Способ получения фритты
Владельцы патента RU 2731434:
Автономная некоммерческая организация высшего образования «Белгородский университет кооперации, экономики и права» (RU)
Изобретение относится к области получения фритты и может быть использовано для эмалирования металлической посуды и изделий, а также глазурования керамики. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в ускорении процесса получения фритты. Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ получения фритты включает взвешивание компонентов шихты, усреднение шихты и ее варку, выработку фритты, причем перед варкой шихту гранулируют, после чего осуществляют выборку гранул шихты в пределах 2,0-6,0 мм, кроме того, варку выполняют при температуре 6000К в плазменном реакторе с производительностью диспергированного расплава 12-15 г/с, а выработку фритты осуществляют с помощью моментального охлаждения диспергированного расплава водяной струей. 2 табл.
Изобретение относится к области получения фритты и может быть использовано для эмалирования металлической посуды и изделий, а также глазурования керамики.
Из уровня техники известен ряд способов получения фритты. Недостатками известных способов являются длительность технологического процесса.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения фритты силиката свинца (Патент РФ №2043315), включающий взвешивание компонентов шихты и их усреднение, варку шихты в электрической гарнисажной печи косвенного нагрева с карбидокремниевыми нагревателями при производительности 25-30 кг/час, выработку фритты в грануляторе барабанного типа.
Существенными недостатками прототипа являются длительность технологического процесса получения фритты.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в ускорении процесса получения фритты.
Технический результат достигается тем, что предлагаемый способ получения фритты включает взвешивание компонентов шихты, усреднение шихты и ее варку, выработку фритты, причем перед варкой шихту гранулируют, после чего осуществляют выборку гранул шихты в пределах 2,0-6,0 мм, кроме того варку выполняют при температуре 6000К в плазменном реакторе с производительностью диспергированного расплава 12-15 г/с, а выработку фритты осуществляют с помощью моментального охлаждения диспергированного расплава водяной струей.
Предложенный способ получения фритты отличается от прототипа тем, что:
- перед варкой шихту гранулируют;
- осуществляют выборку гранул шихты в пределах 2,0-6,0 мм;
- варку выполняют при температуре 6000К в плазменном реакторе с производительностью диспергированного расплава 12-15 г/с;
- выработку фритты осуществляют с помощью моментального охлаждения диспергированного расплава водяной струей.
Проведен сопоставительный анализ технологических операций известного и предлагаемого способов получения фритты. Результаты анализа представлены в таблице 1.
Таблица 1
Сопоставительный анализ технологических операций известного и предлагаемого способов получения фритты
| Известный способ | Предлагаемый способ |
| Взвешивание компонентов шихты ↓ Усреднение шихты ↓ Варка усредненной смеси шихты в электрической гарнисажной печи косвенного нагрева с карбидокремниевыми нагревателями ↓ Выработка фритты гранулятором барабанного типа |
Взвешивание компонентов шихты ↓ Усреднение шихты ↓ Гранулирование усредненной смеси шихты с помощью гранулятора ↓ Выборка с помощью вибросит гранул шихты в пределах 2,0-6,0 мм ↓ Варка гранулированной шихты при температуре 6000К в плазменном реакторе с производительностью диспергированного расплава 12-15 г/с ↓ Выработка фритты с помощью моментального охлаждения диспергированного расплава водяной струей |
Проведенный анализ известных способов получения фритты позволяет сделать заключение о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».
Для выявления оптимальных размеров гранулированной шихты проведена органолептическая оценка качества расплава. Брак гранулированной шихты и технологические нарушения процесса ее получения определяли с помощью поляризационного микроскопа МИН-8 (таблица 2).
Ускорение процесса получения фритты в предлагаемом способе достигается за счет того, что варка гранулированной шихты с оптимальным размером гранул 2,0-6,0 мм выполняется при температуре в плазменном реакторе 6000К, позволяющей мгновенно получать диспергированный расплав (производительность 12-15 г/с), который транспортируется плазмообразующими газами, отходящими из плазменного реактора, в зону водяных струй для моментального охлаждения и как следствие получения фритты.
Данный способ получения фритты позволяет снизить энергозатраты производства с 16000 кДж/моль (прототип) до 6000-8000кД ж/моль при выработке 1 кг фритты.
Пример получения фритты.
В качестве исходных компонентов шихты использовали натрий углекислый, борную кислоту, безводный кремнезем, поташ, свинцовый глет, которые взвешивали на технических весах и усредняли в смесителе, затем с помощью гранулятора из усредненной смеси получали гранулированную шихту, выборку оптимального размера гранул (2,0-6,0 мм) которой осуществляли с помощью вибросит. Гранулированная шихта с оптимальным размером гранул подавалась в питатели электродугового плазмотрона УПУ-8М с одновременной подачей плазмообразующего газа-аргона, где происходило получение диспергированного расплава, который транспортировался отходящими газами из плазменного реактора в зону водяных струй водяного сопла для моментального охлаждения с получением фритты.
Таблица 2
Органолептическая оценка качества расплава в зависимости от размера гранул шихты
| № | Размер гранул, мм | Производительность, г/с | Качество расплава (органолептическая оценка) | Брак и технологические нарушения |
| 1 | Менее 2 | 9 | Провар шихты и частичное испарение компонентов шихты | Залипание шихты в каналах питателя |
| 12 | Провар шихты и частичное испарение компонентов шихты | Залипание шихты в каналах питателя | ||
| 15 | Провар шихты и частичное испарение компонентов шихты | Пыление шихты и ее частичное расслоение | ||
| 18 | Провар шихты и частичное испарение компонентов шихты | Пыление шихты и ее частичное расслоение | ||
| 3 | 2-6* | 9 | Полный провар шихты | Низкая производительность, брак отсутствует |
| 12* | Полный провар шихты | Брак отсутствует | ||
| 15* | Полный провар шихты | Брак отсутствует | ||
| 18 | Частичный провар шихты | Брак конечного продукта | ||
| 4 | Более 6 | 9 | Частичный провар шихты | Брак конечного продукта |
| 12 | Непровар шихты | Брак конечного продукта | ||
| 15 | Непровар шихты | Брак конечного продукта | ||
| 18 | Непровар шихты | Брак конечного продукта |
Способ получения фритты, включающий взвешивание компонентов шихты, усреднение шихты и ее варку, выработку фритты, отличающийся тем, что перед варкой шихту гранулируют, после чего осуществляют выборку гранул шихты в пределах 2,0-6,0 мм, кроме того, варку выполняют при температуре 6000К в плазменном реакторе с производительностью диспергированного расплава 12-15 г/с, а выработку фритты осуществляют с помощью моментального охлаждения диспергированного расплава водяной струей.
