RU2776743C2 - Production of glass of mixture containing calcium oxide, using glass furnace - Google Patents
Production of glass of mixture containing calcium oxide, using glass furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776743C2 RU2776743C2 RU2019143708A RU2019143708A RU2776743C2 RU 2776743 C2 RU2776743 C2 RU 2776743C2 RU 2019143708 A RU2019143708 A RU 2019143708A RU 2019143708 A RU2019143708 A RU 2019143708A RU 2776743 C2 RU2776743 C2 RU 2776743C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- particles
- sieve
- calcium oxide
- particle size
- Prior art date
Links
- 239000011521 glass Substances 0.000 title abstract 11
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 title abstract 3
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 abstract 1
- 239000001187 sodium carbonate Substances 0.000 abstract 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области производства стекла. Плавление материалов, из которых состоит стекло, требует подачи большого количества энергии. Температура стекломассы составляет порядка 1300-1500°C. В зависимости от состава стекла оно предназначено для непосредственно бытового использования, например, в виде стаканов для питья, остекления, или опосредованного использования, например в стеклокерамических плитах, или для промышленного использования.The present invention relates to the field of glass production. The melting of the materials that make up glass requires a large amount of energy to be supplied. The temperature of the glass melt is in the order of 1300-1500°C. Depending on the composition of the glass, it is intended for direct domestic use, for example in the form of drinking glasses, glazing, or indirect use, for example in glass-ceramic stoves, or for industrial use.
Печь подвергается очень сильным термическим и механическим воздействиям. Печь выполняют с использованием высококачественных огнеупорных покрытий. Огнеупорные покрытия являются дорогостоящими и чувствительными к определенным составляющим стекла, которые могут вступать в химическую реакцию. Поскольку огнеупорные покрытия являются слабыми проводниками тепла, нагревание стекломассы выполняют, начиная с верхней части.The furnace is exposed to very strong thermal and mechanical influences. The furnace is made using high quality refractory coatings. Refractory coatings are expensive and sensitive to certain glass constituents that can react chemically. Since refractory coatings are poor conductors of heat, heating of the glass mass is carried out starting from the top.
Пламенную горелку на жидком или газообразном топливе размещают между стекломассой и верхней частью печи, также известной как свод печи. Стекломассу нагревают в целом за счет теплопередачи посредством излучения. Температура на выпускном отверстии для газа составляет от 1300 до 1600°C в зависимости от типа стекла.A liquid or gaseous flame burner is placed between the glass melt and the top of the furnace, also known as the roof of the furnace. The glass mass is generally heated by heat transfer by radiation. The temperature at the gas outlet is between 1300 and 1600°C depending on the type of glass.
Более того, при изготовлении стекла высвобождается большое количество газа. Стекломассу дегазируют в течение нескольких часов, чтобы предотвратить образование пузырьков в стекле. Для способствования дегазации могут использоваться добавки для очистки, такие как сульфаты. Печь эксплуатируют для получения стекольной шихты выбранного состава.Moreover, large amounts of gas are released during the manufacture of glass. The glass melt is degassed for several hours to prevent the formation of bubbles in the glass. Cleaning additives such as sulfates can be used to aid degassing. The furnace is operated to obtain a glass mixture of the selected composition.
Отходящие газы, полученные в процессе дегазации и сгорания, отводят через дымовую трубу.Exhaust gases from the degassing and combustion process are removed through the chimney.
Заявитель преследовал цель значительного снижения энергопотребления относительно массы произведенного стекла.The Applicant pursued the goal of a significant reduction in energy consumption relative to the mass of glass produced.
В натриево-кальциево-силикатном стекле основными исходными материалами являются известняк, сода, например в виде карбоната натрия Na2CO3, и диоксид кремния в виде кварцевого песка. Известняк и карбонат натрия при осветлении стекла высвобождают CO2.In soda lime silicate glass, the main starting materials are limestone, soda, for example in the form of sodium carbonate Na 2 CO 3 , and silica in the form of quartz sand. Limestone and sodium carbonate release CO 2 when brightening glass.
В JPS55100236 описано использование шлака для изготовления стекла. Тем не менее, многие технические препятствия не устранены. Заявитель не осведомлен о промышленной реализации такой технологии.JPS55100236 describes the use of slag to make glass. However, many technical hurdles remain. The applicant is not aware of the industrial implementation of such technology.
В US 2084328 описан загрузочный материал для стекловаренной печи, получаемый из доломита и каолина, смешанных во влажных условиях. Взвесь из доломита и каолина кальцинируют и затем смешивают с кальцинированной содой, песком и негашеной известью.US 2,084,328 describes a glass furnace feed material made from dolomite and kaolin mixed under wet conditions. A suspension of dolomite and kaolin is calcined and then mixed with soda ash, sand and quicklime.
В US 2005/0022557 описано предварительное смешивание Na2CO3 и SiO2 параллельно с предварительным смешиванием CaCO3 и SiO2 с предварительным прохождением реакции, а затем смешивание двух предварительно приготовленных смесей и дополнительного количества SiO2 с последующим введением в стекловаренную печь.US 2005/0022557 describes pre-mixing Na 2 CO 3 and SiO 2 in parallel with pre-mixing CaCO 3 and SiO 2 with a pre-reaction, and then mixing the two pre-mixes and additional SiO 2 with subsequent introduction into the glass melting furnace.
US 2012/0216574 относится к способу изготовления стекла, предусматривающему кальцинирование CaCO3 с образованием CaO, обеспечение образования стекла на основе Na2SiO3 в жидкой фазе и смешивание в жидкой фазе CaO и Na2SiO3 с образованием натриево-кальциево-силикатного стекла.US 2012/0216574 relates to a process for making glass comprising calcining CaCO 3 to form CaO, forming Na 2 SiO 3 based glass in the liquid phase, and mixing CaO and Na 2 SiO 3 in the liquid phase to form soda lime silicate glass.
Более того, заявителю известно о семинаре «Glass Trend Seminar», проходившему 18 и 19 октября 2012 года в Эйндховене, на котором Ханде Сесигюр (Hande Sesigür), Мелек Орхон (Melek Orhon) и Бану Арслан (Banu Arslan) из компании SISECAM представили документ «Альтернативные сырьевые материалы для улучшения свойств плавления при получении стекла», в котором сообщается об испытании введения кальцинированной извести в стекловаренную печь, что приводит к небольшому снижению энергопотребления, более легкому плавлению, увеличению удельной загрузки печи, но также приводит к более высокой себестоимости тонны произведенного стекла, высокому содержанию шихтной пыли над стекломассой, повышенной коррозии стенок печи и проблемам адгезии между частицами.Moreover, the complainant is aware of the Glass Trend Seminar held on 18 and 19 October 2012 in Eindhoven, where Hande Sesigür, Melek Orhon and Banu Arslan from SISECAM presented the document "Alternative Raw Materials for Improving Melting Properties in Glass Making", which reports a test of introducing calcined lime into a glass furnace, resulting in a slight reduction in energy consumption, easier melting, an increase in furnace specific load, but also leads to a higher cost per tonne of glass production. glass, high content of charge dust over the glass mass, increased corrosion of the furnace walls and problems of adhesion between particles.
Заявитель провел испытания. Замена известняка на негашеную известь в материалах для производства стекла создает трудности, особенно связанные с реакционной способностью негашеной извести с атмосферной влагой. Экономическое равновесие в случае извести менее благоприятно, чем в случае известняка, несмотря на сокращение транспортируемого и обрабатываемого груза в тоннах. Более того, известь с большим размером частиц медленно плавится в стекломассе, и материалы могут остаться нерасплавленными. Известь с мелким размером частиц вызывает образование шихтной пыли, захватываемой газообразными продуктами горения. Часть извести теряется и забивает дымоходы, выходящие из печи.The applicant carried out the tests. The substitution of limestone for quicklime in glass making materials presents difficulties, especially in relation to the reactivity of quicklime with atmospheric moisture. The economic balance in the case of lime is less favorable than in the case of limestone, despite the reduction in transported and handled cargo in tons. Moreover, lime with a large particle size melts slowly in the glass mass and the materials may remain unmelted. Lime with a fine particle size causes the formation of charge dust, captured by combustion gases. Part of the lime is lost and clogs the chimneys coming out of the kiln.
Несмотря на эти препятствия, заявитель продолжил и разработал смесь-предшественник стекла. Сложность возникла в ходе получения смеси. В отсутствие воды порошкообразная смесь не имеет постоянства и образует большое количество шихтной пыли. Тем не менее, вода и известь вместе вступают в экзотермическую реакцию. Достигнутая температура затрудняет обращение со смесью.Despite these obstacles, the Applicant went ahead and developed a glass precursor blend. The difficulty arose during the preparation of the mixture. In the absence of water, the powder mixture is not stable and forms a large amount of charge dust. However, water and lime together enter into an exothermic reaction. The temperature reached makes it difficult to handle the mixture.
Заявитель разработал способ получения смеси-предшественника, в котором обеспечивается смесь с низким нагревом и низким образованием шихтной пыли. Размер частиц составляющих, вводимых в смесь, главным образом сохраняется, за исключением того факта, что технологические операции механического переноса могут вызывать эффект размалывания, в результате чего размер частиц немного уменьшается. Указанная смесь, вводимая в стекловаренную печь, обеспечивает снижение энергии, требуемой для получения стекла, и снижение количества высвобождаемого CO2 на порядка 3-6%. Более того, время плавления смеси меньше времени, наблюдаемого при использовании карбоната кальция. Это приводит к увеличению производительности печи, что также отражается в дополнительном снижении энергопотребления на порядка 4-6%.The Applicant has developed a process for preparing a precursor mixture that provides a mixture with low heat and low production of charge dust. The particle size of the constituents introduced into the mixture is largely maintained, except for the fact that the mechanical transfer process steps can cause a milling effect, whereby the particle size is slightly reduced. This mixture introduced into the glass melting furnace provides a reduction in the energy required to produce glass and a reduction in the amount of CO 2 released by the order of 3-6%. Moreover, the melting time of the mixture is less than the time observed when using calcium carbonate. This leads to an increase in the productivity of the furnace, which is also reflected in an additional reduction in energy consumption of the order of 4-6%.
В настоящем изобретении представлен способ изготовления стекла, предусматривающий получение смеси-предшественника стекла, предназначенной для стекловаренной печи, в котором воду, песок и карбонат натрия смешивают в массовых долях 0-5%, 40% - 65% и от более 0 и до не более 25% соответственно и после завершения периода времени, составляющего от по меньшей мере 10 минут и до менее одного часа, добавляют оксид кальция в массовой доле 1% - 20% относительно общего количества.The present invention provides a method for manufacturing glass, providing for obtaining a glass precursor mixture intended for a glass melting furnace, in which water, sand and sodium carbonate are mixed in mass fractions of 0-5%, 40%-65% and from more than 0 to not more than 25%, respectively, and after a period of time ranging from at least 10 minutes to less than one hour, calcium oxide is added in a mass fraction of 1% - 20% relative to the total amount.
В настоящем изобретении представлен способ изготовления стекла, предусматривающий получение смеси-предшественника стекла, предназначенной для стекловаренной печи, в котором воду, песок и карбонат натрия смешивают в массовых долях 0-5%, 40% - 65% и от более 0 до не более 25% соответственно и после завершения периода времени, составляющего по меньшей мере один час, добавляют оксид кальция в массовой доле 1% - 20% относительно общего количества. При получении смеси-предшественника не происходит какого-либо значительного самопроизвольного нагревания или по меньшей мере какого-либо нагревания, которое может быть недостатком. Выдерживание до введения оксида кальция обеспечивает карбонату натрия время для захвата доступной воды, особенно находящейся в песке. Заявитель понял, что преимущество будет состоять в избегании химической реакции с участием извести перед обработкой в печи.The present invention provides a method for manufacturing glass, providing for obtaining a glass precursor mixture intended for a glass melting furnace, in which water, sand and sodium carbonate are mixed in mass fractions of 0-5%, 40%-65% and from more than 0 to not more than 25 %, respectively, and after a period of time of at least one hour, calcium oxide is added in a mass fraction of 1% - 20% relative to the total. Upon receipt of the mixture-precursor does not occur any significant spontaneous heating, or at least any heating, which can be a disadvantage. Waiting until calcium oxide is added gives the sodium carbonate time to capture available water, especially in the sand. The Applicant realized that the advantage would be to avoid a chemical reaction involving the lime prior to kiln processing.
В одном варианте осуществления массовая доля воды составляет от 1,5% до 3%. Риск образования шихтной пыли, даже при использовании фракций смеси с мелким размером частиц, снижается.In one embodiment, the mass fraction of water is from 1.5% to 3%. The risk of formation of charge dust, even when using fractions of the mixture with a fine particle size, is reduced.
В одном варианте осуществления указанное выдерживание составляет по меньшей мере один час.In one embodiment, said aging is at least one hour.
В одном варианте осуществления указанное выдерживание составляет от по меньшей мере 10 минут до менее одного часа для смеси воды, песка и карбоната натрия, содержащей не более 4,1% влаги.In one embodiment, said holding time is from at least 10 minutes to less than one hour for a mixture of water, sand and sodium carbonate containing no more than 4.1% moisture.
В одном варианте осуществления карбонат натрия характеризуется таким размером частиц, при котором менее 5% частиц проходит через сито с размером ячейки 0,075 мм, менее 15% частиц проходит через сито с размером ячейки 0,150 мм и менее 5% частиц не проходит через сито с размером ячейки 0,600 мм.In one embodiment, sodium carbonate has a particle size such that less than 5% of the particles pass through the 0.075 mm sieve, less than 15% of the particles pass through the 0.150 mm sieve, and less than 5% of the particles do not pass through the 0.150 mm sieve. 0.600 mm.
В одном варианте осуществления указанная смесь воды, песка и карбоната натрия содержит не более 3% влаги, при этом размер частиц карбоната натрия преимущественно составляет от более 0,500 мм до менее 1,000 мм.In one embodiment, said mixture of water, sand, and sodium carbonate contains no more than 3% moisture, with the particle size of the sodium carbonate preferably being greater than 0.500 mm to less than 1,000 mm.
В одном варианте осуществления указанная смесь воды, песка и карбоната натрия содержит не более 2% влаги, при этом размер частиц карбоната натрия преимущественно составляет менее 0,250 мм.In one embodiment, said mixture of water, sand and sodium carbonate contains no more than 2% moisture, with the particle size of the sodium carbonate preferably being less than 0.250 mm.
В одном варианте осуществления указанное выдерживание составляет менее 72 часов.In one embodiment, said aging is less than 72 hours.
В одном варианте осуществления начальная температура исходных материалов составляет по меньшей мере 30°C. Скорость гидратации карбоната натрия повышена.In one embodiment, the initial temperature of the starting materials is at least 30°C. The rate of hydration of sodium carbonate is increased.
В одном варианте осуществления оксид кальция характеризуется таким размером частиц, что от 70% до 90% частиц по массе не проходит через сито с размером ячейки 0,1 мм, предпочтительно от 30% до 80% частиц по массе не проходит через сито с размером ячейки 0,5 мм, более предпочтительно от 30% до 70% частиц по массе не проходит через сито с размером ячейки 2 мм. Образование шихтной пыли низкое.In one embodiment, the calcium oxide is characterized by a particle size such that 70% to 90% of the particles by weight do not pass through a sieve with a mesh size of 0.1 mm, preferably from 30% to 80% of the particles by weight do not pass through a sieve with a mesh size of 0.5 mm, more preferably 30% to 70% of the particles by weight do not pass through a sieve with a mesh size of 2 mm. Formation of charge dust is low.
В одном варианте осуществления оксид кальция характеризуется таким размером частиц, что более 90% частиц по массе не проходит через сито с размером ячейки 0,1 мм и менее 5% частиц по массе не проходит через сито с размером ячейки 4 мм, предпочтительно более 95% частиц по массе не проходит через сито с размером ячейки 0,1 мм и менее 1% частиц по массе не проходит через сито с размером ячейки 4 мм. Количество воздуха, вводимое в печь со смесью, является низким, и нерасплавленное вещество встречается редко.In one embodiment, the calcium oxide has a particle size such that more than 90% of the particles by weight do not pass through a 0.1 mm sieve and less than 5% of the particles by weight do not pass through a 4 mm sieve, preferably more than 95% particles by weight do not pass through a sieve with a mesh size of 0.1 mm and less than 1% of particles by weight do not pass through a sieve with a mesh size of 4 mm. The amount of air introduced into the furnace with the mixture is low and unmolten material is rare.
В одном варианте осуществления оксид кальция характеризуется средним размером частиц 1-1,5 мм.In one embodiment, the calcium oxide has an average particle size of 1-1.5 mm.
В одном варианте осуществления смесь-предшественник применяют в стекловаренной печи менее чем через 1 час после ее получения в случае размера частиц, при котором 90% или больше частиц по массе проходит через сито с размером ячейки 0,1 мм, предпочтительно менее чем через 2 часа после ее получения в случае размера частиц, при котором от 70% до 90% частиц по массе проходит через сито с размером ячейки 0,1 мм. Мелкий размер частиц связан с высокой реакционной способностью и быстрой обработкой. Плавление затем становится быстрым.In one embodiment, the precursor mixture is used in a glass melting furnace less than 1 hour after it is made, in the case of a particle size in which 90% or more particles by weight pass through a sieve with a mesh size of 0.1 mm, preferably less than 2 hours after its production in the case of a particle size in which from 70% to 90% of the particles by weight pass through a sieve with a mesh size of 0.1 mm. Fine particle size is associated with high reactivity and fast processing. Melting then becomes rapid.
В одном варианте осуществления смесь-предшественник применяют в стекловаренной печи менее чем через 8 часов после ее получения в случае размера частиц, при котором 70% или больше частиц по массе проходит через сито с размером ячейки 2 мм. Средний размер частиц обеспечивает «гибкую» обработку при промышленно выгодных значениях срока хранения.In one embodiment, the precursor mixture is used in a glass melting furnace less than 8 hours after it is made, at a particle size where 70% or more of the particles by weight pass through a 2 mm sieve. The medium particle size allows "flexible" processing at commercially advantageous shelf life values.
В одном варианте осуществления указанный песок является сухим. Количество вводимой воды хорошо контролируется. В варианте без введения воды, предпочтительно связанном со средним или большим размером частиц, уровень потребляемой энергии снижается. Песок считается сухим при содержании влаги менее 0,1%. Песок можно высушивать посредством нагревания при температуре на 15-20°С выше температуры окружающей среды.In one embodiment, said sand is dry. The amount of water injected is well controlled. In the variant without the introduction of water, preferably associated with a medium or large particle size, the level of energy consumption is reduced. Sand is considered dry when the moisture content is less than 0.1%. Sand can be dried by heating at a temperature of 15-20°C above ambient temperature.
В одном варианте осуществления вода присутствует в указанном песке в количестве предпочтительно от 3% до 4% по массе. Затраты на намеренное введение воды исключены.In one embodiment, water is present in said sand in an amount preferably from 3% to 4% by weight. The cost of intentionally introducing water is excluded.
В одном варианте осуществления оксид кальция не предусматривает намеренного добавления оксида алюминия. Оксид алюминия можно вводить в ходе смешивания воды, песка и карбоната натрия.In one embodiment, calcium oxide does not intentionally add alumina. The alumina can be introduced during the mixing of water, sand and sodium carbonate.
В одном варианте осуществления до или после добавления оксида кальция к смеси-предшественнику стекла добавляют стеклянный бой в массовой доле от 5% до 40% относительно общего количества. Стеклянный бой может поступать из некондиционных партий стекольной шихты. Партии имеют известный состав, следовательно, регулируют количества других сырьевых материалов с обеспечением необходимого качества стекла.In one embodiment, before or after the calcium oxide is added to the glass precursor mixture, cullet is added in a mass fraction of 5% to 40% of the total. The cullet can come from substandard batches of glass batch. The batches have a known composition, therefore, the quantities of other raw materials are adjusted to ensure the required glass quality.
В одном варианте осуществления смесь-предшественник стекла получают в твердом состоянии. В случае взвеси избегают испарения воды. Потребления энергии при предварительном плавлении исходных материалов избегают.In one embodiment, the glass precursor mixture is obtained in the solid state. In the case of a suspension, water evaporation is avoided. Energy consumption in the pre-melting of the starting materials is avoided.
В одном варианте осуществления смесь-предшественник стекла получают при температуре, находящейся в диапазоне от температуры окружающей среды до температуры окружающей среды, повышенной на 20°C.In one embodiment, the glass precursor mixture is produced at a temperature ranging from ambient temperature to ambient temperature elevated by 20°C.
В одном варианте осуществления смесь-предшественник стекла получают при температуре, находящейся в диапазоне от +0 до +20°C относительно предварительной температуры воды, песка, карбоната натрия и оксида кальция. В качестве предварительной температуры может быть взята средневзвешенная величина.In one embodiment, the glass precursor mixture is produced at a temperature in the range of +0 to +20° C. relative to the pre-temperature of water, sand, sodium carbonate and calcium oxide. A weighted average can be taken as the pre-temperature.
В одном варианте осуществления смесь-предшественник стекла получают без подвода тепловой энергии. Это предотвращает высыхание смеси, которое приводит к образованию мелких частиц и, следовательно, шихтной пыли.In one embodiment, the glass precursor mixture is produced without thermal energy input. This prevents the mixture from drying out, which leads to the formation of fine particles and, consequently, charge dust.
В одном варианте осуществления указанную смесь поджигают в электрической печи.In one embodiment, said mixture is ignited in an electric furnace.
В одном варианте осуществления смесь воды, песка, соды и оксида кальция вводят в стекловаренную печь, при этом оксид кальция присутствует в массовой доле от 1% до 20% относительно общего количества смеси, и смесь плавят с помощью по меньшей мере одной пламенной горелки, направленной к смеси. Указанная горелка обеспечивает хороший выход и эффект глянцевания шихтной пыли в направлении поверхности стекломассы, которая подвергается или которая подвергалась плавлению.In one embodiment, a mixture of water, sand, soda and calcium oxide is introduced into a glass melting furnace, with calcium oxide present in a mass fraction of 1% to 20% of the total amount of the mixture, and the mixture is melted using at least one flame burner directed to the mixture. Said burner provides a good yield and a glossing effect of charge dust towards the surface of the glass melt that is or has been subjected to melting.
В одном варианте осуществления окислитель, вводимый в горелку, представляет собой кислород. Эффект глянцевания шихтной пыли повышается.In one embodiment, the oxidizer introduced into the burner is oxygen. The effect of glossing charge dust increases.
В одном варианте осуществления вода, песок, карбонат натрия и оксид кальция присутствуют в массовых долях 0-5%, 40% - 65%, 1% - 25% и 1% - 20% соответственно.In one embodiment, water, sand, sodium carbonate and calcium oxide are present in mass fractions of 0-5%, 40%-65%, 1%-25% and 1%-20%, respectively.
В одном варианте осуществления декарбонизацию Na2CO3 проводят в стекловаренной печи в жидкой фазе.In one embodiment, the decarbonization of Na 2 CO 3 is carried out in a glass melting furnace in the liquid phase.
В настоящем изобретении представлена промышленная стекловаренная печь, содержащая резервуар для расплавленного стекла, нагревательную камеру сгорания, расположенную над резервуаром и ограниченную опорными стенками, торцами и сводом, трубу для отвода дымовых газов, сообщающуюся с нагревательной камерой, петлевую горелку, расположенную в направлении, параллельном трубе для отвода дымовых газов, и пламенную горелку, направленную к резервуару для расплавленного стекла.The present invention provides an industrial glass melting furnace, comprising a tank for molten glass, a heating combustion chamber located above the tank and bounded by supporting walls, ends and a roof, a flue gas pipe communicating with the heating chamber, a loop burner located in a direction parallel to the pipe to remove flue gases, and a flame burner directed to the tank for molten glass.
В одном варианте осуществления пламенная горелка расположена в своде печи.In one embodiment, the flame burner is located in the roof of the furnace.
В одном варианте осуществления стекловаренная печь является стационарной. Избегается неустойчивость вращающихся печей.In one embodiment, the glass melting furnace is stationary. The instability of rotary kilns is avoided.
Проводили испытания, указанные ниже.The tests below were carried out.
1) Температурное испытание партии смеси-предшественника натриево-кальциево-силикатного стекла1) Temperature test of a batch of soda-lime-silicate glass precursor blend
Отвешивали сырьевые материалы для обеспечения 20 кг смеси-предшественника. Песок высушивали и затем повторно увлажняли для обеспечения воспроизводимого содержания воды. Другие сырьевые материалы добавляли одновременно в момент времени t0. Смешивание проводили в течение 100 секунд в смесителе типа бетономешалки. Отбирали 16 кг и помещали в закрытый контейнер. Температуру регистрировали на протяжении 2 часов с помощью термопары, расположенной в центре партии в закрытом контейнере. Вода одинакова для 5 партий. Песок и карбонат натрия поступали из одних и тех же промышленных партий от одних и тех же поставщиков. Сравнивали пять источников кальция:The raw materials were weighed to provide 20 kg of the precursor mixture. The sand was dried and then re-wetted to ensure a reproducible water content. Other raw materials were added simultaneously at time t 0 . Mixing was carried out for 100 seconds in a mixer-type concrete mixer. Selected 16 kg and placed in a closed container. The temperature was recorded for 2 hours using a thermocouple located in the center of the party in a closed container. The water is the same for 5 batches. Sand and sodium carbonate came from the same industrial batches from the same suppliers. Five sources of calcium were compared:
- известняк;- limestone;
- белая негашеная известь A, поставляемая навалом, D50 при 0,1 мм;- white quicklime A, supplied in bulk, D 50 at 0.1 mm;
- коричневая негашеная известь B, поставляемая навалом, D50 при 0,1 мм;- brown quicklime B, supplied in bulk, D 50 at 0.1 mm;
- негашеная известь C поставляемая в больших мешках весом приблизительно 1 тонна, фракция 4/8 мм;- quicklime C supplied in large bags weighing approximately 1 ton, fraction 4/8 mm;
- негашеная известь D, D50 при 1,2 мм.- quicklime D, D 50 at 1.2 mm.
Обозначение D50 означает, что 50% материала по массе имеет меньший размер частиц и 50% материала имеет больший размер частиц. Фракция является коммерческим обозначением, указывающим на преобладание частиц с размером, находящимся в диапазоне от 4 до 8 мм.The designation D 50 means that 50% of the material by weight has a smaller particle size and 50% of the material has a larger particle size. Fraction is a commercial designation indicating the predominance of particles with a size ranging from 4 to 8 mm.
Кривые на фигуре 2 начинаются в момент времени t = t0 + 5 минут, поскольку учитывается период времени, необходимый для заполнения контейнера, установки термопары и закрытия контейнера. Кривые демонстрируют повышение температуры менее чем на 5°C при использовании известняка, на приблизительно 15°C при использовании негашеной извести C, поставляемой в больших мешках, на приблизительно 75°C в момент времени t = t0 + 35 минут при использовании негашеной извести D, на приблизительно 75°C в момент времени t = t0 + 12 минут при использовании белой негашеной извести A, поставляемой навалом, на более чем 90°C в момент времени t = t0 + 30 минут при использовании коричневой негашеной извести B, поставляемой навалом.The curves in figure 2 start at time t = t 0 + 5 minutes, since the time period required to fill the container, install the thermocouple and close the container is taken into account. The curves show a temperature rise of less than 5°C with limestone, approximately 15°C with quicklime C supplied in large bags, approximately 75°C at time t = t 0 + 35 minutes with quicklime D , by approximately 75°C at time t = t 0 + 12 minutes using white quicklime A supplied in bulk, by more than 90°C at time t = t 0 + 30 minutes using brown quicklime B supplied in bulk.
Низкий нагрев при использовании негашеной извести C может быть объяснен очень крупным размером частиц и предварительным поглощением влаги, которая частично гидратировала негашеную известь и вызывала потерю возможного прироста энергии. Гашеная известь, вводимая в стекловаренную печь, дегидратируется под действием тепла, которое влияет на энергетический баланс за счет энергии, необходимой для дегидратации, и энергии, обеспечивающей нагревание дополнительного количества воды до температуры печи. Тем не менее, известь с большим размером частиц менее подвержена непроизвольной гидратации, и гидратация происходит медленнее, чем в случае извести с мелким размером частиц.The low heating with quicklime C can be attributed to the very large particle size and pre-absorption of moisture, which partially hydrated the quicklime and caused a loss of possible energy gain. Slaked lime introduced into the glass furnace is dehydrated by heat, which affects the energy balance through the energy required for dehydration and the energy required to heat additional water to furnace temperature. However, lime with a large particle size is less prone to involuntary hydration, and hydration is slower than in the case of lime with a fine particle size.
Различия в нагревании и времени нагревания негашеной извести A и B, поставляемой навалом, белой и коричневой, объясняются различным составом, при этом они не являются очень значительными.Differences in heating and heating time of quicklime A and B, supplied in bulk, white and brown, are due to different composition, but they are not very significant.
Три партии из тестовых вариантов, которые подверглись значительному нагреванию, обеспечивают смесь, которая образует большое количество шихтной пыли, т. е. пылевых частиц, которые частично теряются при всасывании дымовыми трубами и не включаются в получаемое стекло. Более того, значительное нагревание затрудняет обработку смеси в течение нескольких часов. Данное значительное нагревание можно использовать для поджигания горячей смеси и улучшения теплового баланса стекловаренной печи. Прирост будет составлять порядка 1% - 1,5%.Three batches of test variants that were subjected to significant heat produced a mixture that produced a large amount of charge dust, i.e. dust particles that are partly lost by suction in the chimneys and are not included in the resulting glass. Moreover, significant heating makes it difficult to process the mixture for several hours. This significant heating can be used to ignite the hot mixture and improve the thermal balance of the glass melting furnace. The increase will be about 1% - 1.5%.
2) Испытание с фазированием той же смеси2) Test with phasing of the same mixture
В результате неожиданного прерывания обработки негашеная известь была введена в смесь с задержкой. Выполняли смешивание с водой, песком и карбонатом натрия. Песок и карбонат натрия поступали из тех же промышленных партий, как в первом испытании. Известь представляла собой фракцию 0/5 мм. Известь добавляли через 5 часов и оставшуюся часть испытания проводили как и ранее. Нагревания не регистрировали: см. нижнюю кривую на фигуре 3.As a result of an unexpected interruption in processing, quicklime was introduced into the mixture with a delay. Mixing was carried out with water, sand and sodium carbonate. The sand and sodium carbonate came from the same industrial batches as in the first test. Lime was a fraction of 0/5 mm. Lime was added after 5 hours and the remainder of the test was carried out as before. Heating was not recorded: see bottom curve in figure 3.
В свете данного результата заявитель провел два других испытания, включив в одном ту же самую негашеную известь в предварительно приготовленную смесь воды, песка и карбоната натрия, а в другом – включив предварительно приготовленную смесь воды, песка и карбоната натрия в ту же самую негашеную известь без выдерживания между получением предварительно приготовленной смеси и включением: см. верхние кривые на фигуре 3. Затем в обоих случаях происходило значительное нагревание, приблизительно 40°С. Обозначение «та же самая» негашеная известь в данном случае представляет собой негашеную известь из одной и той же поставки от производителя, характеризующуюся, таким образом, частицами очень похожего размера, фракция 0/3 мм, и идентичными условиями хранения. Негашеная известь получена из образца № 1 таблицы в главе 4.In light of this result, the Applicant carried out two other tests, in one including the same quicklime in a premixed mixture of water, sand and sodium carbonate, and in the other, incorporating a premixed water, sand and sodium carbonate in the same quicklime without holding time between premix and inclusion: see upper curves in figure 3. Then in both cases there was a significant heating, approximately 40°C. The designation "same" quicklime in this case is quicklime from the same supply from the manufacturer, thus characterized by very similar particle size, 0/3 mm fraction, and identical storage conditions. Quicklime is obtained from sample No. 1 of the table in chapter 4.
Период выдерживания при получении смеси с выдерживанием до введения извести является преимущественным для избегания нагревания. Партию смеси при отсутствии нагревания затем загружали в стекловаренную печь. Доля шихтной пыли была сопоставима с долей стекла, полученного из известняка.The aging period in the preparation of the mixture with aging prior to the introduction of lime is advantageous in order to avoid heating. A batch of the mixture was then loaded into a glass melting furnace without heating. The share of charge dust was comparable to the share of glass obtained from limestone.
3) Испытание с поджиганием3) Ignition test
Исходя из одного и того же состава натриево-кальциево-силикатного стекла заявитель стремился сравнить частицы негашеной извести различного размера в одной и той же печи. Другие сырьевые материалы являются идентичными от одного испытания к другому. Негашеная известь фракции 0/5 мм обеспечивала продуктивность получения стекла 23 тонны/сутки, а негашеная известь фракции 2/6 мм от одного и того же поставщика обеспечивала продуктивность получения стекла 20,5 тонны/сутки. Указанные типы негашеной извести получены из образцов 4 и 6 из таблицы в главе 4 соответственно. Тонкодисперсная негашеная известь плавится быстрее в печи, чем крупнодисперсная негашеная известь, но содержит больше воздуха. Воздух должен быть удален из плавящегося стекла посредством более длительной дегазации.Based on the same composition of soda-lime-silicate glass, the Applicant sought to compare quicklime particles of different sizes in the same kiln. Other raw materials are identical from one test to the next. 0/5mm quicklime produced a glass production rate of 23 tons/day, and 2/6mm quicklime from the same supplier produced a glass production rate of 20.5 tons/day. The types of quicklime indicated are obtained from samples 4 and 6 from the table in chapter 4, respectively. Fine quicklime melts faster in the kiln than coarse quicklime, but contains more air. Air must be removed from melting glass by longer degassing.
Более того, заявитель отдал предпочтение негашенной извести, содержащей максимальное количество частиц с размером частиц более 0,1 мм во избежание образования шихтной пыли, с размером ниже максимального значения, 4-6 мм, для быстрого плавления и с относительно распределенным значением между такими границами для снижения количества воздуха, который поджигается и который необходимо дегазировать из стекла.Moreover, the Applicant has preferred quicklime containing the maximum number of particles with a particle size of more than 0.1 mm to avoid the formation of charge dust, with a size below the maximum value, 4-6 mm, for fast melting and with a relatively distributed value between such boundaries for reducing the amount of air that is ignited and needs to be degassed from the glass.
В стекловаренной печи смесь плавилась быстрее, чем смесь с эквивалентным размером частиц на основе известняка, при этом состав смеси, обеспечивал получение по сути идентичного стекла. Данное ускорение отражается в увеличении суточной производительности печи на порядка 22%.In the glass melting furnace, the mixture melted faster than the equivalent limestone-based particle size mixture, with the composition of the mixture producing substantially identical glass. This acceleration is reflected in an increase in the daily output of the kiln by about 22%.
В ходе испытаний, проведенных в той же лабораторной печи в отсутствие доломита, образцы плавящегося стекла отбирали с 30-минутными интервалами из печи. Две партии стекла одного и того же состава на основе одного и того же известняка требовали нагревания в течение 2 часов 30 минут и 3 часов для обеспечения надлежащего плавления. Образцы, отобранные до этого времени, содержали нерасплавленное вещество и после охлаждения разрушались в порошок. Партия стекла такого же состава на основе одного и того же известняка, предварительно прокаленного при 1000°C, с потерей при прокаливании 43,5%, размером частиц 0,1/2 мм и партия стекла такого же состава на основе негашеной извести C. Негашеная известь C содержит по массе: CaO 97,1%, MgO 1,8%, SiO2 0,5%, Al2O3 0,2% и Fe2O3 0,16 ppm. Негашеная известь C характеризуется размером частиц, при котором более 50% частиц не проходит через сито с размером ячейки 3,15 мм; 18% частиц не проходит через сито с размером ячейки 2 мм после прохождения через сито с размером ячейки 3,15 мм; 18% частиц не проходит через сито с размером ячейки 2 мм после прохождения через сито с размером ячейки 3,15 мм; менее 5% не проходит через сито с размером ячейки 1,6 мм после прохождения через сито с размером ячейки 2 мм; менее 5% частиц не проходит через сито с размером ячейки 0,8 мм после прохождения через сито с размером ячейки 1,6 мм; менее 5% частиц не проходит через сито с размером ячейки 0,5 мм после прохождения через сито с размером ячейки 0,8 мм; менее 5% частиц не проходит через сито с размером ячейки 0,315 мм после прохождения через сито с размером ячейки 0,5 мм; менее 5% частиц не проходит через сито с размером ячейки 0,2 мм после прохождения через сито с размером ячейки 0,315 мм; менее 5% частиц не проходит через сито с размером ячейки 0,1 мм после прохождения через сито с размером ячейки 0,2 мм; менее 10% частиц не проходит через сито с размером ячейки 0,08 мм после прохождения через сито с размером ячейки 0,1 мм; менее 5% частиц проходит через сито с размером ячейки 0,08 мм. Последние две партии стекольной шихты обеспечивали стекло подходящего качества после 2 часов нагревания. Отсутствие доломита является упрощением, которое не способно изменить вывод о сокращении времени плавления.In tests carried out in the same laboratory furnace in the absence of dolomite, melting glass samples were taken at 30 minute intervals from the furnace. Two batches of glass of the same composition based on the same limestone required heating for 2
4) Измерение размера частиц4) Particle size measurement
Данные измерения размера частиц показывают, что данный параметр изменяется в зависимости от варианта упаковки извести – большие мешки, навалом и т. д., обработки и перемещения извести, а также условий и времени хранения. Необходимый размер частиц предусматривает максимально возможное количество частиц от 0,1 мм до 4 мм, например, 90% частиц по массе, не проходящих через сито с размером ячейки 0,1 мм, и менее 5% частиц по массе, не проходящих через сито с размером ячейки 4 мм. Предпочтительный размер частиц представляет собой: более 95% частиц по массе, не проходящих через сито с размером ячейки 0,1 мм, и менее 1% частиц по массе, не проходящих через сито с размером ячейки 4 мм.Particle size measurement data shows that this parameter varies depending on the type of lime packaging - big bags, bulk, etc., processing and movement of lime, as well as storage conditions and time. The required particle size provides for the maximum possible number of particles from 0.1 mm to 4 mm, for example, 90% of particles by mass that do not pass through a sieve with a mesh size of 0.1 mm, and less than 5% of particles by mass that do not pass through a sieve with cell size 4 mm. The preferred particle size is: more than 95% by weight of particles that do not pass through a 0.1 mm sieve and less than 1% of particles by weight that do not pass through a 4 mm sieve.
5) Количество шихтной пыли5) The amount of charge dust
Вытяжная труба промышленной стекловаренной печи была оснащена обводной трубой для извлечения и взвешивания части шихтной пыли. Такое же устройство с обводной трубой применяли в ходе испытания. Испытания проводили с теми же сырьевыми материалами, что и в начале, за исключением замены известняка на CaO и с получением стекла такого же состава на выходе и на протяжении периода времени, составляющего 24 часа. Первую серию испытаний проводили с использованием традиционной смеси, содержащей известняк, и печи замкнутого цикла со сводовой горелкой. Вторую серию испытаний проводили с использованием смеси, содержащей негашеную известь № 4, и печи замкнутого цикла со сводовой горелкой. Состав смеси являлся следующим: 1367 кг песка, 112 кг доломита, 416 кг карбоната натрия, 4 кг сульфата натрия, 160 кг негашеной извести, 30 кг оксида алюминия. Количества извлеченной шихтной пыли представляют собой относительные измерения для взаимного сравнения. Они не были выражены относительно тонны полученного стекла. Далее приведены исходные значения в граммах.The chimney of an industrial glass melting furnace was equipped with a bypass pipe for extracting and weighing part of the charge dust. The same bypass device was used during the test. The tests were carried out with the same raw materials as at the beginning, except for replacing the limestone with CaO, and obtaining glass of the same composition at the output and over a period of 24 hours. The first series of tests was carried out using a conventional mixture containing limestone and a closed cycle furnace with a dome burner. The second series of tests was carried out using a mixture containing quicklime No. 4 and a closed cycle furnace with a dome burner. The composition of the mixture was as follows: 1367 kg of sand, 112 kg of dolomite, 416 kg of sodium carbonate, 4 kg of sodium sulfate, 160 kg of quicklime, 30 kg of alumina. The amounts of batch dust recovered are relative measurements for intercomparison. They were not expressed in terms of tons of glass produced. Below are the initial values in grams.
Серия № 1: среднее значение: 43,15; стандартное отклонение: 14,65. Появление собранных пылевых частиц обусловлено двумя эффектами: улетучиванием частиц и испарением, а затем повторной конденсацией газообразных частиц на «холодном пальце», который был помещен в вытяжную трубу для улавливания пылевых частиц. Данный второй эффект был идентифицирован заявителем.Series #1: Mean: 43.15; standard deviation: 14.65. The appearance of collected dust particles is due to two effects: volatilization of particles and evaporation and then re-condensation of gaseous particles on the "cold finger", which was placed in a chimney to trap dust particles. This second effect has been identified by the Applicant.
Серия № 2: среднее значение: 45,2; стандартное отклонение: 7,85. Применяли анализ, выполненный для серии № 1. В ходе одиннадцатимесячного цикла не было необходимости чистить вытяжную трубу. Извлеченные пылевые частицы преимущественно содержали сульфат натрия, который легко очищать по сравнению с сульфатом кальция, обычно обнаруживаемым в вытяжной трубе. Из этого следует, что потеря Са в шихтной пыли снижается.Series #2: Mean: 45.2; standard deviation: 7.85. The analysis performed for series No. 1 was used. During the eleven-month cycle, it was not necessary to clean the chimney. The recovered dust particles predominantly contained sodium sulfate, which is easy to clean up compared to the calcium sulfate commonly found in the chimney. It follows from this that the loss of Ca in the charge dust is reduced.
В заключение: измерение количества частиц в вытяжной трубе является трудным, и необходима интерпретация. В условиях испытания применение CaO, полученного в результате кальцинирования известняка, не приводит к образованию такой же шихтной пыли из частиц в печи, что и применение CaCO3 со сводовой горелкой.In conclusion: measuring the amount of particles in a chimney is difficult and interpretation is needed. Under test conditions, the use of CaO derived from limestone calcination does not produce the same particle charge dust in the kiln as does the use of CaCO 3 with a roof burner.
После проведения своих испытаний заявитель разработал получение смеси-предшественника стекла, предназначенной для стекловаренной печи, при котором, во-первых, воду, песок и карбонат натрия смешивают в массовых долях 0-5%, 40% - 65% и от более 0 до не более 25% соответственно и, во-вторых, добавляют оксид кальция в массовой доле 1% - 20% относительно общего количества. Добавление CaO проводят по меньшей мере через один час после первого смешивания. Материалы находятся при температуре окружающей среды. Вода абсорбируется карбонатом натрия и становится минимально доступной для CaO.After carrying out his tests, the Applicant has developed a preparation of a glass precursor mixture intended for a glass melting furnace, in which, firstly, water, sand and sodium carbonate are mixed in mass fractions of 0-5%, 40%-65% and from more than 0 to not more than 25%, respectively, and, secondly, calcium oxide is added in a mass fraction of 1% - 20% relative to the total amount. The addition of CaO is carried out at least one hour after the first mixing. The materials are at ambient temperature. Water is absorbed by sodium carbonate and becomes minimally available for CaO.
Вода позволяет снизить предрасположенность к образованию шихтной пыли благодаря эффекту когезии мелких частиц.Water can reduce the predisposition to the formation of batch dust due to the effect of cohesion of fine particles.
Смесь-предшественник содержит в случае натриево-кальциево-силикатного стекла: воду 0-3%, песок 65% - 75%, карбонат натрия 10% - 15%, негашеную известь 10% - 25%, оксид магния 0-6%, осветлители, красящие вещества и обесцвечивающие вещества 0-2%.The precursor mixture contains, in the case of soda lime silicate glass: water 0-3%, sand 65% - 75%,
Боросиликатное стекло содержит: 7% - 13% триоксида бора (B2O3), 4% - 8% оксидов щелочных металлов (Na2O; K2O), 2% - 7% оксида алюминия (Al2O3), 0-5% оксидов других щелочных металлов (CaO, MgO и т. д.). Боросиликатное стекло, содержащее CaO, может быть изготовлено из смеси-предшественника в соответствии с настоящим изобретением.Borosilicate glass contains: 7% - 13% boron trioxide (B 2 O 3 ), 4% - 8% alkali metal oxides (Na 2 O; K 2 O), 2% - 7% aluminum oxide (Al 2 O 3 ), 0-5% oxides of other alkali metals (CaO, MgO, etc.). Borosilicate glass containing CaO can be made from the precursor mixture according to the present invention.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными при ознакомлении с нижеследующим подробным описанием и прилагаемыми графическими материалами, на которых показано следующее.Other features and advantages of the present invention will become apparent upon reading the following detailed description and the accompanying drawings, which show the following.
- Фигура 1 представляет собой схематический вид в перспективе стекловаренной печи в соответствии с одним вариантом осуществления.- Figure 1 is a schematic perspective view of a glass melting furnace according to one embodiment.
- На фигуре 2 показаны кривые нагревания в виде функции времени для известняка и негашеной извести.- Figure 2 shows the heating curves as a function of time for limestone and quicklime.
- На фигуре 3 показаны кривые нагревания в виде функции времени для трех смесей, содержащих известь.- Figure 3 shows the heating curves as a function of time for three mixtures containing lime.
- На фигуре 4 показано несколько кривых нагревания в виде функции времени для десяти испытаний в зависимости от температуры исходных материалов, содержания влаги, выдерживания между предварительным смешиванием и введением негашеной извести и от размера частиц карбоната натрия.- Figure 4 shows several heating curves as a function of time for ten tests as a function of the temperature of the starting materials, moisture content, holding time between premixing and incorporation of quicklime, and particle size of sodium carbonate.
- На фигуре 5 показан выбор кривых из фигуры 4 по параметру влагосодержания.- Figure 5 shows the selection of curves from figure 4 according to the moisture content parameter.
- На фигуре 6 показан выбор кривых из фигуры 4 по параметру температуры.- Figure 6 shows the selection of curves from figure 4 by the temperature parameter.
- На фигуре 7 показан выбор кривых из фигуры 4 по параметру размера частиц карбоната натрия.- Figure 7 shows the selection of curves from Figure 4 for the sodium carbonate particle size parameter.
Прилагаемые графические материалы могут служить не только для дополнения изобретения, но также и для обеспечения его определения, где это уместно.The accompanying drawings may serve not only to complement the invention, but also to provide a definition where appropriate.
Стекловаренная печь 1 имеет по меньшей мере одну петлевую горелку и по меньшей мере одну сводовую горелку. Петлевая горелка ориентирована по сути горизонтально, близко к впускному отверстию для окислителя. Пламя распространяется по сути горизонтально над массой. Масса в начале нагревания состоит из исходных материалов, подлежащих плавлению, т. е. смеси-предшественника стекла, а затем из расплавленного стекла, которое подвергается обработке с постепенным превращением в техническое стекло, характеризующееся необходимым качеством. Сводовую горелку направляют по сути вертикально в верхней стенке печи. Пламя распространяется по сути вертикально в направлении массы.The glass melting furnace 1 has at least one loop burner and at least one roof burner. The loop burner is oriented substantially horizontally close to the oxidizer inlet. The flame propagates essentially horizontally over the mass. The mass at the beginning of the heating consists of the raw materials to be melted, i.e. the glass precursor mixture, and then of the molten glass, which is processed to gradually become technical glass of the required quality. The roof burner is guided substantially vertically in the top wall of the furnace. The flame propagates essentially vertically in the direction of the mass.
Стекловаренная печь 1 содержит резервуар 2 для расплавленного стекла для производства партиями. Стекловаренная печь 1 содержит камеру 3 сгорания, расположенную над расплавленной стекломассой, и верхнюю стенку 4, состоящую из свода 5 и вертикальных частей, известных как опорные стенки (по длине) или торцы (по ширине) 6, ограничивающие камеру 3 сгорания. Стекловаренная печь 1 содержит по меньшей мере одну петлевую горелку 7, в которую подают жидкое топливо или газ. Стекловаренная печь 1 содержит по меньшей мере одну сводовую горелку 8, в которую подают жидкое топливо или газ. Стекловаренная печь 1 содержит впускное отверстие 9 для окислителя. Окислитель может представлять собой воздух и/или кислород.The glass melting furnace 1 contains a
Горелка 8 устанавливается в своде 5. Горелка 8 представляет собой пламенную горелку, направленную к верхней поверхности массы, сверху вниз. Горелка 8 расположена так, что ее пламя находится за пределами зоны, где движение газа, генерируемого горелкой 7, является максимальным. Горелка 8 расположена по сути в верхней части свода 5. Горелка 8 расположена по сути в середине печи 1 в продольном направлении.The
Отверстие или карман 11 для подачи в печь 1 сырьевых материалов, подлежащих плавлению, в частности смеси-предшественника, предусмотрены в одной из опорных стенок. Элементы для извлечения осветленного стекла не показаны.An opening or pocket 11 for feeding into the furnace 1 the raw materials to be melted, in particular the precursor mixture, is provided in one of the supporting walls. Elements for extracting clarified glass are not shown.
Резервуар 2 и верхняя стенка 4 выполнены из огнеупорных материалов, усиленных наружной металлической конструкцией, удаленной от высокотемпературных зон. Горелка 7 представляет собой пламенную горелку, ориентированную горизонтально в камере 3 сгорания. Горелка 7 устанавливается под впускным отверстием 9 для окислителя.The
Стекловаренная печь 1 содержит отверстие 10 для отвода дымовых газов, расположенное в одной из вертикальных стенок 6 над расплавленной стекломассой. Горелка 7 и отверстие 10 для отвода дымовых газов могут быть предусмотрены на одной и той же более короткой стороне, так что пламя указанной горелки 7 и дымовые газы проходят U-образный путь в камере 3 сгорания. U-образный путь на обычном профессиональном языке называется путем в виде петли. Горелка 7 и отверстие 10 для отвода дымовых газов могут быть параллельными. Горелка 7 и отверстие 10 для отвода дымовых газов выступают в камеру 3 сгорания.The glass melting furnace 1 includes a
Ниже по потоку относительно отверстия 10 для отвода дымовых газов в направлении движения дымовых газов установка может содержать вытяжную трубу. Вытяжная труба по сути представляет собой горизонтальный дымоход. Вытяжная труба находится в сообщении по текучей среде с камерой 3 сгорания через отверстие 10 для отвода дымовых газов. Вытяжная труба выполнена из огнеупорных материалов, усиленных наружной металлической конструкцией, которая удалена от высокотемпературных зон. Вытяжная труба не содержит клапанов. Вытяжная труба направляет дымовые газы в дымовую трубу, или устройство для рекуперации тепла, или регенератор для нагревания окислителя.Downstream of the
Комбинированное применение петлевой горелки 7 и сводовой горелки 8 обеспечивает высокий выход и глянцевание поверхности массы. Глянцевание представляет собой быстрое плавление зоны поверхности массы, подвергаемой воздействию пламени из сводовой горелки 8. Быстрое плавление предупреждает высвобождение пылевых частиц из указанной зоны. Глянцевание обеспечивается быстрее.The combined use of the loop burner 7 and the
Более того, испытания, относящиеся к периоду выдерживания D между смешиванием (действием в виде смешивания) воды, песка и карбоната кальция и добавлением оксида кальция (негашеной извести), проводили в отношении температуры Tsm исходных материалов, соответствующей измеренным среднему значению температуры хранения в условиях окружающей среды и влагосодержанию H смеси песка/соды. Оксид алюминия, например в виде полевого шпата, фельдшпатоида и/или кальцинированного оксида алюминия, также смешивают с водой, песком и карбонатом натрия. Такие испытания приведены на фигурах 4-7. Измеренная температура указана по оси y, а время – по оси x. Кривые были откалиброваны по оси x по исходному значению для измерений в момент введения негашеной извести в смесь, содержащую заранее приготовленную смесь. Выдерживание D меняется от 20 минут для испытаний 1, 5 и 6 до 60 минут для испытания 7.Moreover, tests relating to the holding period D between the mixing (mixing action) of water, sand and calcium carbonate and the addition of calcium oxide (quicklime) were carried out with respect to the temperature T sm of the raw materials corresponding to the measured average storage temperature under the conditions environment and moisture content H of the sand/soda mixture. Alumina, for example in the form of feldspar, feldspathoid and/or calcined alumina, is also mixed with water, sand and sodium carbonate. Such tests are shown in figures 4-7. The measured temperature is on the y-axis and the time is on the x-axis. The curves were calibrated on the x-axis to the initial value for measurements at the time of the introduction of quicklime into the mixture containing the premix. Holding D varies from 20 minutes for
В данном случае воду подавали в сухой песок и смешивали в течение 3 минут. Затем смешивали карбонат натрия и оксид алюминия с влажным песком в течение 2 минут. Проводили измерение влагосодержания H и температуры T предварительно приготовленной смеси. Вода, присутствующая перед введением карбоната натрия и оксида алюминия, вступает в реакцию с карбонатом натрия посредством реакции гидратации карбоната натрия с повышением температуры на несколько градусов. Карбонат натрия вступает в реакцию с указанной водой по меньшей мере в испытаниях с кривыми 1-3. Свободная вода остается в испытании с кривой 4, поскольку последующее добавление оксида кальция приводит к сильному и стремительному повышению температуры. В испытаниях с кривыми 1-3 свободной воды практически не остается, поскольку последующее добавление оксида кальция не приводит к какому бы то ни было повышению температуры. Кроме того, подача воды для проверки более чем через один час после добавления оксида кальция приводит к сильному и стремительному повышению температуры.In this case, water was fed into dry sand and mixed for 3 minutes. Then sodium carbonate and alumina were mixed with wet sand for 2 minutes. The moisture content H and the temperature T of the premix were measured. The water present before the introduction of sodium carbonate and alumina reacts with sodium carbonate through a sodium carbonate hydration reaction with a temperature increase of several degrees. Sodium carbonate reacts with said water at least in tests with curves 1-3. Free water remains in the curve 4 test because the subsequent addition of calcium oxide results in a strong and rapid rise in temperature. In the tests with curves 1-3, practically no free water remains, since the subsequent addition of calcium oxide does not lead to any increase in temperature. In addition, supplying test water more than one hour after the addition of calcium oxide results in a strong and rapid rise in temperature.
Далее добавляли оксид кальция и смешивали. Перемешивающее действие проводили в смесителе типа бетономешалки с объемом 150 литров. Применяемые в каждом испытании количества составляют 19-20 кг. Природа и происхождение исходных материалов являются одинаковыми для испытаний 1-10. Наконец, испытания 1-10 проводились одним и тем же лицом в соответствии с одним и тем же протоколом с использованием одного и того же смесителя типа бетономешалки при одной и той же скорости вращения. Проведение измерения и точность измерения соответствуют полупромышленным испытаниям, которые ближе к реальности производственного цикла, чем фундаментальная исследовательская лаборатория, одной из целей которой является идентификация явлений, которые происходят в промышленном масштабе. Массы используемых материалов следующие: 13 кг песка, 4 кг карбоната натрия, 2 кг оксида кальция, 0,24 кг оксида алюминия и вода для достижения необходимой доли в процентах.Next, calcium oxide was added and mixed. The mixing action was carried out in a concrete mixer type mixer with a volume of 150 liters. The amounts used in each test are 19-20 kg. The nature and origin of the starting materials are the same for tests 1-10. Finally, tests 1-10 were conducted by the same person according to the same protocol using the same concrete mixer type mixer at the same rotation speed. The performance of the measurement and the accuracy of the measurement correspond to semi-industrial tests, which are closer to the reality of the production cycle than the fundamental research laboratory, one of the objectives of which is to identify phenomena that occur on an industrial scale. The masses of materials used are as follows: 13 kg of sand, 4 kg of sodium carbonate, 2 kg of calcium oxide, 0.24 kg of aluminum oxide and water to achieve the required percentage.
Песок имеет следующий состав: по меньшей мере 99% SiO2, менее 1% Al2O3, менее 0,1% K2O, менее 0,03% TiO2, менее 0,015% Fe2O3. Другие элементы присутствуют в следовых количествах. Песок характеризуется размером частиц D50 от 0,20 до 0,25 мм. Песок характеризуется размером частиц, при котором не более 3% частиц остается на сите с размером ячейки 0,355 мм, и не более 1% частиц проходит через сито с размером ячейки 0,125 мм.The sand has the following composition: at least 99% SiO 2 , less than 1% Al 2 O 3 , less than 0.1% K 2 O, less than 0.03% TiO 2 , less than 0.015% Fe 2 O 3 . Other elements are present in trace amounts. Sand is characterized by particle size D50 from 0.20 to 0.25 mm. Sand is characterized by a particle size at which no more than 3% of the particles remain on a sieve with a mesh size of 0.355 mm, and no more than 1% of the particles pass through a sieve with a mesh size of 0.125 mm.
Карбонат натрия имеет следующий состав: 99,75% Na2CO3, 0,03% NaCl и менее 0,1% H2O. Другие элементы присутствуют в следовых количествах. Карбонат натрия характеризуется размером частиц D50 от 0,15 до 0,25 мм. Карбонат натрия характеризуется размером частиц, при котором не более 0,5% частиц остаются на сите с размером ячейки 0,600 мм, по меньшей мере 90% частиц остается на сите с размером ячейки 0,150 мм и не более 2% частиц проходит через сито с размером ячейки 0,075 мм.Sodium carbonate has the following composition: 99.75% Na 2 CO 3 , 0.03% NaCl and less than 0.1% H 2 O. Other elements are present in trace amounts. Sodium carbonate is characterized by a particle size D50 of 0.15 to 0.25 mm. Sodium carbonate is characterized by a particle size at which no more than 0.5% of the particles remain on a sieve with a mesh size of 0.600 mm, at least 90% of the particles remain on a sieve with a mesh size of 0.150 mm and no more than 2% of the particles pass through a sieve with a mesh size of 0.075 mm.
Оксид кальция имеет следующий состав: по меньшей мере 93% CaO, менее 2% MgO, менее 2% CO2, менее 0,1% Fe2O3, менее 0,06% S. Другие элементы присутствуют в следовых количествах. Оксид кальция характеризуется размером частиц D50 от 0,08 до 0,12 мм. Оксид кальция характеризуется размером частиц, при котором не более 1,6% частиц остается на сите с размером ячейки 5,00 мм, и не более 55% частиц проходит через сито с размером ячейки 0,090 мм.Calcium oxide has the following composition: at least 93% CaO, less than 2% MgO, less than 2% CO 2 , less than 0.1% Fe 2 O 3 , less than 0.06% S. Other elements are present in trace amounts. Calcium oxide is characterized by particle size D50 from 0.08 to 0.12 mm. Calcium oxide is characterized by a particle size at which no more than 1.6% of the particles remain on a sieve with a mesh size of 5.00 mm, and no more than 55% of the particles pass through a sieve with a mesh size of 0.090 mm.
Измеряют максимальную температуру Tmax, достигнутую в течение часа после добавления оксида кальция. Измерение температуры выполняют путем введения температурного зонда в смесь, содержащуюся в смесителе, при этом смеситель находится в выключенном состоянии. Первое падение температуры, наблюдаемое на всех кривых на фигуре 4, соответствует стадии извлечения температурного зонда, добавления оксида кальция, включения смесителя на 2 минуты, повторного введения температурного зонда. Второе падение температуры, наблюдаемое на кривых 1, 2 и 3, соответствует дополнительной стадии добавления избытка воды сверх указанных количеств для проверки присутствия оксида кальция более чем через один час после введения указанного оксида кальция. Данное добавление воды отражается экзотермической реакцией гидратации оксида кальция, посредством которой он превращается в гидроксид кальция. Повышение температуры, наблюдаемое после указанного добавления избытка воды, позволяет сделать вывод о том, что оксид кальция заранее присутствовал в смеси.Measure the maximum temperature T max reached within one hour after the addition of calcium oxide. The temperature measurement is performed by inserting a temperature probe into the mixture contained in the mixer while the mixer is in the off state. The first drop in temperature observed on all curves in Figure 4 corresponds to the step of removing the temperature probe, adding calcium oxide, turning on the mixer for 2 minutes, reintroducing the temperature probe. The second drop in temperature observed in
Кроме того, подробное наблюдение за всеми кривыми перед добавлением оксида кальция демонстрирует повышение температуры, указывающее на реакцию вода-карбонат натрия. Достигнутая температура повышается с увеличением доли воды, в частности при сравнении кривых 1, 2, 3, 7 и 4, с одной стороны, и 6 и 5, с другой стороны.In addition, detailed observation of all curves prior to the addition of calcium oxide demonstrates an increase in temperature indicating a water-sodium carbonate reaction. The temperature reached increases with an increase in the proportion of water, in particular when comparing
Перед добавлением оксида кальция достигается максимум температуры, т. е. очень быстро для кривой 4 – приблизительно через 1 минуту после окончания перемешивающего действия, т. е. приблизительно через 3 минуты после приведения карбоната натрия и оксида алюминия в контакт с песком и водой, т. е. намного медленнее для других кривых – приблизительно через 10 минут после окончания перемешивающего действия. Снижение температуры после максимума указывает на то, что реакция вода-карбонат натрия прекратилась. Окончание указанной реакции указывает на то, что либо вся доступная вода была поглощена, либо что весь доступный карбонат натрия гидратирован и остается свободная вода. Таким образом, быстрая реакция согласно кривой 4 соответствует гидратации карбоната натрия избытком воды.The maximum temperature is reached before the addition of calcium oxide, i.e. very quickly for curve 4 - approximately 1 minute after the end of the mixing action, i.e. approximately 3 minutes after sodium carbonate and alumina are brought into contact with sand and water, t .e. much slower for other curves - about 10 minutes after the end of the mixing action. The decrease in temperature after the maximum indicates that the water-sodium carbonate reaction has stopped. The end of said reaction indicates that either all of the available water has been taken up, or that all of the available sodium carbonate has been hydrated and free water remains. Thus, the fast reaction according to curve 4 corresponds to the hydration of sodium carbonate with excess water.
После добавления оксида кальция измеряют температуру.After the addition of calcium oxide, the temperature is measured.
1) D = 20 минут, Tsm = 30°C, H = 1%. Tmax < Trm + 15°C.1) D = 20 minutes, T sm = 30°C, H = 1%. Tmax < Trm + 15°C.
2) D = 30 минут, Tsm = 30°C, H = 2%. Tmax < Trm + 15°C. 2) D = 30 minutes, T sm = 30°C, H = 2%. Tmax < Trm + 15°C.
3) D = 30 минут, Tsm = 30°C, H = 3%. Tmax < Trm + 15°C. 3) D = 30 minutes, T sm = 30°C, H = 3%. Tmax < Trm + 15°C.
4) D = 30 минут, Tsm = 30°C, H = 5%. Tmax > 100°C.4) D = 30 minutes, T sm = 30°C, H = 5%. Tmax > 100°C.
5) D = 20 минут, Tsm = 1°C, H = 2,7%. Tmax < Trm + 15°C.5) D = 20 minutes, T sm = 1°C, H = 2.7%. Tmax < Trm + 15°C.
6) D = 20 минут, Tsm = 1°C, H = 1,8%. Tmax < Trm + 15°C.6) D = 20 minutes, T sm = 1°C, H = 1.8%. Tmax < Trm + 15°C.
7) D = 60 минут, Tsm = 30°C, H = 4,1%. Tmax < Trm + 15°C.7) D = 60 minutes, T sm = 30°C, H = 4.1%. Tmax < Trm + 15°C.
8) D = 25 минут, Tsm = 30°C, H = 3,44%. Tmax < Trm + 15°C.8) D = 25 minutes, T sm = 30°C, H = 3.44%. Tmax < Trm + 15°C.
9) D = 30 минут, Tsm = 30°C, H = 5,1%. Tmax > 100°C.9) D = 30 minutes, T sm = 30°C, H = 5.1%. Tmax > 100°C.
10) D = 30 минут, Tsm = 30°C, H = 3,8%. Tmax > 60°C.10) D = 30 minutes, T sm = 30°C, H = 3.8%. Tmax > 60°C.
Нагревание менее 10°C происходит при смешивании (перемешивающее действие) воды, песка, карбоната натрия в испытаниях 2-4 и 7. Испытания 4, 9 и 10 неудовлетворительны из-за чрезмерного нагревания при введении оксида кальция. Сравнение испытаний 2 и 6, с одной стороны, и 3 и 5, с другой стороны, демонстрирует, что начальная температура сырьевых материалов Trm имеет небольшое влияние на максимальную температуру Tmax или не влияет на нее. Сравнение испытаний 2, 3 и 4, с одной стороны, и 5 и 6, с другой стороны, демонстрирует, что влагосодержание имеет небольшое влияние ниже порогового значения. Пороговое значение находится в диапазоне от более 4,1% до менее 5% в течение D = 30 минут. Тем не менее, влияние продолжительности D имеет верхний предел, установленный за счет способности карбоната натрия абсорбировать доступную свободную воду. Тем не менее, испытания демонстрируют, что количество воды должно быть значительно ниже теоретического максимального порога.Heating of less than 10°C occurs when mixing (stirring action) water, sand, sodium carbonate in tests 2-4 and 7.
Более того, размер частиц карбоната натрия влияет на продолжительность D. В некоторой степени, чем мельче размер частиц, тем быстрее абсорбируется вода, но существует риск инициации затвердевания. В случае затвердевания вода остается доступной для негашеной извести, что приводит к нагреванию, которого следует избегать.Moreover, the particle size of sodium carbonate affects the D duration. To some extent, the finer the particle size, the faster water is absorbed, but there is a risk of initiation of hardening. In the event of hardening, water remains available for the quicklime, resulting in heating which should be avoided.
В случае большого размера частиц карбоната натрия заявитель выдвигает гипотезу о том, что реакция с водой ограничена, причем указанная реакция происходит на поверхности гранул карбоната натрия, а внутри указанных гранул происходит минимально или вообще не происходит. Размер частиц песка имеет небольшое влияние из-за фактически несуществующей способности SiO2 становиться гидратированным.In the case of a large particle size of sodium carbonate, Applicant hypothesizes that the reaction with water is limited, said reaction taking place on the surface of the sodium carbonate granules, and little or no occurring inside said granules. Sand particle size has little effect due to the virtually non-existent ability of SiO 2 to become hydrated.
Испытание № 2 проводили с помощью смесителя типа бетономешалки с охлаждением при приблизительно 0°C, что замедляло реакцию гидратации карбоната натрия. Испытание № 2 не является полностью иллюстративным в той части кривой, которая предшествует добавлению оксида кальция. В целом подвод энергии может быть выполнен в виде нагревания смесителя типа бетономешалки и/или смешивания при более высокой температуре, чем температура окружающей среды, например, с помощью пламенной горелки, электрического нагревания или впрыска пара в смесь, при этом с поддержанием температуры смешивания ниже 47°С.Test No. 2 was carried out using a concrete mixer with cooling at approximately 0° C., which slowed down the sodium carbonate hydration reaction. Test No. 2 is not entirely illustrative in that part of the curve that precedes the addition of calcium oxide. In general, the energy input may be in the form of heating the mixer-type mixer and/or mixing at a higher temperature than ambient temperature, for example, using a flame burner, electrical heating or steam injection into the mixture, while maintaining the mixing temperature below 47 °C.
Таким образом, испытания с влагосодержанием 4,1% в смеси перед добавлением негашеной извести в течение периода продолжительностью D, составляющего по меньшей мере один час, и при влагосодержании 3% в течение периода продолжительностью D, составляющего по меньшей мере 10 минут, при типичном размере частиц карбоната натрия обеспечивают удовлетворительные результаты. Незначительное влияние продолжительности D более 10 минут из-за максимума температуры, достигнутого до истечения 10 минут, означает, что максимальное влагосодержание в смеси, составляющее не более 4,1%, перед добавлением негашеной извести в течение периода продолжительностью D, составляющего 10 минут, является преимущественным и будет даже универсальным относительно неточностей измерений или промышленных допусков.Thus, tests with a moisture content of 4.1% in the mixture before the addition of quicklime for a period of D of at least one hour, and at a moisture content of 3% for a period of D of at least 10 minutes, at a typical size sodium carbonate particles provide satisfactory results. The negligible effect of a D duration of more than 10 minutes due to the maximum temperature reached before the 10 minutes elapsed means that the maximum moisture content in the mixture of not more than 4.1% before the addition of quicklime for a period of D duration of 10 minutes is advantageous and will even be universal in relation to measurement inaccuracies or industrial tolerances.
Анализ левой части кривых предоставляет следующую информацию. Между моментом времени 0 и моментом извлечения зонда с целью подачи CaO, в моменты времени 20, 30, 60 минут – в зависимости от испытаний, изменение температуры отражает реакцию гидратации карбоната натрия при контакте с влажным песком. Между этими моментами идентифицируется период времени, в течение которого определяется локальный максимум температуры TNa. Локальный максимум температуры TNa указывает на то, что реакция гидратации карбоната натрия практически прекратилась.Analysis of the left side of the curves provides the following information. Between
1) D = 20 минут, Trm = 30°C, H = 1%. TNa, от 5 до 7 минут.1) D = 20 minutes, Trm = 30°C, H = 1%. T Na , 5 to 7 minutes.
2) D = 30 минут, Trm = 30°C, H = 2%. TNa, от 13 до 15 минут. 2) D = 30 minutes, Trm = 30°C, H = 2%. T Na , 13 to 15 minutes.
3) D = 30 минут, Trm = 30°C, H = 3%. TNa, от 5 до 7 минут. 3) D = 30 minutes, Trm = 30°C, H = 3%. T Na , 5 to 7 minutes.
4) D = 30 минут, Trm = 30°C, H = 5%. TNa, от 1 до 2 минут.4) D = 30 minutes, Trm = 30°C, H = 5%. T Na , 1 to 2 minutes.
5) D = 20 минут, Trm = 1°C, H = 2,7%. TNa, от 11 до 13 минут.5) D = 20 minutes, Trm = 1°C, H = 2.7%. T Na , 11 to 13 minutes.
6) D = 20 минут, Trm = 1°C, H = 1,8%. TNa, приблизительно 15 минут.6) D = 20 minutes, Trm = 1°C, H = 1.8%. T Na , about 15 minutes.
7) D = 60 минут, Trm = 30°C, H = 4,1%. TNa, от 17 до 19 минут.7) D = 60 minutes, T rm = 30°C, H = 4.1%. T Na , 17 to 19 minutes.
8) D = 25 минут, Trm = 30°C, H = 3,44%. TNa, от 7 до 9 минут.8) D = 25 minutes, T rm = 30°C, H = 3.44%. T Na , 7 to 9 minutes.
9) D = 30 минут, Trm = 30°C, H = 5,1%. TNa, более 25 минут.9) D = 30 minutes, Trm = 30°C, H = 5.1%. T Na , more than 25 minutes.
10) D = 30 минут, Trm = 30°C, H = 3,8%. TNa, от 25 до 27 минут.10) D = 30 minutes, T rm = 30°C, H = 3.8%. T Na , 25 to 27 minutes.
Начальная температура Trm исходных материалов имеет влияние на скорость реакции вода-карбонат натрия. При Trm = 30°C реакция проходит быстрее, чем при Trm = 1°C, если сравнивать между испытаниями 2 и 6, 3 и 5. Скорость реакции в испытании № 4 подтверждает наличие избытка воды, что обеспечивает более быструю гидратацию карбоната натрия. Относительная медленность реакции в испытании № 7 демонстрирует равновесие вода-карбонат натрия. Стабильность между испытаниями № 1 и № 3 демонстрирует, что продолжительность D, составляющая приблизительно 10 минут, достаточна и устойчива к изменению состава сырьевых материалов при начальной температуре, составляющей 30°C или больше. Такая стабильность между испытаниями № 1 и № 3 и между испытаниями № 6 и № 5 демонстрирует, что при избытке карбоната натрия относительно воды скорость реакции минимально зависит от содержания воды.The starting temperature T rm of the starting materials has an effect on the rate of the water-sodium carbonate reaction. At T rm = 30°C, the reaction is faster than at T rm = 1°C when compared between
Более того, в ходе последующего добавления избытка воды в испытаниях 2 и 3 и в ходе добавления оксида кальция в испытании 4 температура очень быстро повышалась, и одновременно происходило сильное выделение пылевых частиц. Правая сторона кривой в испытании 1, начиная с 1:49:20, не является иллюстративной по причинам, присущим испытанию 1. Данный тип реакции типичен для гидратации негашеной извести, которая является высокоэкзотермической реакцией. Таким образом, подтверждается немедленная гидратация негашеной извести, добавленной к смеси, содержащей 5% воды, и отсутствие гидратации негашеной извести, добавленной к смеси, содержащей 2% или 3% воды. Кроме того, температурные кривые в испытаниях 3 и 7, в которых содержание воды составляет 3% и 4,1% соответственно, имеют очень похожие формы до и после добавления негашеной извести. Данное сильное сходство указывает на то, что смесь, содержащая 4,1% воды, не содержит какой-либо свободной воды.Moreover, during the subsequent addition of excess water in
Испытания 8 и 9 проводили с использованием мелких частиц карбоната натрия, проходящих через сито с размером ячейки 0,250 мм, при этом испытание 10 проводили с использованием крупных частиц карбоната натрия, не проходящих через сито с размером ячейки 0,500 мм и проходящих через сито с размером ячейки 1,000 мм. Происхождение и партия карбоната натрия являются одинаковыми для испытаний 1-7. Проводили скрининг.
Испытания 8 и 10 были выбраны с влагосодержанием, предполагающим удовлетворительный результат, при этом испытание 9 было выбрано с высоким влагосодержанием, чтобы испытать возможное влияние размера частиц на максимальное влагосодержание. Кривая из испытания 8 близка к кривой из испытания 3. Испытание 8 интерпретируется как обеспечивающее полное потребление свободной воды карбонатом натрия за относительно короткий период времени, составляющий менее 10 минут, и повышение температуры менее чем на 15°C относительно начальной температуры Trm. Размер мелких частиц не оказывает какого-либо существенного влияния при влагосодержании, составляющем 3,44%. Испытание 9 при высоком влагосодержании демонстрирует намного более медленную реакцию гидратации карбоната натрия, чем в испытании 4. Это объясняется затвердеванием смеси-предшественника, которое сопровождается явлениями образования корки, способными замедлять реакцию.
Испытание 10 при большом размере частиц и влагосодержании 3,8% обеспечивает кривую, отличную от других испытаний на стадии гидратации карбоната натрия. Температура повышается в течение более 25 минут, что указывает на продолжение реакции гидратации карбоната натрия. В ходе извлечения температурного зонда с целью введения оксида кальция остается неопределенность относительно того, был ли достигнут максимум температуры или нет. Замедленность гидратации карбоната натрия обусловлена меньшей доступной активной поверхностью карбоната натрия из-за большого размера частиц карбоната натрия.
В ходе добавления оксида кальция испытание 8 демонстрирует повышение температуры, сопоставимое с испытаниями 3 и 7, которое, таким образом, является удовлетворительным. Содержание доступной воды для гидратации оксида кальция является очень низким. Испытание 9 демонстрирует повышение температуры, сопоставимое с испытанием 4, которое, таким образом, является слишком высоким. Уменьшение размера частиц не обеспечивает какого-либо преимущественного эффекта на стадии добавления оксида кальция и обуславливает риск затвердевания. Такие риски могут быть снижены путем выбора влагосодержания 2% или меньше.During the addition of calcium oxide,
В ходе добавления оксида кальция испытание 10 демонстрирует повышение температуры на приблизительно 30-35°C выше температуры Trm. Данное увеличение обеспечивает температуру выше 60°C, начиная с Trm = 30°C. При 60°C высок риск высвобождения раздражающих пылевых частиц. Увеличение размера частиц создает риск чрезмерного нагревания при добавлении оксида кальция, в частности, если температура Trm составляет более 15°C. Такой риск может быть снижен путем выбора влагосодержания 3% или меньше.During the addition of
Из испытаний 8-10 можно сделать вывод об отсутствии преимуществ и некоторых недостатках использования частиц с исключительно мелким и исключительно крупным размером. Таким образом, предпочтительно обеспечить источник карбоната натрия со средним размером частиц от 0,250 мм до 0,500 мм. Такой размер может включать незначительные фракции частиц, некоторые из которых имеют размер менее 0,250 мм, а другие – более 0,500 мм, как продемонстрировано испытаниями 1-7. Таким образом, карбонат натрия, характеризующийся таким размером частиц, при котором менее 5% частиц проходит через сито с размером ячейки 0,075 мм, менее 15% частиц проходит через сито с размером ячейки 0,150 мм, и менее 5% частиц не проходит через сито с размером ячейки 0,600 мм, пригоден для применения.From tests 8-10 it can be concluded that there are no advantages and some disadvantages of using extremely small and extremely large particle sizes. Thus, it is preferable to provide a source of sodium carbonate with an average particle size of 0.250 mm to 0.500 mm. This size may include minor particle fractions, some of which are less than 0.250 mm and others greater than 0.500 mm, as demonstrated by tests 1-7. Thus, sodium carbonate having a particle size such that less than 5% of the particles pass through a 0.075 mm sieve, less than 15% of the particles pass through a 0.150 mm sieve, and less than 5% of the particles do not pass through a 0.150 mm sieve cells 0.600 mm, suitable for use.
В случае подачи карбоната натрия с большим размером частиц влагосодержание будет ограничено 3%. Гидратация карбоната натрия будет происходить быстрее, чем в испытании 10, и температура после введения оксида кальция будет оставаться в диапазоне от +0 до +15°C относительно температуры окружающей среды.In the case of supplying sodium carbonate with a large particle size, the moisture content will be limited to 3%. Hydration of sodium carbonate will occur faster than in
Claims (23)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1756138 | 2017-06-30 | ||
FR1756138A FR3068347B1 (en) | 2017-06-30 | 2017-06-30 | GLASS MANUFACTURING PREPARATION AND GLASS FURNITURE |
PCT/FR2018/051626 WO2019002802A1 (en) | 2017-06-30 | 2018-06-29 | Production of glass from a mixture comprising calcium oxide, and glass furnace |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019143708A RU2019143708A (en) | 2021-06-25 |
RU2019143708A3 RU2019143708A3 (en) | 2021-10-08 |
RU2776743C2 true RU2776743C2 (en) | 2022-07-26 |
RU2776743C9 RU2776743C9 (en) | 2022-09-07 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4028131A (en) * | 1968-01-23 | 1977-06-07 | Saint-Gobain Industries | Raw materials for glass making and method of making them |
US4539030A (en) * | 1983-08-03 | 1985-09-03 | Ppg Industries, Inc. | Method of calcining and liquefying glass batch |
SU1222636A1 (en) * | 1983-08-30 | 1986-04-07 | Научно-Производственное Объединение "Техэнергохимпром" | Method of glass melting |
EP1236691A2 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-04 | The Boc Group, Inc. | Method and apparatus for glass melting using roof-mounted oxy-fuel burners |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4028131A (en) * | 1968-01-23 | 1977-06-07 | Saint-Gobain Industries | Raw materials for glass making and method of making them |
US4539030A (en) * | 1983-08-03 | 1985-09-03 | Ppg Industries, Inc. | Method of calcining and liquefying glass batch |
SU1222636A1 (en) * | 1983-08-30 | 1986-04-07 | Научно-Производственное Объединение "Техэнергохимпром" | Method of glass melting |
EP1236691A2 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-04 | The Boc Group, Inc. | Method and apparatus for glass melting using roof-mounted oxy-fuel burners |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"ТЕХНОЛОГИЯ СТЕКЛА", Л.М. БУТТ, В.В. ПОЛЛЯК, ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ, МОСКВА-1971, 367 С. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2143410C1 (en) | Method of manufacturing glass ceramic tile from spent crucible lining for smelting aluminium (variants), and glass ceramic tile | |
ES2492674T3 (en) | Industrial process for manufacturing high-content clinker in belita | |
PL168487B1 (en) | Briquetted material for production of mineral wool and method of obtaining such briquetted material | |
CN100372808C (en) | Making process of zirconium-containing magnesia brick | |
US9598306B2 (en) | Pellet and a method of manufacturing glass | |
US20210380464A1 (en) | Glass production method and industrial glass-making facility | |
US11807567B2 (en) | Production of glass from a mixture comprising calcium oxide, and glass furnace | |
AU656377B2 (en) | Process for producing silica brick | |
US5851282A (en) | Portland cement clinker and use thereof | |
RU2776743C2 (en) | Production of glass of mixture containing calcium oxide, using glass furnace | |
RU2776743C9 (en) | Production of glass of mixture containing calcium oxide, using glass furnace | |
EP1226097B1 (en) | Synthetic silicate pellet composition and methods of making and using thereof | |
RU2810911C2 (en) | Glass production method and industrial glass installation | |
Dubreuil et al. | Andalusite: a promising material for manufacturing high-quality refractories | |
KR840001567B1 (en) | Manufacturing method for portland cement clinker | |
CN106430986A (en) | High-performance foam glass as well as raw material and preparation method thereof | |
RU2197443C2 (en) | Raw material mixture for burning white clinker | |
CN117561222A (en) | Method for producing a mixture of raw materials containing calcium oxide | |
SU1715730A1 (en) | Method of producing opaque frit | |
EP3670467A1 (en) | Versatile method for preparing carbonatable clinker materials | |
JPS5927731B2 (en) | Method for producing calcia clinker | |
RU2137728C1 (en) | Raw mix for manufacturing dry-method portland cement clinker | |
JPH0573707B2 (en) | ||
SU966052A1 (en) | Glass for making carpet-like terazzo tiles | |
Kotrla et al. | Application of fly ashes from fluid bed coal combustion within refractory materials |