空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)工藝及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)工藝及裝置，生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：a.將玻璃碎料加入到電熔爐中熔化形成玻璃熔液；b.玻璃熔液通過同心套管鼓泡器導(dǎo)入到成型錫槽并在同心套管鼓泡器的噴嘴處自然形成玻璃液泡；c.玻璃液泡上浮到加熱錫液表面并由冷卻噴嘴吹入冷卻錫槽中冷卻固化。所述生產(chǎn)裝置包括由豎直通道和水平通道形成的L形電熔爐，壓力控制裝置以及加料裝置設(shè)置在豎直通道的頂部，同心套管鼓泡器設(shè)置在水平通道頂壁處，水平通道的上方設(shè)置成型錫槽且同心套管鼓泡器的噴嘴位于成型錫槽內(nèi)，冷卻噴嘴位于成型錫槽的上方，且沿冷卻噴嘴的氣流噴射方向設(shè)置冷卻錫槽，成型錫槽與冷卻錫槽連通。本發(fā)明有利于環(huán)境的保護和資源的回收利用。
【專利說明】
空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)工藝及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種輕質(zhì)無機材料的生產(chǎn)工藝，具體涉及一種空心玻璃球的生產(chǎn)工藝及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]空心玻璃微珠是一種具有中空結(jié)構(gòu)的球形玻璃質(zhì)粉體，具有質(zhì)量輕、低導(dǎo)熱、強度高以及熱導(dǎo)系數(shù)和熱收縮系數(shù)小等優(yōu)點，被譽為21世紀(jì)的“空間時代材料”?？招牟Ａ⒅榫哂忻黠@的減輕重量和隔音保溫效果，使制品具有很好的抗龜裂性能和再加工性能。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，專利CN1990401A介紹了一種以硅酸鈉為主要原料的制備工藝，先將含有硼的硅酸鈉溶液進行噴霧干燥，得到直徑為5-50μπι的實心凝膠球，然后在400-600 °C的高溫爐中膨脹成型。由于該制備工藝以硅酸鈉為原料，空心玻璃微珠中堿金屬含量高，玻璃中的硅氧鍵斷裂比例大。該種工藝制備的空心玻璃微珠抗壓強度低、化學(xué)穩(wěn)定性差，在要求高的行業(yè)中運用受到限制。
[0004]而在工業(yè)廢料及生活垃圾中含有大量廢玻璃，廢玻璃作為可回收利用的資源，由于回收率低、回收成本高而限制了廢玻璃的回收利用，有時只能作為“雞肋式”的垃圾，即造成了環(huán)境污染，也造成了資源浪費。因此，需要一種實現(xiàn)玻璃廢料循環(huán)利用的制備高性能、低成本的空心玻璃微珠的生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0006]a.將玻璃碎料加入到電熔爐中熔化形成玻璃熔液；
[0007]b.所述玻璃熔液通過設(shè)置在所述電熔爐中同心套管鼓泡器導(dǎo)入到成型錫槽，所述成型錫槽盛放加熱錫液，所述錫液內(nèi)部位于所述同心套管鼓泡器的噴嘴處自然形成玻璃液泡；
[0008]c.所述玻璃液泡上浮到所述加熱錫液表面后，由冷卻噴嘴將空心玻璃球吹入冷卻錫槽中冷卻固化，所述冷卻錫槽盛放冷卻錫液。
[0009 ]優(yōu)選地，在所述電熔爐中通過電極加熱的方式將所述玻璃碎料熔化。
[0010]優(yōu)選地，所述同心套管鼓泡器由內(nèi)管和外管組成，所述內(nèi)管為鼓泡氣管，所述內(nèi)管和外管之間的環(huán)隙為所述玻璃熔液的流道。
[0011]優(yōu)選地，所述電熔爐設(shè)置有多個所述同心套管鼓泡器。
[0012]優(yōu)選地，在所述步驟b中，通過調(diào)整所述同心套管鼓泡器的噴嘴直徑控制所述玻璃液泡的直徑。
[0013]優(yōu)選地，在所述步驟b中，通過設(shè)置在所述電熔爐頂部的壓力控制裝置調(diào)節(jié)所述電熔爐內(nèi)的壓力，進而控制所述同心套管鼓泡器環(huán)隙中玻璃熔液的流速。
[0014]優(yōu)選地，所述成形錫槽采用電極加熱的方式控制所述加熱錫液的溫度。
[0015]優(yōu)選地，所述冷卻錫槽采用電極加熱的方式控制所述冷卻錫液溫度，以保持所述冷卻錫液的溫度均勻。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)裝置，用于執(zhí)行前述任一項生產(chǎn)工藝，包括壓力控制裝置、加料裝置、電熔爐、同心套管鼓泡器、成形錫槽、冷卻噴嘴以及冷卻錫槽，所述電熔爐由相互連通的豎直通道和水平通道形成L形結(jié)構(gòu)，所述壓力控制裝置以及所述加料裝置設(shè)置在所述豎直通道的頂部，所述同心套管鼓泡器設(shè)置在所述水平通道頂壁處，所述水平通道的上方設(shè)置所述成型錫槽且所述同心套管鼓泡器的噴嘴位于所述成型錫槽內(nèi)，所述冷卻噴嘴位于所述成型錫槽的上方，且沿所述冷卻噴嘴的氣流噴射方向設(shè)置所述冷卻錫槽，所述成型錫槽與所述冷卻錫槽連通。
[0017]本發(fā)明以廢棄的碎玻璃作為原料，采用錫液鼓泡法生產(chǎn)直徑2?20mm的空心玻璃球，可用做優(yōu)質(zhì)輕質(zhì)骨料，有利于環(huán)境的保護和資源的回收利用。
【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0019]圖1示出了本發(fā)明的一個【具體實施方式】的，一種空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)工藝流程圖；以及
[0020]圖2示出了本發(fā)明的一個【具體實施方式】的，一種空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了更好的使本發(fā)明的技術(shù)方案清晰地表示出來，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0022]圖1、圖2分別示出了空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)工藝流程圖及其生產(chǎn)裝置示意圖，所述生產(chǎn)裝置用于執(zhí)行所述的空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)工藝。在這樣的實施例中，結(jié)合圖1及圖2，所述的生產(chǎn)工藝包括如下步驟，首先進入步驟SlOl，將玻璃碎料加入到電熔爐2中熔化形成玻璃熔液。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所述玻璃碎料可以通過對生產(chǎn)、生活的廢棄玻璃進行收集獲得，所述電熔爐2的形狀呈L形，所述玻璃碎料由設(shè)置在所述電熔爐2上部的加料裝置I連續(xù)加入所述電熔爐2中，在所述電熔爐2內(nèi)通過電極加熱的方式將所述玻璃碎料熔化。
[0023]具體地，電極加熱是把電熔爐電極5插入電熔爐中，直接將電能轉(zhuǎn)化為熱能，通過所述電極加熱方式可以最大程度減少能量損失，提高加熱熔融效率，同時確保所述電熔爐2不會發(fā)生干燒現(xiàn)象引發(fā)安全問題。更為具體地，多根所述電熔爐電極5分布在所述電熔爐中的不同位置，通過調(diào)整所述電熔爐2中多根所述電熔爐電極5的電流分配使所述玻璃熔液溫度滿足工藝要求。
[0024]進一步地，進入步驟S102，令所述玻璃熔液通過設(shè)置在所述電熔爐2中同心套管鼓泡器7導(dǎo)入到成型錫槽3，所述同心套管鼓泡器7包括外管和內(nèi)管6，所述外管和內(nèi)管6的之間的環(huán)隙用于玻璃熔液通過，所述內(nèi)管6用于向所述玻璃熔液中鼓入氣泡。進一步地，如圖1所示，通過控制所述電熔爐2中玻璃熔液的流速以及鼓泡氣速，在所述成形錫槽中穩(wěn)定鼓吹出空心玻璃液泡8。所述空心液泡8的尺寸可以通過所述同心套管鼓泡器7的噴嘴的直徑、玻璃恪液的流速、鼓泡氣速等進行控制，在此不予贅述。
[0025]進一步地，所述成型錫槽3中盛放加熱錫液，所述同心套管鼓泡器7的噴嘴位于所述錫液內(nèi)部，所述玻璃熔液從所述噴嘴處流出在所述加熱錫液中由于重力和表面張力的作用形成玻璃液泡。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，錫作為一種低熔點金屬，其熔融態(tài)液面平而光滑，同時錫液的相對密度較大而玻璃熔液的相對密度較小，獲得的玻璃球具有表面平整、光滑、均勻的優(yōu)點。在錫液中鼓泡，溫度環(huán)境控制較為穩(wěn)定，且玻璃液與錫液間表面張力較大，所述玻璃液泡8達(dá)到一定尺寸從所述同心套管鼓泡器7的噴嘴處分離后，從所述成形錫槽3的下部逐漸上浮，通過調(diào)整設(shè)置在所述成形錫槽3中的成型錫槽電極9的輸入電流調(diào)整所述成形錫槽3的溫度分布，使鼓出的所述空心玻璃液泡8在上浮過程中在表面張力的作用下球化。為了使所述玻璃液泡充分球化，所述成形錫槽優(yōu)選地采用深度較深、而底面面積相對較小的槽體，還可以減少錫液用量和加熱能量損耗，最終獲得球形度較高的空心玻璃液球。
[0026]進一步地，執(zhí)行步驟S103，當(dāng)所述玻璃液泡8上浮到所述加熱錫液表面后，由冷卻噴嘴12將空心玻璃球吹入冷卻錫槽4中冷卻固化，所述冷卻噴嘴12兼具將成形錫槽3表面的空心玻璃球吹入冷卻錫槽4和冷卻所述空心玻璃球的作用。所述冷卻錫槽盛放冷卻錫液，具體地，所述冷卻錫槽4與所述成形錫槽連通，所述冷卻錫槽4優(yōu)選為深度較淺，底面積較大的槽體，在這樣的實施例中，所述冷卻錫槽4的錫液液面可以容納更多所述空心玻璃球。進一步地，所述冷卻錫槽4中設(shè)置有冷卻錫槽電極10，通過調(diào)整所述冷卻錫槽電極10的電流控制所述冷卻錫槽4中的溫度分布，使所述空心玻璃球在所述冷卻錫槽4中均勻降溫固化，防止因冷卻過快導(dǎo)致炸裂。
[0027]進一步地，在上述圖1、圖2所示實施例的優(yōu)選變化例中，所述電熔爐2中設(shè)置有多個所述同心套管鼓泡器7，多個所述同心套管鼓泡器7按一定間隔分布在所述L形電熔爐2的水平通道的上表面。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)工藝需要自由設(shè)置所述同心套管鼓泡器7的數(shù)目和分布方式，在此不予贅述。更進一步地，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，通過設(shè)置多個所述同心套管鼓泡器7可以實現(xiàn)多個同心套管鼓泡器噴嘴的同時操作，提高設(shè)備產(chǎn)量，降低產(chǎn)品的成本。
[0028]具體地，在上述步驟S102中通過調(diào)整所述同心套管鼓泡器7的噴嘴直徑來控制所述玻璃液泡8的直徑時，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，所述外管直徑越大所述玻璃液泡8的直徑越大，反之，所述外管直徑越小所述玻璃液泡8的直徑越小。所述內(nèi)管6的直徑越大所述玻璃液泡8中的氣泡越大，反之則越小，在此不予贅述。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要調(diào)整所述同心套管鼓泡器7的噴嘴直徑，獲得直徑為2mm、10mm、20mm或其他任意合適尺寸的所述空心玻璃球。
[0029]具體地，在所述電熔爐2的頂部還設(shè)置有壓力控制裝置11，所述壓力控制裝置11連通所述電熔爐2并與外部氣栗連接。通過所述壓力控制裝置11調(diào)節(jié)所述電熔爐2內(nèi)的壓力，進而控制所述同心套管鼓泡器7中玻璃熔液的流速。
[0030]進一步地，所述空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)裝置包括壓力控制裝置11、加料裝置
1、電熔爐2、同心套管鼓泡器7、成形錫槽3、冷卻噴嘴12以及冷卻錫槽4。
[0031]具體地，如圖2所示，所述電熔爐2由相互連通的豎直通道和水平通道形成L形結(jié)構(gòu)，所述壓力控制裝置11以及所述加料裝置I設(shè)置在所述豎直通道的頂部并與所述電熔爐2連通，所述電熔爐2中設(shè)置有電熔爐電極5，所述電熔爐電極5用于對所述電熔爐中的玻璃碎料進行加熱熔融。具體地，所述同心套管鼓泡器7設(shè)置在所述水平通道內(nèi)，所述同心套管鼓泡器7包括內(nèi)管6和外管，所述水平通道的上方設(shè)置所述成型錫槽3且所述同心套管鼓泡器7的噴嘴位于所述成型錫槽內(nèi)。具體地，所述冷卻噴嘴12位于所述成型錫槽3的上方，且沿所述冷卻噴嘴12的氣流噴射方向設(shè)置所述冷卻錫槽4，所述成型錫槽3與所述冷卻錫槽4連通。進一步地，在所述成形錫槽3中設(shè)置有成型錫槽電極9，所述成型錫槽電極9用于控制所述成形錫槽3中的溫度分布。在所述冷卻錫槽4中設(shè)置有冷卻錫槽電極10，所述冷卻錫槽電極10用于控制所述冷卻錫槽4中的溫度分布。
[0032]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括如下步驟: a.將玻璃碎料加入到電熔爐中熔化形成玻璃熔液； b.所述玻璃熔液通過設(shè)置在所述電熔爐中的同心套管鼓泡器環(huán)隙導(dǎo)入到成型錫槽，所述成型錫槽盛放加熱錫液，所述錫液內(nèi)部位于所述同心套管鼓泡器的噴嘴處自然形成玻璃液泡； c.所述玻璃液泡上浮到所述加熱錫液表面后，由冷卻噴嘴將空心玻璃球吹入冷卻錫槽中冷卻固化，所述冷卻錫槽盛放冷卻錫液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于:在所述電熔爐中通過電極加熱的方式將所述玻璃碎料熔化。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述同心套管鼓泡器由同軸設(shè)置的內(nèi)管和外管組成，所述內(nèi)管為鼓泡氣管，所述內(nèi)管和外管之間的環(huán)隙為所述玻璃熔液的流道。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述電熔爐設(shè)置有多個所述同心套管鼓泡器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于:在所述步驟b中，通過調(diào)整所述同心套管鼓泡器的噴嘴直徑控制所述玻璃液泡的直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于:在所述步驟b中，通過設(shè)置在所述電熔爐頂部的壓力控制裝置調(diào)節(jié)所述電熔爐內(nèi)的壓力，進而控制所述同心套管鼓泡器環(huán)隙中玻璃熔液的流速。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述成形錫槽采用電極加熱的方式控制所述加熱錫液的溫度。8.根據(jù)權(quán)利要求1-5或7中任一項所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述冷卻錫槽采用電極加熱的方式控制所述冷卻錫液溫度，以保持所述冷卻錫液的溫度均勻。9.一種空心玻璃球的錫液鼓泡生產(chǎn)裝置，用于執(zhí)行權(quán)利要求1至8中任一項所述的生產(chǎn)工藝，其特征在于，包括壓力控制裝置、加料裝置、電熔爐、同心套管鼓泡器、成形錫槽、冷卻噴嘴以及冷卻錫槽，所述電熔爐由相互連通的豎直通道和水平通道形成L形結(jié)構(gòu)，所述壓力控制裝置以及所述加料裝置設(shè)置在所述豎直通道的頂部，所述同心套管鼓泡器設(shè)置在所述水平通道頂壁處，所述水平通道的上方設(shè)置所述成型錫槽且所述同心套管鼓泡器的噴嘴位于所述成型錫槽內(nèi)，所述冷卻噴嘴位于所述成型錫槽的上方，且沿所述冷卻噴嘴的氣流噴射方向設(shè)置所述冷卻錫槽，所述成型錫槽與所述冷卻錫槽連通。
【文檔編號】C03C6/02GK105906192SQ201610250801
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】陳淑勇, 王蕓, 彭程, 陳凱
【申請人】中國建材國際工程集團有限公司