружается в расходный бункер 20, оборудованный тензометрическим весовым дозатором 21, а подрешетный продукт с размером частиц силикат-глыбы от 0 мм до 2 мм направляется в расходный бункер 22, оборудованный тензометрическим весовым дозатором 23.Big-
Премикс (предварительно приготовленная смесь) селена, оксида кобальта и наполнителя, в качестве которого может использоваться кальцинированная сода или кварцевый песок, хранится в расходном бункере 24, оборудованном соответствующим тензометрическим весовым дозатором 25. Так как расход премикса небольшой (200-300 г на 1 - 1,5 т шихты), его часто готовят на отдельном участке либо вручную, либо с помощью автоматизированного дозировочно-смесительного комплекса [8] (не показан на схеме). Премикс с выхода тензометрического весового дозатора 25 подается в промежуточный смеситель 26, где смешивается с силикат-глыбой с фракцией частиц от 0 мм до 2 мм, которая загружается в данный смеситель из тензометрического весового дозатора 23. Объем промежуточного смесителя 26 зависит от массы приготавливаемой порции шихты (варьируется от 750 кг до 4500 кг) и может составлять 10-100 литров.The premix (premix) of selenium, cobalt oxide and filler, which can be soda ash or quartz sand, is stored in the
Линия работает следующим образом. Предварительно в расходные бункеры 1, 2, 3, 24, 22, 20 соответственно загружаются кварцевый песок, кальцинированная сода, и другие стеклообразующие компоненты, а также премикс селена и оксида кобальта с наполнителем, измельченная силикат-глыба с фракцией частиц от 0 мм до 2 мм и измельченная силикат-глыба с фракцией частиц от 2 мм до 10 мм. По команде системы управления (не показана) тензометрические весовые 4, 5, 6, 25, 23, 21, находящиеся под данными бункерами, отвешивают заданные рецептом дозы указанных материалов.The line works as follows. Quartz sand, soda ash, and other glass-forming components, as well as a premix of selenium and cobalt oxide with a filler, crushed lump silicate with a particle fraction from 0 mm to 2 are preliminarily loaded into
Выбор значения весовых доз измельченной силикат-глыбы обеих фракций определяется исходя из общего количества силикат-глыбы (3-4% от массы приготавливаемой порции шихты) и количества фракций с размером частиц от 0 мм до 2 мм и от 2 мм до 10 мм. Обычно при дроблении мелкокусковой силикат - глыбы в молтоковой дробилке и последующей классификации на двухситовом грохоте с максимальным размером отверстий на верхней сетке 10-11 мм получается примерно 20-30% мелкой фракции (от 0 мм до 2 мм) и 70-80% более крупной фракции (от 2 мм до 10 мм). Причем процентное содержание обеих фракций может изменяться в указанных пределах в зависимости от регулирования в дробилке зазоров между молотками и отбойной плитой (решеткой).The choice of the value of the weight doses of crushed lump silicate of both fractions is determined based on the total amount of lump silicate (3-4% of the mass of the prepared batch of the charge) and the number of fractions with a particle size from 0 mm to 2 mm and from 2 mm to 10 mm. Usually, when crushing small-sized silicate - lumps in a hammer crusher and subsequent classification on a two-sieve screen with a maximum hole size on the upper mesh of 10-11 mm, approximately 20-30% of the fine fraction (from 0 mm to 2 mm) and 70-80% of the coarse fraction are obtained. fractions (from 2 mm to 10 mm). Moreover, the percentage of both fractions can vary within the specified limits, depending on the regulation in the crusher of the gaps between the hammers and the baffle plate (grate).
Выбор общего количества вводимой в шихту силикат-глыбы определяется, во-первых, из экономической целесообразности (при большем (более 3-4%) процентном содержании себестоимость шихты и сваренной стекломассы возрастает), а во-вторых, большее количество вводимой силикат-глыбы за счет ее быстрого плавления, как показала практика, затрудняет процесс осветления стекломассы. Кроме того, при повышенном (более 3-4%) содержании силикат-глыбы в шихте приводит к повышенному содержанию оксидов железа в стекле, а следовательно, требует и большего количества физических обесцвечивателей стекломассы на основе селена и оксида кобальта. Это в свою очередь сводит к минимуму эффект от уменьшения улетучивания селена при обволакивании его частиц расплавом, образующимся из мелких частиц силикат-глыбы. При этом повышенное содержание оксидов железа в силикат-глыбе связано с тем, что ее, как правило, варят из кварцевого песка, содержащего 0,1 - 0,15% оксидов железа, в то время, как для варки высококачественного бесцветного стекла используется более качественный кварцевый песок с содержанием железа не более 0,03-0,04%.The choice of the total amount of lump silicate introduced into the charge is determined, firstly, from the economic feasibility (with a larger (more than 3-4%) percentage, the cost of the charge and the welded glass melt increases), and secondly, a larger amount of lump silicate introduced for due to its rapid melting, as practice has shown, it complicates the process of clarifying the molten glass. In addition, with an increased (more than 3-4%) content of lump silicate in the charge, it leads to an increased content of iron oxides in the glass, and therefore requires a larger amount of physical decolorizers of the glass melt based on selenium and cobalt oxide. This, in turn, minimizes the effect of reducing the volatilization of selenium when enveloping its particles with a melt formed from small particles of silicate lumps. At the same time, the increased content of iron oxides in the lump silicate is due to the fact that it is usually boiled from quartz sand containing 0.1 - 0.15% iron oxides, while for melting high-quality colorless glass, a higher quality quartz sand with an iron content of not more than 0.03-0.04%.
После набора заданных доз указанных материалов, входящих в состав приготавливаемой шихты, и приготовления смеси премикса с фракцией силикат-глыбы 0 - 2 мм в промежуточном смесителе 26 система управления (не показана) формирует сигнал на включение смесителя 8 шихты и сборочного конвейера 7, а также дает разрешение на разгрузку тензометрических весовых дозаторов. Разгружаемые сырьевые материалы транспортируются сборочным конвейером 7, с выхода которого они поступают в смеситель 8 шихты. Первым разгружается тензометрический весовой дозатор 4 кварцевого песка. Через 10-15 секунд на кварцевый песок в смесителе 8 шихты распыляется вода, поступающая из системы 9 увлажнения шихты. По окончании операций разгрузки и увлажнения кварцевого песка формируется команда на разгрузку и подачу в смеситель 8 шихты кальцинированной соды (этот общепринятый порядок разгрузки позволяет исключить комкование соды).After a set of predetermined doses of these materials, which are part of the prepared charge, and the preparation of a mixture of the premix with a fraction of silicate lumps of 0 - 2 mm in the
По мере разгрузки 40 - 50% кальцинированной соды, поступающей в смеситель шихты из тензометрического весового дозатора 5, из промежуточного смесителя 26 в смеситель 8 шихты подается смесь премикса селена и оксида кобальта с заданной дозой силикат-глыбы, имеющий фракционный состав частиц от 0 мм до 2 мм. Смесь премикса и силикат-глыбы с указанным размером частиц начинает в процессе перемешивания увлажненного кварцевого песка и кальцинированной соды равномерно распределяться по всему объему смесителя. Частицы селена при этом равномерно распределяются среди мелких частиц силикат-глыбы и кальцинированной соды, что при последующей варке стекла из такой шихты приводит к обволакиванию частиц селена (обычно используют металлический селен с размером частиц не более 2 мм) расплавом силикат-глыбы и соды, замедляющим процесс улетучивания этого дорогостоящего материала. Этому способствует и начало твердофазных реакций мелкой фракции (от 0 до 2 мм) силикат-глыбы с увлажненной содой, в которой равномерно распределен селен, что является следствием частичного поверхностного растворения водой измельченной силикат-глыбы из-за высокой гигроскопичности данного материала.As 40 - 50% of soda ash entering the batch mixer from the strain
По завершении разгрузки кальцинированной соды и других стеклообразующих компонентов шихты из тензометрических весовых дозаторов 6 в системе управления дозировочно-смесительной линией начинается отсчет времени перемешивания шихты (обычно это время составляет 2-3 мин.). И за 20-30 секунд до завершения этой операции формируется команда на разгрузку тензометрического весового дозатора 21, из которого силикат-глыба с фракцией частиц от 2 мм до 10 мм направляется в смеситель 8 шихты. По окончании этого времени, в течение которого 70 - 80% измельченной силикат-глыбы с частицами размером 2 - 10 мм равномерно распределяются в сырьевой смеси, приготовленная шихта выгружается из смесителя в приемный бункер 10. Далее шихта с помощью вибрационного питателя 11 разгрузки ссыпается на ленточный конвейер линии 12 транспортирования ее к стекловаренной печи (не показана).Upon completion of the unloading of soda ash and other glass-forming components of the charge from the strain
Рассчитаем процентное содержание каждой фракции силикат-глыбы в порции приготавливаемой шихты при учете того, что общее оптимальное количество силикат-глыбы, загружаемой в смеситель составляет 3 - 4%. Расчет проведем для порции шихты, масса которой составляет 1000 кг (при большей или меньшей массе приготавливаемой порции шихты расчетные данные умножаются на пропорциональные понижающий или повышающий коэффициенты). Как уже отмечалось, при дроблении кусковой силикат-глыбы в молотковой дробилке образуется 20 - 30% фракции с размером частиц от 0 мм до 2 мм и 70 - 80% фракции с размером частиц от 2 мм до 10 мм.Let us calculate the percentage of each fraction of lump silicate in a portion of the prepared charge, taking into account that the total optimal amount of lump silicate loaded into the mixer is 3-4%. The calculation will be carried out for a portion of the charge, the mass of which is 1000 kg (with a greater or lesser mass of the prepared portion of the charge, the calculated data are multiplied by proportional decreasing or increasing factors). As already noted, when crushing a lumpy silicate lump in a hammer mill, 20 - 30% of a fraction with a particle size of 0 mm to 2 mm and 70 - 80% of a fraction with a particle size of 2 mm to 10 mm are formed.
3-4% (общая масса вводимой в состав силикат-глыбы) для порции шихты в 1000 кг составляет 30-40 кг. Из них 20-30% или (6-8 кг) - (9-12)кг это силикат-глыба с размером частиц от 0 мм до 2 мм. Общий же диапазон массы для этой фракции составляет 6-12 кг или 0,6-1,2%.3-4% (the total mass of the lump silicate added to the composition) for a batch of 1000 kg is 30-40 kg. Of these, 20-30% or (6-8 kg) - (9-12) kg is a lump silicate with a particle size of 0 mm to 2 mm. The overall mass range for this fraction is 6-12 kg or 0.6-1.2%.
70 - 80% в составе 30 - 40 кг, или (21-28 кг) - (24-32 кг) - это часть вводимой в шихту силикат-глыбы с размером частиц от 2 мм до 10 мм. Соответственно общий диапазон массы для данной фракции составляет 21-32 кг или 2,1-3,2%.70 - 80% in the composition of 30 - 40 kg, or (21-28 kg) - (24-32 kg) - this is a part of the silicate lump introduced into the charge with a particle size of 2 mm to 10 mm. Accordingly, the total mass range for this fraction is 21-32 kg or 2.1-3.2%.
Согласно ГОСТ Р 50418 - 92 силикат-натрия растворимый с силикатным модулем 2,6 - 3,0 (отношение массовой доли диоксида кремния в % к массовой доли оксида натрия в %, умноженное на коэффициент к=1,023) содержит в своем составе 71,7 - 73,8% диоксида кремния (кварцевый песок) и 25,5 - 28,2% оксида натрия (кальцинированная сода). Следовательно, в 30 кг силикат-глыбы содержится 30 кг(71,7 - 73,8)%=21,51 - 22,14 кг, а в 40 кг силикат-глыбы содержится 40 кг(71,7 - 73,8)%=28,68 - 29,52 кг диоксида кремния. То есть общий диапазон содержания диоксида кремния в порции силикат-глыбы массой 30 - 40 кг составляет 21,51 - 29,52 кг или 2,15 - 2,95% от общей массы (1000 кг в рассматриваемом примере) приготавливаемой шихты. На это количество при соответствующем введении в состав шихты силикат-глыбы необходимо уменьшить содержание кварцевого песка, чтобы сохранить исходный рецепт и химический состав стекла.According to GOST R 50418 - 92 soluble sodium silicate with a silicate modulus 2.6 - 3.0 (the ratio of the mass fraction of silicon dioxide in% to the mass fraction of sodium oxide in%, multiplied by the coefficient k = 1.023) contains 71.7 - 73.8% silicon dioxide (quartz sand) and 25.5 - 28.2% sodium oxide (soda ash). Therefore, 30 kg of lump silicate contains 30 kg (71.7 - 73.8)% = 21.51 - 22.14 kg, and 40 kg of lump silicate contains 40 kg (71.7 - 73.8) % = 28.68 - 29.52 kg of silicon dioxide. That is, the total range of silicon dioxide content in a portion of lump silicate weighing 30 - 40 kg is 21.51 - 29.52 kg or 2.15 - 2.95% of the total mass (1000 kg in this example) of the prepared mixture. By this amount, with the appropriate introduction of lump silicate into the mixture, it is necessary to reduce the content of quartz sand in order to preserve the original recipe and the chemical composition of the glass.
В 30 кг силикат-глыбы содержится 30 кг(25,5 - 28,2)%=7,65 - 8,46 кг, а в 40 кг силикат-глыбы содержится 40 кг(25,5 - 28,2)%=10,2 - 11,3 кг оксида натрия. Общий диапазон изменения количества оксида натрия в порции силикат-глыбы массой 30-40 кг находится в пределах 7,65 - 11,3 кг или 0,77-1,13% от общей массы приготавливаемой шихты. Очевидно, что на это же количество необходимо уменьшить содержание кальцинированной соды в шихте для сохранения заданного рецепта сырьевой смеси и химического состава стекла.30 kg of lump silicate contains 30 kg (25.5 - 28.2)% = 7.65 - 8.46 kg, and 40 kg of lump silicate contains 40 kg (25.5 - 28.2)% = 10.2 - 11.3 kg sodium oxide. The total range of change in the amount of sodium oxide in a portion of lump silicate weighing 30-40 kg is in the range of 7.65 - 11.3 kg or 0.77-1.13% of the total mass of the prepared mixture. Obviously, it is necessary to reduce the content of soda ash in the charge by the same amount in order to maintain the given recipe for the raw material mixture and the chemical composition of the glass.
Рассмотрим несколько примеров реализации данного способа приготовления шихты для варки бесцветного стекла в стекловаренных печах мощностью 240 - 300 тонн стекла в сутки для производства стеклянной тары.Let us consider several examples of the implementation of this method of preparing a charge for melting colorless glass in glass furnaces with a capacity of 240 - 300 tons of glass per day for the production of glass containers.
Пример 1.Example 1.
Исходная шихта для варки бесцветного стекла содержит в своем составе следующие компоненты:The initial charge for melting colorless glass contains the following components:
Песок кварцевый - 55%;Quartz sand - 55%;
Сода кальцинированная - 19,3%;Soda ash - 19.3%;
Доломит - 14,1%;Dolomite - 14.1%;
Известняк - 5,5%;Limestone - 5.5%;
Полевой шпат - 5,3%;Feldspar - 5.3%;
Сульфат натрия - 0,57%;Sodium sulfate - 0.57%;
Уголь - 0,04%;Coal - 0.04%;
Премикс (селен, оксид кобальта, наполнитель) - 0,02÷0,025%Premix (selenium, cobalt oxide, filler) - 0.02 ÷ 0.025%
Всего - 100%.Total - 100%.
Варку шихты производят в стекловаренной печи мощностью 240 тонн стекла в сутки. Для повышения интенсификации процесса стекловарения и увеличения съема стекломассы в шихту вводят 3% (от массы приготавливаемой порции шихты) измельченной и классифицированной по гранулометрическому составу силикат-глыбу с силикатным модулем 2,6, содержащую 20% фракции от 0 мм до 2 мм и 80% фракции от 2 мм до 10 мм. При силикатном модуле 2,6 в составе силикат-глыбы находится 28,2% оксида натрия (кальцинированная сода) и 71, 7% диоксид кремния (кварцевый песок), что от общей массы приготавливаемой порции шихты составляет 3% × 28,2%=0,85% оксида натрия и 3% × 71,7%=2,15% диоксида кремния. Соответственно на эти значения корректируется рецепт шихты после добавления в нее силикат-глыбы:The batch is cooked in a glass furnace with a capacity of 240 tons of glass per day. To increase the intensification of the glass-making process and increase the removal of molten glass, 3% (of the mass of the prepared batch of the charge) of a crushed and granulometric-graded silicate lump with a silicate modulus 2.6, containing 20% of the fraction from 0 mm to 2 mm and 80% fractions from 2 mm to 10 mm. With a silicate module of 2.6, the silicate lump contains 28.2% sodium oxide (soda ash) and 71.7% silicon dioxide (quartz sand), which of the total mass of the prepared batch of charge is 3% × 28.2% = 0.85% sodium oxide and 3% × 71.7% = 2.15% silicon dioxide. Accordingly, the charge recipe is adjusted to these values after adding lump silicate to it:
Песок кварцевый - (55% - 2,15%)=52,85%;Quartz sand - (55% - 2.15%) = 52.85%;
Сода кальцинированная - (19,3% - 0,85%)=18,45%;Soda ash - (19.3% - 0.85%) = 18.45%;
Доломит - 14,1%;Dolomite - 14.1%;
Известняк - 5,5%;Limestone - 5.5%;
Полевой шпат - 5,3%;Feldspar - 5.3%;
Сульфат натрия - 0,57%;Sodium sulfate - 0.57%;
Уголь - 0,04%;Coal - 0.04%;
Премикс (селен, оксид кобальта, наполнитель) - 0,02÷0,025%Premix (selenium, cobalt oxide, filler) - 0.02 ÷ 0.025%
Силикат-глыба фракцией от 0 мм до 2 мм - (3% × 20%)=0,6%;Lump silicate with fraction from 0 mm to 2 mm - (3% × 20%) = 0.6%;
Силикат-глыба фракцией от 2 мм до 10 мм - (3% × 80%)=2,4%.Lump silicate with a fraction of 2 mm to 10 mm - (3% × 80%) = 2.4%.
Всего - 100%.Total - 100%.
Приготовление шихты производят в смесителе емкостью 1500 литров (объем смесителя в зависимости от требумой производительности может варьироваться от 750 л до 4500 л). Масса приготавливаемой порции шихты 1200 кг. Для этого значения количество вводимой в сырьевую смесь силикат-глыбы равно 1200 кг × 3%=36 кг. Из этих 36 кг 7,2 кг (20% -это силикат-глыба с фракцией от 0 мм до 2 мм, которая перед загрузкой в смеситель шихты перемешивается в промежуточном смесителе с премиксом селена и оксида кобальта с наполнителем. Масса премикса равна 1200 кг × 0,02%=0,24 кг. Для смешивания такого количества премикса с 7,2 кг измельченной силикат - глыбы необходим промежуточный смеситель объемом 10 литров. 28,8 кг (80% от 36 кг) силикат-глыбы с фракцией от 2 мм до 10 мм загружается непосредственно в смеситель шихты.The charge is prepared in a mixer with a capacity of 1500 liters (the volume of the mixer, depending on the required performance, can vary from 750 l to 4500 l). The mass of the prepared batch of the charge is 1200 kg. For this value, the amount of lump-silicate introduced into the raw mixture is 1200 kg × 3% = 36 kg. Of these 36 kg, 7.2 kg (20% is a silicate lump with a fraction from 0 mm to 2 mm, which is mixed in an intermediate mixer with a premix of selenium and cobalt oxide with a filler before being loaded into the batch mixer. The weight of the premix is 1200 kg × 0.02% = 0.24 kg. To mix this amount of premix with 7.2 kg of crushed lump silicate, an intermediate mixer with a volume of 10 liters is required. 28.8 kg (80% of 36 kg) lump silicate with a fraction of 2 mm or more up to 10 mm is loaded directly into the batch mixer.
Количество кварцевого песка, загружаемого в смеситель, при этом уменьшается на 1200 кг × 2,15% = на 25,8 кг, а соды на 1200 кг × 0,85%=10,2 кг.The amount of quartz sand loaded into the mixer is reduced by 1200 kg × 2.15% = 25.8 kg, and soda by 1200 kg × 0.85% = 10.2 kg.
При варке шихты с добавлением 3% (от массы приготавливаемой порции шихты) измельченной и классифицированной по гранулометрическому составу силикат-глыбы повышается съем стекломассы на 8% (19,2 тонны) и, примерно, на 10% снижается расход селена за счет уменьшения его улетучивания из зоны силикатообразования (практически это зона загрузки шихты) стекловаренной печи.When a batch is cooked with the addition of 3% (based on the mass of the batch of batch being prepared) of crushed and granulometric lumped silicate, the removal of molten glass increases by 8% (19.2 tons) and, by about 10%, the consumption of selenium is reduced by reducing its volatilization from the zone of silicate formation (practically this is the zone of loading the charge) of the glass-making furnace.
Если увеличить общую массу силикат-глыбы до 48 кг (4% от массы приготавливаемой порции шихты в 1200 кг), то количество кварцевого песка, входящего в состав загружаемой в печь порции шихты, при этом уменьшается на 4% × 71,73%=2,86% или на 1200 кг × 2,86%=34,3 кг. Также уменьшается и количество кальцинированной соды в шихте на 4% × 28,2%=1,13% или в пересчете на килограммы на 1200 кг × 1,13%=13,56 кг.If the total mass of the silicate lump is increased to 48 kg (4% of the mass of the prepared batch of 1200 kg), then the amount of quartz sand included in the batch of the batch loaded into the furnace decreases by 4% × 71.73% = 2 , 86% or 1200 kg × 2.86% = 34.3 kg. The amount of soda ash in the charge is also reduced by 4% × 28.2% = 1.13% or, in terms of kilograms, 1200 kg × 1.13% = 13.56 kg.
Производительность стекловаренной печи (съем стекломассы) при этом увеличивается примерно на 10%, что составляет 24 тонны стекла в сутки. Улетучивание селена снижается на 11-12%. Это максимально возможное увеличение съема стекломассы, которое не приводит к повышению себестоимости как шихты, так и стекла. При большем процентном содержании силикат-глыбы данное условие (повышение себестоимости) не выполняется.The productivity of the glass-melting furnace (removal of molten glass) increases by about 10%, which is 24 tons of glass per day. Selenium volatilization is reduced by 11-12%. This is the maximum possible increase in the removal of molten glass, which does not lead to an increase in the cost of both the charge and the glass. With a higher percentage of lump silicate, this condition (increase in cost) is not met.
Следует отметить, что максимальный эффект от введения силикат-глыбы в шихту достигается при ее силикатном-модуле, равном 2,6, что обусловлено максимальным содержанием оксида натрия в используемом материале. Но, естественно, и сравнительная цена такого материала будет максимальной. Поэтому представляет интерес использование силикат-глыбы с силикатным модулем 2,9 - 3,0, что связано еще и с тем, что крупнейший российский производитель этого продукта - стекольный завод «Салаватстекло» в Башкирии в основном производит силикат-глыбу с модулем 2,9.It should be noted that the maximum effect of the introduction of lump silicate into the charge is achieved when its silicate modulus is 2.6, which is due to the maximum content of sodium oxide in the material used. But, naturally, the comparative price of such material will be maximum. Therefore, it is of interest to use lump silicate with a silicate modulus 2.9 - 3.0, which is also due to the fact that the largest Russian manufacturer of this product, the Salavatsteklo glass plant in Bashkiria, mainly produces lump silicate with a modulus of 2.9 ...
Пример №2.
Исходная шихта для варки бесцветного стекла содержит в своем составе те же компоненты, что и в примере №1:The initial charge for melting colorless glass contains the same components as in example No. 1:
Песок кварцевый - 55%;Quartz sand - 55%;
Сода кальцинированная - 19,3%;Soda ash - 19.3%;
Доломит - 14,1%;Dolomite - 14.1%;
Известняк - 5,5%;Limestone - 5.5%;
Полевой шпат - 5,3%;Feldspar - 5.3%;
Сульфат натрия - 0,57%;Sodium sulfate - 0.57%;
Уголь - 0,04%;Coal - 0.04%;
Премикс (селен, оксид кобальта, наполнитель) - 0,02÷0,025%Premix (selenium, cobalt oxide, filler) - 0.02 ÷ 0.025%
Всего - 100%.Total - 100%.
Варку шихты производят в стекловаренной печи мощностью 300 тонн стекла в сутки. Для повышения интенсификации процесса стекловарения и увеличения съема стекломассы в шихту вводят 4% (от массы приготавливаемой порции шихты) измельченной и классифицированной по гранулометрическому составу силикат-глыбы с силикатным модулем 2,9, содержащей 30% фракции от 0 мм до 2 мм и 70% фракции от 2 мм до 10 мм. При силикатном модуле 2,9 в составе силикат-глыбы находится примерно 26,4% оксида натрия (кальцинированная сода) и 73, 2% диоксид кремния (кварцевый песок), что от общей массы приготавливаемой порции шихты составляет 4% × 26,4%=1,06% оксида натрия и 4% × 73,2%=2,92% диоксида кремния. Соответственно на эти значения корректируется рецепт шихты после добавления в нее силикат-глыбы:The batch is cooked in a glass furnace with a capacity of 300 tons of glass per day. To increase the intensification of the glass-making process and increase the removal of molten glass, 4% (of the mass of the prepared batch of the charge) of crushed and granulometric-classified silicate lumps with a silicate modulus 2.9 containing 30% of the fraction from 0 mm to 2 mm and 70% is introduced into the charge fractions from 2 mm to 10 mm. With a silicate module of 2.9, the lump silicate contains approximately 26.4% sodium oxide (soda ash) and 73.2% silicon dioxide (quartz sand), which of the total mass of the prepared batch of the charge is 4% × 26.4% = 1.06% sodium oxide and 4% × 73.2% = 2.92% silicon dioxide. Accordingly, the charge recipe is adjusted to these values after adding lump silicate to it:
Песок кварцевый - (55% - 2,92%)=52,08%;Quartz sand - (55% - 2.92%) = 52.08%;
Сода кальцинированная - (19,3%-1,06%)=18,24%;Soda ash - (19.3% -1.06%) = 18.24%;
Доломит - 14,1%;Dolomite - 14.1%;
Известняк - 5,5%;Limestone - 5.5%;
Полевой шпат - 5,3%;Feldspar - 5.3%;
Сульфат натрия - 0,57%;Sodium sulfate - 0.57%;
Уголь - 0,04%;Coal - 0.04%;
Премикс (селен, оксид кобальта, наполнитель) - 0,02÷0,025%Premix (selenium, cobalt oxide, filler) - 0.02 ÷ 0.025%
Силикат-глыба фракцией от 0 мм до 2 мм - (4% × 30%)=1,2%;Lump silicate with a fraction of 0 mm to 2 mm - (4% × 30%) = 1.2%;
Силикат-глыба фракцией от 2 мм до 10 мм - (4% × 70%)=2,8%.Lump silicate with a fraction of 2 mm to 10 mm - (4% × 70%) = 2.8%.
Всего - 100%.Total - 100%.
Приготовление шихты производят в смесителе емкостью 2250 литров (объем смесителя в зависимости от требумой производительности может варьироваться от 750 л до 4500 л). Масса приготавливаемой порции шихты 2250 кг. Для этого значения количество вводимой в сырьевую смесь силикат-глыбы равно 2250 кг × 4%=90 кг. Из этих 90 кг 27 кг (30% -это силикат-глыба с фракцией от 0 мм до 2 мм, которая перед загрузкой в смеситель шихты перемешивается в промежуточном смесителе с премиксом селена и оксида кобальта с наполнителем. Масса премикса равна 2250 кг × 0,02%=0,45 кг. Для смешивания такого количества премикса с 27 кг измельченной силикат - глыбы необходим промежуточный смеситель объемом 30 литров. 63 кг (70% от 90 кг) силикат-глыбы с фракцией от 2 мм до 10 мм загружается непосредственно в смеситель шихты за 20-30 секунд до окончания цикла перемешивания.The charge is prepared in a mixer with a capacity of 2250 liters (the volume of the mixer, depending on the required performance, can vary from 750 l to 4500 l). The mass of the batch to be prepared is 2250 kg. For this value, the amount of lump-silicate introduced into the raw mixture is 2250 kg × 4% = 90 kg. Of these 90 kg, 27 kg (30% is a silicate lump with a fraction from 0 mm to 2 mm, which is mixed in an intermediate mixer with a premix of selenium and cobalt oxide with a filler before being loaded into the batch mixer. The weight of the premix is 2250 kg × 0, 02% = 0.45 kg. To mix this amount of premix with 27 kg of crushed lump silicate, an intermediate mixer with a volume of 30 liters is required. 63 kg (70% of 90 kg) lump silicate with a fraction of 2 mm to 10 mm is loaded directly into batch mixer 20-30 seconds before the end of the mixing cycle.
Количество кварцевого песка, загружаемого в смеситель, при этом уменьшается на 2250 кг × 2,92% = на 65,7 кг, а соды на 2250 кг × 1,06%=23,9 кг.The amount of quartz sand loaded into the mixer is reduced by 2250 kg × 2.92% = 65.7 kg, and soda by 2250 kg × 1.06% = 23.9 kg.
При варке шихты с добавлением 4% (от массы приготавливаемой порции шихты) измельченной и классифицированной по гранулометрическому составу силикат-глыбы повышается съем стекломассы на 9% (27 тонн) и, примерно, на 10% снижается расход селена за счет уменьшения его улетучивания из зоны силикатообразования.When a batch is cooked with the addition of 4% (of the mass of the batch of batch being prepared) of crushed and classified according to the granulometric composition of silicate lumps, the removal of molten glass increases by 9% (27 tons) and, by about 10%, the consumption of selenium is reduced by reducing its volatilization from the zone silicate formation.
При силикатном модуле равном 3,0 показатели повышения эффективности стекловарения примерно такие же. Количество кварцевого песка в приготавливаемой порции шихты снижается на 2250 кг × 2,95%=66,4 кг (2,95%=4% × 73,8%, где 73,8% - содержание диоксида кремния в силикат-глыбе с модулем = 3), а соды на 2250 кг × 1,02%=22,95 кг (1,02%=4% × 25,5%, где 25,5% - содержание оксида натрия в силикат-глыбе с модулем = 3,0).With a silicate modulus equal to 3.0, the indicators of increasing the efficiency of glass making are approximately the same. The amount of quartz sand in the prepared batch of the charge decreases by 2250 kg × 2.95% = 66.4 kg (2.95% = 4% × 73.8%, where 73.8% is the content of silicon dioxide in a silicate lump with a modulus = 3), and soda by 2250 kg × 1.02% = 22.95 kg (1.02% = 4% × 25.5%, where 25.5% is the content of sodium oxide in a silicate lump with modulus = 3 , 0).
Таким образом, использование 3-4% измельченной и классифицированной по гранулометрическому составу силикат-глыбы с силикатным модулем 2,6 - 3,0 в составе стекольной шихты для варки бесцветного стекла в производстве стеклянной тары позволяет повысить производительность стекловаренной печи 8-10% и сократить потери селена за счет его улетучивания на 10 - 12%. Все приведенные показатели повышения эффективности стекловарения получены в процессе реальной варки стекла на действующих стеклотарных заводах.Thus, the use of 3-4% crushed and classified by granulometric composition silicate lumps with a silicate modulus of 2.6 - 3.0 in the glass batch for melting colorless glass in the production of glass containers can increase the productivity of the glass furnace by 8-10% and reduce loss of selenium due to its volatilization by 10 - 12%. All the above indicators of increasing the efficiency of glass making were obtained in the process of real glass melting at operating glass container plants.
Источники информации, на которые следует обратить внимание при экспертизе:Sources of information that you should pay attention to during the examination:
1. Технология стекла. Под ред. И.И. Китайгородского. Стройиздат. М. 1961. С. 334, 336-351.1. Glass technology. Ed. I.I. Kitaygorodsky. Stroyizdat. M. 1961.S. 334, 336-351.
2. Полкан Г.А., Пентко В.Л., Янакиди Е.В. и др. Разработка эффективных способов подготовки и ввода красителей в шихту // «Стеклопрогресс - XXI» Сб. научных докладов. - Саратов, ООО «Буква». 2013. С. 31-35.2. Polkan G.A., Pentko V.L., Yanakidi E.V. and others. Development of effective methods for the preparation and introduction of dyes into the charge // "Stekloprogress - XXI" Coll. scientific reports. - Saratov, LLC "Bukva". 2013.S. 31-35.
3. Патент РФ на изобретение №2551540. Способ приготовления стекольной шихты для варки теплопоглощающего стекла бронзового цвета. В.В. Ефременков. Опубл. 27.05.2015. Бюлл. №15.3. RF patent for invention №2551540. A method of preparing a glass batch for melting heat-absorbing bronze glass. V.V. Efremenkov. Publ. 05/27/2015. Bull. No. 15.
4. Патент РФ на изобретение №2250879. Способ варки бесцветных и цветных железосодержащих стекол из стеклянного боя. Д.В. Кондрашев. Опубл. 27. 04.2005. Бюлл. №12.4. RF patent for invention №2250879. A method of melting colorless and colored iron-containing glasses from broken glass. D.V. Kondrashev. Publ. 27.04.2005. Bull. No. 12.
5. Патент РФ на изобретение №2115632. Способ приготовления стекольной шихты. В.В. Ефременков, B.C. Рожков, В.Н. Березин, и др. Опубл. 20.07.1998. Бюлл. №20.5. RF patent for invention №2115632. A method for preparing a glass batch. V.V. Efremenkov, B.C. Rozhkov, V.N. Berezin, et al. Publ. 20.07.1998. Bull. No. 20.
6. Патент РФ на изобретение №2053970. Способ приготовления стекольной шихты. А.И. Везенцев. Опубл. 10.02.1996. Бюлл. №4.6. RF patent for invention No. 2053970. A method for preparing a glass batch. A.I. Vezentsev. Publ. 02/10/1996. Bull. No. 4.
7. ГОСТ Р 50418 - 92. Силикат натрия растворимый. Технические условия.7. GOST R 50418 - 92. Soluble sodium silicate. Technical conditions.
8. В.Е. Маневич, К.Ю. Субботин, В.В. Ефременков. Сырьевые материалы, шихта и стекловарение. М. РИФ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ». 2008. 224 с.8. V.E. Manevich, K. Yu. Subbotin, V.V. Efremenkov. Raw materials, charge and glass making. M. RIF "BUILDING MATERIALS". 2008.224 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020115227A RU2734574C1 (en) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Method of charge preparation for colorless glass melting in glass containers production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020115227A RU2734574C1 (en) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Method of charge preparation for colorless glass melting in glass containers production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2734574C1 true RU2734574C1 (en) | 2020-10-20 |
Family
ID=72940536
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020115227A RU2734574C1 (en) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Method of charge preparation for colorless glass melting in glass containers production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2734574C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2784080C1 (en) * | 2022-06-06 | 2022-11-23 | Валерий Вячеславович Ефременков | Method for charge preparation for producing colorless sheet glass with increased transparency |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU808381A1 (en) * | 1979-05-14 | 1981-02-28 | Завод "Армхрусталь" Производствен-Ного Объединения "Армстекло" | Method of preparing glass charge for making colourless glass |
RU2053970C1 (en) * | 1992-12-23 | 1996-02-10 | Научно-производственное предприятие "Силиколл" | Glass charge preparation method |
RU2491234C1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-08-27 | Закрытое акционерное общество "Стромизмеритель" | Method of preparing mixture for making quenched cullet for foamed glass |
-
2020
- 2020-04-17 RU RU2020115227A patent/RU2734574C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU808381A1 (en) * | 1979-05-14 | 1981-02-28 | Завод "Армхрусталь" Производствен-Ного Объединения "Армстекло" | Method of preparing glass charge for making colourless glass |
RU2053970C1 (en) * | 1992-12-23 | 1996-02-10 | Научно-производственное предприятие "Силиколл" | Glass charge preparation method |
RU2491234C1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-08-27 | Закрытое акционерное общество "Стромизмеритель" | Method of preparing mixture for making quenched cullet for foamed glass |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2784080C1 (en) * | 2022-06-06 | 2022-11-23 | Валерий Вячеславович Ефременков | Method for charge preparation for producing colorless sheet glass with increased transparency |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3082102A (en) | Processes of manufacturing glass | |
US2578110A (en) | Production of glass | |
CN101456671B (en) | Method for preparing medicinal brown bottle by using cullet | |
US3725022A (en) | Method of feeding glass batch | |
CN114728825A (en) | Refining glass from submerged combustion melter | |
RU2734574C1 (en) | Method of charge preparation for colorless glass melting in glass containers production | |
TW201623157A (en) | Method for producing glass raw material granulated body, method for producing molten glass, and method for producing glass article | |
AU736200B2 (en) | Process for producing sintered ore and the sintered ore | |
US3065090A (en) | Method of preparing glass | |
US20180354841A1 (en) | Glass raw material granules and method for their production | |
CN115231803B (en) | Granulating method of glass batch | |
RU2631271C1 (en) | Method of colourless glass melting in manufacture of glassware | |
CN214735328U (en) | Automatic glass batching device | |
CN114349335A (en) | Low-boron glass formula, production process, production line and production device thereof | |
RU2374188C1 (en) | Method of controlling loading charge into glass-melting furnace | |
CN109020246A (en) | A kind of novel glass fiber cooperation material formula and its production technology | |
Efremenkov | Particularities of Glass Batch Preparation with Selenium | |
CN101333061A (en) | Conveying process for liquid crystal glass primary materials | |
RU2736666C1 (en) | Method of dosed supply of charge and cullet to glass melting furnace | |
CN113561320A (en) | Intermittent asphalt concrete mixing plant | |
CN206266413U (en) | Domestic glass automatic batching system | |
JP2018053306A (en) | Method of manufacturing sintered ore and manufacturing facility line of sintered ore | |
JP2005519015A (en) | Selective glass batch formation method that improves melting efficiency and reduces gross segregation of glass batch components | |
KR20230074175A (en) | Preparation of raw material composition | |
CN214637142U (en) | Glass raw materials for production's broken system |