DE2132680A1

DE2132680A1 - Verfahren zur herstellung von pelletisierten glasgemengen

Info

Publication number: DE2132680A1
Application number: DE19712132680
Authority: DE
Inventors: Vlashimil Carbol; Bo Kurt Wilhelm Simmingskoeld
Original assignee: Glasforskningsinstitutet
Current assignee: Glasforskningsinstitutet
Priority date: 1971-07-01
Filing date: 1971-07-01
Publication date: 1973-01-18
Also published as: US3767751A; GB1331673A; FR2146156B1; FR2146156A1

Description

Verfahren zur Herstellung von pelletisierten Glasgemengen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glas gemengen in pelletisierter Form.
Die Verwendung von losem Glasgemenge ist mit mehreren Nachteilen verknüpft. Beispielsweise benutzt man bei der Herstellung von Kunst- und Haushaltsglas in grossem Umfang Glasgemenge, welche eine grössere oder kleinere Menge Bleioxyd enthalten, welches meistens in der Form von Bleimennig, Pb3O4> zugeführt wird. Dieser Mennig ist äusserst feinverteilt, so dass er beim Einwägen, Mischen und Einbringen stark staubt. Dies kann die Gesundheit der mit dem Gemengeaufbereiteh und Glasschmelzen beschäftigten Personen gefährden, und ferner erhöht das Stauben des Gemenges und das Vergasen der Gemengebestandteile den Angriff auf die feuerfesten Ofenteile.
Diese Nachteile werden beseitigt, wenn das Glasgemenge in eine kompaktere Form überführt wird, wie dies bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist. Zur Ueberführung des Gemenges in eine kompaktere Form sind zwei verschiedene Methoden denkbar, und zwar a) Pressen oder Brikettieren und b) Pelletisieren. Von diesen beiden Methoden ist jedoch das Pressen wirtschaftlich weniger vorteilhaft, da es eine teure Maschinenausrüstung und einen hohen Energieaufwand verlangt und ausserdem zu hohen Verschleisskosten führt. Bei der vorliegenden Erfindung hat man es deshalb vorgezogen, das Gemenge zu pelletisieren. Die Granulate oder Kugeln beim Pelletisieren werden dadurch gebildet, dass man das Gemenge umwälzt, gleichzeitig wie man eine feinverteilte Flüssigkeit, beispielsweise Wasser oder eine Lösung von Bindemittel und Wasser, einsprüht.
Der Kugeldurchmesser kann zwischen 1-2 mm und 20-30 mm schwanken!, aber praktische Schmelzversuche haben gezeigt, dass Kugeln mit einem Durchmesser von etwa 0,5-2 mm aus dem Gesichtspunkt des Verarbeitens vorzuziehen sind.
Ein pelletisiertes Glasgemenge bietet die folgenden Vorteile: 1 . Das Einsprühen von feinverteiltem Wasser verhindert jede Staubbildung während der Gemengeaufbereitung.
2. Das pelletisierte Glasgemenge hat vorzügliche Fliesseigenschaften, welche teils das Einbringen von Hand erleichtern und teils ein maschinelles Einbringen ermöglichen, ohne die Gefahr einer Staubbildung oder eines Entmischens während des Transports und des Einbringens.
3. Staubfreies Einbringen.
4. Das pelletisierte Gemenge ist äusserst kompakt. Es ist praktisch keine Luft in den Kugeln eingeschlossen, und die Luft zwischen den Kugeln bildet grosse Blasen, welche leicht hochsteigen Infolge-der grösseren Kompaktheit ist das Volumengewicht -eines pelletisierten Gemenges um 15-30% höher als das eines losen Gemenges. Dies führt zu einem besseren Wärmedurchgang und zu einer erhöhten Schmelzgeschwindigkeit. Ferner kann die Wanne mit einer grösseren Menge beschickt werden, so dass in der Praxis 2 Beschickungen statt normalerweise 3 genügen 5 Praktische Schmelzversuche haben gezeigt, dass man -bei Verwendung von durch Pelletisierung gebildeten Kugeln die Einschmelzzeit um etwa 25% reduziert. Auch die Schmelztemperatur kann wesentlich herabgesetzt werden Die Zusammensetzung des fertigen Glases entspricht genau der berechneten, und dies zeigt, dass praktisch keine Bleiverluste entstehen. Infolge des höheren Bleioxydgehalts ; der långeren effektiven Schmelzzeit und besseren Homogenität wird das Brechungsindex bei Verwendung von pelletisiertem Gemenge stets hohen als bei losem Gemenge Völlig einwandfrei ist das Pelletisieren des Gemenges jedoch nicht ohne weiteres. Die zugesetzte Wassermenge kann zwischen 6-25% schwanken, und zwar in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Gemenges. Das Wasser verzogert. das Schmelzen des Gemenges infolge seiner starken Kühlwirkung, und deshalb ist es aus praktischem Gesichtspunkt not@@ndig, das pelletisierte Gemenge vor dem Schmelzen zu trocknen.
Das Trocknen verlangt eine besondere Ausrüstung und bei Verwendung von höheren Wassergehalten auch bedeutende Kaloriemengen, welche das Verfahren verteuern. In gewissen Fällen kann das Trocknen besondere Schwierigkeiten bereiten, indem die Kugeln eine Phase durchlaufen, wo die wasserlöslichen Komponenten des Gemenges (z.B. Soda, Pottasche> Borax) unter der Einwirkung der höheren Löslichkeit die Kugeln aufweichen. Hierdurch wird die Festigkeit der Kugeln so stark reduziert, dass sie schon bei der geringsten mechanischen Beanspruchung zerstört werden.
Diese Probleme werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, die sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines pelletisierten Glasgemenges bezieht, bei welchem pulverförmige Gemengebestandteile vermischt und mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, versetzt und durch Umwälzen zu Granulaten oder Kugeln geformt werden. Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Pelletisieren bei einer Temperatur von 100-6000C ausgeführt wird, und dass gleichzeitig mit dem Pelletisieren die Flüssigkeit in der Form von Dampf zugeführt wird. Das Pelletisieren wird bei erhöhter Temperatur ausgeführt, wodurch die Kugeln mit bedeutend. geringerem Zusatz von Wasser als bisher hergestellt werden können. Gleichzeitig kann die zugesetzte Wassermenge entfernt werden, ohne dass die Kugeln eine "weiche' Phase durchmachen. Die hat folgenden Grund. Soda, Pottasche und Borax, welche die gewöhnlichsten alkalischen Komponenten eines Glasgemenges sind, kristallisieren bei Zimmertemperatur mit Kristallwasser. Bei erhöhter Temperatur wird das Kristallwasser freigegeben, und durch stark erhöhte Löslichkeit wird ein Teil der Soda oder der Pottasche in ihrem eigenen Kristallwasser und in während des Pelletisierverfahrens zugesetztem Ueberschusswasser gelöst. Dies hat zur Folge, dass die anfangs harten Kugeln weich werden und leicht zerfallen. Falls aber das Pelletisieren - wie bei der vorliegenden Erfindung - bei einer Temperatur von 100-6000C ausgeführt wird, können Soda und Pottasche kein Kristallwasser aufnehmen, wodurch der Wasserbedarf geringer und die Festigkeit nicht reduziert wird.
Gemäss einer bevorzugten Aus führungs form der Erfindung beträgt die Temperatur zu Anfang des Pelletisierens 100-3000C, um dann sukzessiv gesteigert zu werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann zweckmässigerweise in der auf der Zeichnung veranschaulichten Vorrichtung ausgeführt werden. Hier bezeichnet 10 die gesamte Pelletisiervorrichtung, die in der Form einer umlaufenden Trommel ist.
Diese etwa 3 m lange Trommel neigt etwa 1-10°, vorzugsweise zur zur Horizontalen und hat eine Umlaufgeschwindigkeit von etwa 2-30 U/min, vorzugsweise 4-14 U/min. Das zur Pelletisierung bestimmte Glasgemenge, welches ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5% hat, gelangt in die Vorrichtung bei 1 in eine Mischzone 2. Diese Mischzone ist in Vorschubrichtung von einer ringförmigen Scheibe 3 abgegrenzt. Nach Passieren der Mischzone 2 gelangt das Gemenge in die eigentliche Pelletisierzone 4, wo durch eine Düse 5 Wasser zugesetzt wird. Dieses Wasser, welches durch die hohe Umgebungstemperatur in Wasserdampf umgewandelt wird, sorgt für ein einwandfreies Bilden von Kugeln und wirkt einem Stauben des Gemenges wirksam entgegen.-Die Düse 5 ist vorzugsweise in einem Winkel von 800 zur Gemengemischung angeordnet Infolge der Neigung und des Umlaufs der Trommel wird das Gemenge ununterbroehen vorwärtsgeschoben, d.h. nach rechts in der Figur. Gleichzeitig wie das pelletisierte Gemenge vorgeschoben wird, wird es durch heisse Gase erhitzt, die im Gegenstrom zum Gemenge durch die Trommel von einem am Austrittsende der Trommel vorgesehenen Brenner 6-strömen. Auf der Innenseite der Trommel nahe deren Austrittsende sind längsverlaufende Leisten 7 befestigt. Das fertigpelletisierte Gemenge wird schliesslich durch ein Sieb 8 ausgetragen. Die Trommel kann in jeder beliebigen Weise in Umlauf versetzt werden, beispielsweise mittels tragender und antreibender Räder 9, wie auf der Zeichnung veranschaulicht ist.
Die in der Trommel auftretenden Temperaturen schwanken mit der Zusammensetzung des benutzten Glasgemenges und dem Abstand vom Brenner, so dass die Temperatur in Richtung vom Eintrittsende zum Austrittsende zunimmt. Allgemein kann gesagt werden, dass die Temperatur in der Trommel zwischen 100 und 6000C schwanken kann. Als Beispiel der Temperaturverteilung in der Trommel können die folgenden Temperaturen genannt werden: an der Öffnung auf der Eintrittsseite 2750C> an der Wasserdüse etwa 3000C, in der Mitte der Trommel etwa 375°C, und etwa 0,5 m von der Austrittsöffnung der Trommel etwa 400°C.
Durch Änderung.des Wasserzusatzes kann der endgültige Wassergehalt zwischen beispielsweise 1,5 und 4,0% schwanken, was aus dem Gesichtspunkt des Schmelzens ein optimaler Wert ist.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Verfahren zur Herstellung eines pelletisierten Glasgemenges, bei welchem pulverförmige Gemengebestandteile vermischt und mit Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser versetzt und durch Umwälzen zu Granulaten oder Kugeln geformt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Pelletisieren bei einer Temperatur von 100-6000C ausgeführt wird, und dass gleichzeitig mit dem Pelletisieren die Flüssigkeit in der Form von Dampf zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur zu Anfang des Pelletisierens 100-3000C beträgt, und dass sie dann sukzessiv gesteigert wird.