CN101531457B - 一种耐碱玻璃球的生产配方及其生产方法和生产用窑炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建材工业中一种耐碱玻璃球的生产配方及其生产方法和生产用窑炉。本发明各组分重量配比的选择合理，有利于质量体系受控，且制得的玻球成品澄清度高、质量好，整个工艺过程由原料筛选、称量、混合原料以及熔制、出料构成，工艺简单，操作方便，采用马蹄焰炉生产耐碱玻璃球，解决了长期以来“马蹄焰窑炉不能适用生产耐碱玻璃球”的技术偏见，利用常规的玻璃球窑，在窑体耐材不做改进的情况下，实现耐碱玻璃球的生产，具有生产规模大、生产过程易于控制调节，规模效益好，节能效果显著，在生产率较全电熔窑炉大幅提高的同时才成本则大幅下降。
Description
技术领域
本发明涉及建材工业中一种耐碱玻璃球的生产配方及其生产方法和生产用设备，特别是用于耐碱玻璃纤维生产的一种耐碱玻璃球的生产配方及其生产方法和生产用窑炉。
背景技术
耐碱玻璃纤维是制造玻璃纤维增强水泥制品(简称GI屺)的增强基材，由于此种制品具有质轻、强度高、不燃、可设计性强、易成型、使用寿命长，成本远低于玻璃钢、镁水泥且长期性能优于镁水泥等优点。在国内、外的建筑和土木工程中得到广泛的应用，不仅作为墙体材料用于寒冷地区，而且延伸到现有的一些通常由玻璃钢式镁水泥制作的产品领域。但由于其化学成份中氧化锆的含量一般高达14％以上，并含有6％左右的氧化钛(TiO2)，因此，生产其作为原料的玻璃球时熔化温度高达1600℃以上，熔制难度较大。
目前，生产耐碱玻璃球的一种方法是采用全电熔窑生产，该生产方式虽然烧损及飞扬损失较小，但却存在生产规模小，每座窑炉仅能设1～2组制球机(2～4T/日产)，电能消耗高，炉内玻璃液表面温度低，温度场不均匀，产品质量差、气泡较多且生产成本高等弊病。
中国专利局公开了一种发明名称为“一种耐碱玻璃球的生产方法”的发明专利(公告号：CN1500753)，即采用马蹄焰窑炉生产耐碱玻璃球，主要是采用天燃气作燃料，并对窑炉各部分结构采用耐高温锆刚玉砖或者硅砖为内衬，以满足耐碱玻璃球生产要求的熔化温度。该方法采用石英砂、方解石、锆英砂、金红石、萤石及硝酸钾、纯碱并引入部分熟料作为原、辅料，经粉碎，配制混合料，并送入耐高温锆刚玉砖为内衬的天然气马蹄熔窑炉中熔制，冷却、澄清、制球，最后经退火处理而制得含高氧化锆的耐碱玻璃球。该发明配合料飞扬大，玻璃液在窑内熔制时间较短，所生产的玻璃球质量仍不理想，玻球澄清度不高；加之该生产方法还存在料股温度较低，既易产生析晶失透，又影响玻球的成球率，而严重影响产品质量。另外，该玻璃球配方在没考虑烧失量的情况下各配方总和超过100％明显不合理。同时，该方法在采用马蹄焰窑炉生产耐碱玻璃球的工艺控制过程中，由于窑炉结构本身因素仍然存在以下问题：1、相对于传统马蹄焰窑炉，该专利采用耐高温锆刚玉砖或者硅砖为内衬，提升了生产成本；2、由于熔解池的宽度较大，造成窑内温度波动较大、在窑池宽度方向出现明显的温度差；3、在熔解池内随着燃烧行程的深入，助燃力逐渐减小，火焰逐渐衰减，燃烧不尽带来废气逐步产生并积聚，堵塞小炉从而造成玻璃球制作效率降低、而且产品质量低、甚至降低窑炉的使用寿命；同时由于废气的积累还将造成环境污染。
中国专利局还公开了一种发明名称为“一种耐碱玻璃球的生产方法及生产用窑炉”的发明专利(公告号：CN1248980C)，采用石英砂、锆英砂、金红石、方解石、萤石及硝酸钾、纯碱或再引入部分熟料作为原、辅料，经粉碎，配制混合料，熔制，冷却、澄清，制球，最后经退火处理而制得高氧化锆耐碱玻璃球；而熔制玻璃液的窑炉为含换热室，内、外大碹、小炉及燃气喷口，烟道，胸墙，前、后脸墙，流液洞，澄清池及喂料嘴的双碹窑炉。该耐碱玻璃球配方在没考虑烧失量的情况下各配方总和超过100％，明显不合理。另外，该窑炉双碹结构而且采用无缩孔电熔锆刚玉砖及优质硅砖作熔化池及双碹等的内衬或砌体，相对于传统马蹄焰窑炉极大提高了成本；另外小炉作为混合与燃烧区域，不能排空废气，造成废气在炉内积聚影响成品质量而且降低窑炉使用寿命；而废气的产生也会导致环境污染的产生。
发明内容
本发明旨在克服上述技术缺陷，提供一种耐碱玻璃球的生产配方及其生产方法，同时本发明提供一种用于制造耐碱玻璃球的窑炉。本发明打破了常规马蹄火焰窑不能生产耐碱玻璃球的理念，利用常规的玻璃球窑，耐材不改变的情况下，通过控制混合物料的均匀性、含水率、实现耐碱玻璃球的生产。本发明工艺简单，操作方便，结合科学的自控手段，操作控制简便，利于生产且节能，产品质量稳定，玻球澄清度高，质量好，原料消耗低，对环境污染小。
为达到上述技术效果，本发明采用下述技术方案：
一种耐碱玻璃球的生产配方，其特征在于：其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％～39％、锆英砂33％～40％、萤石3％～4％、硝酸钾2％～4％、纯碱30％～45％、金红石4.5％、方解石10～15％；
所述石英砂为SiO2含量≥98％且过80目的筛网筛选的石英砂原料；
所述锆英砂为ZrO2含量≥65％且过250目以上的筛网筛选的锆英砂原料，受控标准为320目；
所述萤石为CaF2含量大于或者等于80％且均过40目的筛网筛选的萤石原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；；
所述硝酸钾为KNO3含量大于或者等于99％且过40目的筛网筛选的硝酸钾原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量大于或者等于98％且过40目的筛网筛选的纯碱原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述金红石为含TiO24.5％且过40目的筛网筛选的金红石，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述方解石为CaO含量大于豁等于51％且过60～80目筛网筛选的方解石；
更优的，一种耐碱玻璃球的生产配方，其特征在于：其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％～39％、锆英砂35％～38％、萤石3.5％～4％、硝酸钾2.5％～3.5％、纯碱35％～40％、金红石4.5％、方解石12～14％；
所述石英砂为SiO2含量≥98％的石英砂原料；
所述锆英砂为ZrO2含量≥65％的锆英砂原料；
所述萤石为CaF2含量≥80％的萤石原料；
所述硝酸钾为KNO3含量≥99％的硝酸钾原料；
所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量≥98％的纯碱原料；
所述金红石为含TiO24.5％的金红石；
所述方解石为CaO含量大于或者等于51％的方解石。
最优的，耐碱玻璃球的生产配方，其特征在于：其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂37％、锆英砂36％、萤石3.6％、硝酸钾3％、纯碱40％、金红石4.5％、方解石13％；
所述石英砂为SiO2含量≥98％的石英砂原料；
所述锆英砂为ZrO2含量≥65％的锆英砂原料；
所述萤石为CaF2含量≥80％的萤石原料；
所述硝酸钾为KNO3含量≥99％的硝酸钾原料；
所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量≥98％的纯碱原料；
所述金红石为含TiO24.5％的金红石；
所述方解石为CaO含量大于或者等于51％的方解石。
由于耐碱玻璃球系列包含两种耐碱玻璃球，即分为含有金红石的玻璃球和不含金红石的玻璃球两种，根据国家标准AR1或者企业标准HRJ-CG-JSBZ-01，生产含锆量大于或等于16.7％以上的耐碱玻璃球时不用金红石，生产含锆量小于16.7％以下的耐碱玻璃球时才用金红石。上述配方是生产含锆量小于16.7％以下的耐碱玻璃球及要用金红石作为原料时的生产配方。
下面提供生产含锆量≥16.7％以上的耐碱玻璃球即不用金红石作为生产原料时的生产配方：
一种耐碱玻璃球的生产配方，其特征在于：其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％～39％、锆英砂33％～40％、萤石3％～4％、硝酸钾2％～4％、纯碱30％～45％、方解石10～15％；
所述石英砂为SiO2含量≥98％且过80目的筛网筛选的石英砂原料；
所述锆英砂为ZrO2含量≥65％且过250目以上的筛网筛选的锆英砂原料，受控标准为320目；
所述萤石为CaF2含量大于或者等于80％且均过40目的筛网筛选的萤石原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；；
所述硝酸钾为KNO3含量大于或者等于99％且过40目的筛网筛选的硝酸钾原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量大于或者等于98％且过40目的筛网筛选的纯碱原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述方解石为CaO含量大于豁等于51％且过60~80目筛网筛选的方解石。
本发明中，根据自然规律，石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料等各种原料的主含成份不可能达到100％，各种原料主成份要求越高越好，目的是不低于主成份的受控要求值。
一种耐碱玻璃球的生产方法，其特征在于：所述耐碱玻璃球是通过以下步骤生产的：
(1)筛选原料：将锆英砂原料过250目以上的筛网筛选，受控标准为320目；将石英砂过80目的筛网筛选；方解石过60～80目筛网筛选；其它原料均过40目的筛网筛选，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
(2)称量原料：将筛选后的各原料称量备料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％～39％、锆英砂33％～40％、萤石3％～4％、硝酸钾2％～4％、纯碱30％～45％、金红石4.5％、方解石10～15％以及熟料10～15％。
(3)配制混合料：将石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石按其原料的比重及目数，以轻先重后依次倒入预混料罐，经电动葫芦提升倒入混料机内搅拌30～90秒，除铁后油皮带运输机将混合料送入漏斗形储料仓，其后送入料罐内；控制混合后的水份含量≤2.5％，混合料的均匀度25-35％；
(4)熔制玻璃液：将配置好的混合料放入投料机内，送入马蹄焰窑炉中经预熔池预熔后，在1620℃±10℃(使用光学高温计测得的带火火焰热点温度)范围内熔制成玻璃液，，马蹄焰窑炉每20～25分钟通过鼓风通道换向送风，熔化池的最高热点温度控制在1490～1570℃范围内；经溶化池高温熔制成的玻璃液→流液洞→工作池→冷却→澄清→均化→喂料道料嘴，以料股式出料送入制球机，料股的温度控制在1200±10℃范围内；
(5)制球：送入制球装置的料股经剪料机剪成坯料，再送入成型机成型，成型后的玻球经退火处理，即制得按重量百分比计其化学成分为：SiO2 60.5～68％、ZrO2 14.8～16.7％、TiO2 0.5～4.7％、CaO4～6.2％、K2O1.5～2.8％、Na2O12.2～14％、Al2O3＜0.5％、Fe2O3＜0.2％的玻璃球。
所述玻球的密度为2.57～2.7g/cm3、二次冒泡温度≥1040℃，均匀性≤24cm、球径为19.5±0.7mm。
本发明中，所述烧失量(Loss on ignition，缩写为LOI)又称灼减量，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。相对而言，灼减量大且熔剂含量过多的，烧成偏高的制品的收缩率就愈大。根据窑炉特点，本发明的烧失量很低。
一种耐碱玻璃球生产用马蹄焰窑炉，包括排烟管道、小炉、熔化池、带热室，其特征在于：所述在带热室与排烟管道之间的两个独立的通风道上，分别设置有两套独立的助燃装置，两套助燃装置交替通过通风道向带热室送入助燃风，熔化池熔制所产生的废气经两个小炉、两个带热室、两个通风道，分别交替由排烟管道排除；在两个通风道上还分别设置有用于控制通风道开启的闸板，闸板位于排烟管道和助燃装置与排烟管道连通处之间，所述熔化池长宽比＝4～6∶1。
所述助燃装置包括风机和风机连接管。
小炉与熔化池之间设有喷枪组，喷枪组由四支喷枪构成，两个小炉分别安装两支，喷枪一端连接作为混合与燃烧区域并作为废气通道的小炉，另一端连接熔化池。
所述熔化池长8.0～11.0m、宽2～1.8米、池深1200～1600mm，同时，流液洞截面积为300～700m2，澄清池2900×600mm，喂料道150×200mm，喂料道长度0.8～0.9m，料股出口直径为70～90mm。
废气热量回收方式采用带热室式运行方式：风机通过风机连接管向窑炉内鼓风提供助燃力，喷枪组由四支喷枪构成，两个小炉分别安装两支，喷枪一端连接作为混合与燃烧区域并作为废气通道的小炉，另一端连接熔化池，先由一个小炉的两支喷枪喷火燃烧，隔20～30分钟后通风道上的闸板关闭停止喷火，另一个闸板开放，相对应的小炉的喷枪喷火工作，如此循环，持续保持熔化炉内温度，且能有效清除熔化炉内的废气废物。小炉作为混合与燃烧室的同时并作废气通道。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中锆英砂原料过250目以上的筛网筛选，受控标准为320目；将石英砂过80目的筛网筛选；方解石过60～80目筛网筛选；其它原料均过40目的筛网筛选，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％，目数越大颗粒或粉末越细，有利于后续进程中原料混合充分均匀，能够充分利用各原料中自含水量，有效控制混合料的含水率，熔融过程中烧失量降低。
2、组分重量配比的选择合理，有利于质量体系受控，包括原料的比重、倒料顺序、搅拌时间、水份要求等，特别是通过对混合料的均匀度及水份的控制，以达到控制成品质量的目的。
3、原料混合后的水分控制：配制混合料中混合料在料罐中控制混合后的水份含量≤2.5％，采用湿混，在保证原料充分混合的前提下可防止原料粉尘飞扬。
4、采用马蹄焰窑炉，解决了长期以来“常规马蹄焰窑炉不能适用生产耐碱玻璃球”的技术偏见。采用蹄焰窑炉共四支喷枪，小炉两侧各安装两支，先由一个小炉的两支喷枪喷火燃烧，隔20分钟后停止喷火，同时另一个小炉的喷枪喷火工作，如此循环交替进行，熔化炉内形成马蹄形焰，能持续保持熔化炉内温度，并且由于改变了窑炉熔化池的长宽比，使得熔化池内的温度更加均匀和稳定，助燃且有效清除熔化炉内的废气废物。
5、在1620℃±10℃范围内熔制成玻璃液，窑炉温度控制在1490～1570℃范围内，高温环境下保证熔制效果。
6、本发明整个工艺过程由原料筛选、称量、混合原料以及熔制、出料构成，工艺简单，操作方便，采用耐高温的马蹄焰炉生产耐碱玻璃球，具有生产规模大、生产过程易于控制调节。规模效益好，节能效果显著，在生产率较全电熔窑炉大幅提高的同时才成本则大幅下降，且制得的玻球澄清度高、质量好。本发明打破了常规马蹄火焰窑不能生产耐碱玻璃球的理念，利用常规的玻璃球窑，在窑体耐材不做改进的情况下，实现耐碱玻璃球的生产。整个工艺简单，操作方便，结合科学的自控手段，操作控制简便，利于生产且节能，产品质量稳定。玻球澄清度高，质量好，原料消耗低，对环境污染小。
附图说明
图1为本实用新型马蹄焰窑炉的侧视图。
图2为本实用新型马蹄焰窑炉的俯视图。
图中1-排烟管道、2-小炉、3-熔化池、4-带热室、5-通风道、6-闸板、7-风机、8-风机连接管、9-预熔化池、10-投料口、11-流液洞、12-澄清池、13-喂液器、14-喂料道、15-进料口、16-料股出口、17-喷枪。
具体实施方式
实施例1
一种耐碱玻璃球的生产配方，其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％、锆英砂33％、萤石3％、硝酸钾2％、纯碱30％、金红石4.5％、方解石10。所述烧失量(Loss on ignition，缩写为LOI)又称灼减量，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。相对而言，灼减量大且熔剂含量过多的，烧成偏高的制品的收缩率就愈大。所述耐碱所述石英砂为SiO2含量为98％的石英砂原料；所述锆英砂为ZrO2含量为65％的锆英砂原料；所述萤石为CaF2含量为80％的萤石原料；所述硝酸钾为KNO3含量为99％的硝酸钾原料；所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量为98％的纯碱原料；所述金红石为含TiO2 4.5％的金红石；所述方解石为CaO含量为80％的方解石。本实施例是一种生产含锆量小于16.7％以下的耐碱玻璃球及要用金红石作为原料时的生产配方。
实施例2
一种耐碱玻璃球的生产配方，其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂39％、锆英砂34％、萤石4％、硝酸钾4％、纯碱45％、金红石4.5％、方解石15％。所述烧失量(Loss on ignition，缩写为LOI)又称灼减量，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。相对而言，灼减量大且熔剂含量过多的，烧成偏高的制品的收缩率就愈大。所述耐碱所述石英砂为SiO2含量为98％的石英砂原料；所述锆英砂为ZrO2含量为69％的锆英砂原料；所述萤石为CaF2含量为85％的萤石原料；所述硝酸钾为KNO3含量为99％的硝酸钾原料；所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量为99％的纯碱原料；所述金红石为含TiO24.5％的金红石；所述方解石为CaO含量为70％的方解石。本实施例是一种生产含锆量小于16.7％以下的耐碱玻璃球及要用金红石作为原料时的生产配方。
实施例3
一种耐碱玻璃球的生产配方，原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂37％、锆英砂36％、萤石3.6％、硝酸钾3％、纯碱40％、金红石4.5％、方解石13％；所述烧失量(Loss on ignition，缩写为LOI)又称灼减量，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。相对而言，灼减量大且熔剂含量过多的，烧成偏高的制品的收缩率就愈大。所述耐碱所述石英砂为SiO2含量为98％的石英砂原料；所述锆英砂为ZrO2含量为65％的锆英砂原料；所述萤石为CaF2含量为90％的萤石原料；所述硝酸钾为KNO3含量为99.5％的硝酸钾原料；所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量为99％的纯碱原料；所述金红石为含TiO2 4.5％的金红石；所述方解石为CaO含量为60％的方解石。本实施例是一种生产含锆量小于16.7％以下的耐碱玻璃球及要用金红石作为原料时的生产配方。
实施例4
一种耐碱玻璃球的生产配方，其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％、锆英砂33％、萤石3％、硝酸钾2％、纯碱30％、方解石10％；所述烧失量(Loss on ignition，缩写为LOI)又称灼减量，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。相对而言，灼减量大且熔剂含量过多的，烧成偏高的制品的收缩率就愈大。所述石英砂为SiO2含量为98％的石英砂原料；所述锆英砂为ZrO2含量为69％的锆英砂原料；所述萤石为CaF2含量为85％的萤石原料；所述硝酸钾为KNO3含量为99％的硝酸钾原料；所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量为99％的纯碱原料；所述方解石为CaO含量为70％的方解石。本实施例是一种生产含锆量≥16.7％以上的耐碱玻璃球即不用金红石作为生产原料时的生产配方。
实施例5
一种耐碱玻璃球的生产配方，其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂39％、锆英砂40％、萤石4％、硝酸钾4％、纯碱45％、方解石15％；所述烧失量(Loss on ignition，缩写为LOI)又称灼减量，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。相对而言，灼减量大且熔剂含量过多的，烧成偏高的制品的收缩率就愈大。所述石英砂为SiO2含量为98％的石英砂原料；所述锆英砂为ZrO2含量为69％的锆英砂原料；所述萤石为CaF2含量为85％的萤石原料；所述硝酸钾为KNO3含量为99％的硝酸钾原料；所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量为99％的纯碱原料；所述方解石为CaO含量为70％的方解石。本实施例是一种生产含锆量≥16.7％以上的耐碱玻璃球即不用金红石作为生产原料时的生产配方。
实施例6
一种耐碱玻璃球的生产方法，所述耐碱玻璃球是通过以下步骤生产的：
(1)筛选原料：将锆英砂原料过250目以上的筛网筛选，受控标准为320目；将石英砂过80目的筛网筛选；方解石过60目筛网筛选；其它原料均过40目的筛网筛选，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
(2)称量原料：将筛选后的各原料称量备料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％、锆英砂33％、萤石3％、硝酸钾2％、纯碱30％、金红石4.5％、方解石10％以及熟料10％。
(3)配制混合料：将石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石按其原料的比重及目数，以轻先重后依次倒入预混料罐，经电动葫芦提升倒入混料机内搅拌90秒，除铁后油皮带运输机将混合料送入漏斗形储料仓，其后送入料罐内；控制混合后的水份含量≤2.5％；混合料的均匀度25-35％；
(4)熔制玻璃液：将配置好的混合料放入投料机内，送入马蹄焰窑炉中经预熔池预熔后，在1620℃±10℃范围内熔制成玻璃液，马蹄焰窑炉每20分钟通过鼓风通道换向送风，熔化池的最高热点温度控制在1490℃～1570℃范围内；经溶化池高温熔制成的玻璃液→流液洞→工作池→冷却→澄清→均化→喂料道料嘴，以料股式出料送入制球机，料股的温度控制在1200±10℃范围内；
(5)制球：送入制球装置的料股经剪料机剪成坯料，再送入成型机成型，成型后的玻球经退火处理，即制得按重量百分比计其化学成分为：SiO2 60.5～68％、ZrO2 14.8～16.7％、TiO2 0.5～4.7％、CaO4～6.2％、K2O1.5～2.8％、Na2O12.2～14％、Al2O3＜0.5％、Fe2O3＜0.2％的玻璃球。
所述玻球的密度为2.57～2.7g/cm3、二次冒泡温度≥1040℃，均匀性≤24cm、球径为19.5±0.7mm。
本发明中，所述烧失量(Loss on ignition，缩写为LOI)又称灼减量，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。相对而言，灼减量大且熔剂含量过多的，烧成偏高的制品的收缩率就愈大。
实施例7
一种耐碱玻璃球的生产方法，所述耐碱玻璃球是通过以下步骤生产的：
(1)筛选原料：将锆英砂原料过250目以上的筛网筛选，受控标准为320目；将石英砂过80目的筛网筛选；方解石过80目筛网筛选；其它原料均过40目的筛网筛选，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
(2)称量原料：将筛选后的各原料称量备料，按照制成玻璃球成品的标准重量(100kg)计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂39％、锆英砂40％、萤石4％、硝酸钾4％、纯碱45％、金红石4.5％、方解石15％以及熟料15％。
(3)配制混合料：将石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石按其原料的比重及目数，以轻先重后依次倒入预混料罐，经电动葫芦提升倒入混料机内搅拌30秒，除铁后油皮带运输机将混合料送入漏斗形储料仓，其后送入料罐内；控制混合后的水份含量≤2.5％
(4)熔制玻璃液：将配置好的混合料放入投料机内，送入马蹄焰窑炉中经预熔池预熔后，在1620℃±10℃范围内熔制成玻璃液，马蹄焰窑炉每25分钟通过鼓风通道换向送风，熔化池的最高热点温度控制在1490℃～1570℃范围内；经溶化池高温熔制成的玻璃液→流液洞→工作池→冷却→澄清→均化→喂料道料嘴，以料股式出料送入制球机，料股的温度控制在1200±10℃范围内；
(5)制球：送入制球装置的料股经剪料机剪成坯料，再送入成型机成型，成型后的玻球经退火处理，即制得按重量百分比计其化学成分为：SiO2 60.5～68％、ZrO2 14.8～16.7％、TiO2 0.5～4.7％、CaO4～6.2％、K2O1.5～2.8％、Na2O12.2～14％、Al2O3＜0.5％、Fe2O3＜0.2％的玻璃球。
所述玻球的密度为2.57～2.7g/cm3、二次冒泡温度≥1040℃，均匀性≤24cm、球径为19.5±0.7mm。
本发明中，所述烧失量(Loss on ignition，缩写为LOI)又称灼减量，是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。相对而言，灼减量大且熔剂含量过多的，烧成偏高的制品的收缩率就愈大。
实施例8
一种耐碱玻璃球生产用马蹄焰窑炉，包括排烟管道1、小炉2、熔化池3、带热室4，所述在带热室4与排烟管道1之间的两个独立的通风道5上，分别设置有两套独立的助燃装置，两套助燃装置交替通过通风道5向带热室4送入助燃风，熔化池3熔制所产生的废气经两个小炉2、两个带热室4、两个通风道5，分别交替由排烟管道1排出；在两个通风道5上还分别设置有用于控制通风道5开启的闸板6，闸板6位于排烟管道1和助燃装置与排烟管道1的连通处之间，所述助燃装置包括风机7和风机连接管8。小炉2与熔化池之3间设有喷枪组，喷枪组由四支喷枪17构成，两个小炉2分别安装两支喷枪17，喷枪17一端连接作为混合与燃烧区域并作为废气通道的小炉2，另一端连接熔化池3。所述熔化池3长8.0m、宽2m、长宽比为4∶1；熔化池3深1200mm、流液洞11截面积为300m2，澄清池12的截面积2900×600mm，喂料道14截面积150×200mm，长度0.8m，料股出口16直径为70mm。所述马蹄焰窑炉共四支喷枪17，小炉2两侧各安装两支，先由一个小炉2的两支喷枪17喷火燃烧，隔20分钟后停止喷火，另一个小炉2的喷枪17喷火工作，如此交替循环，持续保持熔化炉内温度，且能有效清除熔化炉内的废气废物。
实施例9
一种耐碱玻璃球生产用马蹄焰窑炉，包括排烟管道1、小炉2、熔化池3、带热室4，所述在带热室4与排烟管道1之间的两个独立的通风道5上，分别设置有两套独立的助燃装置，两套助燃装置交替通过通风道5向带热室4送入助燃风，熔化池3熔制所产生的废气经两个小炉2、两个带热室4、两个通风道5，分别交替由排烟管道1排出；在两个通风道5上还分别设置有用于控制通风道5开启的闸板6，闸板6位于排烟管道1和助燃装置与排烟管道1的连通处之间，所述助燃装置包括风机7和风机连接管8。小炉2与熔化池之3间设有喷枪组，喷枪组由四支喷枪17构成，两个小炉2分别安装两支喷枪17，喷枪17一端连接作为混合与燃烧区域并作为废气通道的小炉2，另一端连接熔化池3。所述熔化池3长11.0m、宽2m、长宽比为5.5∶1，熔化池3深1600mm、流液洞11截面积为700m2，澄清池12的截面积2900×600mm，喂料道14截面积150×200mm，长度0.9m，料股出口16直径为70～90mm。所述马蹄焰窑炉共四支喷枪17，小炉2两侧各安装两支，先由一个小炉2的两支喷枪17喷火燃烧，隔30分钟后停止喷火，另一个小炉2的喷枪17喷火工作，如此循环，持续保持熔化炉内温度，且能有效清除熔化炉内的废气废物。
实施例10
一种耐碱玻璃球生产用马蹄焰窑炉，包括排烟管道1、小炉2、熔化池3、带热室4，所述在带热室4与排烟管道1之间的两个独立的通风道5上，分别设置有两套独立的助燃装置，两套助燃装置交替通过通风道5向带热室4送入助燃风，熔化池3熔制所产生的废气经两个小炉2、两个带热室4、两个通风道5，分别交替由排烟管道1排出；在两个通风道5上还分别设置有用于控制通风道5开启的闸板6，闸板6位于排烟管道1和助燃装置与排烟管道1的连通处之间，所述助燃装置包括风机7和风机连接管8。小炉2与熔化池之3间设有喷枪组，喷枪组由四支喷枪17构成，两个小炉2分别安装两支喷枪17，喷枪17一端连接作为混合与燃烧区域并作为废气通道的小炉2，另一端连接熔化池3。所述熔化池长10.0m、宽4.0m长宽比＝2.5∶1；熔化池深1400mm、流液洞11截面积为500m2，澄清池12的截面积为2900×600mm，喂料道14的截面积为150×200mm，长度0.9m，料股出口16的直径为80mm。马蹄焰窑炉共四支喷枪17，小炉2两侧各安装两支，先由一个小炉2的两支喷枪17喷火燃烧，隔20分钟后停止喷火，另一个小炉2的喷枪17喷火工作，如此交替循环，持续保持熔化炉内温度，且能有效清除熔化炉内的废气废物。
实施例11
一种耐碱玻璃球生产用马蹄焰窑炉，包括排烟管道1、小炉2、熔化池3、带热室4，所述在带热室4与排烟管道1之间的两个独立的通风道5上，分别设置有两套独立的助燃装置，两套助燃装置交替通过通风道5向带热室4送入助燃风，熔化池3熔制所产生的废气经两个小炉2、两个带热室4、两个通风道5，分别交替由排烟管道1排出；在两个通风道5上还分别设置有用于控制通风道5开启的闸板6，闸板6位于排烟管道1和助燃装置与排烟管道1的连通处之间，所述助燃装置包括风机7和风机连接管8。小炉2与熔化池之3间设有喷枪组，喷枪组由四支喷枪17构成，两个小炉2分别安装两支喷枪17，喷枪17一端连接作为混合与燃烧区域并作为废气通道的小炉2，另一端连接熔化池3。所述熔化池长9.0m、宽1.5米、熔化池3的长宽比＝6∶1池深1400mm、流液洞11截面积为500m2，澄清池12的截面积为2900×600mm，喂料道14的截面积为150×200mm，喂料道14长0.9m，喂料道为三个，料股出口16直径为80mm。马蹄焰窑炉共四支喷枪17，小炉2两侧各安装两支，先由一个小炉2的两支喷枪17喷火燃烧，隔20分钟后停止喷火，另一个小炉2的喷枪17喷火工作，如此反复循环，可持续保持熔化炉内温度，且能有效清除熔化炉内的废气废物。
Claims (10)
1.一种耐碱玻璃球，其特征在于：其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量100kg计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％～39％、锆英砂33％～40％、萤石3％～4％、硝酸钾2％～4％、纯碱30％～45％、金红石4.5％、方解石10～15％；
所述石英砂为SiO2含量≥98％且过80目的筛网筛选的石英砂原料；
所述锆英砂为ZrO2含量≥65％且过250目以上的筛网筛选的锆英砂原料，受控标准为320目；
所述萤石为CaF2含量大于或者等于80％且均过40目的筛网筛选的萤石原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述硝酸钾为KNO3含量大于或者等于99％且过40目的筛网筛选的硝酸钾原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量大于或者等于98％且过40目的筛网筛选的纯碱原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述金红石为含TiO24.5％且过40目的筛网筛选的金红石，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述方解石为CaO含量大于或等于51％且过60～80目筛网筛选的方解石。
2.根据权利要求1所述的一种耐碱玻璃球，其特征在于：其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量100kg计，在计算烧失量的前提下，更优的，各组分的重量配比为：石英砂35％～39％、锆英砂35％～38％、萤石3.5％～4％、硝酸钾2.5％～3.5％、纯碱35％～40％、金红石4.5％、方解石12～14％；
所述石英砂为SiO2含量≥98％的石英砂原料；
所述锆英砂为ZrO2含量≥65％的锆英砂原料；
所述萤石为CaF2含量≥80％的萤石原料；
所述硝酸钾为KNO3含量≥99％的硝酸钾原料；
所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量≥98％的纯碱原料；
所述金红石为含TiO24.5％的金红石；
所述方解石为CaO含量大于或者等于51％的方解石。
3.根据权利要求1所述的一种耐碱玻璃球，其特征在于：其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量100kg计，在计算烧失量的前提下，最优的，各组分的重量配比为： 石英砂37％、锆英砂36％、萤石3.6％、硝酸钾3％、纯碱40％、金红石4.5％、方解石13％；
所述石英砂为SiO2含量≥98％的石英砂原料；
所述锆英砂为ZrO2含量≥65％的锆英砂原料；
所述萤石为CaF2含量≥80％的萤石原料；
所述硝酸钾为KNO3含量≥99％的硝酸钾原料；
所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量≥98％的纯碱原料；
所述金红石为含TiO24.5％的金红石；
所述方解石为CaO含量大于或者等于51％的方解石。
4.一种耐碱玻璃球，其特征在于：其原料包括石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石以及熟石灰熟料，按照制成玻璃球成品的标准重量100kg计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％～39％、锆英砂33％～40％、萤石3％～4％、硝酸钾2％～4％、纯碱30％～45％、方解石10～15％；
所述石英砂为SiO2含量≥98％且过80目的筛网筛选的石英砂原料；
所述锆英砂为ZrO2含量≥65％且过250目以上的筛网筛选的锆英砂原料，受控标准为320目；
所述萤石为CaF2含量大于或者等于80％且均过40目的筛网筛选的萤石原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；；
所述硝酸钾为KNO3含量大于或者等于99％且过40目的筛网筛选的硝酸钾原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述纯碱为符合GB210-92并且Na2CO3含量大于或者等于98％且过40目的筛网筛选的纯碱原料，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
所述方解石为CaO含量大于或等于51％且过60～80目筛网筛选的方解石；
5.一种耐碱玻璃球的生产方法，其特征在于：所述耐碱玻璃球是通过以下步骤生产的：
(1)筛选原料：将锆英砂原料过250目以上的筛网筛选，受控标准为320目；将石英砂过80目的筛网筛选；方解石过60～80目筛网筛选；其它原料均过40目的筛网筛选，颗粒度要求大于40目；筛选的筛余量要求小于6％；
(2)称量原料：将筛选后的各原料称量备料，按照制成玻璃球成品的标准重量100kg计，在计算烧失量的前提下，各组分的重量配比为：石英砂35％～39％、锆英砂33％～40％、萤石3％～4％、硝酸钾2％～4％、纯碱30％～45％、金红石4.5％、方解石10～15％以及熟料10～15％。
(3)配制混合料：将石英砂、锆英砂、萤石、硝酸钾、纯碱、金红石、方解石按其原料的比重及目数，以轻先重后依次倒入预混料罐，经电动葫芦提升倒入混料机内搅拌30～90秒，除铁后油皮带运输机将混合料送入漏斗形储料仓，其后送入料罐内；控制混合后的水份含量≤2.5％，混合料的均匀度25-35％；
(4)熔制玻璃液：将配置好的混合料放入投料机内，送入马蹄焰窑炉中经预熔池预熔后，在1620℃±10℃范围内熔制成玻璃液，马蹄焰窑炉每20～25分钟通过鼓风通道换向送风，熔化池的最高热点温度控制在1490℃～1570℃范围内；经溶化池高温熔制成的玻璃液→流液洞→工作池→冷却→澄清→均化→喂料道料嘴，以料股式出料送入制球机，料股的温度控制在1200±10℃范围内；
(5)制球：送入制球装置的料股经剪料机剪成坯料，再送入成型机成型，成型后的玻球经退火处理，即制得按重量百分比计其化学成分为：SiO260.5～68％、ZrO214.8～16.7％、TiO20.5～4.7％、CaO4～6.2％、K2O1.5～2.8％、Na2O12.2～14％、Al2O3＜0.5％、Fe2O3＜0.2％的玻璃球。
6.根据权利要求3所述的一种耐碱玻璃球，其特征在于：所述玻球的密度为2.57～2.7g/cm3、二次冒泡温度≥1040℃，均匀性≤24cm、球径为19.5±0.7mm。
7.根据权利要求5所述的一种耐碱玻璃球的生产方法，其特征在于：所述的马蹄焰窑炉包括排烟管道(1)、小炉(2)、熔化池(3)、带热室(4)，其特征在于：所述在带热室(4)与排烟管道(1)之间的两个独立的通风道(5)上，分别设置有两套独立的助燃装置，两套助燃装置交替通过通风道(5)向带热室(4)送入助燃风，熔化池(3)熔制所产生的废气经两个小炉(2)、两个带热室(4)、两个通风道(5)，分别交替由排烟管道(1)排除；在两个通风道(5)上还分别设置有用于控制通风道(5)开启的闸板(6)，闸板(6)位于排烟管道(1)和助燃装置与排烟管道(1)d连通处之间，所述熔化池(3)长宽比＝4～6∶1。
8.根据权利要求7所述的一种耐碱玻璃球的生产方法，其特征在于：所述助燃装置包括风机(7)和风机连接管(8)。
9.根据权利要求7所述的一种耐碱玻璃球的生产方法，其特征在于：小炉(2)与熔化池(3)之间设有喷枪组，喷枪组由四支喷枪(17)构成，两个小炉(2)分别安装两支喷枪(17)，喷枪(17)一端连接作为混合与燃烧区域并作为废气通道的小炉(2)，另一端连接熔化池(3)。
10.根据权利要求7～9所述的一种耐碱玻璃球的生产方法，其特征在于：所述熔化池(3)长8.0～11.0m、宽2～1.8米、池深1200～1600mm，同时，窑炉的流液洞(11)截面积为300～700m2，澄清池(12)很截面积为2900×600mm，喂料道(14)150×200mm，喂料道(14)长度0.8～0.9m，料股出口(16)直径为70～90mm。
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