JPS6038342B2 - ガラス原料の処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガラス原料の溶解炉投入に先立つ前処理方法に
関する。

ガラス製造時におけるエネルギーコストを下げる目的で
、ガラス原料をガラス溶解炉の廃熱を利用して予熱した
後ガラス溶解炉へ投入する方法が種々提案されている。

またガラス原料の溶解性の見地から、ガラス原料をガラ
ス溶解炉に投入するに先立ち、該原料を高温で焼成して
ガラス化反応を行わしめ、ガラス原料に含まれる珪砂の
一部を珪酸塩に転化させておくことが望ましい。このよ
うにガラス原料を予熱、焼成する場合には、一般的には
通常の粉末状のガラス原料を常温でべレット状に成型し
た後該べレットをロータリーキルンを用いて焼成する方
法がとられる。

この場合、一般的な成型および乾燥法としては、ガラス
原料に苛性ソーダ水溶液、水ガラス等の液体結合剤を添
加して、回転ドラム、煩斜パン押し出し造粒機、又は圧
縮機等でべレット状に成型した後、該べレットを回転ド
ラム型乾燥機、移動床型乾燥機、通気バンド型乾燥機等
で乾燥する方法が採用されている。しかしながら、この
ような方法でガラス原料を造粒および乾燥する場合には
、ガラス原料に添加した苛性ソーダ又は水ガラス等の液
体結合剤が粘着性を有するために、搬送、貯蔵、成型お
よび乾燥時に、例えばコンベヤー上、ホッパー内蔵、成
型機、乾燥機等にガラス原料が著しく付着し、設備の保
守、運転が阻害されるという難点がある。

またこのような方法で成型した生べレットの強度は、比
較的小さく、したがって乾燥機までの搬送時又はホッパ
一等への貯蔵時および乾燥機内での破壊が生じる。更に
このような方法を採用する場合は互に独立した造粒機と
乾燥機が必要となるので工程が多くなり、また造粒速度
が比較的遅いため設備も比較的大型のものが必要である
。

焼成工程についても、ガラス原料自体および７２０ｑｏ
前後で融着を開始するので、従来方法では該温度以上で
焼成を行なうとガラス原料造粒物同志が相互付着乃至器
壁と溶着してしまい焼成処理作業に支障を来すという問
題があった。

本発明は上述の如き従来法の難点を解決するものであり
、本発明によれば設備等へのガラス原料の付着を生じる
ことなく、しかも比較的小型の極めて簡単な設備で、連
続した工程でガラス原料を容易に効率よく造粒、乾燥、
子熱、焼成することが可能である。

すなわち本発明は、ほぼ直立した直答路を有する管路に
高温ガスを通し、前記直管路途中において、液体結合剤
を予め混合したガラス原料を前記高温ガス流中に投入す
ることにより分散させて前記ガラス原料粒子の結合粒状
物を生成せしめ、該粒状物を前記直管路内において乾燥
させた後前記高温ガス流中から分離回収し、次いで該粒
状物を焼成炉において流動化気体により流動層または噴
流層を形成しつつ流動状態下で焼成することを要旨とし
ている。

本発明において使用する液体結合剤は、加熱処理するこ
とにより固体となり且つガラスに悪影響を及ぼさない物
質の水溶液であって、好ましくは粘着性があり、ガラス
組成の一部の成分を供給するものである。

かかる液体結合剤の例として苛性ソーダ水溶液、水ガラ
ス、炭酸カリ水溶液、石灰乳等がある。

本発明によれば、ガラス原料の造粒と乾燥を極めて短時
間に行うことができるために、ガラス原料が粘着性を有
する時間が短か〈、しかもこの造粒と乾燥を同時に気流
中で行うので、ガラス原料と器壁との接触確率が低くガ
ラス原料の器壁への付着は極めて少し、。

また、ガラス原料の造粒と乾燥更には予熱までを簡単な
単一の装置で行い得るので、工程が少〈設備が非常にコ
ンパクトとなり、従って裾付面積が小さくてすむという
利点を有する。

さらに、造粒物の焼成を、流動化気体によって流動層又
は噴流層を形成しつつ行なうため、造粒物同志が相互付
着ないし器壁と溶着することなく高温度で十分な暁結が
でき、ガラス化反応の進んだ強固な造粒物が得られる。

かかる造粒物を使用した場合ガラス化反応が進んでいる
こと及び空隙率が小さく熱伝達率が高いことから溶解時
間は従来に比し大幅に短縮される。また造粒物が強固で
あるため破壊あるいは表面剥離を生じ難くガラス溶解炉
内で飛散を起し難い。なお本発明を実施するに当り、ガ
ラス溶融工程から生ずる高温排ガスを、粒状物生成用ガ
ス流および焼成時における流動化気体として用いること
により廃熱を有効回収することができる。

以下本発明を図面に示した実施例につき説明する。

第１図は本発明方法に係るガラス原料処理システムの一
例を示す系統図であり、粉末状ガラス原料１と液体結合
剤例えば苛性ソーダ水溶液２は適正な配合割合で混合機
３で混合され、気流造粒機４に定量的に投入される。

混合機３としてはフレットミル、パグミルが適している
。

一方気流造粒機４には、ガラス溶解炉６において発生し
、蓄熱室７で蓄熱しンガと熱交換した廃ガスが導管８を
通して導かれる。

この廃ガスの気流によって、ガラス原料と液体結合剤の
混合物はガラス原料粒子がある程度の量単位で結合した
状態で分散されて気流と共に搬送されつつ加熱され、通
常数秒間で乾燥した粒状物が形成される。

気流造粒機４の構造は最も簡単なものでは廃ガスの導管
８の一部を成す直管で十分である。生成する粒状物の大
きさは主としてガラス原料と液体結合剤の配合割合およ
び気流の流速によって決まり、液体結合剤の含有率が増
加する程、気流の流速が小さい程粒径は大きくなる。

具体的な数値で示すならば、例えば液体結合剤として４
８％濃度の苛性ソーダ水溶液を用いる場合に、粒径が０
．５肌ないし４．０肌の粒状物を得るには、ガラス原料
と苛性ソーダ水溶液の混合物中の苛性ソーダ水溶液の含
有率は５〜３の重量％、好ましくは１０〜２４重量％で
、ガス流速は毎秒５〜３０肌、好ましくは８〜１７ｍで
ある。

ガス流の温度は、液体結合剤の配合割合と、生成すべき
粒子の大きさ、処理量および造粒機の長さによって決ま
るが、最低限度、生成する粒状物が気流造粒機４の直管
部分を通過し終るまでにほぼ乾燥して曲管部又はその他
の面に衝突しても付着を起さない程度に乾燥できる温度
であればよく、一方上限は生成粒状物が融解を起さない
温度、すなわち粒状物の最終到達温度が約７２０ｏｏ以
下となるように、ガス流速、液体結合剤の含有率、時間
当り投入量を考慮して決定されるべきである。

このようにして生成された粒状物を含む高温ガス流はサ
イクロン９へと導かれ、ここでガス中から分離された固
体分、すなわちガラス原料の粒状物及び粒状物形成に寄
与しなかった若干のガラス原料粉末は焼成炉５に投入さ
れる。

焼成炉５は下部より導管１０を通して熱風が導入され、
この熱風によってガラス原料粒状物を流動化させつつ７
２０ｏｏ以上、好ましくは８００午０以上の温度で焼成
した後焼成炉５から取り出してガラス溶解炉６に投入す
る。

この焼成によって粒状物は一部ガラス化反応を起してそ
の表面に融液が生成して粘着性を持つので、これが核と
なって気流造粒機４で十分造粒されなかった一部の粉末
ガラス原料および搬送時の摩耗や破壊によって発生した
ガラス原料粉末がその表面に橘促されて粒状物はある程
度成長し、一方ガラス熔解炉内で飛散しやすい微粉末は
減少する。

流動化気体としての熱風は焼成炉５を出て系外に排出さ
れるか又は導管１１を通って廃ガス通路８へと導かれて
ガラス原料造粒用のガス流として再利用される。

上述の例ではガラス原料の全量を気流造粒して焼成する
方法について説明したが実施にあたっては必ずしもガラ
ス原料の全量を気流造粒する必要はなく、ガラス原料の
一部を本発明方法に従い気流造粒してこの粒状物と一緒
に残りの原料を粉末のままで焼成炉５に供給して焼成炉
５において、上記造粒物を核としてその表面に残りの粉
末ガラス原料を付着させることによって全原料を粒状化
することも可能である。

次に本発明の他の実施例を第２図に基き説明する。

図に示す装置において、予め十分混合してサイロ１２に
貯蔵されたガラス原料は導管３０Ａを通してスクリュー
フィーダ−１３に送られ、スクリューフィーダー１３に
より混合機１４に定量的に供給される。

このガラス原料はそのソーダ分の必要量の２の重量％を
ソーダ灰として含有し、残りの８の重量％のソーダ分は
タンク１５に貯蔵した濃度４８％の苛性ソーダ水溶液を
加え・ることにより供給される。苛性ソーダ水溶液は定
量ポンプ１６によって供給され、混合機１４で上言己粉
末ガラス原料と混合された後気流造粒機１７に定量供給
される。このときのガラス原料中における苛性ソーダ水
溶液含有率は一例として１９．５重量％であり、水分含
有率は１０．１重量％である。気流造粒機１７は、内面
を耐摩耗性のキャスタプルで内張りを施した垂直に設置
した鋼管より成る。

この気流造粒機１７中には下方から上方に向けて毎秒１
３肌の流速の高温ガスが流れている。該ガスは、ガラス
溶解炉１８で発生し、蓄熱室１ ９で蓄熱しンガと熱交
換した約４５０ｏｏの廃ガスをブロワ２０‘こよって取
り出し熱風発生炉２１においてバーナー２２により６５
０午０に加熱したガスである。気流造粒機１７で造粒、
乾燥および予熱されたガラス原料粒状物は第１段サィク
。

ン２３で瓶集され、直ちに導管２４により噴流層焼成炉
２５に投入される。なお第１段サィクｏン２３で騰集さ
れない磯りのガラス原料は第２段サイクロン２６で綾集
され、導管２７により噴流層焼成炉２５に投入される。

上記のようにしてサイクロンで補集した段階で最大粒径
３肋、平均粒径０．８肋の約３５０ｑｏに予熱された乾
燥粒状物を得ることができる。

焼成炉２５はその下部の熱風発生炉２８から約６０００
Ｃの熱風が流動化気体として導入され、更に側面下部に
設けたバーナー２９によって焼成炉２５内の中央部の雰
囲気温が約９００００に保持されている。

該焼成炉２５に投入されたガラス原料粒状物は流動化気
体により噴流層を形成しつつ焼成される。

このようにして珪砂の約７０％がガラス化反応して珪酸
塩とった約３．５伽径の目標とする組成を有する強固な
焼成粒状物を得ることができる。

焼成された粒状物は焼成炉２５より導管３１を通して
ガラス溶解炉１８に投入される。なお別の方法として、
粉末状ガラス原料の一部を、第２図の装置における導管
３０Ａの経路を通して苛性ソーダ水溶液と混合した後気
流造粒機１７に投入し、残りの粉末状ガラス原料を導管
３０Ｂにより、生成粒状物を含むガス流中に送り込み、
該ガス流中から両ガラス原料をサイクロン２３，２６に
より分離回収して粒状物および粉末の混合状態で焼成炉
２５に投入することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図であり、第２図
は本発明の他の実施例を示す系統図である。 １・・・・・・粉末状ガラス原料、２・・・・・・液体
結合剤、４・・・・・・気流造粒機、５・・・・・・焼
成炉、６・・・・・・ガラス溶解炉、９・・・・・・サ
イクロン。 オ′図 オ２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ほぼ直立した直管路を有する管路に高温ガスを通し
   、前記直管路途中において、液体結合剤を予め混合した
   ガラス原料を前記高温ガス流中に投入することにより分
   散させて前記ガラス原料粒子の結合粒状物を生成せしめ
   、該粒状物を前記直管路内において乾燥させた後前記高
   温ガス流中から分離回収し、次いで該粒状物を焼成炉に
   おいて流動化気体により流動層または噴流層を形成しつ
   つ流動状態下で焼成することを特徴とするガラス原料の
   処理方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、液体結合剤は苛性
   ソーダ水溶液であることを特徴とするガラス原料の処理
   方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、高温ガスとしてガ
   ラス溶解炉から排出される廃ガスの少なくとも一部を用
   いることを特徴とするガラス原料の処理方法。 ４ 特許請求の範囲第１項において、流動化気体として
   ガラス溶解炉から排出される廃ガスの少なくとも一部を
   用いることを特徴とするガラス原料の処理方法。