Исследование влияния температуры на Гранулирование стекольной шихты

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 250 1975

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ГРАНУЛИРОВАНИЕ СТЕКОЛЬНОЙ ШИХТЫ

В. М. ВИТЮГИН, В. А. ТРОФИМОВ, Л. Г. ЛОТОВА, Г. С. СМИРНОВА

Применение гранулированной шихты для производства стекла повышает и стабилизирует однородность стекла, улучшает условия варки, значительно продляет срок службы ванных печей. В литературных источниках сообщалось о различных аспектах гранулирования стекольных шихт [1, 2, 3, 4]. Однако обычные технологические приемы гранулирования шихты — малопроизводительны. Происходит это вследствие того, что в стекольной шихте на рабочих поверхностях грануляторов имеют место противоположные по своему характеру процессы. С одной стороны, при окатывании происходит уплотнение шихты, а с другой стороны, разрыхление образующихся агрегатов за счет образования десятиводных кристаллогидратов соды и сульфата натрия.

Образование кристаллогидратов определяется температурными условиями процесса гранулирования. Известно [5], что при температуре выше 30° С кристаллогидраты разлагаются с выделением части кристаллизационной воды и плавлением оставшегося кристаллогидрата в выделившейся воде. Это явление способствует пластификации шихты и приводит к существенному повышению как скорости гранулирования, так и плотности и механической прочности образующихся гранул. В производственных условиях, особенно в зимнее время, основной компонент стекольной шихты — кварцевый песок — подвергается высушиванию. При этом температура сухого песка обычно составляет 80—90°С. Горячий кварцевый песок в зависимости от условий и времени транспортировки, дозирования и перемешивания шихты передает ей свою тепловую энергию в том или ином количестве. При этом температура стекольной шихты может быть как ниже, так и выше критической температуры разложения и плавления кристаллогидратов.

Целью настоящей работы была количественная оценка влияния температурного эффекта на процесс гранулирования стекольной шихты для производства оконного стекла. В качестве объектов исследования использовались производственные пробы шихтовых материалов Анжеро-Судженского стекольного завода. Ниже приводится характеристика сырьевых компонентов: ташлинский кварцевый песок, крупностью •0,25—0,0 мм, содержание 5Ю2 — 98%, процент участия в шихте —54,8%; доломит Заиграевского месторождения крупностью 0,5—0,0 мм, содержание СаО + МдО — 59%, процент участия в шихте — 17,3%, полево-шпаковый концентрат крупностью 0,5—0,0 мм, содержание Я20 + Ыа20 ле >10%, процент участия в шихте 5,23%, кальцинированная сода круп-

ностью 0,5—0,0 мм, содержание Ыа2С03 — 99,2%, процент участия в шихте — 15,9%, сульфат натрия крупностью 0,5—0,0 мм, содержание К^БС^— 99,5%, процент участия в шихте — 5,27%), кремнефтористый натрий крупностью 0,5—0,0 мм, содержание Ыа231Р6 — 98,8%, процент участия в шихте 0,7%.

Методика приготовления шихты аналогична производственным условиям песок — вода — полевой шпат — сода — кремнефтористый натрий — сульфат — доломит. После тщательного перемешивания одна часть пробы подвергалась окомкованию в обычных условиях на тарели лабораторного гранулятора в течение 10 минут. Другая часть пробы подвергалась окомкованию на тарели этого же гранулятора при температуре 70°С в течение 5 мин. Нагрев шихты на грануляторе осуществлялся с помощью радиационной лампы мощностью 500 ватт. После грануляции определяли ситовый состав гоанулята, плотность гранул и их прочность (по раздавливающей нагрузке, г/гранулу) по среднему классу окатышей 5—7 мм.

Усредненные и обобщенные результаты исследований приведены в табл. 1.

Таблица I

Сравнительные результаты гранулирования стекольной шихты

Обычные способы гранулирования Гранулирование при температуре шихты 7С°С

« 5 О, =5 ^ * s я аj s О. =г « к . ч Он >•> О Е выход гранул + 3 мм, % \ 1 ср. прочность грану и, г/гранулу через Ц1 + ср. плотность гранул, г ¡см'6 через 1 ¡2 ч, средняя влажность гранул, % ср. время грануляции, мин «i с ^ * со 1 + ср. прочность гранул, г/гранулу через 1/2 к ср. плотность гранул, г'см> через 1/2 часа ср. влажность гранул, %

10 85,3 1880 1,78 23,1 5 91,0 2503 2,3 12,4

10 79,8 1744 1,87 23,4 5 89,1 2440 2,17 13,5

10 81,2 1654 1,69 22,7 5 87,9 2380 1 2,09 12,1

10 88,7 1910 1,81 24,1 5 81.2 2120 2,03 11,7

Как видно из табл. 1, при увеличении скорости грануляции при температуре 70° С в 2 раза средняя плотность и механическая прочность гранул возросла в 1,2 раза по сравнению с обычным способом гранулирования. Влажность гранул при температуре 70°С снизилась на 10—11%.

Выводы

Таким образом, регулирование температуры шихты позволяет в существенной мере интенсифицировать процесс грануляции, при существенном снижении влажности готового продукта.

С этой точки зрения целесообразно строгое регулирование температурного режима на тракте подготовки сырьевой шихты.

ЛИТЕРАТУРА

1. М. Е. Гурьянова. «Стекло и керамика», № 5, 1959.

2. М. Е. Гурьянова. «Стекло и керамика», № Ю, 1961.

3. Б. К. Демидович. Автореферат кандидатской диссертации. Минск, 1967.

4. Н. L о f 1 е г. «Гранулирование шихты», Glastechnische Bericht, 193, 1951. (ФРГ).

5. Л. Г. Мельниченко. «Стекло и керамика», № 11, 1954.