一种玻璃飞行熔化的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种玻璃飞行熔化的制造方法，所述的玻璃制造方法可用于平板玻璃、瓶罐玻璃、玻璃光纤、电子玻璃以及一些特种玻璃的制造生产。将配合好的玻璃原料首先制备成粒度小于０．５ｍｍ的球状颗粒，再从玻璃飞行熔化窑喷嘴入口处以２０ｇ／ｍｉｎ～１００ｋｇ／ｍｉｎ的速率喷射进入熔化池内，使配合料里面各种盐类在１８００～１００００℃的高温热源中分解，并使物料在飞翔下降瞬间熔融成玻璃液，并释放出分解气体，大幅缩短玻璃制造时间，节省能耗，降低烟气及粉尘排放。此外，该方法所用的玻璃飞行熔化窑将简化现有的炉窑结构，减少设备投资和占地面积。

Method for manufacturing glass flying melting

The invention relates to a manufacturing method of flying glass melting, the glass manufacturing method can be used for flat glass, glass bottle, glass fiber, electronic glass and some special glass manufacturing. With good glass raw materials were firstly prepared into spherical particles with a particle size of less than 0.5mm, then the flight from the glass melting kiln nozzle entrance fined 20g / min ~ 100kg / min injection rate into the molten pool, the decomposition of the high-temperature heat source material inside various salts at 1800 to 10000 DEG C, and make the material in the fly down instantly melt into glass liquid, and the release of decomposition gas, greatly shorten the glass manufacturing time, save energy, reduce emissions of smoke and dust. In addition, the glass flying melting furnace used in the method will simplify the existing furnace structure and reduce the equipment investment and floor space.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，所述的玻璃制造方法可用于平板玻璃、瓶罐 玻璃、玻璃光纤、电子玻璃以及一些特种玻璃的制造生产。二、
技术介绍
近年来，世界玻璃工业发展十分快速，玻璃年产量己高达上亿吨。随着科学技术的发展 和人们生活水平的日益提高，玻璃及其加工制品应用领域不断扩大，广泛应用于建筑、交通 运输、装饰装修、电子信息、太阳能利用及其他新兴工业，在国民经济建设中发挥着至关重 要的作用。玻璃工业属于典型的资源、能源高消耗型产业。在玻璃制造过程中，用于玻璃熔 化的能耗占整个工业总能耗的75%，能源成本占总成本的30%以上。因此，玻璃熔化是玻璃生 产节能降耗环节中的重中之重。至今140多年，众多玻璃生产厂家和科研人员在优化炉窑设 计、原料预热、燃料和助燃剂的选择、电炉助熔、负压澄清、延长炉窑寿命等方面做了很多 工作，也取得了一定的效果。但总的来说，这些改进没有从根本上改变传统的玻璃熔化工艺， 没有推动玻璃工业的大步前进。玻璃生产主要包括熔化和成型两大工艺。目前各种大规模生 产用玻璃熔化池窑都是在19世纪60年代德国西门子兄弟研制的蓄热式连续熔化池窑基础上 改进的。其生产工艺为配合好的原料在熔窑的一端成堆加入，主要利用料堆上方燃料燃烧 产生的火焰辐射加热，经过高温熔解、澄清、均化等过程形成均匀的、无气泡、无结石的玻 璃液，然后再经过成型，退火等工序得到合格玻璃产品。该熔化工艺存在的缺点是熔制时 间长(20-70 h)、炉窑热效率低(25%-40%)、单位能耗大(5800-8000kJ/kg玻璃液)、污染 重(C02、 N(X等烟气和粉尘)。玻璃熔制过程涉及到一系列复杂的物理、化学、物理化学的现象和反应，其中主要包括 硅酸盐的形成、玻璃形成、玻璃液的澄清、均化和冷却五个阶段。传统玻璃熔化工艺能耗高 的根本原因在于Si02熔解难、熔化时间长、热利用效率低、澄清均质慢。三、
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，其目的在于提供。所述玻璃制 造方法是将配合好的玻璃原料首先制备成粒度较小的球形颗粒，再从高温火焰中心喷射入熔 化池，使原料在飞行瞬间熔融成玻璃液并释放出分解气体，以大幅縮短玻璃制造时间节省能 耗降低烟气及粉尘排放。此外，该方法所用的装置将简化现有的炉窑结构，减少设备投资和占地面积。本专利技术按以下技术方案实施 图l本专利技术玻璃飞行熔化窑结构图。(1) 将玻璃原料粉碎至粒度小于200目，按所需的玻璃成分进行称量配比，配合好的 物料加入到固液比为1 5的水或乙醇分散剂中，以100-600r/min的速率搅拌混合，然后 将混合好的液状物料在150-300°C的温度下制成粒度小于0. 5mm的球状颗粒；(2) 将上述得到的球状颗粒在喂料机和传输气流的作用下从玻璃飞行熔化窑喷嘴入口以 20g/min 100kg/min的速率喷射进入熔化池内，使配合料里面各种盐类在1800 10000°C 的高温热源中分解释放出气体，并使物料在飞翔下降瞬间熔融成玻璃液；(3) 熔融的玻璃液在机械搅拌浆的作用下澄清、均化后进行成型、退火工序以得到合格 的玻璃产品。本技术和现有技术相比具有以下优点① 单颗粒在高温飞行瞬间完成了盐类的分解、硅酸盐和玻璃的形成以及局部均质等反应；② 各种盐类分解所产生的气体不进入玻璃溶液，大大减轻了澄清工序的负担；③ 颗粒熔化过程主要采用传导和辐射加热，改变了传统工艺仅靠火焰辐射加热的方式， 提高了热传递效率，大幅縮短了玻璃熔化时间，节省了能量消耗，降低了环境污染和运行成本， 提高了产能和产品质量； 方便更换玻璃产品成分和少量化玻璃生产。所述玻璃飞行熔化窑的结构本申请人已在申请号为200820081589.2的中国专利申请中 公开，其包括物料入口l,喷嘴2，熔化池3，高温热源4，辅助热源5，玻璃液排放口7，玻璃液挡板 8,初级玻璃液出口9，澄清池IO，搅拌浆ll,玻璃液出口 12。喷嘴2安装在熔化池3的上部中心线 位置，辅助热源5安装在熔化池的两侧玻璃液上方位置，玻璃液排放口7位于熔化池的底部，初 级玻璃液出口9位于熔化池3和澄清池10之间，搅拌浆11安装在澄清池10的底部，沿澄清池的 长度方向均匀分布。图l是本专利技术玻璃飞行熔化窑结构图。四附图说明:图l是本专利技术玻璃飞行熔化窑结构图，图中l是物料入口， 2是喷嘴，3是熔化 池，4是高温热源，5是辅助热源，7是玻璃液排放口， 8是玻璃液挡板，9是初级玻璃液出 口， IO是澄清池，ll是搅拌浆，12是玻璃液出口。五具体实施方式实施例1 :将粒度小于0. lmm质量比为61%的石英砂(Si02)， 23. 3%的纯碱(Na2C03)， 14. 9%40.8%的芒硝(Na2S04)粉碎至粒度小于300目合计称量100kg，加入到 乙醇浓度为0. 5 mol/L，固液比为3的乙醇溶液中搅拌，混合好的配合料利用液泵将其喷射入 喷雾干燥设备内在200°C的高温下制成平均粒度为51nm的球状颗粒。将得到的球形原料经过喂料机以100 g/min的速率喷射入氧气-丙烷燃烧的玻璃飞行熔化 窑内,喷嘴口瞬间温度为500(TC以上，在喷嘴下方0. 5m距离处设置水冷收集器以收集玻璃粉 末进行产品性能检测。具体工艺参数如下炉子燃烧功率38kW，助燃氧气速率120L/min，燃料 丙烷(C3H8)速率30L/min，喂料速度100g/min，颗粒空气载流速率30L/min。分析结果表明， 球形原料在氧气-丙垸燃烧炉内飞行瞬间熔化成晶莹通明的玻璃液体，原料瞬间分解率为98%， 钠钙硅玻璃的熔化率为95%。将得到的玻璃进行感应耦合等离子体质谱分析，其质量组成为 72. 5%Si02， 15, 8%Na20， 11.7%CaO。实施例2:原料配比与例1相同，粉碎至粒度小于250目筛后合计称量lOOkg，加入到固液 比为2的蒸馏水中搅拌，充分混合好的配合料利用液泵将其压入圆盘制粒机内，在25(TC的 高温下制成平均粒度为78nm的球状颗粒。将得到的球形原料经过喂料机以20g/min的速度喷入射频感应等离子体中，喷嘴口瞬间 温度为8000°C以上,在喷嘴下方0. 4m距离处设置水冷收集器以收集玻璃粉末进行产品性能检 测。具体工艺参数如下电源功率20kW，频率4MHz，氩气等离子气流2L/min，喂料速度20g/min， 氩气输送气流6L/min。结果表明，球形原料在射频感应熔化炉内飞行瞬间全部熔化成钠钙硅 玻璃，原料中各种盐类的分解率及熔化率为100%。熔化后的玻璃成分质量组成为74.4n/。Si02， 13. 3%Na20， 12.4%CaO。实施例3:将粒度小于0. lmm质量比为41. 2%的石英砂(Si02)， 22. 4%的硼酸(跳)，8. 4% 的氧化铝(A1A)， 27. 1%的碳酸钡(BaCO》和0. 9%的三氧化二锑(Sb203)粉碎至粒度小于 350目后合计称量100kg，加入到固液比为3的乙醇溶液中搅拌，混合好的配合料利用液泵将 其喷射入喷雾千燥设备内在200°C的高温下制成平均粒度为80nm的球状颗粒。将得到的球形原料经过喂料机以70g/min的速度喷入12相交流电弧中，在喷嘴下方lm 距离处设置水冷收集器以收集玻璃粉末进行产品性能检测。具体实验参数如下电源功率46kW, 输出电压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻璃飞行熔化的制造方法，其特征在于：其按以下技术方案实施，（１）将玻璃原料粉碎至粒度小于２００目，按所需的玻璃成分进行称量配比，配合好的物料加入到固液比为１～５的水或乙醇分散剂中，以１００－６００ｒ／ｍｉｎ的速率搅拌混合，然后将混合 好的液状物料在１５０－３００℃的温度下制成粒度小于０．５ｍｍ的球状颗粒；（２）将上述得到的球状颗粒在喂料机和传输气流的作用下从玻璃飞行熔化窑喷嘴入口以２０ｇ／ｍｉｎ～１００ｋｇ／ｍｉｎ的速率喷射进入熔化池内，使配合料里面各种盐类在１８００～１００００℃的高温热源中分解释放出气体，并使物料在飞翔下降瞬间熔融成玻璃液；（３）熔融的玻璃液在机械搅拌浆的作用下澄清、均化后进行成型、退火工序，得到玻璃产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚耀春，马文会，杨斌，戴永年，刘大春，徐宝强，易惠华，秦博，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]