Способ получения тарного стекла

 

Изобретение относится к способам получения стекла и может быть использовано впроизводстве стеклянной тары, облицовочных плиток и других видов изделий из натрийкальцийсиликатного 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.наличии 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. Светопропускание 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 ыатрийкальцийсиликатногр тарного, листорого, строительного ст?кла, включающий приготовление шихты и высокотемпературную варку. При этом для ввода в стекло СаО или суммы СаО и МдО используется ка'рбонат кальция (СаСОз) в виде известняка, м&- па, доломита (СаСОз • МдСОз), реже-Доломитизированного известняка.Недостатком известного способа п&лученйя 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<„SU <, 1712326 А1

<зов С 03 С 1/00, 1/02, С:03 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗСМ РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767313/33 .::: производстве стеклянной тары, облицовоч(22) 11.12.89 .- .:: .:: ных плиток и других видов изделий иэ на(46) 15..02.92. Бюл. М 6,:. трийкальцийсиликатного стекла на основе (71) Научно-производственноеобъединение. доменного шлака. С целью получения стек"Хрусталь" . ла с заданной спектральной характеристи(72) К.С.Каткова, Т.И.Баландина, Н;Б; yce- кой, повышения однородности и ва, В.B.Ïóçü, В.Ф.Смирнов, Г.Н.Крйлова,,: механической прочности, увеличения выхоА.Г,Беляева и И.Е.Боголюбов .. .: да годных иэделий процесс ведут при.нали(53) 666.1.031.14 (088.8) ., -. ".. - чии избыточного сульфата натрия в шихте и (56) Патент-США М 3867159, -::,: дополнительно вводят восстановитель иэ

Kï. 106 51, 1976..: -,:. pac eTa 11,5% oT Maccbt изб оч о о cynb

Авторское свидетельство СССР .: фата натрия для коричневых стекол и 3,5%

М 666138, кл. С 03 С 1/10, 1977.::: - : .. для полубелых и зеленых стекол. Светопро(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАРНОГО. СТЕК-. пускание стекол в области спектра 540-560

ЛА нм 40%., 400-700 нм 45%. Однородность (57) Изобретение относится к способам пол-.:- . 1-,7-1,8 С, микротвердость 610-615 кг/мм2. учения стекла и может быть использовано:в:. Выход годной продукции 89 — 91 . 1 табл.

Изобретение относится к способампол-. сы большого объема газа (2COzt) требуется . учения стекла и может быть использовано:в . длительная выдержка при осветлении, что . производстве стеклянной тары, облицовоч- ..снижает производительность печи и удороных плиток и других видов изделий иэ,нз- жает процесс. трийкальцийсиликатного стекла на основе Известны также способы получения, доменных шлаков. стекла, согласно которым частично или пол-, Широко известен способ получения.Hа-<: ностью щелочноземельные оксиды (СаО, трийкальцийсиликатного тарного, листОво- - .М90) вводятся через доменный шлак, котого. строительного стекла, включааицйВ, рый добавляется в шихту в количестве 1приготовление шихты и высокотемператур- 50%, ную варку. При этом для ввода в стекло Сао . Согласно этим способам, включающим или суммы СаО и МЯО используется харбо- плавление шихты (содержащей песок, донат кальция (СаСОз) в виде известняка, мв- менный шлак, окислители и другие компола, доломита (СаСОз ° МдСОз), ненты), гомогениэацию и последующее реже-доломитизированного известняке.-:. — - охлаждение, получают бесцветное, полубеНедостатком известного способа. nazi- лое и коричневое стекла. При использоваучения стекла является то, что в процессе нии доменного шлака значительно варки требуется дополнительный равход ускоряется процесс получения стекла. трплива на разложение СаСОЗ и М9СОЗ по Однакоподанномуспособуиспользуетреакции СаСОз М9СОз- -+ СаО +:Mgo + ся значительное количество окислителей.

> 2COzf.При этом для удаления из стекломас- Так, на 1 т стекломассы вводится до 250 кг

1712326 сульфата натрия, сульфата кальция и т.п., в результате чего в атмосферу выбрасывается до 142 кг вредного газа SOz (на 1 т сваренной стекломассы), Ухудшается процесс осветления.

Известен способ, где с целью уменьше- 5 ния вредных выбросов SOz 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 10 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 15 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). 20

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 кото- 25 рого начинает в большей степени зависеть от атмосферы печи. При повышении восстановительного потенциала атмосферы печи остаточный сульфат разлагается при более низких температурах, при повышении 30 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 5 приводит к микронеоднородности стекла, которая снижает его механическую прочность и в конечном итоге сокращает выход годной продукции, С целью получения стекла с заданной 10 спектральной характеристикой, повышения однородности и механической прочности, увеличения выхода годных изделий в шихту. дополнительно вводят восстановитель (например уголь) в количестве 11,5% от массы 15 избыточного сульфата натрия для коричневых стекол и 3,5/ для полубелых и зеленых стекол.

Количество избыточного сульфата натрия в шихте определяется как разность 20 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). 25

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 способ 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 структуркой 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 я 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 этом 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. :

SIQz 72,7; АЬОз+ FezOa 2,5; СаО+ MgO 11,0;

NazO 13,8, Шихту готовили из следующих

17-12326

Стекло.

9 (4

Парамет ры

Кол-во доменного шлака на

100 кг стекла, кг 22,7 22,7 : " . 22,7

22,7 22,7 15 0

22,7

Кол"во сульфидной серы. ($ ) в шихте, вводимой шлаком на 100 кг стекла,кг 0,19 О, 19

0;19 О 19 019

0,19 0 35

6,08 2,8

У

5,7 2,0

Кол-оо сульфата натрий на 100 кг стекла, кг 2166 5у7 . 2,66

Кол-во избыточного сульфата натр ю на 100 кг стекла, кг

0,38 3,42. . .0,38 3,42

3,8 о 47

Кол"во угля на 100 кг стекла,кг

О, О 13 . 0,119:. .0,043 0,393 ь от массы избыточного .сульфата

3,5 3,5

12,5

1115 11 5 Восстановительный потенциал шихты (В),Ич кислорода

»о 120

1445 1440

560 300

1460 1460

Нейтр. Нейтр, 400 . 410

Режим варки т"ра,:С о

14 50 1445

l 450

Нейтр. Нейтр.. Сл, окисл

Сл. Сл. окисл. окиса. среда

Коричне- Коричневое sos

Свойства стекла: цвет

Полубелое

Темно- Оранже", коричне- вое вое

По лубе- Зеленое лое светопропускание в области спектра 400700 нм, заданное

80 сырьевых материалов: песок, нефелин, со- Данные испытаний приведены в таблида, сульфат натрия, доменный шлак. Допол-" . це и подтверждаются актом промышленных нительно вводили уголь в зависимости QT - испытаний; Использование предлагаемого сульфидной серы в шлаке и желаемого-цвв;, способа позволяет получить. стекла с заданта. Для окрашивания стекла в зеленый цвет: 5 ной устойчивой спектральнойхарактеристииспользовали оксид хрома. Гранулирован- . кой, отличающиеся повышенной ный доменный шлак Карагандинского: ме- однородностью и механической прочноталлургического комбината имел . стью. следующий химический состав, мас,%; Sigz:. Высокие качественные показателистек-:

38,38; Al20q12,77; ге20э 0,24 СаО 42;N:1О ла позволили существенно увеличить выход

Mg0 5.78; $0,83; МпО 0,42..: . :..: . годных изделий. В то же время не получено

Доменный шлак использовали дЛя пол-, . существенного улучшения свойств для стеного ввода CaO+Mg0 в состав стекла в колИ-, кол 5, 6, выходящих эа заявляемые пределы. честве 22,7 кг на 100 кг стекла. Сульфат, ..:-: Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я натрия и уголь вводили в количествах, обес --;.-15 — Способ получения тарного стекла путем печивающих их соотношение в.заявляемых - . приготовления шихты с использованием доп редел ах. менного шлака и при избыточном количестСтекла варили в горшковой печи при,. . ee сульфата натрия, варки стекла, 1440-1460 С при слабоокислительной йлй,:;-, гомогенизации и охлаждения, о т л и ч а юнейтральнойатмосферепечи.Былиполучены:,20 шийся тем, что, с целью получения бесцветное, зеленое и коричневое стекла с :. :стекла с заданной спектральной характериэаданной спектральной характеристикой; Из",, стикой, повышения однородности и механикаждого стекла вырабатывались иэделия, оп-.,. ческой прочности, увеличения выхода. ределялось спектральное"светопропускание, . годных изделий, в шихту дополнительно микротвердость, однородность,, :,25 вводят. восстановитель в количестве 11,5

Окислительно-восстановительный по- — - от массы избыточного сульфата натрия для тенциал шихты оценивался по показателю. --. коричневых стекол и 3,5 для полубелых и

ХПК (химическая потребность в кислороде),:::: зеленых стекол. который определялся по известной. методике,.

1712326

Продолжение таблицы

Параметры

4 l 5 1; 6 ю

ФФФ} ЮЮ 4

7о

80 45 фактическое

Светолролускание е области . слектра 540"560 нм, Ь

40 40

15. . 66

40,0 40,0

4010 4о;о заданное .

4,0 4,1

530 510

76 75

Составите К.Каткова

Редактор М.Самерханова Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 506 Тираж Подписное

ВКИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/б

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

f фактическое, ",. Однородность методом цент" . рифугированил, вс, С

Иикротеердость, кгlммз ,, Выход годных изделий, 3

1,6 1в7

620 610

90 91

Стекло («1

1,4 1,8 3,6

615 ь15 560

89 89, 77

Г"