RU2847385C1 - Получение композиции сырьевых материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу получения сырьевой композиции для получения стеклянного продукта. Способ получения сырьевой композиции для загрузки в плавильную камеру установки для получения стеклянного продукта, выбранного из стеклогранулята, стекловаты, каменной ваты, текстильного стекловолокна, листового стекла и пустотелого стекла, включает по меньшей мере один этап измельчения смеси минеральной ваты, подходящей для введения в сырьевую композицию, с тем, чтобы измельченная смесь, полученная после измельчения, имела кажущуюся плотность больше или равную 30 кг/м³, но меньше или равную 500 кг/м³. При этом где массовая доля указанной измельченной смеси в полной массе указанной сырьевой композиции больше или равна 5%. Изобретение позволяет увеличить кажущуюся плотность смеси минеральной ваты за счет измельчения и, таким образом, получить измельченную смесь, которую можно загружать в так называемую "традиционную" стекловаренную печь с удовлетворительным массовым расходом загрузки. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

Description

[0001] Настоящее изобретение относится к способу получения композиции сырьевых материалов (далее сырьевой композиции), подходящей для загрузки в стекловаренную печь. Изобретение относится также к сырьевой композиции, полученной этим способом, а также к способу плавки этой композиции. Наконец, изобретение относится к способу получения стеклогранулята, стекловаты и/или каменной ваты, текстильного стекловолокна и/или листового стекла, или пустотелого стекла (бутылки, флаконы и т.д.), реализуемому после указанного процесса плавки.

[0002] Более конкретно, сырьевая композиция согласно изобретению получена из смеси минеральной ваты. В контексте изобретения такая смесь минеральной ваты содержит один или несколько типов минеральных волокон, поступающих с процесса производства указанных волокон (отходы производства), со строительных площадок (отходы со стройплощадок или отходы с мест демонтажа) и/или с каналов вторичной переработки, позволяющих извлечь такие волокна из конечных продуктов, будь то использовавшиеся ранее или нет. Действительно, на разных этапах производства минеральной ваты образуется некоторое количество отходов, попадающих в состав указанной смеси минеральной ваты. Эти отходы могут образовываться, например, при резке продуктов (и/или забракованных продуктов), и содержать в таком случае большое количество органических материалов, таких как смолы, называемые связующими и предназначенные для обеспечения механического сцепления волокнистых матов. С минеральными волокнами могут комбинироваться и другие типы материалов, бумажные пленки, пленки на основе алюминия или битума, элементы деревянных поддонов. Такие минеральные волокна могут быть образованы, в частности, из стекла и/или горных пород. В таких случаях говорят соответственно о стекловате и каменной ваты. Эти минеральные волокна обычно комбинируют с органическими связующими и другими металлическими и/или органическими материалами.

[0003] В этом контексте и как описано в тексте патента EP1771391B1, известно о вторичном использовании такой смеси минеральной ваты путем ее плавления в стекловаренной печи с целью получения стеклогранулята или, другими словами, минерального материала, который можно использовать в качестве стеклующегося сырья в позднейшем процессе стекловарения. Из многочисленных преимуществ такой вторичной переработки отходов минеральной ваты можно назвать, в частности, повышение энергетического кпд стекловаренной печи, при этом собранную смесь минеральной ваты и/или стеклогранулят, образующийся в результате ее плавления, легче расплавить, чем "классическую" сырьевую композицию, включающую, наряду с прочим, большие количества оксида кремния.

[0004] Несмотря на эти преимущества, авторы изобретения установили, что на практике такая смесь минеральной ваты занимает значительный объем после ее введения в печь, например, через загрузочный шнек. При постоянном объеме загрузки в сравнении с так называемой "традиционной" сырьевой композицией использование сырьевой композиции, состоящей из такой смеси минеральной ваты, обычно существенно снижает массу сырья, вводимого в печь в единицу времени. Другими словами, использование такой смеси минеральной ваты в качестве сырья снижает в той же мере массовый расход загрузки и, следовательно, производительность печи, что в промышленных условиях может оказаться неприемлемым недостатком.

[0005] Естественное решение этой технической проблемы состоит в увеличении производительности средств загрузки сырья, например, за счет использования шнекового загрузчика большего размера. Однако это решение не лишено недостатков, поскольку оно влечет изменение конструкции загрузчика и, в более общем плане, делает его размеры зависящими от природы загружаемой композиции.

[0006] Целью заявленного изобретения является предложить техническое решение, способное устранить описанные выше недостатки. Более конкретно, в по меньшей мере одном варианте осуществления предложенная технология относится к способу получения сырьевой композиции, которую можно загружать в плавильную камеру установки, подходящей для получения стеклогранулята, стекловаты и/или каменной ваты, текстильного стекловолокна, листового стекла и/или пустотелого стекла, причем указанный способ отличается тем, что он включает по меньшей мере один этап измельчения смеси минеральной ваты, подходящей для включения в сырьевую композицию, с тем, чтобы гранулированная смесь, полученная после измельчения, имела кажущуюся плотность больше или равную 30 кг/м³.

[0007] Во всем описании выражение "кажущаяся плотность" является синонимом "объемной плотности без утряски" (bulk density по-английски), часто неточно называемой "насыпной плотностью", относится к массе измельченной смеси на единицу полного объема, включая промежуточные пространства, разделяющие гранулы (зерна), составляющие эту смесь. В контексте изобретения эта кажущаяся плотность измеряется в соответствии с рабочим протоколом, подробно описанном в описании, или с любым рабочим протоколом, позволяющим получить эквивалентные результаты.

[0008] Подлежащая измельчению смесь минеральной ваты содержит один или несколько типов минеральных волокон, поступающих с производства указанных волокон, со строительных площадок (строительство или демонтажа) и/или каналов вторичной переработки, позволяющих извлекать такие волокна из конечных продуктов, будь то использовавшиеся ранее или нет. Такие минеральные волокна могут быть образованы, в частности, из стекла и/или горных пород. Тогда говорят соответственно о стекловате и каменной вате.

[0009] Предлагаемый изобретением способ получения позволяет увеличить кажущуюся плотность смеси минеральной ваты за счет измельчения и, таким образом, получить гранулированную смесь, которую можно загружать в так называемую "традиционную" стекловаренную печь с удовлетворительным массовым расходом загрузки. Как подробно говорится в описании, использование такой гранулированной смеси позволяет, в частности, в стандартных условиях загрузки ниже уровня расплавленного стекла, достичь значений массового расхода загрузки больше или равных 5 тонн в сутки. Выбор такого минимального значения кажущейся плотности учитывает, в частности, эмпирически наблюдаемую разницу между теоретическим значением массового расхода загрузки и фактическим значением такого расхода, измеренным в стандартных рабочих условиях.

[0010] Согласно одному частному варианту осуществления, полученная гранулированная смесь имеет кажущуюся плотность не менее 50 кг/м³, предпочтительно не менее 70 кг/м³, предпочтительно не менее 90 кг/м³, предпочтительно не менее 100 кг/м³.

[0011] Увеличение кажущейся плотности гранулированной смеси позволяет увеличить массовый расход загрузки и, следовательно, производительность печи.

[0012] Согласно одному частному варианту осуществления, гранулированная смесь, полученная после измельчения, имеет кажущую плотность меньше или равную 500 кг/м³.

[0013] Как подробно изложено в описании, реализация серии опытов по выплавке в печи с погружной горелкой выявило, что при кажущейся плотности выше определенного значения часть введенной сырьевой композиции вследствие своей высокой летучести имеет тенденцию выбрасываться вместе с отработанными газами, что усложняет операции по очистке газов, снижает производительность печи и поэтому представляет собой большой недостаток для промышленности. Исходя из этого и как подробно описано в описании, использование гранулированной смеси с кажущейся плотностью меньше или равной 500 кг/м³ позволяет поддерживать допустимую процентную долю уноса гранулированной смеси на уровне менее 3%.

[0014] Согласно одному частному варианту осуществления, полученная гранулированная смесь имеет кажущуюся плотность не более 400 кг/м³, предпочтительно не более 300 кг/м³, предпочтительно не более 220 кг/м³.

[0015] Ограничение кажущейся плотности гранулированной смеси позволяет снизить процентную долю уноса сырья и, следовательно, облегчить обработку уходящих газов.

[0016] Согласно одному частному варианту осуществления, массовая доля указанной гранулированной смеси в общей массе всей указанной сырьевой композиции больше или равна 5%, предпочтительно больше или равна 20%, предпочтительно больше или равна 40%, предпочтительно больше или равна 60%, предпочтительно больше или равна 70%, предпочтительно больше или равна 80%, предпочтительно больше или равна 90%, предпочтительно больше или равна 95%, предпочтительно больше или равна 99%.

[0017] Согласно одному частному варианту осуществления, способ получения включает этап добавления стеклогранулята в указанную гранулированную смесь, при этом количество стеклогранулята больше или равно 1% от полной массы гранулированной смеси.

[0018] Авторы изобретения обнаружили, что добавление стеклогранулята в гранулированную смесь, то есть после измельчения, имеет тенденцию изменять ее реологические свойства и, таким образом, облегчать ее транспортировку, в частности, во время загрузки сырья. Это называется "псевдоожижением" гранулированной смеси. Минимальная доля в 1% соответствует минимальному порогу, позволяющему наблюдать этот эффект псевдоожижения гранулированной смеси.

[0019] Введение стеклогранулята имеет дополнительное преимущество в том, что позволяет его обработку с целью его позднейшего использования, например, удаление некоторых нежелательных химических соединений в печи с погружной горелкой.

[0020] Согласно одному частному варианту осуществления, количество стеклогранулята составляет не более 20% от полной массы гранулированной смеси.

[0021] Поскольку сам стеклогранулят получают путем плавления сырьевых материалов, требующего значительных затрат энергии, добавление и, следовательно, плавление стеклогранулята в пропорциях, превышающих 20% от полной массы гранулированной смеси, будет иметь тенденцию к недопустимо большому снижению энергетического кпд процесса в целом.

[0022] Согласно одному частному варианту осуществления, указанный добавленный стеклогранулят имеет зернистость от 1 до 5 мм.

[0023] В настоящем тексте под зернистостью понимается размер гранулята, определенный путем просеивания на сите. Выбор диапазона зернистости стеклогранулята в интервале от 1 до 10 мм позволяет оптимизировать псевдоожижение гранулированной смеси стеклогранулятом.

[0024] Согласно одному частному варианту осуществления, способ получения включает предварительный этап определения желаемой кажущейся плотности измельченной гранулированной смеси в зависимости от размерных характеристик используемого загрузочного устройства и/или от желаемого значения массового расхода загрузки.

[0025] Предварительное определение и последующий учет желаемого значения плотности позволяет скорректировать процесс приготовления сырьевой композиции таким образом, чтобы получить целевой массовый расход загрузки благодаря применению загрузочного устройства, размерные характеристики которого известны.

[0026] Согласно одному частному варианту осуществления, указанная смесь минеральной ваты имеет влагосодержание более 1% от полной массы указанной смеси.

[0027] Как подробно изложено в описании, серия испытаний с использованием дробилки подтвердила, что увеличение содержания влаги в смеси минеральной ваты позволяет еще больше увеличить кажущуюся плотность гранулированной смеси, полученной после измельчения, независимо от увеличения массы, связанного с добавлением воды. Действительно, вода играет роль связующего, создавая капиллярные мостики между волокнами, что позволяет им лучше агломерироваться.

[0028] Согласно одному частному варианту осуществления, вода вносится до измельчения и/или во время измельчения, например, путем распыления.

[0029] Дополнительным преимуществом увлажнения смеси минеральной ваты во время измельчения является ограничение выбросов пыли.

[0030] Согласно одному частному варианту осуществления, указанная смесь минеральной ваты имеет влагосодержание более 2%, предпочтительно более 3%.

[0031] Повышение содержания влаги позволяет еще больше увеличить кажущуюся плотность гранулированной смеси. В случае транспортировки гранулированной смеси на конвейерной ленте верхний предел 25% соответствует порогу, начиная с которого гранулированная смесь имеет тенденцию оставаться прилипшей к ленте конвейера и, таким образом, блокировать и/или повреждать ее.

[0032] Согласно одному частному варианту осуществления, способ получения использует по меньшей мере одну дробилку, снабженную решеткой, размер ячеек которой меньше 20 мм.

[0033] Выбор такого размера ячеек позволяет получать гранулированную смесь с кажущейся плотностью больше или равной 30 кг/м³.

[0034] Согласно одному частному варианту осуществления, размер ячеек указанной решетки меньше 20 мм, предпочтительно меньше 15 мм, предпочтительно меньше 10 мм.

[0035] Выбирая все меньший и меньший размер ячеек, можно получать гранулированную смесь со все большей и большей плотностью.

[0036] Согласно одному частному варианту осуществления, дробилка способна вращаться со скоростью более 150 оборотов в минуту, предпочтительно более 175 оборотов в минуту, предпочтительно более 200 оборотов в минуту.

[0037] Производительность дробилки обычно повышается с увеличением скорости вращения ее барабана.

[0038] Согласно одному частному варианту осуществления, указанная измельченная смесь минеральной ваты содержит, не считая связующего:

SiO₂: 30-75 мас.%,

CaO+MgO: 5-40 мас.%,

Al₂O₃: 0-30 мас.%,

Na₂O+K₂O: 0-20 мас.%,

оксид железа: 0-15 мас.%.

[0039] Согласно одному частному варианту осуществления, указанная измельченная смесь минеральной ваты состоит из каменной ваты (называемой специалистами также "черным стеклом"), которая содержит, не считая связующего:

SiO₂: 30-50 мас.%,

Al₂O₃: 10-22 мас.%,

CaO+MgO: 20-40 мас.%,

оксид железа: 3-15 мас.%,

Na₂O+K₂O: 1-10 мас.%.

[0040] Согласно одному частному варианту осуществления, указанная измельченная смесь минеральной ваты состоит из стекловаты, которая содержит, не считая связующего:

SiO₂: 50-75 мас.%,

Al₂O₃: 0-8 мас.%,

CaO+MgO: 5-20 мас.%,

оксид железа: 0-3 мас.%,

Na₂O+K₂O: 12-20 мас.%,

B₂O₃: 2-10 мас.%.

[0041] Согласно одному частному варианту осуществления, указанная измельченная смесь минеральной ваты содержит, не считая связующего:

SiO₂: 39-44 мас.%,

Al₂O₃: 16-27 мас.%,

CaO: 6-20 мас.%,

MgO: 1-5 мас.%,

Na₂O: 0-15 мас.%,

K₂O: 0-15 мас.%,

Na₂O+K₂O: 12-20 мас.%,

P₂O₅: 0-3 мас.%,

Fe₂O₃: 1,5-15 мас.%,

B₂O₃: 0-2 мас.%,

TiO₂: 0-2 мас.%.

[0042] Изобретение относится также к сырьевой композиции, подходящей для загрузки в плавильную камеру установки, подходящей для получения стеклогранулята, стекловаты и/или каменной ваты, текстильного стекловолокна, листового стекла и/или пустотелого стекла, предпочтительно полученной таким способом получения, отличающейся тем, что она содержит гранулированную смесь, кажущаяся плотность которой больше или равна 30 кг/м³.

[0043] Согласно одному частному варианту осуществления, кажущаяся плотность гранулированной смеси больше или равна 50 кг/м³, предпочтительно больше или равна 70 кг/м³, предпочтительно больше или равна 90 кг/м³, предпочтительно больше или равна 110 кг/м³.

[0044] Согласно одному частному варианту осуществления, кажущаяся плотность гранулированной смеси меньше или равна 500 кг/м³, предпочтительно меньше или равна 400 кг/м³, предпочтительно меньше или равна 300 кг/м³, предпочтительно меньше или равна 200 кг/м³, предпочтительно меньше или равна 160 кг/м³, предпочтительно меньше или равна 140 кг/м³.

[0045] Согласно одному частному варианту осуществления, сырьевая композиция содержит по меньшей мере 30 мас.% гранулированной смеси, предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 95 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 98 мас.% гранулированной смеси.

[0046] Согласно одному частному варианту осуществления, сырьевая композиция содержит стеклогранулят в количестве по меньшей мере 1% от полной массы гранулированной смеси.

[0047] Согласно одному частному варианту осуществления, количество стеклогранулята составляет не более 20% от полной массы гранулированной смеси.

[0048] Изобретение относится также к способу плавки такой сырьевой композиции для получения стеклогранулята, стекловаты и/или каменной ваты, текстильного стекловолокна и/или листового стекла/пустотелого стекла.

[0049] Согласно одному частному варианту осуществления, указанную сырьевую композицию загружают в печь с помощью загрузочного шнека, который предпочтительно питается из буферного накопителя, содержащего указанную сырьевую композицию.

[0050] В сравнение с поршнем, который работает в циклах загрузки, шнек позволяет реализовать непрерывную загрузку, что особенно полезно, когда загрузка осуществляется ниже уровня расплавленного стекла.

[0051] Применение буферного накопителя, предпочтительно снабженного весами на выходе, позволяет точно регулировать массу, вводимую в загрузочное устройство.

[0052] Согласно одному частному варианту осуществления, указанную сырьевую композицию загружают с массовым расходом больше или равным 5 тонн в сутки.

[0053] Согласно одному частному варианту осуществления, указанную сырьевую композицию загружают с массовым расходом больше или равным 7 тонн в сутки, предпочтительно больше или равным 9 тонн в сутки, предпочтительно больше или равны 10 тонн в сутки.

[0054] Общий кпд печи повышается с увеличением массового расхода загрузки, поэтому выгодно его увеличивать. Использование сырьевой композиции по одному из п.п. 7 и 8 формулы изобретения позволяет легче достичь таких значений массового расхода загрузки.

[0055] Согласно одному частному варианту осуществления, кажущуюся плотность гранулированной смеси измеряют периодически, вручную и/или автоматически.

[0056] Согласно одному частному варианту осуществления, кажущую плотность гранулированной смеси подстраивают вручную и/или автоматически в зависимости от желаемого расхода загрузки.

[0057] Согласно одному частному варианту осуществления, указанную сырьевую композицию загружают ниже уровня ванны жидкого стекла и предпочтительно, чтобы указанный процесс плавки осуществлялся в плавильной камере, оборудованной погружными горелками.

[0058] Выражения "жидкое стекло" и "ванна расплавленного стекла" в описании обозначают продукт плавления этих стеклообразующих материалов, введенных в стекловаренную печь. В контексте изобретения "погружные горелки" означают горелки, выполненные так, что образуемое ими пламя и/или образующиеся газообразные продукты горения формируются внутри самой ванны расплавленного стекла. Обычно их располагают так, чтобы они были вровень с уровнем пода, чтобы пламя развивалось в самой массе стеклующихся материалов в процессе ожижения (плавки). Таким образом, их можно пропустить через его боковые стенки печи, через под (нижнюю стенку) и/или подвесить сверху, закрепив за свод или любую подходящую надстройку. Эти горелки могут быть выполнены так, чтобы их газоподводящие каналы располагались на одном уровне со стенкой, сквозь которую они проходят. Может быть предпочтительным, чтобы эти каналы "входили" хотя бы частично в массу стеклующихся материалов, чтобы предотвратить слишком близкое расположение пламени к стенкам и преждевременный износ огнеупорных материалов. Можно также выбрать введение только газообразных продуктов горения, при этом сжигание реализуется вне самой плавильной камеры.

[0059] Использование печи с погружными горелками позволяет значительно увеличить выход продукции по сравнению с классической плавкой. Действительно, плавка с погружными горелками создает конвективное перемешивание внутри стеклующихся материалов во время ожижения. Это перемешивание еще не сжиженных материалов и материалов, которые уже расплавились, очень эффективно и позволяет получить плавку стеклующихся материалов идентичного химического состава при более низкой температуре и/или намного быстрее, чем при использовании традиционных средств нагрева. Таким образом, достигаются очень благоприятные характеристики "перемешиваемой" плавки, без необходимости прибегать к механическим средствам перемешивания, которые не очень надежны и/или подвержены быстрому износу. Это очень выгодно не только с точки зрения снижения энергоемкости печи, но и с точки зрения выбора огнеупорных материалов, используемых при изготовлении установок: чем холоднее, тем медленнее они корродируют.

[0060] Согласно одному частному варианту осуществления, указанную сырьевую композицию загружают выше уровня расплавленного стекла, и указанный способ плавки предпочтительно реализуется в плавильной камере, снабженной горелками, расположенными выше уровня ванны жидкого стекла.

[0061] Загрузка указанной сырьевой композиции выше уровня расплавленного стекла выгодна тем, что это позволяет сжечь органические вещества, присутствующие в указанной композиции, до ее введением в ванну расплавленного стекла, что позволяет использовать дополнительный источник энергии, который образуют эти органические соединения, и ограничить загрязнение расплавленного стекла.

[0062] В этом контексте уменьшение толщины слоя композиции (по-английски batch), помещенного на поверхность жидкого стекла, позволяет облегчить его плавление, одновременно ограничивая риск уноса частиц через вытяжные трубы. Таким образом, композиция согласно изобретению является особенно подходящей, поскольку она имеет меньший объем и, следовательно, меньшую толщину при эквивалентной массе.

[0063] Изобретение относится также к способу получения стеклогранулята, стекловаты и/или каменной ваты, текстильного стекловолокна, листового стекла и/или пустотелого стекла, включающему такой способ плавки.

[0064] Как обсуждалось в настоящем тексте, реализация такого процесса плавки позволяет достичь особенно выгодных выходов продукции.

[0065] Изобретение относится также к стеклогрануляту, стекловате и/или каменной вате, текстильным стекловолокнам, листовому стеклу и/или пустотелому стеклу, полученным таким способом получения.

[0066] Другие характеристики и преимущества изобретения выявятся при прочтении следующего описания частных вариантов осуществления, приведенных исключительно в качестве иллюстративных, но не огранивающих примеров, а также из прилагаемой фигуры 1, представляющей собой блок-схему, иллюстрирующую процесс получения стеклогранулята, стекловаты и/или каменной ваты, текстильного стекловолокна, листового стекла и/или пустотелого стекла, согласно одному частному варианту осуществления изобретения.

[0067] Если не указано иное, во всем описании, включая фигуру 1, одинаковые позиции относятся к похожим или одинаковым элементам.

[0068] Кроме того, следует понимать, что настоящее изобретение никоим образом не ограничено описанными и/или проиллюстрированными частными вариантами осуществления и что могут быть прекрасно реализованы и другие варианты осуществления.

[0069] Фигура 1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ получения стеклянного изделия (5) в соответствии с одним частным вариантом осуществления изобретения. Обычно сырье (4), полученное по меньшей мере частично из смеси минеральной ваты (1), загружают (этап S3) в стекловаренную печь для плавки (этап S4) и затем превращают в стеклянное изделие (5).

[0070] В соответствии с известными способами, расплавленную смесь альтернативно можно охладить и фрагментировать для получения стеклогранулята, расщепить на волокна для получения стекловаты или минеральной ваты, сформовать в текстильные стекловолокна и/или вылить на ванну жидкого олова (float по-английски) для получения листового стекла, при этом каждое из этих промышленных применений называется во всем описании термином "стеклянное изделие" (5).

[0071] Согласно одному частному варианту осуществления изобретения, такой способ получения включает плавление сырьевой композиция (4), по меньшей мере частично полученной из гранулированной смеси (2), кажущаяся плотность которой больше или равна 30 кг/м³.

[0072] Согласно легко воспроизводимому рабочему протоколу измерения кажущейся плотности гранулированной смеси (2), последнюю сначала засыпают в емкость, например, ведро известной массы и объема. Емкость должна вмещать не менее 20 литров, чтобы обеспечить достаточную точность, и соблюдать соотношение между сторонами, что позволяет ограничить утряску смеси, удовлетворяющее формуле:

[0073]

в которой L_max означает максимальную протяженность емкости в заданном направлении, по аналогии с диаметром Фере частицы, а V означает объем указанной емкости.

[0074] Кроме того, важно следить за тем, чтобы смесь насыпалась осторожно, без какого-либо движения ведра или без механического сжатия смеси, чтобы максимально ограничить утряску смеси. Затем наполненное ведро взвешивают для определения массы засыпанной смеси. Кажущаяся плотность есть отношение измеренной массы смеси к объему ведра.

[0075] Следует отметить, что такой метод характеризации кажущейся плотности является значительно более точным и строгим, чем любой альтернативный метод, ограничивающийся только оценкой размера агломератов волокон, называемых также флокенами. Действительно, любую смесь минеральной ваты (1) можно рассматривать как агломерат минеральных волокон растяжимого или сжимаемого объема, который сам по себе может быть разделен на множество агломератов волокон меньшего размера и/или меньшей плотности. Таким образом, при отсутствии дополнительной информации размер агломерата минеральных волокон не может использоваться для характеристики продукта и/или для сравнения двух продуктов друг с другом.

[0076] Для более точной оценки значения массового расхода загрузки в зависимости от изменений различных эксплуатационных параметров печи и от насыпной плотности загружаемой композиции авторы изобретения провели серию испытаний по транспортировке двух партий отходов стекловаты, имеющих соответственно кажущуюся плотность 20 кг/м³ и 110 кг/м³.

[0077] Было осуществлено два типа испытаний:

- "холодные" испытания, в которых в загрузочный шнек в течение заданного периода времени подавались отходы стекловаты, которые затем собирались на выходе из загрузочного устройства и взвешивались, чтобы рассчитать массовый расход загрузки;

- так называемые "горячие" испытания, в которых то же загрузочное устройство было установлено на входе в работающую плавильную печь. Подавалась известная масса отходов, и для расчета массового расхода загрузки регистрировалось время, необходимое для подачи полного количества.

[0078] Для каждого из двух испытаний загрузочный шнек имел диаметр и шаг шнека 30 см. Степень наполнения составляла 100%, при этом засыпная воронка шнека была заполнена, чтобы обеспечить его постоянное питание.

[0079] Параллельно с этими двумя промышленными испытаниями теоретические значения массового расхода рассчитывались при тех же рабочих условиях на основе следующей формулы, которая дает приблизительное значение массового расхода Q (в кг/с) смеси, транспортируемой шнеком,

,

где r есть степень заполнения шнека, d плотность загружаемой смеси (в кг/м³), V скорость вращения шнека (в сек^-1; 10 об/мин в стандартных условиях загрузки), R есть радиус шнека (в м) и H величина шага шнека (в м).

[0080] Ниже в таблице 1 представлены результаты, полученные для четырех образцов стекловаты, которые имели разную кажущуюся плотность. Эти четыре образца вводили в печь с помощью шнекового транспортера при разных скоростях вращения шнека.

Таблица 1. Изменение массового расхода загрузки в зависимости от разных рабочих параметров печи и насыпной плотности загружаемой композиции

образец №	насыпная плотность кг/м3	скорость шнека, об/мин	массовый расход, кг/ч			отношение горячий/теория, %
			теория	холодные испытания	горячие испытания
1	20	10	232	216	150	65
2	110	2	248	254	147	59
3	110	3	372	360	283	76
4	110	4	495	492	383	77

[0081] При сравнении теоретических значений массового расхода и результатов, полученных в холодных испытаниях, наблюдается незначительная разница. Таким образом, теория транспортировки шнеком (теоретические значения) позволяет дать довольно точную оценку результатам, полученным в холодном испытании.

[0082] С другой стороны, если сравнить теоретические значения массового расхода и результаты, полученные в опытах, проведенных на этот раз при высокой температуре, неожиданно можно видеть значительное уменьшение массового расхода, составляющее от 20% до 40% от теоретического значения. Такую разницу, установленную эмпирически, можно было бы обосновать несколькими гипотезами, в том числе давлением, оказываемым ванной расплавленного стекла на смесь, загружаемую в печь, и/или подъемом газообразных продуктов горения из печи, причем эти газы занимали бы тогда часть пространства, имеющегося в шнеке.

[0083] Учет такого расхождения находит прямое применение в производственной реальности. Так, общепринято, что из соображений рентабельности плавильной печи минимальный массовый расход загрузки сырья в печь должен составлять 5 тонн в сутки, или 208 кг/ч. Если специалист будет придерживаться теории или результатов, полученных в холодных испытаниях, то есть в рамках испытаний, значительно более простых в реализации, чем "горячие" испытания, он придет к выводу, что в стандартных условиях загрузки использование отходов стекловаты с кажущейся плотностью 20 кг/м³ достаточно для получения расхода загрузки 232 кг/ч, то есть удовлетворительного расхода.

[0084] Однако это не так. Опыты, проведенные на образце номер 1 в горячих условиях (см. таблицу 1), показывают, что фактически полученный массовый расход будет составлять 150 кг/м³, т.е. расход значительно ниже установленного критерия.

[0085] Для эквивалентных условий эксплуатации и с учетом максимального отклонения 40%, кажущаяся плотность, необходимая для достижения расхода 208,8 кг/м³, то есть значения, почти равного установленному максимальному порогу, составляет в реальности 30 кг/м³.

[0086] Получение этого порогового значения кажущейся плотности отнюдь не очевидно, поскольку оно является результатом серии сложных ("горячих") испытаний, проведенных авторами изобретения.

[0087] В целях повышения кажущейся плотности гранулированной смеси авторы изобретения использовали промышленную дробилку стандартного изготовления и провели серию опытов, в ходе которой измельчались три партии отходов стекловаты, после чего для каждой из этих партий измерялась кажущаяся плотность полученных гранулированных смесей. Целью этой серии была, в частности, оценка влияния параметров дробилки и влагосодержания на кажущуюся плотность измельченной смеси минеральной ваты.

[0088] Первая партия состоит исключительно из стандартных листов стекловаты

[0089] Вторая партия соответствует первой, в которую добавлено 8,8 кг увлажненных отходов стекловаты.

[0090] Третья партия соответствует второй, в которую добавлено 6,4 кг увлажненных отходов стекловаты.

[0091] На основе этих трех партий было проведено пять (5) опытов. Опыты 1-3 были проведены с первой партией, изменяя настройки дробилки. Опыт номер 4 проводился на второй партии, а опыт номер 5 проводился на третьей партии.

[0092] Ниже в таблице 2 представлены результаты, полученные в каждом опыте. В отсутствии дальнейшей информации, все параметры, не указанные в этой таблице, остаются одинаковыми во всех опытах.¶

Таблица 2. Изменение кажущейся плотности измельченных отходов стекловаты в зависимости от рабочих параметров дробилки и влагосодержания измельченной смеси.

Опыт №	Размер ячейки, мм	Скорость, об/мин	Производительность, кг/ч	Кажущаяся плотность, кг/м3
1	10	150	288	110
2	15	150	414	64
3	15	210	454	68
4	10	210	554	142
5	10	210	776	223

[0093] Из сравнения результатов опытов 1 и 2 можно видеть, что уменьшение размера ячеек решетки дробилки с 15 до 10 мм позволяет увеличить кажущуюся плотность полученной гранулированной смеси на 72%, а также увеличить производительность дробилки на 9,6%.

[0094] Из сравнения результатов опытов 2 и 3 можно видеть, что повышение скорости вращения барабана с 150 до 210 оборотов в минуту позволяет увеличить кажущуюся плотность полученной гранулированной смеси на 6,5%.

[0095] Из сравнения результатов опытов 1 и 4 можно видеть, что добавление увлажненных отходов в измельченную смесь стекловаты позволяет повысить кажущуюся плотность полученной гранулированной смеси и производительность дробилки. Это подтверждается сравнением опытов 4 и 5, из которого следует, что увеличение доли влажных отходов позволяет еще больше увеличить кажущуюся плотность измельченной смеси и производительность дробилки.

Claims (19)

1. Способ получения сырьевой композиции для загрузки в плавильную камеру установки для получения стеклянного продукта, выбранного из стеклогранулята, стекловаты, каменной ваты, текстильного стекловолокна, листового стекла и пустотелого стекла, отличающийся тем, что он включает по меньшей мере один этап измельчения смеси минеральной ваты, подходящей для введения в сырьевую композицию, с тем, чтобы измельченная смесь, полученная после измельчения, имела кажущуюся плотность больше или равную 30 кг/м³, но меньше или равную 500 кг/м³, где массовая доля указанной измельченной смеси в полной массе указанной сырьевой композиции больше или равна 5%.

2. Способ получения по п. 1, отличающийся тем, что массовая доля указанной измельченной смеси в полной массе указанной сырьевой композиции больше или равна 20%.

3. Способ получения по п. 2, отличающийся тем, что массовая доля указанной измельченной смеси в полной массе указанной сырьевой композиции больше или равна 40%.

4. Способ получения по п. 2, отличающийся тем, что массовая доля указанной измельченной смеси в полной массе указанной сырьевой композиции больше или равна 60%.

5. Способ получения по п. 2, отличающийся тем, что массовая доля указанной измельченной смеси в полной массе указанной сырьевой композиции больше или равна 80%.

6. Способ получения по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что включает этап добавления стеклогранулята в указанную измельченную смесь, при этом количество стеклогранулята больше или равно 1% от полной массы измельченной смеси.

7. Способ получения по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что он включает предварительный этап определения желаемого значения кажущейся плотности измельченной смеси в зависимости от размерных характеристик используемого загрузочного устройства, и/или от желаемого значения массового расхода загрузки.

8. Способ получения по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что указанная смесь минеральной ваты имеет влагосодержание более 1% от общей массы указанной смеси.

9. Способ получения по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что в нем используется по меньшей мере одно измельчительное устройство, снабженное решеткой с размером ячеек меньше 20 мм.

10. Сырьевая композиция (4) для загрузки в плавильную камеру установки, для получения стеклянного продукта, выбранного из стеклогранулята, стекловаты, каменной ваты, текстильного стекловолокна, листового стекла и пустотелого стекла, отличающаяся тем, что она содержит измельченную смесь (2), кажущаяся плотность которой больше или равна 30 кг/м³ и меньше или равна 500 кг/м³,

где указанную измельченную смесь получают в результате измельчения смеси минеральной ваты, и

где массовая доля указанной измельченной смеси в полной массе указанной сырьевой композиции больше или равна 5%.

11. Сырьевая композиция (4) по п. 10, отличающаяся тем, что она содержит стеклогранулят в количестве по меньшей мере 1% от полной массы измельченной смеси.

12. Способ плавки сырьевой композиции по одному из пп. 10 и 11 для получения стеклянного продукта, выбранного из стеклогранулята, стекловаты, каменной ваты, текстильного стекловолокна и листового стекла/пустотелого стекла.

13. Способ плавки по п. 12, отличающийся тем, что указанную сырьевую композицию загружают с помощью загрузочного шнека.

14. Способ плавки по одному из пп. 12 и 13, отличающийся тем, что указанную сырьевую композицию загружают с массовым расходом больше или равным 5 тонн в сутки.

15. Способ плавки по одному из пп. 12-14, отличающийся тем, что указанную сырьевую композицию загружают ниже уровня расплавленного стекла.

16. Способ плавки по одному из пп. 12-15, отличающийся тем, что указанную сырьевую композицию загружают выше уровня расплавленного стекла.

17. Способ получения стеклянного продукта, выбранного из стеклогранулята, стекловаты, каменной ваты, текстильного стекловолокна, листового стекла и пустотелого стекла, включающий способ плавки по одному из пп. 12-16.