RU2629506C1 - Method of manufacturing granulated foam glass and granulated foam glass crystalline materials and device for its implementation - Google Patents
Method of manufacturing granulated foam glass and granulated foam glass crystalline materials and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629506C1 RU2629506C1 RU2016124199A RU2016124199A RU2629506C1 RU 2629506 C1 RU2629506 C1 RU 2629506C1 RU 2016124199 A RU2016124199 A RU 2016124199A RU 2016124199 A RU2016124199 A RU 2016124199A RU 2629506 C1 RU2629506 C1 RU 2629506C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- foam glass
- foaming
- cooling
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 title abstract description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 43
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000006261 foam material Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
- C03C11/007—Foam glass, e.g. obtained by incorporating a blowing agent and heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/08—Other methods of shaping glass by foaming
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к проходным печам для производства теплоизоляционных сыпучих материалов, используемых в строительстве, нефтяной промышленности и других отраслях, а именно к печам для производства гранулированного пеностекла и гранулированных пеностеклокристаллических материалов. Техническим результатом изобретения является повышение производительности печи, качества продукции и снижение удельных затрат тепла на единицу продукции.The invention relates to continuous furnaces for the production of insulating bulk materials used in construction, the oil industry and other industries, namely, furnaces for the production of granular foam glass and granular foam glass materials. The technical result of the invention is to increase the productivity of the furnace, product quality and lower specific heat consumption per unit of production.
Гранулированное пеностекло получают путём вспенивания при температуре плавления гранулированной смеси порошка стекла, специально сваренного, или боя стекла с газообразователями в проходных трубчатых печах контактного нагрева, где также получают гранулированные пеностеклокристаллические материалы неорганического состава, в которых вместо стекла используют природное силикатное сырье без его предварительного плавления. Производство такой продукции основано на известном синтезе гидратированных полимерных силикатов натрия (Na2O⋅mSiO2⋅nH2O) в щелочных составах на основе кремнистых пород с последующей термической обработкой полуфабриката в трубчатых печах и получением конечного продукта – пористых гранул ячеистого строения [1].Granular foam glass is obtained by foaming at a melting temperature of a granular mixture of specially-welded glass powder, or by glass beating with gas blowers in continuous contact heating tube furnaces, where granular foam-glass crystalline materials of an inorganic composition are also obtained, in which natural silicate raw materials are used instead of glass without preliminary melting. The production of such products is based on the well-known synthesis of hydrated polymeric sodium silicates (Na 2 O⋅mSiO 2 ⋅nH 2 O) in alkaline compositions based on siliceous rocks, followed by heat treatment of the semi-finished product in tube furnaces and obtaining the final product - porous granules with a cellular structure [1] .
Легкий (ρнас.=140÷650 кг/м3), прочный (Rсж.=0,5÷5 МПа), долговечный и негорючий материал с низкой теплопроводностью (0,045÷0,1 Вт/м×K) выпускается как в виде гранул, так в виде блоков и плит. Последние получают поточным механизированным способом в туннельной печи вспениванием гранулированной смеси, уложенной в формы или на ленте конвейера.Light (ρ us. = 140 ÷ 650 kg / m 3 ), strong (R compress. = 0.5 ÷ 5 MPa), durable and non-combustible material with low thermal conductivity (0.045 ÷ 0.1 W / m × K) is produced as in the form of granules, so in the form of blocks and plates. The latter is obtained by a mechanized flow method in a tunnel furnace by foaming a granular mixture laid in a mold or on a conveyor belt.
Однако широкому распространению указанных материалов и изделий препятствуют, кроме ограниченности такого источника сырья, как бой стекла и высоких энергетических затрат на варку стекла, следующие факторы:However, the wide distribution of these materials and products is hindered by the following factors, in addition to the limitations of such a source of raw materials as glass breakage and high energy costs for glass melting:
- отсутствие печей вспенивания гранулированного пеностекла и гранулированных пеностеклокристаллических материалов, которые бы обеспечивали высокую производительность и низкие удельные затраты тепла на единицу продукции;- the absence of foaming furnaces for granular foam glass and granular foam glass materials, which would provide high performance and low specific heat consumption per unit of production;
- высокие капитальные вложения и трудоемкость получения блочного и плитного пеностекла в туннельных печах. - high capital investment and the complexity of obtaining block and slab foam in tunnel kilns.
Конструкционные особенности трубчатых (барабанных) проходных печей для производства гранулированного пеносиликата описаны в ряде патентов [2,3]. Общим во всех технических решениях является наличие наклонного вращающегося барабана (трубы), в котором происходит нагрев гранул до температуры вспенивания, выдержка при данной температуре для протекания пиропластичных реакций, закалка и охлаждение материала. Общим для всех печей является способ нагрева материала – контактный, т.е. барабан нагревается извне, так как не допускается активного движения газов, как теплоносителя, внутри барабана из-за низкой плотности и малого размера вспененных гранул.The structural features of tubular (drum) continuous furnaces for the production of granular foam silicate are described in a number of patents [2,3]. Common in all technical solutions is the presence of an inclined rotating drum (pipe), in which the granules are heated to a foaming temperature, held at this temperature for pyroplastic reactions, quenching and cooling of the material. Common to all furnaces is the method of heating the material - contact, i.e. the drum is heated from the outside, since the active movement of gases as a coolant is not allowed inside the drum due to the low density and small size of the foamed granules.
Имеются многочисленные варианты осуществления этого процесса при различных способах подвода тепла, теплоносителя, организации материальных и тепловых потоков, способах подачи материалов, крепления барабана и т.д. Например, вращающаяся электропечь для термической обработки сыпучих материалов содержит теплоизолированную трубу, опоры в виде катков, механизм вращения трубы, загрузочную течку, металлический экран и установленный неподвижно вдоль оси трубы электронагреватель, выполненный в виде пустотелой балки, жестко закрепленной с одной стороны, снабженной слоем электроизоляции, нагревательными элементами в виде спиралей, расположенных вокруг балки, и защитным чехлом, окружающим нагревательные элементы. Между наружной поверхностью пустотелой балки и слоем электроизоляции введен слой теплоизоляции, а внутрь пустотелой балки, для ее охлаждения подается воздух, направляемый в систему утилизации тепла, например, для подсушки обрабатываемого материала [4].There are numerous options for implementing this process with various methods of supplying heat, a coolant, organizing material and heat flows, methods of supplying materials, attaching a drum, etc. For example, a rotary electric furnace for heat treatment of bulk materials contains a thermally insulated pipe, supports in the form of rollers, a pipe rotation mechanism, a feed chute, a metal screen and an electric heater mounted motionless along the pipe axis, made in the form of a hollow beam, rigidly fixed on one side, provided with a layer of electrical insulation , heating elements in the form of spirals located around the beam, and a protective cover surrounding the heating elements. A thermal insulation layer is introduced between the outer surface of the hollow beam and the layer of electrical insulation, and air is introduced into the hollow beam to cool it, which is sent to the heat recovery system, for example, to dry the material being processed [4].
К недостаткам такого оборудования и способа производства пеностеклокерамики можно отнести его низкую производительность, обусловленную тем, что процесс осуществляется в относительно тонком слое, прилегающем к внутренней поверхности трубы и сконцентрированном (пересыпающемся) в нижней ее части. Увеличение диаметра трубы не приводит к пропорциональному увеличению производительности, так как вспучивание материала осуществляется только по контактной поверхности «гранула-труба», что составляет лишь незначительную часть площади ее поверхности. Вспененные гранулы приобретают низкую теплопроводность и становятся теплоизолирующим материалом, что препятствует нагреву слоя гранул, лежащего над ними. Нагрев осуществляется неравномерно, сильнее у стенки трубы и меньше - даже при небольшом удалении от стенки, при этом недостаточно прогретый материал не вспучивается или слабо вспучивается. Поэтому такое оборудование не может обеспечить высокую производительность и стабильное качество получаемого материала.The disadvantages of such equipment and a method for the production of foam glass ceramics include its low productivity, due to the fact that the process is carried out in a relatively thin layer adjacent to the inner surface of the pipe and concentrated (pouring) in its lower part. An increase in the diameter of the pipe does not lead to a proportional increase in productivity, since the material is expanded only along the contact surface of the “granule-pipe”, which makes up only a small part of its surface area. Foamed granules acquire low thermal conductivity and become heat-insulating material, which prevents the heating of the layer of granules lying above them. Heating is uneven, stronger at the pipe wall and less - even at a small distance from the wall, while not enough heated material does not swell or weakly swell. Therefore, such equipment cannot provide high performance and stable quality of the resulting material.
В таких печах трудно реализовать поддержание и регулирование заданной температурной кривой скорости нагрева, выдержки при температурах фазовых переходов, которые существенно влияют на качество вспененного материала. Максимальная температура нагрева обычно достигается в средней части трубы, а на входе и выходе температуры значительно ниже. Регулировка с помощью изменения мощности нагревательных элементов не решает проблемы несоответствия кривой нагрева требуемым параметрам, а только усиливает неравномерность. В результате процесс вспенивания зачастую реализуется не в оптимальном температурном режиме. Это особенно важно, если температура превысит 620-640°С, когда происходит удаление связанной воды из гидратированных полисиликатов, так как выдержка при этой температуре обеспечивает медленное удаление паров воды без разрушения структуры гранул, и наоборот, быстрое прохождение порога фазового перехода приводит к растрескиванию гранул.In such furnaces, it is difficult to realize the maintenance and regulation of a given temperature curve of the heating rate, exposure at phase transition temperatures, which significantly affect the quality of the foam material. The maximum heating temperature is usually achieved in the middle part of the pipe, and the temperature at the inlet and outlet is much lower. Adjustment by changing the power of the heating elements does not solve the problem of the mismatch of the heating curve with the required parameters, but only increases the unevenness. As a result, the foaming process is often not implemented in the optimal temperature regime. This is especially important if the temperature exceeds 620-640 ° C, when bound water is removed from hydrated polysilicates, since exposure at this temperature ensures slow removal of water vapor without destroying the structure of the granules, and vice versa, rapid passage of the phase transition threshold leads to cracking of the granules .
Известны туннельные печи, которые также обеспечивают нагрев обрабатываемого материала до заданной температуры. Они используются для получения плитного пеностекла. На конвейерную ленту туннельной печи либо засыпается обрабатываемый материал, либо устанавливаются емкости с обрабатываемым материалом. В первом случае получают пластины из пеностекла, во втором – брикеты из пеностекла [5]. Но обычно такие печи не используются для получения сыпучих теплоизоляционных материалов ввиду технологических особенностей процесса вспенивания.Tunnel furnaces are known which also provide heating of the processed material to a predetermined temperature. They are used to produce slab foam. On the conveyor belt of the tunnel kiln, either the processed material is filled up, or containers with the processed material are installed. In the first case, foam glass plates are obtained, in the second, foam glass briquettes [5]. But usually these furnaces are not used to produce bulk thermal insulation materials due to the technological features of the foaming process.
Наиболее близким к заявляемому изобретению и выбранным в качестве прототипа является изобретение «Устройство для получения гранулированного пеносиликата» [2].Closest to the claimed invention and selected as a prototype is the invention "Device for producing granular foam silicate" [2].
Способ, на котором основано действие известного устройства, заключается в последовательном перемещении внутри наклонной вращающейся трубы обрабатываемого материала под действием сил гравитации вдоль обогреваемой снаружи теплоносителем трубчатой проходной печи, разделенной внутренними продольными ребрами на секции, за счет перекатывания гранул по внутренней поверхности трубы в каждой секции с нагревом до температуры вспенивания, последующего перемещения в необогреваемую зону закалки, длина которой составляет не менее 1/10 общей длины печи, а также последующего охлаждения вспененного материала.The method on which the action of the known device is based consists in sequentially moving the processed material inside an inclined rotating pipe under the action of gravity along a tubular continuous furnace heated externally, divided by internal longitudinal ribs into sections, by rolling granules along the inner surface of the pipe in each section with heating to a foaming temperature, subsequent movement to an unheated quenching zone, the length of which is at least 1/10 of the total length s furnace and subsequent cooling of the foam.
Устройство-прототип включает: установленную с уклоном в сторону разгрузки обогреваемую снаружи теплоносителем вращающуюся трубу проходной печи с зоной закалки термообрабатываемого материала, составляющей не менее 1/10 длины трубы, питатели для сырьевого материала, емкость для выгрузки продукта, систему охлаждения, выполненную в виде вращающейся трубы с последовательно расположенными по ее длине окнами, закрытыми сетками.The prototype device includes: a rotary tube of a continuous furnace heated from the outside with an inclined toward the unloading side and a quenching zone of a heat-treating material of at least 1/10 of the pipe length, feeders for raw material, a container for unloading the product, a cooling system made in the form of a rotating pipes with windows sequentially located along its length, closed with nets.
Недостатки прототипа совпадают с отмеченными ранее недостатками трубчатых (барабанных) проходных печей: низкая производительность, низкое качество получаемого материала, сложности в регулировке температурного режима по длине барабана.The disadvantages of the prototype coincide with the previously noted disadvantages of tubular (drum) continuous furnaces: low productivity, low quality of the material obtained, difficulties in adjusting the temperature regime along the length of the drum.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно:The objective of the present invention is to remedy these disadvantages, namely:
- повышение производительности - за счет увеличения площади рабочей поверхности в зоне вспенивания, что достигается конструктивно путем установки в проходной печи, где осуществляется нагрев гранул с температуры 640°С до температур вспенивания и закалки, нескольких вибролотков, по которым равномерно перемещается монослой гранул с разделительной средой;- increased productivity - by increasing the area of the working surface in the foaming zone, which is achieved constructively by installing in a continuous furnace, where the granules are heated from a temperature of 640 ° C to the foaming and hardening temperatures, several vibratory trays through which the monolayer of granules with a dividing medium is uniformly moved ;
- повышение качества получаемого продукта - за счет обеспечения точного соблюдения температурного режима обжига, что позволяет осуществить выдержку гранул при температуре 620-640°С в течение заданного интервала времени и обеспечить медленное удаление связанной воды из сырцовых гранул;- improving the quality of the obtained product - by ensuring accurate observance of the temperature regime of firing, which allows the granules to be aged at a temperature of 620-640 ° C for a given time interval and to ensure slow removal of bound water from raw granules;
- снижение удельных затрат тепла на единицу продукции – за счет объединения конструктивно в одном устройстве трех тепловых агрегатов, выполняющих функции: равномерного нагрева до температуры 620-640°С и выдержки в течение требуемого интервала времени; нагрева до температуры вспенивания, закалки, медленного охлаждения до температуры 600°С и охлаждения с температуры 600°С до 50°С. - reduction of specific heat consumption per unit of production - by combining structurally in one device three thermal units that perform the functions of: uniform heating to a temperature of 620-640 ° C and holding for the required time interval; heating to a temperature of foaming, quenching, slow cooling to a temperature of 600 ° C and cooling from a temperature of 600 ° C to 50 ° C.
Указанная задача решается за счет того, что в способе производства гранулированного пеностекла и гранулированных пеностеклокристаллических материалов, заключающемся в нагреве исходного материала, вспенивании, закалке и последующем охлаждении вспененного материала, согласно изобретению, сначала производится нагрев до температуры 620-640°С без вспенивания и выдержка при указанной температуре, затем нагрев до температуры вспенивания, вспенивание и закалка гранул при постоянном их движении за счет вибрационного воздействия, а охлаждение полученных гранул осуществляется в два этапа: сначала медленное охлаждение до 600°С, а затем быстрое охлаждение до 50°С при постоянном движении за счет вибрационного воздействия. This problem is solved due to the fact that in the method for the production of granular foam glass and granular foam glass materials, which consists in heating the starting material, foaming, hardening and subsequent cooling of the foam material, according to the invention, first it is heated to a temperature of 620-640 ° C without foaming and holding at the specified temperature, then heating to a foaming temperature, foaming and quenching of the granules with their constant movement due to vibration exposure, and cooling The obtained granules are carried out in two stages: first, slow cooling to 600 ° C, and then rapid cooling to 50 ° C with constant movement due to vibration exposure.
Указанная задача также решается за счет того, что в устройстве для производства гранулированного пеностекла и гранулированных пеностеклокристаллических материалов заявленным способом, включающем наклонную проходную печь, зону вспенивания и зону закалки, а также бункер и холодильник, согласно изобретению, устройство выполнено в виде единого теплового агрегата, в котором трубчатая печь дополнена лотковой печью и холодильником для медленного остывания и быстрого остывания, при этом лотковая печь включает зону вспенивания и зону закалки и выполнена в виде системы расположенных со смещением друг относительно друга лотков, установленных на выходе из трубчатой печи, каждый из которых снабжен индивидуальным регулируемым нагревателем и виброприводом, а холодильник включает бункер для медленного остывания, установленный за лотковой печью и открытую виброплощадку с принудительным съемом тепла для быстрого остывания.This problem is also solved due to the fact that in the device for the production of granulated foam glass and granular foam glass materials of the claimed method, including an inclined feed-through furnace, a foaming zone and a hardening zone, as well as a hopper and a refrigerator, according to the invention, the device is made in the form of a single thermal unit, in which the tube furnace is supplemented with a tray furnace and a refrigerator for slow cooling and quick cooling, while the tray furnace includes a foaming zone and a quenching zone and it is made in the form of a system of trays located with offset relative to each other, installed at the outlet of the tubular furnace, each of which is equipped with an individual adjustable heater and vibrodrive, and the refrigerator includes a slow-cooling hopper installed behind the tray oven and an open vibratory platform with forced heat removal for quick cooling.
Заявляемые способ и устройство обеспечивают достижение следующего технического результата:The inventive method and device ensure the achievement of the following technical result:
Использование для нагрева и выдержки при температуре 620-640°С трубчатой проходной печи позволяет существенно увеличить производительность заявленного устройства, так как при указанных температурах теплоемкость и теплопроводность гранул не меняются, что обуславливает их равномерный прогрев. The use of a tubular continuous furnace for heating and holding at a temperature of 620-640 ° C can significantly increase the productivity of the claimed device, since at the indicated temperatures the heat capacity and thermal conductivity of the granules do not change, which leads to their uniform heating.
Использование для перемещения монослоя гранул, нагрева, вспенивания и закалки вибролотков с регулируемыми параметрами движения и температуры вспениваемого материала позволяет обеспечить высокую производительность по вспениванию гранул, равномерность прогрева и высокое качество продукции.The use of granules for moving the monolayer, heating, foaming and quenching of vibratory trays with adjustable parameters of movement and temperature of the foamable material allows to provide high performance for foaming granules, uniform heating and high quality products.
Совмещение трех тепловых аппаратов в одном устройстве позволяет уменьшить потери тепла при пересыпках и, тем самым, снизить удельные затраты тепла на единицу продукции.The combination of three heat devices in one device allows you to reduce heat loss during overfilling and, thereby, reduce the specific heat consumption per unit of production.
Проведенные патентные исследования показали, что заявляемые способ и устройство соответствуют критериям «новизна» и «изобретательский замысел». Patent studies have shown that the claimed method and device meet the criteria of "novelty" and "inventive concept".
Приведенные далее примеры конкретного выполнения подтверждают соответствие критерию «промышленная применимость».The following examples of specific performance confirm compliance with the criterion of "industrial applicability".
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема заявляемого устройства.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the inventive device.
Заявляемое устройство для производства гранулированного пеностекла и гранулированных пеностеклокристаллических материалов включает установленные последовательно:The inventive device for the production of granular foam glass and granular foam glass materials includes installed in series:
- бункер 1 для исходного материала (сырцовых гранул);- hopper 1 for the source material (raw granules);
- трубчатую проходную нагревательную печь 2;- tubular continuous heating furnace 2;
- лотковую печь с системой вибролотков 3, снабженных индивидуальными и регулируемыми нагревателями 6 и индивидуальными виброприводами 4;- a tray furnace with a system of vibrating trays 3, equipped with individual and adjustable heaters 6 and individual vibrodrives 4;
- накопительный бункер 6 для медленного остывания полученных гранул (первая часть холодильника);- storage hopper 6 for slow cooling of the obtained granules (the first part of the refrigerator);
- вторая часть холодильника 7, выполненная в виде открытой виброплощадки с принудительным съемом тепла;- the second part of the refrigerator 7, made in the form of an open vibratory platform with forced heat removal;
- бункер 8 готовой продукции. - hopper 8 finished products.
Бункер 1 расположен на входе наклонной трубчатой проходной нагревательной печи 2, откуда сырцовые гранулы питателем равномерно подаются в печь 2 для нагрева до 620-640°С и выдержки при этой температуре. Трубчатая проходная нагревательная печь снабжена внешними нагревателями, которые поддерживают в печи температуры не выше 620-640°С. В начале трубчатой печи 2 происходит быстрый нагрев материала до 620-640°С на 1/3 длины, затем при этой температуре происходит выдержка (на 2/3 длины). Исходный материал равномерно нагревается до указанной температуры и выдерживается в печи до полного удаления связанной воды. The
Равномерно прогретый исходный материал после удаления из него связанной воды подается из печи 2 в лотковую печь, состоящую из системы вибролотков 3. Вибролотки 3 расположены последовательно друг за другом со смещением последующего лотка относительно предыдущего как по высоте, так и по ходу движения.Evenly heated source material after removal of bound water from it is supplied from the furnace 2 to the tray furnace, which consists of a system of vibratory trays 3. The vibratory trays 3 are arranged sequentially one after another with the displacement of the subsequent tray relative to the previous one both in height and in the direction of travel.
Каждый вибролоток 3 выполнен в виде плоской площадки с боковыми стенками. Смежные лотки 3 могут в плане незначительно перекрываться для предотвращения просыпания гранул при их пересыпании.Each vibrator 3 is made in the form of a flat platform with side walls. Adjacent trays 3 may in plan slightly overlap to prevent spillage of granules when they spill.
Каждый лоток 3 снабжен индивидуальным вибратором 4, обеспечивающим равномерное распределение материала по всей площади лотка, а также позволяющим перемещаться материалу по поверхности лотка 3 и пересыпаться с более высоко расположенного лотка 3 на следующий, расположенный ниже лоток 3.Each tray 3 is equipped with an individual vibrator 4, which ensures uniform distribution of material over the entire area of the tray, as well as allowing the material to move along the surface of the tray 3 and pour over from a higher located tray 3 to the next lower tray 3.
Кроме того, каждый лоток 3 снабжен индивидуальным регулируемым нагревателем 5, что позволяет выдерживать температуру вспенивания (780-850°С) на первых лотках 3 и температуру закалки (выдержки) при более низкой температуре (740-780°С) на последних лотках 3.In addition, each tray 3 is equipped with an individual adjustable heater 5, which allows to withstand the foaming temperature (780-850 ° C) on the first trays 3 and the hardening temperature (exposure) at a lower temperature (740-780 ° C) on the last trays 3.
Из трубчатой печи 2 материал высыпается на первый лоток 3, нагретый до температуры вспенивания, затем пересыпается на второй и т.д. За 5 минут он вспенивается, попадает на последний лоток 3, где происходит закалка.From the tube furnace 2, the material is poured onto the first tray 3, heated to the foaming temperature, then poured onto the second, etc. For 5 minutes, it foams, falls on the last tray 3, where the hardening takes place.
Равномерно вспененный материал поступает в первую часть холодильника – специальный накопительный бункер 6, где поддерживается постоянный уровень материала за счет выравнивания скорости подачи. Там вспененный материал охлаждается до температуры 600°С.Evenly foamed material enters the first part of the refrigerator - a special storage hopper 6, where a constant level of material is maintained by equalizing the feed rate. There, the foamed material is cooled to a temperature of 600 ° C.
Затем из бункера 6 вспененные гранулы поступают для быстрого охлаждения до температуры 50°С во вторую часть 7 холодильника, представляющую собой открытую виброплощадку, снабженную системой принудительного съема тепла. Then, from the hopper 6, the foamed granules arrive for quick cooling to a temperature of 50 ° C in the second part 7 of the refrigerator, which is an open vibratory platform equipped with a forced heat removal system.
Указанная система съема тепла может быть реализована любым известным в технике образом и на чертеже не показана. Выполнение холодильника в виде вибрирующей площадки позволяет повысить эффективность и равномерность охлаждения гранул без их разрушения.The specified heat removal system can be implemented in any manner known in the art and is not shown in the drawing. The implementation of the refrigerator in the form of a vibrating platform can improve the efficiency and uniformity of cooling the granules without destroying them.
Остывшие гранулы поступают в бункер 8 готовой продукции.The cooled granules enter the hopper 8 of the finished product.
Все три тепловых устройства: проходная нагревательная печь 2 для нагрева и выдержки исходного материала при температуре 620-640°С без вспенивания, лотковая печь из системы вибролотков 3 для нагрева до температуры вспенивания, вспенивания и последующей закалки полученных гранул, а также холодильник в виде бункера для медленного остывания и открытой виброплощадки для быстрого остывания объединены в единый агрегат.All three thermal devices: a continuous heating furnace 2 for heating and holding the starting material at a temperature of 620-640 ° C without foaming, a tray furnace from a system of vibrating trays 3 for heating to the temperature of foaming, foaming and subsequent quenching of the obtained granules, as well as a refrigerator in the form of a hopper for slow cooling and open vibration platforms for quick cooling are combined into a single unit.
Заявляемый способ производства гранулированного пеностекла и гранулированных пеностеклокристаллических материалов включает следующую последовательность операций:The inventive method for the production of granular foam glass and granular foam glass materials includes the following sequence of operations:
- исходный материал перемещается под действием сил гравитации, нагревается до температуры 620-640°С и выдерживается при этой температуре в трубчатой проходной печи, что обеспечивает равномерность нагрева без вспенивания и позволяет удалить связанную воду без нарушения структуры сырцовых гранул;- the source material is moved under the influence of gravitational forces, heated to a temperature of 620-640 ° C and maintained at this temperature in a tubular continuous furnace, which ensures uniform heating without foaming and allows you to remove bound water without breaking the structure of raw granules;
- последующий нагрев материала до температуры вспенивания и процесс вспенивания с образованием гранул осуществляются в первой части лотковой печи при постоянном движении за счет вибрационного воздействия;- the subsequent heating of the material to a foaming temperature and the foaming process with the formation of granules are carried out in the first part of the tray furnace with constant movement due to vibration exposure;
- закалка гранул осуществляется во второй части этой же лотковой печи при постоянном перемещении за счет вибрационного воздействия, время прохождения материала через лотковую печь со вспучиванием и закалкой не превышает 5-10 минут;- quenching of the granules is carried out in the second part of the same tray furnace with constant movement due to vibration exposure, the time of passage of the material through the tray furnace with expansion and quenching does not exceed 5-10 minutes;
- полученные гранулы сначала медленно охлаждаются до 600°С в накопительном бункере печи;- the obtained granules are first slowly cooled to 600 ° C in the storage hopper of the furnace;
- затем происходит быстрое остывание полученных гранул до 50°С на виброплощадке с принудительным съемом тепла холодильника.- then there is a quick cooling of the obtained granules to 50 ° C on a vibration platform with forced removal of the heat of the refrigerator.
Из описания настоящего изобретения специалистам будут очевидны и другие частные формы его выполнения. Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.Other particular forms of its implementation will be apparent to those skilled in the art from the description of the present invention. This description and examples are considered as material illustrating the invention, the essence of which and the scope of patent claims are defined in the following claims by a combination of essential features and their equivalents.
Источники информацииInformation sources
1. Кетов А.А. Получение строительных материалов из гидратированных полисиликатов // Строительные материалы. 2012. № 11. С. 22–24.1. Ketov A.A. Obtaining building materials from hydrated polysilicates // Building materials. 2012. No. 11. P. 22-24.
2. Пат. РФ № 2296927 на изобретение «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ПЕНОСИЛИКАТА». Заявка: 2005116942/15, 03.06.2005. Патентообладатель: ЗАО "Пермское производство пеносиликатов" (прототип).2. Pat. RF № 2296927 for the invention "DEVICE FOR OBTAINING GRANULATED FOAM SILICATE". Application: 2005116942/15, 06/03/2005. Patent holder: CJSC Perm Production of Foam Silicate (prototype).
3. Пат. РФ № 2210042 на изобретение «ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ». Заявка: 2002100581/03, 08.01.2002. Патентообладатель: М.Ч. Тамов.3. Pat. RF № 2210042 for the invention of “ROTATING FURNACE”. Application: 2002100581/03, 08/08/2002. Patent holder: M.Ch. There.
4. Пат. РФ № 2240479 на изобретение «ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ». Заявка: 2002132517/02, 03.12.2002. Патентообладатель: Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей".4. Pat. RF № 2240479 for the invention of “ROTATING ELECTRIC FURNACE”. Application: 2002132517/02, 03/03/2002. Patent holder: Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute of Structural Materials "Prometheus".
5. А.с. №90804 на изобретение «Производство пеностекла и пеностеклокерамики». Заявка: 430173, 19.06.1950. Заявитель: Китайгородский И.И.5. A.S. No. 90804 for the invention “Production of foam glass and foam glass ceramic”. Application: 430173, 06/19/1950. Applicant: I. Kitaygorodsky
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124199A RU2629506C1 (en) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Method of manufacturing granulated foam glass and granulated foam glass crystalline materials and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016124199A RU2629506C1 (en) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Method of manufacturing granulated foam glass and granulated foam glass crystalline materials and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2629506C1 true RU2629506C1 (en) | 2017-08-29 |
Family
ID=59797519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016124199A RU2629506C1 (en) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Method of manufacturing granulated foam glass and granulated foam glass crystalline materials and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2629506C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4234330A (en) * | 1977-05-19 | 1980-11-18 | Bfg Glassgroup | Process of making cellulated glass beads |
| US4332907A (en) * | 1978-10-06 | 1982-06-01 | Millcell Ag | Granulated foamed glass and process for the production thereof |
| RU2296927C2 (en) * | 2005-06-03 | 2007-04-10 | Закрытое акционерное общество "Пермское производство пеносиликатов" | Device for producing granulated foam silicate |
| RU2417958C1 (en) * | 2010-04-09 | 2011-05-10 | Сергей Юрьевич Никонов | Method of producing foamed glass and foamed glass composition |
| RU132795U1 (en) * | 2013-02-11 | 2013-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "УралИнвест" | TECHNOLOGICAL LINE FOR PRODUCING GRANULAR FOAM GLASS FROM GLASS |
-
2016
- 2016-06-20 RU RU2016124199A patent/RU2629506C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4234330A (en) * | 1977-05-19 | 1980-11-18 | Bfg Glassgroup | Process of making cellulated glass beads |
| US4332907A (en) * | 1978-10-06 | 1982-06-01 | Millcell Ag | Granulated foamed glass and process for the production thereof |
| RU2296927C2 (en) * | 2005-06-03 | 2007-04-10 | Закрытое акционерное общество "Пермское производство пеносиликатов" | Device for producing granulated foam silicate |
| RU2417958C1 (en) * | 2010-04-09 | 2011-05-10 | Сергей Юрьевич Никонов | Method of producing foamed glass and foamed glass composition |
| RU132795U1 (en) * | 2013-02-11 | 2013-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "УралИнвест" | TECHNOLOGICAL LINE FOR PRODUCING GRANULAR FOAM GLASS FROM GLASS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| GB2104884A (en) | Method and apparatus for preparation of graphite fluoride by contact reaction between carbon and fluorine gas | |
| EA017891B1 (en) | Method for production of a cellular ceramic plate | |
| FI62659B (en) | PROTECTION OF FLASHES OF FLASHERS WITH FLASHES AND CONDITIONS | |
| KR101227382B1 (en) | Melting Apparatus | |
| RU2629506C1 (en) | Method of manufacturing granulated foam glass and granulated foam glass crystalline materials and device for its implementation | |
| CA2748900A1 (en) | Method and auxiliary devices for producing foamed glass | |
| CN104291335B (en) | The method that the quick one-shot forming of high-temperature liquid state calcium carbide and waste heat recovery are made by chain-belt type comminutor | |
| US3527587A (en) | Method and apparatus for the continuous production of foam glass | |
| JP5532047B2 (en) | Raw material supply method and raw material supply apparatus, and glass plate manufacturing apparatus and manufacturing method | |
| US9932258B1 (en) | Apparatus and process for making glass and glass gobs | |
| CN101023037A (en) | Foam glass cooling section | |
| JP4672040B2 (en) | Foamed glass manufacturing apparatus and manufacturing method | |
| RU2502029C1 (en) | Shuttle furnace | |
| US1877138A (en) | Process of bloating and annealing cellular blocks | |
| RU2443640C1 (en) | Method and device for production of porous ceramic block | |
| US3850715A (en) | Method for cooling heat bloated inorganic articles | |
| US10035722B2 (en) | Apparatus and method for production of foamed glass and a foamed glass material | |
| RU2310616C2 (en) | Tunnel furnace | |
| JP4672039B2 (en) | Foamed glass manufacturing apparatus and manufacturing method | |
| RU2296927C2 (en) | Device for producing granulated foam silicate | |
| JP3229295B2 (en) | Method and apparatus for producing aggregate from intumescent shaped articles for lightweight building | |
| US1877137A (en) | Method of progressively bloating earthy materials | |
| NO140006B (en) | PROCEDURES FOR CONTINUOUS GRAPHITING | |
| SU504710A1 (en) | Glass furnace | |
| RU100072U1 (en) | PLANT FOR THE PRODUCTION OF FOAM GLASS BLOCKS |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20181018 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20190527 Effective date: 20190527 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190621 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200514 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20190527 Effective date: 20210804 |
|
| QC41 | Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right |
Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20190527 Effective date: 20220126 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20190527 Effective date: 20220126 |