一種利用熔融態(tài)黃磷爐渣制備普通玻璃的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用熔融態(tài)黃磷爐渣制備普通玻璃的方法，屬于材料制造領(lǐng)域。本方法通過備料、熱配料、混熔、浮法成型等過程制得玻璃材料；該方法在成型時采用浮法工藝，解決了傳統(tǒng)的壓延、燒結(jié)與澆鑄工藝不能夠直接生產(chǎn)出平整度好、光澤度高、透光而又透視的產(chǎn)品的缺陷，可獲得到性能質(zhì)量優(yōu)良的玻璃材料；省去了后續(xù)銑平、磨光、拋亮等深加工程序的高額成本，降低了整個工藝的花費，具有顯著的經(jīng)濟效益。
【專利說明】
-種利用膝融態(tài)黃磯妒渣制備普通玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及平板玻璃材料(建筑材料)制造領(lǐng)域，具體是一種利用烙融態(tài)黃憐爐渣 制備普通玻璃的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電爐法是現(xiàn)在國內(nèi)黃憐生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的生產(chǎn)工藝。電爐法煉憐時產(chǎn)生的主要 含化0和Si化的高溫烙融物，出爐溫度高達1400~1500°C，目前處理運種烙融態(tài)黃憐爐渣的 常規(guī)方式是將其直接水粹冷卻為常溫顆粒狀憐渣，即為黃憐爐渣。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)It黃憐將 會產(chǎn)出約8~IOt黃憐爐渣。高溫烙融物通常從電爐排渣口流出，呈高溫烙融態(tài)，傳統(tǒng)的水粹 法處理運些烙融態(tài)物質(zhì)不能充分利用其中的顯熱，導(dǎo)致熱能浪費，且大量消耗水資源(水粹 It烙融態(tài)物質(zhì)變成黃憐爐渣需消耗約120m3的水），而水粹之后的黃憐爐渣還需占用大量± 地進行露天堆放，大大的增加了企業(yè)生產(chǎn)黃憐的成本。同時，烙融態(tài)物質(zhì)水粹時在短時間內(nèi) 產(chǎn)生大量的水蒸氣及玻璃纖維等粉塵會造成空氣污染，水粹后露天堆放著的爐渣中的憐酸 鹽、氣化物和重金屬等有害物質(zhì)在大氣降水的淋濾作用下會造成水體和±壤的污染。
[0003] 我國現(xiàn)有的憐渣資源化技術(shù)主要是利用水澤冷卻后的憐渣生產(chǎn)水泥、燒結(jié)磚等建 筑材料，但其滲量通常不高并且附加值低。也有研究人員提出了直接利用烙融態(tài)爐渣生產(chǎn) 微晶材料的方法，但是運些方法在實際生產(chǎn)中并不容易實現(xiàn):（1)在實際生產(chǎn)中生產(chǎn)微晶材 料對烙融態(tài)物質(zhì)的料性均勻性、化學(xué)組成和氣泡率等均有很高的要求；（2)制備微晶材料需 要滲加多種輔料并進行精確的配比；（3)制作微晶玻璃工藝流程中將基礎(chǔ)玻璃烙液核化和 晶化的工序?qū)?nèi)升溫速率和溫度控制要求嚴(yán)格，實際生產(chǎn)中需另外建設(shè)一組爐害來實施 該工序。（4)材料成型運一步驟采用傳統(tǒng)的誘鑄工藝，運使得為了得到符合要求的微晶產(chǎn)品 就必須增加后續(xù)的深加工程序，大大的增加了生產(chǎn)成本;巧)制備微晶玻璃的整個工藝過程 (混烙-誘鑄-退火-核化-晶化-退火)要花費近10小時的時間，且各個步驟是間斷的，難W實 現(xiàn)快速連續(xù)生產(chǎn)，如果烙融態(tài)黃憐爐渣的產(chǎn)量很大，勢必需要建設(shè)多條微晶玻璃生產(chǎn)線來 應(yīng)對。
[0004] 申請?zhí)?01310186826.8的"一種烙融態(tài)黃憐爐渣制備微晶玻璃的工藝技術(shù)"均提 出了W煉憐電爐產(chǎn)生的烙融態(tài)爐渣為原料制備微晶玻璃的方法。但是，考慮到實際生產(chǎn)過 程中電爐法制憐產(chǎn)生的烙融態(tài)物質(zhì)的料性和化學(xué)組成并不固定，運使得輔料配方比例需要 不斷的調(diào)試才能達到要求，即便如此生產(chǎn)出來的鑄石或者微晶玻璃質(zhì)量依然會參差不齊； 微晶材料制作過程中，基礎(chǔ)玻璃烙液的核化和晶化工序W及后續(xù)微晶玻璃的銳平、磨光、拋 亮等深加工程序都需要額外的設(shè)施和設(shè)備來完成，大大的增加了生產(chǎn)成本;微晶玻璃生產(chǎn) 工藝過程繁瑣耗時，難W實現(xiàn)對烙融態(tài)黃憐爐渣高效快速的利用。W上運些問題會給烙融 態(tài)黃憐爐渣制備微晶材料的生產(chǎn)工藝在實際應(yīng)用中有所局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種烙融態(tài)爐渣制備普通玻璃材料的方法，該方法采用浮 法成型工藝制備普通玻璃材料，利用浮法成型的優(yōu)勢，可直接生產(chǎn)高質(zhì)量的玻璃而省去了 后續(xù)深加工過程;且利用浮法工藝較高的成型速度和能夠連續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)點，利用浮法工藝 制備普通玻璃材料將會非常高效;直接制備普通玻璃材料比制備微晶玻璃材料更加簡單易 行，省去了核化晶化退火等過程，大大降低工藝的生產(chǎn)成本和耗時。
[0006] 具體包括W下步驟： (1) 將石英粉輔料、高嶺±輔料稱量、粉碎并混合均勻后備用； (2) 將步驟（1)得到的輔料添加到烙融態(tài)黃憐爐渣中，在池害中攬拌混合均勻后，在 1300-1500°C溫度下混烙并保溫60-120min，該溫度下，烙融態(tài)黃憐爐渣可與輔料發(fā)生反應(yīng) 并轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)玻璃烙液，其中，黃憐烙融態(tài)爐渣(其中化0和Si化占90%左右）占原料總質(zhì)量 的50-60%，石英粉輔料(其中Si化占80% W上）占原料總質(zhì)量的35-45%，高嶺±輔料占原料總 質(zhì)量的5-10%; (3) 將池害溫度降至1000~Iioor，使基礎(chǔ)玻璃烙液的溫度控制在1000~Iioor;將溫度 為1000~1100°C的基礎(chǔ)玻璃烙液流入浮法槽，冷卻到550~650°C，根據(jù)所需玻璃厚度控制拉 引速度;板材從錫槽中拉出時已形成固態(tài)的、具有不同寬度和厚度的平板玻璃材料。
[0007] 步驟(2)中可W添加少量(約為原料總質(zhì)量的3-5%)的蛋石(主要成分為化F2)作為 助烙劑，W及少量(約為原料總質(zhì)量的0.6-1.1%)的Sb2〇3作為澄清劑對輔料進行改性W提高 下一步混烙的烙煉效率。
[0008] 步驟（1)中所述輔料采用天然礦物原料和化工原料，石英粉和高嶺±也可W使用 煉鋼、煉鐵廢渣W及廢玻璃代替。
[0009] 步驟(2)中所述池害中設(shè)有攬拌裝置，有利于融態(tài)黃憐爐渣和輔料的接觸、混合并 進一步提高基礎(chǔ)玻璃烙液的料性均勻性。
[0010] 步驟(3)中將基礎(chǔ)玻璃烙液從池害引入浮法槽，其中池害和流液槽均設(shè)有電熱保 溫設(shè)備和溫度監(jiān)測設(shè)備，確保流入浮法槽中的玻璃烙液的溫度在1000~1 l〇〇°C。
[0011] 本發(fā)明的有益效果如下： (1)可有效利用烙融態(tài)黃憐爐渣的熱能。煉憐電爐排出的烙融態(tài)黃憐爐渣溫度高達 140(TC，蘊含大量熱能。但是現(xiàn)有的資源化技術(shù)通常是利用水將高溫烙融態(tài)爐渣粹冷后得 到水澤憐渣并膽存，再將水澤憐渣進行資源化利用;運不僅造成了水資源和烙融態(tài)黃憐爐 渣熱能的巨大浪費，還需要使用大量的±地面積來膽存水澤憐渣。而在本發(fā)明中，直接采用 烙融態(tài)黃憐爐渣作為主要的原料生產(chǎn)平板玻璃材料，使得高溫爐渣的熱能得到充分利用， 同時也免去了水資源和±地資源的使用;不僅實現(xiàn)了資源回收，還實現(xiàn)了環(huán)境保護，可謂一 舉數(shù)得。
[0012] (2)本發(fā)明采用浮法工藝，利用浮法成型的優(yōu)勢，可直接生產(chǎn)高質(zhì)量的平板玻璃， 繼而省去了后續(xù)深加工過程，且浮法工藝較高的成型速度和能夠連續(xù)生產(chǎn)的優(yōu)點，可W高 效制備平板玻璃材料。但是傳統(tǒng)浮法工藝生產(chǎn)玻璃對于原料配比有一定要求，所需娃含量 在50-70%，屬于高娃體系，而之前的利用烙融態(tài)黃憐爐渣制備玻璃的專利中的原料配比中， 娃含量只有30-40%，不宜使用浮法工藝。而本發(fā)明對原料配比作了調(diào)整，使原料中娃含量大 于60%，適用于浮法工藝。
[0013] (3)本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單、易于實現(xiàn);現(xiàn)有的利用烙融態(tài)黃憐爐渣制備鑄石或微晶 玻璃材料的工藝，輔料調(diào)配復(fù)雜、過程工序多、所需設(shè)備和構(gòu)筑物多，目前尚未實現(xiàn)工業(yè)化； 而本發(fā)明更加簡單易行，對輔料比例要求較低，省去了核化晶化退火等過程，減少了工藝工 序和所需設(shè)備、構(gòu)筑物等，大大降低了整個工藝流程的生產(chǎn)成本和耗時。
[0014] (4)本發(fā)明結(jié)合了兩種現(xiàn)有的成熟技術(shù)，確保了該技術(shù)在實際工程應(yīng)用中可靠性， 并且通過工藝改進和參數(shù)調(diào)試解決了兩種工藝技術(shù)在新條件下的適用性問題。
【附圖說明】
[0015] 附圖1為本發(fā)明生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面通過實施例和附圖1對本發(fā)明作進一步詳細說明，但本發(fā)明保護范圍不局限 于所述內(nèi)容。
[0017]實施例1 一種烙融態(tài)爐渣利用浮法工藝制備普通玻璃材料的工藝技術(shù)，它包括W下步驟： (1) 輔料配比:根據(jù)黃憐烙融態(tài)爐渣的化學(xué)組成確定制備普通材料的原料配方，其中黃 憐烙融態(tài)爐渣（富含CaO和Si化）占原料總質(zhì)量的50%，石英粉輔料（富含Si化）占總質(zhì)量的 40%，高嶺±輔料(富含Al2〇3)占總質(zhì)量的10%; (2) 輔料制備:按步驟（1)的輔料配比，將石英粉輔料和高嶺±輔料稱量后粉碎并均勻 混合，粉碎后的輔料粒度小于5mm，添加約為原料總質(zhì)量的4%的蛋石(主要成分為化F2)作為 助烙劑，W及約為原料總質(zhì)量的0.8%的訊2〇3作為澄清劑對輔料進行改性W提高下一步混烙 的烙煉效率。
[0018] (3)混烙:將輔料添加到烙融態(tài)黃憐爐渣中，攬拌混合均勻后在1500°C溫度下混烙 并保溫，保溫時間為120min，在該溫度下，烙融態(tài)黃憐爐渣可與輔料發(fā)生反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ) 玻璃烙液;待制得基礎(chǔ)玻璃烙液后，將池害溫度降至1050°C，使基礎(chǔ)玻璃烙液的溫度控制在 1050。。 (4 )浮法成型：將溫度為1050°C的基礎(chǔ)玻璃烙液流入浮法槽，經(jīng)歷15min時間冷卻到退 火溫度(600°C)，進入退火害保溫120min后退火;通過控制拉引速度，當(dāng)板材從錫槽中拉出 時已形成固態(tài)的、具有不同寬度和厚度的平板玻璃材料。
[0019] 本實施例制備得到的平板玻璃材料表面光滑，沒有裂紋和氣孔，產(chǎn)品致密性良好， 其主要性能參數(shù)如下表所示：
[0020] 實施例2 一種烙融態(tài)爐渣利用浮法工藝制備普通玻璃材料的工藝技術(shù)，它包括W下步驟： (1) 輔料配比:根據(jù)黃憐烙融態(tài)爐渣的化學(xué)組成確定制備普通材料的原料配方，其中黃 憐烙融態(tài)爐渣（富含CaO和Si化）占原料總質(zhì)量的55%，石英粉輔料（富含Si化）占總質(zhì)量的 35%，高嶺±輔料(富含Ah〇3)占總質(zhì)量的10%; (2) 輔料制備:按步驟（1)的輔料配比，將石英粉輔料和高嶺±輔料稱量后粉碎并均勻 混合，粉碎后的輔料粒度小于5mm，添加約為原料總質(zhì)量3%的蛋石(主要成分為化F2)作為助 烙劑，W及約為原料總質(zhì)量O . 6%的訊2〇3作為澄清劑對輔料進行改性W提高下一步混烙的烙 煉效率。
[0021] (3)混烙:將輔料添加到烙融態(tài)黃憐爐渣中，攬拌混合均勻后在1500°C溫度下混烙 并保溫，保溫時間為120min，在該溫度下，烙融態(tài)黃憐爐渣可與輔料發(fā)生反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ) 玻璃烙液。待制得基礎(chǔ)玻璃烙液后，將池害溫度降至1050°C，使基礎(chǔ)玻璃烙液的溫度控制在 1050。。 (4)浮法成型：將溫度為1050°C的基礎(chǔ)玻璃烙液流入浮法槽，經(jīng)歷IOmin時間冷卻到退 火溫度(600°C)，進入退火害保溫ISOmin后退火。通過控制拉拔速度，當(dāng)板材從錫槽中拉出 時已形成固態(tài)的、具有不同寬度和厚度的玻璃材料。
[0022] 本實施例制備得到的平板玻璃材料表面光滑，沒有裂紋和氣孔，產(chǎn)品致密性良好， 其主要性能參數(shù)如下表所示：
[0023] 實施例3 (1) 輔料配比:根據(jù)黃憐烙融態(tài)爐渣的化學(xué)組成確定制備普通材料的原料配方，其中黃 憐烙融態(tài)爐渣（富含CaO和Si化）占原料總質(zhì)量的60%，石英粉輔料（富含Si化）占總質(zhì)量的 35%，高嶺±輔料(富含Ah〇3)占總質(zhì)量的5%; (2) 輔料制備:按步驟（1)的輔料配比，將石英粉輔料和高嶺±輔料稱量后粉碎并均勻 混合，粉碎后的輔料粒度小于5mm，添加約為原料總質(zhì)量3%的蛋石(主要成分為化F2)作為助 烙劑，W及約為原料總質(zhì)量0.6%的訊2〇3作為澄清劑對輔料進行改性W提高下一步混烙的烙 煉效率。
[0024] (3)混烙:將輔料添加到烙融態(tài)黃憐爐渣中，攬拌混合均勻后在1500°C溫度下混烙 并保溫，保溫時間為120min，在該溫度下，烙融態(tài)黃憐爐渣可與輔料發(fā)生反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ) 玻璃烙液。待制得基礎(chǔ)玻璃烙液后，將池害溫度降至1050°C，使基礎(chǔ)玻璃烙液的溫度控制在 1050。。 (4)浮法成型：將溫度為1050°C的基礎(chǔ)玻璃烙液流入浮法槽，經(jīng)歷IOmin時間冷卻到退 火溫度(600°C)，進入退火害保溫120min后退火。通過控制拉拔速度，當(dāng)板材從錫槽中拉出 時已形成固態(tài)的、具有不同寬度和厚度的玻璃材料。
[0025] 本實施例制備得到的平板玻璃材料表面光滑，沒有裂紋和氣孔，產(chǎn)品致密性良好， 其主要性能參數(shù)如下表所示：
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[00%] 實施例4 (1)輔料配比:根據(jù)黃憐烙融態(tài)爐渣的化學(xué)組成確定制備普通材料的原料配方，其中黃 憐烙融態(tài)爐渣（富含CaO和Si化）占原料總質(zhì)量的50%，石英粉輔料（富含Si化）占總質(zhì)量的 45%，高嶺±輔料(富含Al2〇3化總質(zhì)量的5%; (2)輔料制備:按步驟（1)的輔料配比，將石英粉輔料和高嶺±輔料稱量后粉碎并均勻 混合，粉碎后的輔料粒度小于5mm，添加約為原料總質(zhì)量3.5%的蛋石(主要成分為化F2)作為 助烙劑，W及約為原料總質(zhì)量0.9%的訊2〇3作為澄清劑對輔料進行改性W提高下一步混烙的 烙煉效率。
[0027] (3)混烙:將輔料添加到烙融態(tài)黃憐爐渣中，攬拌混合均勻后在1500°C溫度下混烙 并保溫，保溫時間為120min，在該溫度下，烙融態(tài)黃憐爐渣可與輔料發(fā)生反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ) 玻璃烙液。待制得基礎(chǔ)玻璃烙液后，將池害溫度降至1000 °C，使基礎(chǔ)玻璃烙液的溫度控制在 1000。。 (4)浮法成型：將溫度為1000°C的基礎(chǔ)玻璃烙液流入浮法槽，經(jīng)歷20min時間冷卻到退 火溫度(650°C)，進入退火害保溫IOOmin后退火。通過控制拉拔速度，當(dāng)板材從錫槽中拉出 時已形成固態(tài)的、具有不同寬度和厚度的玻璃材料。
[0028] 本實施例制備得到的平板玻璃材料表面光滑，沒有裂紋和氣孔，產(chǎn)品致密性良好， 其主惡化能宏：獄加下親祈志.
[0029] 實施例5 (1) 輔料配比:根據(jù)黃憐烙融態(tài)爐渣的化學(xué)組成確定制備普通材料的原料配方，其中黃 憐烙融態(tài)爐渣（富含CaO和Si化）占原料總質(zhì)量的55%，石英粉輔料（富含Si化）占總質(zhì)量的 40%，高嶺±輔料(富含Ah〇3化總質(zhì)量的5%; (2) 輔料制備:按步驟（1)的輔料配比，將石英粉輔料和高嶺±輔料稱量后粉碎并均勻 混合，粉碎后的輔料粒度小于5mm，添加約為原料總質(zhì)量5%的蛋石(主要成分為化F2)作為助 烙劑，W及約為原料總質(zhì)量1.0%的訊2〇3作為澄清劑對輔料進行改性W提高下一步混烙的烙 煉效率。
[0030] (3)混烙:將輔料添加到烙融態(tài)黃憐爐渣中，攬拌混合均勻后在1500°C溫度下混烙 并保溫，保溫時間為120min，在該溫度下，烙融態(tài)黃憐爐渣可與輔料發(fā)生反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ) 玻璃烙液。待制得基礎(chǔ)玻璃烙液后，將池害溫度降至1100 °C，使基礎(chǔ)玻璃烙液的溫度控制在 1100。。 (4)浮法成型：將溫度為Iioor的基礎(chǔ)玻璃烙液流入浮法槽，經(jīng)歷IOmin時間冷卻到退 火溫度巧50°C)，進入退火害保溫ISOmin后退火。通過控制拉拔速度，當(dāng)板材從錫槽中拉出 時已形成固態(tài)的、具有不同寬度和厚度的玻璃材料。
[0031] 本實施例制備得到的平板玻璃材料表面光滑，沒有裂紋和氣孔，產(chǎn)品致密性良好， 其主要性能參數(shù)如下表所示：
【主權(quán)項】
1. 一種利用熔融態(tài)黃磷爐渣制備普通玻璃的方法，其特征在于，具體包括以下步驟： (1) 將石英粉輔料、高嶺土輔料稱量、粉碎并混合均勻后備用； (2) 將步驟（1)得到的輔料添加到熔融態(tài)黃磷爐渣中，在池窯中攪拌混合均勻后，在 1300-1500°C溫度下混熔并保溫60-120min得到基礎(chǔ)玻璃熔液，其中，黃磷熔融態(tài)爐渣(其中 CaO和SiO2占90%左右）占原料總質(zhì)量的50-60%，石英粉輔料(其中SiO2占80%以上）占原料總 質(zhì)量的35-40%，高嶺土輔料占原料總質(zhì)量的5-10%; (3) 將池窯溫度降至1000~1100°C，使基礎(chǔ)玻璃熔液的溫度控制在1000~1100°C ;將溫度 為1000~1100°C的基礎(chǔ)玻璃熔液流入浮法槽，冷卻到550~650 °C，根據(jù)所需玻璃厚度控制拉 引速度;板材從錫槽中拉出時已形成固態(tài)的、具有不同寬度和厚度的平板玻璃材料。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熔融態(tài)黃磷爐渣制備普通玻璃的方法，其特征在于：步驟 (2)中添加螢石作為助熔劑，Sb2O 3作為澄清劑。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熔融態(tài)黃磷爐渣制備普通玻璃的方法，其特征在于：螢石的 添加量為原料總質(zhì)量的3-5%，Sb2O 3的添加量為原料總質(zhì)量的3-5%。
【文檔編號】C03C6/10GK105923981SQ201610287005
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】胡學(xué)偉, 賴信可, 陳凱
【申請人】昆明理工大學(xué)