Способ приготовления стекольной шихты

Способ приготовления стекольной шихты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

oii996336

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250231 (2! ) 3284820/29-33

Р УМ К, з

С 03 В 1/00 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (ЗЗ УДК 666 1 .022(088.8) Опубликовано 150283. Бюллетень ¹ б

Дата опубликования описания 150283 (72) Авторы ° изобретения

Р.П. Келина, В.Г; Лаврентьев и Р.В. Миро (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТЕКОЛЬНОЙ ШИХТЫ

Изобретение относится к промыш.ленности строительных материалов, в частности к производству стекла, и касается подготовки шихтовых материалов к варке.

Известен способ приготовления шихты путем смешивания компонентов с водным раствором едкого натра f1), Однако применение растворов ед-. ких щелочей создает повышенную опасность для обслуживающего персонала-.

К тому же требуется специальное обо- рудование.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ .приготовления шихты путем доэирования компонентов, смешивания двух компонентов стекольной шихты, один из .которых песок, а другой — натрийсодержащий компонент, по крайней мере частйчно состоящий из водного раствора .едкого натра. Смесь термообрабатьйвают при 200-450 С в течение 5 мин — 2 ч. При этом кварцевый песок реагирует с водным раствором едкого натра без прямого контакта с углекислым газом. В результате на зернах песка образуется поверхностный слой водорастворимых силиВ катов. Затем зерна песка подвергаются механической обработке по крайней мере для частичного удаления с поверхности зерен образовавшихся снликатов и измельчения песка. Затем к этой смеси добавляют остальные компоненты и перемешивают их дпя образования гомогенной массы, которую агломерируют а присутствии

5-15 вес.Ъ воды (2).

Недостатками указанного способа являются введение водного раствора едкого натра, высокая прочность зерен кварцевого песка и их низкая химическая активность. Использование в технологии растворов едких щелочей создает повышенную опасность для обслуживающего персонала, требует специального оборудования, исключающего контакт с углекислым газом. Высокая коррозионная активность щелочных растворов приводит к загрязнению шихты,аппаратурным металлом. Кроме того, применение раствора щелочи в указанном способе намного снижается при условии приготовления малощелочных шихт термостойких стекол. Термообработка при 200450 С не приводит к разупрочнению кварцевого зерна. Поэтому иэмельче996336

10. ние кварцевого песка связано с большими механическими усилиями и загрязнением шихты аппаратурным материалом, что в конечном счете снижает качество стекла. При варке подготовленных укаэанным способом шихт 5 отдельных видов стекол, например малощелочных, термостойких с большим содержанием элементов III группы периодической системы, в частности

М O>, затруднено образование более активных модификаций кремнезема, что затягивает начальный период варки и способствует образованию кремнеэемистой пены на поверхности стекломассы.

Целью изобретения является ускорение процесса варки и повышение качества стекла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу приготовления стекольной шихты, включающему дозирование компонентов, смешивание кварцевого материала с натрийсодержащим, термообработку этой смеси, ее иэмельчение и смешивание с, остальными компонентами, кварцевый материал смешивают с карбонатом или нитратом натрия, взятым в количестве 0,05-2,0% от веса кварца, а термообработку ведут при 12001400ОС в течение 3-5 ч. 30

Измельченный после термообработки материал смешивают с остальными компонентами шихты эа вычетом количества щелочного компонента, введенного с кварцем. Приготовленная 35 таким образом шихта готова.к варке, а также может быть подвергнута любому виду дополнительной переработкИ, например увлажнению, гранулированию, брикетированию и т.п. 40 для нагревания смеси используют отходящие газы стекловаренной печи или другие виды обогрева. Проведение процесса в интервале указанных параметров позволяет получить дос- 45 таточно низкую прочность зерен.кремнезема, частично представленного кристобалитом. Увеличение содержания натрийсодержащего компонента свыше 2% приводит к образованию проч- 50 ного спека. При содержании щелочного компонента менее О 05% и выдержо

l ке при 1200-1400 С раэупрочнение зерен кремнезема и образование кристобалита протекают. крайне медленно и осуществляются с технологически оправданной скоростью при темперао туре значительно большей 1400 С.

Термическая обработка смеси кварца со щелочным компонентом обеспе-. чивает его перерождение в кристобалит. Процесс кристобалитиэации сопровождается образованием большого,количества микротрещин в зерне, и таким образом, значительным увели. чением удельной поверхности и сни- 65 жением механической прочности. Резкое снижение механической прочности зерен кремнезема позволяет произвести процесс его измельчения без больших механических нагрузок. При этом загрязнения аппаратурным материалом сводятся к минимуму. Образованная при термообработке модификация кремнезема — кристобалит, наряду с уменьшением размера зерен способствует ускорению процессов силикато- и стеклообраэования. Увлажнение шихты, а также агломерирование ее способствуют .глубокому проникновеыию водорастворимых компонентов в микротрещины зерен кремнезема, чтс также интенсифицирует начальные процессы варки. Ускоренное взаимодействие кремнезема с другими компонентами способствует повышению однородности стекломассы и уменьшению количества пены на поверхности стекла.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. Приготавливают шихту следующего состава, r:

Кварцевый песок 500

Глинозем 200

Борная кислота 200

Кальций углекислый 200

Магний углекислый 25

Сода кальцинированная 25

Песок имеет следующий гранулометрический состав, %:

7 0,63 мм 0,1

0,63-0,4 мм 5,0

О, 4-0, 315 мм 25,1

0,315-0,2 мм 55,2

0,2-0,1 мм 12,4

<0,1 мм 2,20

500 r песка смешивают с 5 r соды, что составляет 0,6% окиси натрия в отношении к количеству кварца.

Полученную смесь обжигают при 1400 С в течение 3 ч. По окончании термообработки смесь подвергают измельчению в шаровой мельнице в течение ..

10 мин. Гранулометрический состав материала после помола следующий, %: 0,63 мм

О, 63-0, 4 мм

0,4-0,315 мм 5,1

0,315-0,2 мм 25,1

0,2-0, 1 мм 28,3

<0,1 мм 41,5

Измельченную часть шихты смешива-. ют с остальными компонентами. Варку осуществляют при 1400 С в корундовых тиглях емкостью 200 мл. По окончании выдерживания при указанной температуре в течение 1 ч стекло имеет кремнеземистую пену только по краям тигля. Толщина ее 4-5 мм.

Пример 2. Приготавливают шихту состава по примеру 1. 500 г песка смешивают с 15 r соды, что составляет 1,8% окиси натрия в отношении к весу кварца. Полученную о . смесь обрабатывают при 1200 C в те5

996336

ЗО

Формула изобретения

Составитель О. Самохина

Редактор О. Перснянцева Техред М.Тепер Корректор Ю. Макаренко..г

Заказ 828/32 Тираж 484 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 чение 5 ч. По окончании термообработки смесь подвергают измельчениЮ в течение 10 мин в шаровой мельнице, Измельченную часть шихты смешиваютс-остальными компонентами. Варкуосуществляют в условиях по .примеру 1.

Стекло имеет кремнеэемистую пену только по краям тигля..Толщина ее

4-5 мм.

П р и м е . р 3 (для сравнения) .

Приготавливают шихту состава по примерам 1 и 2 ° 500 г песка помещают в шаровую мельницу и подвергают иэмельчению в течение 10 мин. Гранулометрический состав материала после

10 мин помола следующий, В:

0,63 мм 0,1

0,63 -О, 4 мм - 3,5.

0,4-0,315 мм 24,9

0,315-0,2 мм 54,3

0,2 мм — 0,1 мм 13,.0

<0,1мм..4,4

Измельченный песок смешивают с остальными компонентами шихты. Варку осуществляют в условиях по примерам 1 и 2. Стекло, получейное после часовой выдержки при 1400 С, о имеет нремнеземистую пену толщиной

6-7 мм по .всей поверхности стекломассы. Провар, сравнимый с укаэанным в примерах 1 и- 2, наступает только после двухчасовой выдержки при указанной температуре.

Hp и м e p 4 . 200 r кварцевого песка с размером зерен 0,3150,2 мм и с содержанием окиси натрия 0,05% подвергают термообработке при 1400О С в течение 5 ч в корундовом тигле. Зерна термообработанного песка со средним размером

0,3 мм разрушаются при воздействии статической нагрузки в 0,40 кг.

В то же время частицы необработанного кварцевого песка того же разме-. ра разрушаются при воздействии статической нагрузки в. 1;34 кг.

Сравнение примеров 1 и 2 с примером 3 показывает, что предлагаемый способ приготовления шихты ускоряет варку, что выражается в бо.— лее быстром исчезновении кремнеземистой пены. В то же время происходит более равномерное распределение кремнезема в объеме стекломассы.

Анализ гранулометрни кварцевого пес6 ка, приведенный в примерах 1 и показывает, что помол термообработанного материала происходит более эффективно. Снижение энергетических затрат на измельчение подтверждается также примером 4.

Использование предлагаемого способа приготовления стекольной шихты обеспечивает по сравнению.с существующими способами следующие преимущества. Отпадает необходимость введения в шихту раствора едких щелочей. Низкая прочность термообработанного песка (зерно разрушает-. ся при статической нагрузке 0,4 кг) позволяет вести иэмельчение с относительно небольшими механическими усилиями. В результате этого. снижается загрязнение шихты аппаратурным железом и в конечном счете повыша-. ется качество стекла. Иэмельчение

20 в комплексе с кристобалитизацией ускоряет процесс варки, так, например, если в известном способе при о

1400 С стеклообразование проходит в течение 90 мин, то для "кристобалитовой" — в течение 70-72 минут ° Таким образом, процесс варки стекла, в шихту которого введен кремнезем в вйде кристобалита, при этой температуре ускоряется на 17-20Ъ .

Способ приготовления стекольной шихты, включающий дозирование компонентов, смешивание кварцевого ма- . териала с натрийсодержащим, термообработку этой смеси, ее измельчение и смешивание с остальными компонентами, о т л и ч а ю щ.и и с я .

4О тем, что, с целью ускорения процесса варкн.и повышения качества стекла, кварцевый материал смешивают с карбонатом или нитратом натрия, взятым в количестве 0;05-2,0Ъ от

45 .веса кварца, а термообработку ведут при 1200-.1400 3-5 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 2231629, кл. С 03 В 1/00, опублик. 1979.

2. Патент США 9 3956446, кл. 264"117, опублик. 1976.