Способ получения компактированной стекольной шихты

 

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/м<SP POS="POST">2</SP>, 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 03 В 1/00

ОПИСЯНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4474566/23-33 (22) 30.06.88 (46) 15.05.90. Бюл. и 18 (72) В.Г.Калыгин, О.С.Чехов, Ю.И.Колесов и К.В.Нагулевич (53) 666.1.022(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1237641, кл. С 03 В 1/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 1039901, кл. С 03 В 1/00, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КО 1ПАКТИРОВАННОЙ СТЕКОЛЬНОЙ ШИХТЫ (57) 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 произ Изобретение относится к производ- 1 ству стеклянного волокна, технического стекла, сортовой посуды и также может быть использовано на предприятиях пб 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, Л0„„1564125 А 1 водительности 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/м, увеличивая ее с увеличением толщины ленты. Способ позволяет повысить производительность компактирования в 1,2-1,5 раза, а процесса стекловарения на 23-40Х.

1 ил., 2 табл. а из него через дозатор 3 и 4 — в расходный бункер 5 с подпрессовывателем-смесителем валкового пресса 6.

Количество подаваемой шихты на компактирование, т.е. нагрузка на рабо- р чую поверхность валков составляет

300-1200 кг/м и регулируется вначае "грубо", например, шлюзовым затором дозатора 3 и затем. "плавно" вибрационным питателем 4 ° Толщину ленты

° устанавливают в зависимости от максимальных размеров наиболее твердого компонента шихты, например, кварце- ф вого песка с твердостью по шкале Мосса. 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.

1564125

За счет стабилизированного столба

Шихты над валками, сил внутреннего

1рения частиц шихты и внешнего треЙия на границе раздела шихта — валок

5 (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 способ ность) также повышается: в холодном ,состоянии при компактировании растет прочность и плотность ленты (плитки)у 15 уменьшается количество просыпи 7, т.е. растет производительность по готовому продукту, в горячем состоянии при стекловарении наблюдается зна-. чительное ускорение процессов растворения тугоплавких зерен шихты вследствие нарушения их структуры и уменьшения размеров. Таким обl . разом, процесс компактирования сопровождается механическим измельчением 25 отдельных компонентов шихты. При этом образуются новые поверхности со специфическими центрами с преобладанием .отрицательно заряженных ионов О . Вследствие гидролиза на по- 30 верхности таких компонентов образуются .также отрицательные заряды, например, у кварцевого песка по следующей схеме

2 (SiO ) + и Н О пН Бь.О и 810 + .+ 2nH

Этот механизм обуславливает проте. кание на павсрхности частиц шихты обменных и твердофазных реакций с прйсоединением положительно заряженных 40 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- 50 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

10Х бесщелочного состава для алюмоборосиликатного стекла тига Е подают в накопительный бункер, а нз него шлюзовым затвором дозируют в расходный бункер пресса с диаметром валков

520 мм и поддерживают нагрузку исходной шихты на рабочую поверхносTb BBJTков 800 кг/м . Толщину ленты (плитки) устанавливают равной 6,5 П 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 Mocca). Скорость компактирования регулируют равной О, 5 м/с. Производительность пресса по плитке составила 215 т/сут. Готовую плитку проверяют на плотность (Pnn= 2200 кг/м ) и прочность (11 — 12 МПа), загружают в ванную печь периодического действия вместимостью 1 т при 1535 С. Установлено, что процессы силикато- и стеклообразования протекают с большой скоростью, а массовое растворение зерен кварцевого песка происходит уже в начальный период стадии стеклообразования. Время варки сокращается с

24 ч до 18 ч, а производительность печи возрастает на 30-407. Готовые изделия отвечают отраслевым стандартам.

Пример 2. Шихту влажностью

87 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/м . 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 Mocca). СкоростЬ компактирования регулируют равной 0,25 м/с. Производительность пресса по плитке составила 5 т/сут. Готовую плитку проверяют на плотность .(P IIn = 2700 кг/м ) и прочность (1-1,5 KIa)„ загружают в платиновые тигли вместимостью 100 т при 1280 С. Время варки сокращается о на 23-27Х. 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.

5 15641

Отсутствие стадий увлажнения шихты специальным связующим, ввода пара для подогрева и сушки плиток или ленты, а также простота конструкции пресса в сравнении 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 за25 зоре 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 компактйрова20

Таблиц

Способ предлагаемый

Параметр

Известный способшихта с кварцевмм.песком по примеру шихта без кварцевого песка по примеру прототип

1 г 3

Валковый пресС

Кварцевый песок

Валковый пресс

Валхоаый пресс

Кварцевый песок 8104

Оксид иттрия Т Оз

6,5

6,5

6,5

9,0

9,0

9,0

0,8

0,8

0>8

0,4

0,4

0,4

12

300

800

1200

300

800

1200

1 >0,8»»0,8

6>0>8» 4,8 12>0,8 9,6

1>О 4»»0 4

6>О,4 2,4 12>0,4 4,8 15 (15) 3,1

5,2

О.ог

4,2 (!О) 5,2

3,1

0,02

21 30

1900 (1900)

5 (5) 215

180

70 (165)

31 (23) 250

180

190

200

18,5

18 3

1,52

1,4

1,47

33

27

Оборудование для осуществления способа

Наиболее твердый компонент аихты

Твердость компонента шихта, ед. тв. шкалы Иосса

Ивксимальимй размер компонента аихты,им

Количество компонента такой фракции в аихте, 2

Нагрузка исходной аихты на рабочую поверхность валков, кг/и

Толаина ленты или плитки, мм

Скорость компактироваиня шихта, и/с (м/мнн)

Давление компактироваиня, ИПа

Плотность, кг/н

Разброс по плотности>Z

Производительность по плитке, т/сут

Продолвительяость варки, ч

Прирост производительности печи по вмрабоз> таиной стехломвссе, I 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 23407.

Ф о (3 м у л а 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 В мм, где D — максимальный размер наиболее твердого компонента шихты, причем скорость компактирования регулируют от О, 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.

1564125

Таблица 2

Предлагаемый способ, шихта типа "каназит-2 по примеру

Параметр

2 J 3 борудование для осуествления способа аиболее твердый комонент шихты

Валковый пресс вердость этого компоента шихты, ед. тв. калы Мосса аксимальный размер того компонента шихты, 3,.0

3,0

3,0

0,63

0,63

0,63

10

1200

800

300

0,02

3,1

5,2

1,5

1,5

195

210

230

1,5

1,6

83

81 оличество компонента акой фракции в шихте, % агрузка исходной шихты а рабочую поверхность алков, кг/м олщина ленты или плити, мм корость компактирования ихты, м/с авление компактироваия, МПа

0THOCTb кг/м Разброс по плотности, 7 ! Производительность по ,плитке, т/сут

Продолжительность варки, ч Прирост произвопительности ! печи по выработанной стек ломассе, 7.

Кальция силикат Са8 0 (метаснликат кальция) 1 0,63 = 0,63 бх0 63 = 3,78 12@0,63 = 7,6

1564125

Составитель О.Самохина

Редактор Н.Киштулинец Техред Л.,Сердокова Корректор О.Кравцова

Тираж 391

Заказ 1136

Подписное

BI6MIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101