Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2472720

(19)

RU

(11)

2472720

(13)

C2

(51) МПК C03B1/02 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011111828/03, 29.03.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

29.03.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 29.03.2011

(43) Дата публикации заявки: 10.10.2012

(45) Опубликовано: 20.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: SU 1609747 A1, 30.11.1990. RU 2234473 C1, 20.08.2004. RU 2007147298 A, 27.06.2009. US 6287378 B1, 11.09.2001. DE 4418029 A1, 30.11.1995.

Адрес для переписки:

308023, г.Белгород, Садовая, 116А, ректору Автономной некоммерческой организации высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" В.И. Теплову

(72) Автор(ы):

Бессмертный Василий Степанович (RU),

Черникова Алефтина Анатольевна (RU),

Бахмутская Ольга Николаевна (RU),

Лазько Екатерина Александровна (RU),

Дюмина Полина Семеновна (RU),

Дикунова Лариса Михайловна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" (RU)

(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТЕКОЛЬНОЙ ШИХТЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве тарного, строительного и других видов стекол. Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта и снижение его себестоимости, ускорение процесса компактирования шихты, возможность компактирования смеси стекольного боя с сырьевыми материалами стекольной шихты, снижение энергозатрат за счет устранения ряда технологических операций. Способ подготовки стекольной шихты включает измельчение стеклобоя, смешение его со связующим и компактирование, причем стекольный бой сначала увлажняют 40% водным раствором жидкого стекла, в полученную смесь добавляют сырьевые компоненты шихты, перемешивают и компактируют при давлении 7,0-10 МПа. Для компактирования используют стекольный бой с размером частиц 0,08-0,40 мм, а смесь стеклобоя и сырьевых компонентов шихты увлажняют до 12-16%. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве тарного, строительного и других видов стекол.

Из уровня техники известен способ приготовления стекольной шихты, включающий подготовку и перемешивание сырьевых компонентов, увлажнение до 1-18% холодной или горячей технической водой с жесткостью менее 11 мг.экв/л, с водородным показателем 4,4-13,0 и положительным индексом насыщения, компактирование шихты и ее охлаждение по А.С. СССР 1609747 «Способ приготовления стекольной шихты».

Данный способ не позволяет компактировать стеклобой, так как вода не вступает во взаимодействие со стеклобоем и не связывает гранулы стеклобоя.

Хотя в настоящее время для варки промышленных стекол преимущественно используют смесь из сырьевых компонентов шихты с добавлением 10-30% стеклобоя, компактирование стекольной шихты позволяет ускорить процессы стекловарения и уменьшить летучесть компонентов шихты при варке стекол.

При компактировании шихты на основе стекольного боя, прочность гранул в известном способе не превышает 2,6-3,3 МПа, что приводит к разрушению гранул при транспортировании.

Наиболее близким техническим решением является способ подготовки стекольной шихты, заключающийся в предварительном измельчении стеклобоя до фракции 2,5 мм, приготовление 12,5-20% водного раствора соды и сульфата натрия при соотношении Na 2 СО 3 /Na 2 SO 4 =80/20-95/5, подогрева раствора до 50-80°С и последующее компактирование по А.С. СССР 1599323 «Способ подготовки стекольной шихты».

Основным недостатком предлагаемого способа является низкая прочность гранул на основе стекольного боя.

Кроме того, недостатком данного способа являются длительные стадии смешивания, растворения в воде и подогрева водного раствора дорогостоящих компонентов. В известном способе сульфат и карбонат натрия являются необходимыми компонентами для компактирования шихты на основе стеклобоя.

Техническим эффектом от применения предлагаемого способа является повышение качества конечного продукта и снижение его себестоимости, возможность компактирования смеси стекольного боя с сырьевыми материалами стекольной шихты, снижение энергозатрат за счет устранения ряда технологических операций.

Технический эффект достигается тем, что способ подготовки стекольной шихты включает измельчение стеклобоя, смешение его со связующим и компактирование, причем стекольный бой сначала увлажняют 40% водным раствором жидкого стекла, в полученную смесь добавляют сырьевые компоненты шихты, перемешивают и компактируют при давлении 7,0-10 МПа. Для компактирования используют стекольный бой с размером частиц 0,08-0,40 мм, а смесь стеклобоя и сырьевых компонентов шихты увлажняют до 12-16%.

Предлагаемый способ отличается от прототипа тем, что стекольный бой сначала увлажняют 40% водным раствором жидкого стекла, в полученную смесь добавляют сырьевые компоненты шихты, перемешивают и компактируют при давлении 7,0-10 МПа. Для компактирования используют стекольный бой с размером частиц 0,08-0,40 мм, а смесь стеклобоя и сырьевых компонентов шихты увлажняют до 12-16%.

Использование в предлагаемом способе 40% водного раствора жидкого стекла с кислотным модулем 3, выпускаемого отечественной промышленностью, и устранение технологических операций, используемых в известном способе, снижает энергозатраты и себестоимость конечного продукта.

Изобретательский уровень предлагаемого способа подтверждается тем, что введение в состав стекольной шихты 40% водного раствора жидкого стекла позволяет компактировать стекольные шихты на основе стекольного боя и сырьевых компонентов шихты, ускорить процесс компактирования, устранить ряд технологических операций и повысить качество конечного продукта, в частности прочность гранул на сжатие.

Проведенный анализ известных способов подготовки стекольной шихты позволяет сделать заключение о соответствии заявленного изобретения критерию «новизна».

Оптимальными параметрами, экспериментально полученными, являются влажность стекольной шихты 12-16% и давление прессования 7-10 МПа (табл.1).

В предлагаемом способе использование стекольного боя в смеси более 30% требует увеличения влажности до 20%, что экономически нецелесообразно и ведет к недопустимому увеличению содержания оксида натрия в стекле. Это существенно снижает химическую стойкость стекла до 4-5 гидролитического класса.

В предлагаемом способе увлажнение шихты менее 12% приводило к самопроизвольному разрушению гранул за счет нехватки связующего. Увлажнение шихты более 10% приводило к перерасходованию связующего, удорожанию конечного продукта и снижению качества стекла.

В предлагаемом способе использование стекольного боя более 0,40 мм не позволяет получить высокую прочность гранул и требует дополнительного расхода связующего. Использование фракций менее 0,08 мм не позволяет получить однородную смесь за счет коагуляции мелких частиц с отдельными сырьевыми компонентами шихты. В предлагаемом способе в порцию стекольного боя вводили полностью необходимое количество 40% водного раствора жидкого стекла, а в полученную смесь постепенно добавляли сырьевые материалы шихты. Изменение последовательности ввода 40% водного раствора жидкого стекла приводит к тому, что при его введении в сырьевые компоненты шихты происходит схватывание шихты, препятствующее равномерному распределению компонентов. Это существенно снижает прочность компактированной стекольной шихты.

Пример 1. Бой тарного стекла (таблица 2) мололи в фарфоровой шаровой мельнице с уролитовыми шарами в течение 4 часов и рассеивали на ситах.

В фракцию стеклянного боя добавляли необходимое количество связующего и перемешивали в пропеллерной мешалке в течение 2 минут. В качестве связующего брали 40% водный раствор жидкого стекла с кислотным модулем 3.

В полученную смесь, находящуюся в работающей пропеллерной мешалке, порционно добавляли необходимое количество сырьевых компонентов шихты. Сырьевые компоненты шихты отвешены и предварительно перемешаны для получения тарного стекла марки БТ-1.

Общее рассчетное количество связующего в смеси обеспечивало влажность стекольной шихты 12%.

Полученную смесь после перемешивания компактировали на прессе ПГ-500. Размеры брикетов составляли: d 23 мм, Н - 12-14 мм.

Таблица 1

Способ

Параметры

Предлагаемый по примеру

Известный

1

2

3

Состав: стекольный бой

30

30

30*

100

сырьевые компоненты шихты

70

70

70*

-

размер гранул, мм

0,08-0,40

0,08-0,40

0,08-0,40*

2,5

влажность стекольной шихты, %

12

14

16*

4-10

давление прессования, МПа

7; 8; 9; 10;

7; 8; 9; 10

7; 8; 9; 10*

-

прочность на сжатие, МПа

8,9; 9,4; 11,2; 13,8

9,6; 11,2; 13,5; 15,2

12,7; 14,0; 15,4; 16,8*

2,6-3,3

вид связующего

40% водный раствор жидкого стекла

40% водный раствор жидкого стекла

40% водный раствор жидкого стекла

12,5-20% водный раствор соды и сульфата натрия в соотношении 80/20-95/5

Технологические операции

Помол стекольного боя

Помол стекольного боя

Перемешивание стекольного боя с 40% водным раствором жидкого стекла

Приготовление и подогрев до 50-80°

Перемешивание полученной смеси с сырьевыми компонентами шихты

водного раствора Na 2 СО 3 и Na 2 SO 3

Компактирование стекольной шихты

Перемешивание

Контроль качества

Компактирование

Контроль качества

* - пример осуществления контроля качества брикетов.

Таблица 2

Химический состав стеклянного боя тарного стекла, мас.%

SiO 2

Аl 2 O 3

CaO

MgO

Na 2 O

SO 3

Fе 2 O 3

72,5

2,5

7,0

4,0

14,0

0,2

0,09

Пример 2. Составы стеклянного боя, сырьевых материалов шихты тарного стекла БТ-1 и технология смешения компонентов со связующим были такими же, как и в примере 1.

Влажность смеси составляла 14%, а давление прессования при компактировании стекольной шихты составляло 7, 8, 9 и 10 МПа (таблица 1).

Пример 3. (см. пример 2).

Влажность смеси составляла 16%, а давление прессования 7, 8, 9 и 10 МПа.

После компактирования стекольной шихты производили контроль качества брикетов.

Пример осуществления контроля качества брикетов.

Для контроля качества брали пять брикетов размером 023 мм и h=14 мм, полученные из смеси с влажностью 16% при давлении прессования на прессе ПГ-500-10 МПа (таблица 1).

Прочность брикетов определяли на разрывной машине R-0,5. Брикеты помещали в специальные зажимы. После равномерного сжатия

Из данных примеров видно, что применение предлагаемого способа позволит повысить качество конечного продукта и снизить его себестоимость, ускорит процесс компактирования шихты, позволит компактировать смесь стекольного боя с сырьевыми материалами стекольной шихты, снизит энергозатраты за счет технологических операций. Таким образом, технический эффект предлагаемого изобретения достигнут.

Формула изобретения

Способ подготовки стекольной шихты, включающий измельчение стеклобоя и смешение его с сырьевыми компонентами шихты и связующим, увлажнение и компактирование, отличающийся тем, что для компактирования используют стекольный бой с размером частиц 0,08-0,40 мм, который сначала увлажняют 40%-ным водным раствором жидкого стекла, в полученную смесь добавляют сырьевые компоненты шихты, перемешивают и компактируют при давлении 7,0-10 МПа, причем смесь стеклобоя и сырьевых компонентов шихты увлажняют до 12-16%.