Способ получения компактированной стекольной шихты Советский патент 1990 года по МПК C03B1/00 

Изобретение относится к произвол- 1 ству стеклянного волокна, технического стекла, сортовой посуды и также может быть использовано на предприятиях пс производству эмалей различных назначений.

Цель изобретения - повышение производительности и сокращение длительности стекловарения.

На чертеже изображена схема осуществления способа компактирования шихты.

Сырьевые компоненты шихты (кварцевый песок, глинозем, плавиковый шпат и др.), прошедшие стадии подготовки сырьевых компонентов, их перемешивание, увлажнение и транспортировку направляются по трубопроводу в накопительный бункер 1 с вибратором 2,

а из него через дозатор 3 и 4 - в расходный бункер 5 с подпрессрвыва- телем-смесителем валкового пресса 6. Количество подаваемой шихты на ком- пактирование, т.е. нагрузка на рабочую поверхность валков составляет 300-1200 кг/м2 и регулируется вначале грубо, например, шлюзовым зат- рором дозатора 3 и затем, плавно вибрационным питателем 4. Толщину ленты

устанавливают в зависимости от максимальных размеров наиболее твердого компонента шихты, например, кварцевого песка с твердостью по шкале Мос- са. 6,5-7 ед., которую регулируют в

пределах (1-12)D мм, где D - макси- мальный размер компонента. Скорость

компактирования шихты при этом устанавливают в диапазоне 0,02-5,2 м/с.

За счет стабилизированного столба (пихты над валками, сил внутреннего трения частиц шихты и внешнего тре- йия на границе раздела шихта - валок (т.е. в зазоре валкового пресса) происходит процесс разрушения отдельных частиц шихты. Происходит изменение формы их зерен от сферической до игольчатой и увеличивается удельная поверхность шихты. Следовательно, ее активность (реакционная способность) также повышается: в холодном состоянии при компактировании растет прочность и плотность ленты (плитки), уменьшается количество просыпи 7, т.е. растет производительность по готовому продукту, в горячем состоянии при стекловарении наблюдается значительное ускорение процессов рас- творения тугоплавких зерен шихты вследствие нарушения их структуры и уменьшения размеров. Таким образом, процесс компактирования сопровождается механическим измельчением отдельных компонентов шихты. При этом образуются новые поверхности со специфическими центрами с преобладанием отрицательно заряженных ионов 0 . Вследствие гидролиза на по- верхности таких компонентов образуются .также отрицательные заряды, например, у кварцевого песка по следующей схеме

(Si02) + n SiO + + 2n

Этот механизм обуславливает протекание на поверхности частиц шихты обменных и твердофазных реакций с присоединением положительно заряженных остальных компонентов„ т.е. растет плотность и прочность плиток, а следовательно, и производительность процессов компактирования и стекловарения.

Готовая лента поступает на конвейер 8 и элеватором 9 подается на классификацию в грохот 10 в зависимости от -требований производства на плитку или ленту 11 и 12. Далее кон- вейером 13 готовый продукт направляется в бункер-накопитель 14 с шибером 15, а из него - на склад или в стекловаренную печь.

Пример 1. Шихту влажностью 10% бесщелочного состава для алюмо- боросиликатного стекла тига Е подают в накопительный бункер, а из него шлюзовым затвором дозируют в расходны

5

Q С

5

бункер пресса с диаметром валков 520 мм и поддерживают нагрузку исходной шихты на рабочую поверхность валков 800 кг/м. Толщину ленты (плитки) устанавливают равной 6,5 D макс 5,2 мм (где D макс 0,8 мм - максимальный размер кварцевого песка как наиболее твердого компонента этой шихты, имеющего твердость 6,5-7 ед. по шкале Мосса). Скорость компактирования регулируют равной-0,5 м/с. Производительность пресса по плитке составила 215 т/сут. Готовую плитку проверяют на плотность (Рпд51 2200 кг/м3) и прочность (11-12 МПа), загружают в ванную печь периодического действия вместимостью 1 т при 1535°С. Установлено, что процессы силикате- и стек- лообразования протекают с большой скоростью, а массовое растворение зерен кварцевого песка происходит уже в начальный период стадии стеклообра- зования. Время варки сокращается с 24 ч до 18 ч, а производительность печи возрастает на 30-40%. Готовые изделия отвечают отраслевым стандартам.

Пример 2. Шихту влажностью 8% для эмали безгрунтового кислотостойкого состава марки А-20 непрерывно подают вибрационным питателем в расходный бункер пресса с диаметром валков 160 мм и поддерживают нагрузку исходной шихты на рабочую поверхность валков 350 кг/м2. Толщину ленты (плитки) устанавливают равной 3-D макс 1,2 мм (где D макс 0,4 - максимальный размер оксида бериллия как наиболее твердого компонента этой шихты, имеющего твердость 3 ед. по шкале Мосса). Скорость компактирования регулируют равной 0,25 м/с. Производительность пресса по плитке составила 5 т/сут. Готовую плитку проверяют на плотность .( /) пл 2700 кг/м3) и прочность (1-1,5 МПа), загружают в платиновые тигли вместимостью 100т при 1280 С. Время варки сокращается на 23-27%. Готовые эмали хорошо наносятся методом окунания на изделия, а покрытия после обжига соответствуют техническим условиям.

В табл. 1 и 2 представлены варианты выполнения способа с различными режимными и технологическими параметрами и даны технические характеристики способа.

515

Отсутствие стадий увлажнения шихты специальным связующим, ввода пара для подогрева и сушки плиток или ленты, а также простота конструкции пресса в сравнений с прототипом значительно повышает плотность плиток и снижает разброс по плотности при повышении качества стекла.

Наличие в шихте твердых компонен- )тов (и как правило, наиболее тугоплавких) создает основные трудности для достижения высоких показателей процессов компактирования и стекловарения по производительности, скорости пропара зерен кварца и др. Однако, способность наиболее твердых компонентов шихты измельчаться в зазоре между валками при указанных в формуле изобретения нагрузках шихты на рабочую поверхность валков, толщины получаемой плитки твердости измельчаемых компонентов и скорости компактирования позволяют резко увеличить производительность процессов компактирования и стекловарения. Вся совокупность существенных признаков позволяет увеличить производительность процессов компактирова

0

1

0

5

256

ния и стекловарения, а также получать конечный продукт высокого качества. Технико-экономический эффект от использования изобретения выражается в увеличении производительности процесса компактирования в 1,2-1,5 раза, а процесса стекловарения на 23- 40%.

Формула изобретения Способ получения компактированной

стекольной шихты путем перемешивания сырьевых компонентов, увлажнения и компактирования в ленту на валковом прессе, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и сокращения длительности стекловарения, шихту компактируют в ленту или плитку толщиной (1-12) х х D мм, где D - максимальный размер наиболее твердого компонента шихты, причем скорость компактирования регулируют от 0,02 до 5, 2 м/с, увеличивая ее с уменьшением толщины ленты, а нагрузку исходной шихты на рабочую поверхность валков регулируют от 300 до 1200 кг/м2, увеличивая ее с увеличением толщины ленты.

I

Изобретение относится к производству стеклянного волокна, технического стекла, сортовой посуды, а также может быть использовано на предприятиях по производству эмалей различных назначений. С целью повышения производительности и сокращения длительности стекловарения способ получения компактированной стекольной шихты включает перемешивание сырьевых компонентов, увлажнение и компактирование в ленту на валковом прессе толщиной (1-12) D, мм, где D - максимальный размер наиболее твердого компонента шихты, причем скорость компактирования регулируют от 0,02 до 5,2 м/с, увеличивая ее с уменьшением толщины ленты, а нагрузку исходной шихты на рабочую поверхность валков регулируют от 300 до 1200 кг/м², увеличивая ее с увеличением толщины ленты. Способ позволяет повысить производительность компактирования в 1,2-1,5 раза, а процесса стекловарения на 23-40%. 1 ил., 2 табл.

6,5

0,8 12 300

5,2

150

2050 2 180 18,5

30

Валковый пресс Кварцевый песок SiOt

6,56,5

0,80,8

1212

8001200

I D,8-0,8 6«0,8-4,,8-9,6

3,1

200

2200

2,

250 18

40

0,02

230

2130

2

215 18.3

33

Таблица (

Валковый npect Кварцевый песок

9,0

О,А

9,0 0,4

800

1200

0,02

230

2130

2

215 18.3

Оборудование для осуществления способа Наиболее твердый компонент шихты твердость этого компонента шихты, ед. тв. пкалы Мосса Максимальный размер :5того компонента шихты,

11М

(оличество компонента такой фракции в шихте, % 1агрузка исходной шихты яа рабочую поверхность валков, кг/м2 Толщина ленты или плитки, мм

Скорость компактирования пихты, м/с

Цавление компактирования, МПа Тлотность, кг/мэ (Разброс по плотности, % Производительность по плитке, т/сут Продолжительность варки, ч

Прирост производительности печи по выработанной стекломассе, %

Валковый пресс Кальция силикат CaSiO (метасиликат кальция)

3,0

0,63 10

300

з,.о

0,63 10

800

3,0

0,63 10

1200

,63 0,63 ,63 3,78 12x0,63 7,6

5,2

3,1

0,02

81

83

76

Таблица 2

3,0

0,63 10

1200

3,1

0,02

83

76