Способ получения тарного стекла Советский патент 1992 года по МПК C03C1/00 C03C1/02 C03B1/00 

сульфата натрия, сульфата кальция и т.п., в результате чего в атмосферу выбрасывается до 142 кг вредного газа SO (на 1 т сваренной стекломассы), Ухудшается процесс осветления.

Известен способ, где с целью уменьшения вредных выбросов S02 в атмосферу. варку стекол ведут при массовом соотношении в шихте избыточной серы и сульфата натрия 1:(5-20) в окислительной или нейтральной среде. Данный способ позволяет сократить выбросы в атмосферу до 19 кг на 1 т стекла. При этом в одной печи можно изменить оттенок стекла от бесцветного до коричневого.

Недостатком данного способа является то, что он ограничивает область спектральных характеристик стекол и может быть использован в основном при переходе с одного цвета на другой (например от темнокоричневого к бесцветному).

При варке стекол с использованием доменного шлака и сульфата натрия в соотношении 1:10 и более (например 1:11) появляются частицы неразложившегося сульфата натрия, предел разложения которого начинает в большей степени зависеть от атмосферы печи. При повышении восстановительного потенциала атмосферы печи остаточный сульфат разлагается при более низких температурах, при повышении окислительного потенциала -.при более высоких температурах варки, что не позволяет получить стекло с заранее заданной спектральной характеристикой.

Нестабильность поведения такого важного компонента шихты, как сульфат натрия приводит к мик-ронеоднородности стекла, которая снижает его механическую прочность и в конечном итоге сокращает выход годной продукции.С целью получения стекла с заданной спектральной характеристикой, повышения однородности и механической прочности, увеличения выхода годных изделий в шихту дополнительно вводят восстановитель (например уголь) в количестве 11,5% от массы избыточного сульфата натрия для коричневых стекол и 3,5% для полубелых и зеленых стекол.

Количество избыточного сульфата натрия в шихте определяется как разность между общим количеством сульфата натрия и сульфатом натрия, пошедшим на окисление сульфидной серы из доменного шлака (на окисление 1 мас.ч. сульфидной серы расходуется 12 мас.ч. сульфата натрия).

При анализе патентной и научно-технической литературы не обнаружено информации по использованию избыточного

сульфата натрия и восстановителя в указанных пределах для получения стекол с заданной спектральной характеристикой на основе доменного шлака, обладающих высокой степенью однородности, повышенной механической прочностью. Поэтому предлагаемый спосой получения стекла обладает существенным отличием.

В основу разработки нового способа получения стекла на основе доменных шлаков положено направленное регулирование окислительно-восстановительного потенциала шихты, позволяющее в процессе варки изменять количество и положение в структурной решетке стекла остаточной сульфидной серы, которая существенным образом влияет на спектральные, механические и технологические свойства стекла.

Регулирование окислительно-восстановительного потенциала шихты, содержащей доменный шлак, можно разбить на два этапа. Этап первый - нейтрализация сульфидной серы (восстановителя) за счет добавки сульфата натрия (окислителя) из расчета на 1 мас.ч. S - 12 мас.ч. сульфата натрия.

Этап второй - стабильное создание окислительно-восстановительного потенциала шихты за счет ввода избыточного сульфата натрия (окислителя) и восстановителя (например угля). Взаимосвязь избыточного сульфата натрия и восстановителя создает необходимые условия смещения потенциала шихты в сторону более окислительного или восстановительного, который и будет определять поведение сульфидной серы при формировании структуры стекла.

При зтом процесс окисления - восстановления практически не зависит от количества избыточного сульфата натрия, а зависит только от содержания восстановителя (угля).

Наибольший эффект при получении стекол с заданной спектральной характеристикой, а также повышение их однородности и механической прочности установлен при вводе восстановителя от массы избыточного сульфата натрия в заявляемом количестве. При запредельных количествах восстановителя не удается получить стекло с заданной спектральной характеристикой. Кроме того, при уменьшении количества угля снижается однородность и механическая прочность стекла, при большом вводе угля не удается получить полубелое и зеленое стекла.

Испытание нового способа получения стекла проводили на основе тарного стекла следующего химического состава, мас.%; 510272, + Ре20з 2,5; СаО + МдО 11,0; Na20 13,8. Шихту готовили из следующих

сырьевых материалов: песок, нефелин, сода, сульфат натрия, доменный шлак. Дополнительно вводили уголь в зависимости от сульфидной серы в шлаке и желаемого цвета. Для окрашивания стекла в зеленый цвет использовали оксид хрома. Гранулированный доменный шлак Карагандинского металлургического комбината имелследующий химический состав, мас.%: SiOz 38,38; А120з 12,77; РегОз 0,24; СаО 42,05; МдО 5,78; 0,83; МпО 0,42.

Доменнь1й шлак использовали для полного ввода СаО+МдО в состав стекла в количестве 22,7-кг на 100 кг стекла. Сульфат натрия и уголь вводили в количествах, обеспечивающих их соотношение в заявляем ых пределах.,

Стекла варили в горшковой печи при 1440-1460°С при слабоокислительной или. нейтральной атмосфере печи. Были получены бесцветное, зеленое и коричневое стекла и заданной спектральной характеристикой. Из каждого стекла вырабатывались изделия, определялось спектральное светопропускание, микротвердость, однородность.

Окислительно-восстановительный потенциал шихты оценивался по показателю. ХПК (химическая потребность в кислороде), который определялся по известной методике.

Данные испытаний приведены в таблице и подтверждаются актом промышленных испытаний. Использование предлагаемого способа позволяет получить стекла с заданной устойчивой спектральной характеристикой, отличающиеся повышенной однородностью и механической прочностью.

Высокие качественные показатели стекла позволили существенно увеличить выход годных изделий. В то же время не получена существенного улучшения свойств для стекол 5,6, выходящих за заявляемые пределы.

формула изобретения

Способ получения тарного стекла путем приготовления шихты с использованием доменного шлака и при избыточном количестве сульфата натрия, варки стекла, гомогенизации и охлаждения, от л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью получения стекла с заданной спектральной характеристикой, повышения однородности и механической прочности, увеличения выхода годных изделий, в шихту дополнительно вводят, восстановитель в количестве 11,5% от массы избыточного сульфата натрия для коричневых стекол и 3,5% для полубелых и зеленых стекол.

Изобретение относится к способам получения стекла и может быть использовано впроизводстве стеклянной тары, облицовочных плиток и других видов изделий из на- трийкальцийсиликатного стекла на основе доменного шлака. С целью получения стекла с заданной спектральной характеристикой, повышения однородности и механической прочности, увеличения выхода годных изделий процесс ведут при.нали- чии избыточного сульфата натрия в шихте и дополнительно вводят восстановитель из расчета 11,5% от массы избыточного сульфата натрия для коричневых стекол и 3^5% для полубелых и зеленых стекол. Светопро- пускание стекол в области спектра 540-560 нм 40%., 400-700 нм 45%. Однородность 1,7-1,8°С, микротвердость 610-615 кг/мм^. Выход годной продукции 89-91%. 1 табл.•у^Изобретение относится к способам получения стекла и может быть использовано в производстве стеклянной тары, облицовочных плиток и других видов изделий из нги трийкальцийсиликатного стекла на основе доменных шлаков.Широко известен способ получения ыа- трийкальцийсиликатногр тарного, листоро- го, строительного ст?кла, включающий приготовление шихты и высокотемпературную варку. При этом для ввода в стекло СаО или суммы СаО и МдО используется ка'рбо- нат кальция (СаСОз) в виде известняка, м&- па, доломита (СаСОз • МдСОз), реже-Доломитизированного известняка.Недостатком известного способа п&л- ученйя стекла является то, что в процессе варки требуется дополнительный расход трплива на разложение СаСОЗ и МдСОЗ по реакции СаСОз • МдСОз -*СаО + МдСЗГ-^ *2С02^При этом для удаления из стекйомас*сы большого объема газа

Кол-во доменного шлака на

100 кг стекла, кг

Кол-во сульфидной серы(S) в шихте, вводимой

шлаком из 100 кг стекла,к

Кол-во сульфата натриА

на 100 кг стекла, кг

Кол-во избыточного сульфа натрш на 100 кг стеклв, кг

Кол-во угля на 100 кг стекла,«г

% от массы избытомнаго сульфата

Восстановительный потенциал шихты (В),Нч кислЬрода

Режим варки т-ра,с

среда

Свойства стекла:

Полубе- Зеленое, цвет

лое -

светопропускание в области спектра 00700 нм, %:

заданное80 Л5

22,715,0

22,7

2:2,7

0,19

0,19

0,15 6,08 2.8 5,7 2,0

560

300

90

Ибо Ибо

1W5

Й50

Нейтр. Нейтр.

Нейтр.

Сл. окисл.

Темно- браиже- Коричне- Полубекоричне- вое вое лое вое

80

фактической

Саетопррпускание в области спектра 5iO-560 им, %;

Продолжение таблицы

70