專利名稱：泡沫玻璃的制備方法及其專用發(fā)泡窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種泡沫玻璃的制備方法及其專用發(fā)泡窯。
背景技術(shù)：
泡沫玻璃的制備方法一般包括清洗原料、干燥、破碎后，再加入適量的發(fā)泡劑、發(fā)泡助劑混合后投入到球磨機(jī)粉磨至200目粒度；將配合料添至模具中，送入加熱爐中加熱，膨脹形成泡沫玻璃；然后經(jīng)退火形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的泡沫玻璃毛坯，毛坯經(jīng)過切割形成泡沫玻璃制品。該方法切割下來的邊角料成為工業(yè)垃圾，既不能在生產(chǎn)線上進(jìn)行重復(fù)利用，同時又造成了大量堆積占用廠區(qū)面積。
制備泡沫玻璃產(chǎn)品通常采用發(fā)泡窯，其發(fā)泡窯主要采用隧道窯式或推板窯式發(fā)泡窯。CN 02215445.0的中國專利公開了一種制備泡沫玻璃的發(fā)泡窯，該窯包括發(fā)泡段、快速冷卻段和冷卻定型段，窯內(nèi)的傳動機(jī)構(gòu)用導(dǎo)軌與滑道的組合形式，其中滑道由耐熱鋼材質(zhì)制作，其形狀為槽狀，尺寸一般為b×h＝120～150×120～150mm；導(dǎo)軌采用耐熱鋼筋焊接，其形狀為方形，一般小于滑道尺寸10～15mm，利用液壓推力機(jī)的推力作用下驅(qū)動導(dǎo)軌沿滑道前進(jìn)；裝有泡沫玻璃原料的耐熱鋼模具放置在導(dǎo)軌上，模具隨導(dǎo)軌一起沿滑道移動。這種窯的傳動方式為典型的滑動摩擦傳動，摩擦阻力較大，對導(dǎo)軌及滑道的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)要求較高，兩者在高溫環(huán)境下易發(fā)生變形，大大影響了傳動效果，有時還會出現(xiàn)阻塞停滯現(xiàn)象，不得不停窯維修；而且導(dǎo)軌及滑道因磨損量大，需要在使用6～12月后更換，使用壽命短，對工業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行影響較大，同時導(dǎo)致其生產(chǎn)成本提高。因此，限于該種加熱窯傳動模式的弱點，其發(fā)泡窯長度一般僅可設(shè)置20～26米，泡沫玻璃毛坯的年生產(chǎn)量僅為5000～7000立方米，很難延長發(fā)泡窯長度，提高生產(chǎn)規(guī)模。
另外，傳統(tǒng)的隧道窯或推板窯結(jié)構(gòu)的發(fā)泡窯，因其冷卻段與發(fā)泡段連通，受發(fā)泡段的高溫輻射、熱傳導(dǎo)的影響，泡沫玻璃毛坯進(jìn)入冷卻段后，降溫十分緩慢，甚至在玻璃毛坯運行到出口處時，泡沫玻璃毛坯的中心溫度仍有700-800℃，玻璃體仍然處于軟化狀態(tài)，這樣脫模后的毛坯進(jìn)入退火窯退火時，因其里外溫度不均勻，已經(jīng)固化的硬殼重新軟化而產(chǎn)生龜裂，并且沿厚度方向上產(chǎn)生收縮，收縮尺寸達(dá)到20-30％，并使泡沫玻璃內(nèi)的氣孔形狀變成扁圓，導(dǎo)致表觀密度、抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)等性能變差。
目前，大多數(shù)發(fā)泡窯的加熱能源是用電能，發(fā)泡劑均采用炭素，由于炭素在450℃以上即開始發(fā)生氧化反應(yīng)，而在此溫度下玻璃體并沒有軟化，如果在加熱窯內(nèi)氧氣濃度過大，將會使炭素提前發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致泡沫玻璃混合料難以發(fā)泡，不能形成多孔結(jié)構(gòu)。用電能可以保障窯內(nèi)氣氛處于中性氣氛或弱氧化氣氛，能減少泡沫玻璃中炭素提前氧化問題。但是，電能作為二次能源，其成本相對較高，增加了泡沫玻璃的生產(chǎn)成本，能源成本可占泡沫玻璃的生產(chǎn)成本約40～60％。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)成本高，泡沫玻璃發(fā)泡不均勻，以及發(fā)泡窯內(nèi)傳動機(jī)構(gòu)阻力磨損消耗大，無法擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模等問題，本發(fā)明的目的是提供一種可降低生產(chǎn)成本、泡沫玻璃發(fā)泡均勻、傳動方式合理且能擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的泡沫玻璃制備方法及其實現(xiàn)該方法的專用發(fā)泡窯。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種泡沫玻璃的制備方法，包括如下步驟先將玻璃原料與發(fā)泡助劑和發(fā)泡劑混磨成混合料，將其倒入模具內(nèi)，再將該模具置于傳動機(jī)構(gòu)上并經(jīng)其送入發(fā)泡窯內(nèi)，依次經(jīng)該窯腔內(nèi)設(shè)的預(yù)熱段、發(fā)泡段發(fā)泡生成泡沫玻璃毛坯；再經(jīng)快冷段與冷卻定型段快速降溫定型為泡沫玻璃，其特征在于所述玻璃原料為廢玻璃料與泡沫玻璃廢料，所述發(fā)泡劑為炭素，所述發(fā)泡助劑為五氧化二銻與ZnS；所述玻璃原料與所述發(fā)泡助劑和發(fā)泡劑組合的配比為98-99.3∶0.7-2；所述發(fā)泡段窯體兩側(cè)墻壁內(nèi)上下交錯且均勻安裝有若干個燃?xì)馐郊訜崞鳎鋈細(xì)馐郊訜崞鞯膰娮烨岸舜┤朐摱胃G墻內(nèi)壁與窯內(nèi)腔連通；其尾部通過控制系統(tǒng)與窯外設(shè)置的氣源連通；所述混合料上表面覆蓋有一層隔離板；所述發(fā)泡段與所述預(yù)熱段和所述發(fā)泡段與所述快冷段之間為下傾斜結(jié)構(gòu)連接，所述預(yù)熱段的熱量源于所述發(fā)泡段產(chǎn)生的熱煙氣，該熱煙氣通過設(shè)于窯爐前端的且與窯墻內(nèi)壁相通的煙囪引入所述預(yù)熱段。
上述的混合料含量的重量百分比為廢玻璃50-70％、炭素0.2-0.5％、Sb2O5(五氧化二銻)0.3-0.5％、ZnS 0.2-1.0％、泡沫玻璃廢料29.3-48％。
上述的燃?xì)馐郊訜崞鳛闅怏w燃燒器，所述氣源為發(fā)生爐煤氣、水煤氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣或液化石油氣中一種；所述氣體燃燒器設(shè)置為32-48個，其燃燒熱效率大于93％，額定燃燒火焰噴出速度為60～100m/s；每個氣體燃燒器的燃燒能力調(diào)節(jié)比為1∶10，空氣系數(shù)調(diào)節(jié)范圍為0.5～1.5，控溫精度為±1℃。
上述的傳動機(jī)構(gòu)由窯車與兩條平行軌道構(gòu)成，所述窯車的車輪與所述軌道輪接；所述軌道設(shè)置于所述發(fā)泡窯窯腔內(nèi)壁兩側(cè)開設(shè)的凹槽內(nèi)，其凹槽的外邊緣還設(shè)有一排防輻射擋磚。
上述的快冷段窯體頂部兩側(cè)安裝的8-12根風(fēng)冷管，風(fēng)冷管以30～60m3/min的流量通過室溫狀態(tài)下的冷空氣，吸收所述窯車及泡沫玻璃毛坯帶出的熱量；所述冷卻定型段頂部設(shè)置有4～6個攪拌風(fēng)扇，將泡沫玻璃毛坯快速冷卻定型。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明同時還提供了實現(xiàn)上述泡沫玻璃制備方法的專用發(fā)泡窯，該泡沫玻璃發(fā)泡窯，包括隧道式窯體，窯體兩端設(shè)有窯頭密封爐門與窯尾密封爐門，在窯體內(nèi)腔沿其窯頭一端依次設(shè)有發(fā)泡段，快冷段與冷卻定型段至窯尾端，窯體內(nèi)設(shè)置有傳動機(jī)構(gòu)與加熱裝置，其特征在于所述加熱裝置為若干個燃?xì)馐郊訜崞?，上下交錯均布于所述發(fā)泡段兩側(cè)的窯體內(nèi)壁上，所述燃?xì)馐郊訜崞髋c所述窯體內(nèi)腔之間設(shè)置有隔離板；所述傳動機(jī)構(gòu)由窯車和兩條平行軌道構(gòu)成，該窯車通過其下設(shè)的車輪與所述軌道相接；所述軌道位于所述窯體內(nèi)壁開設(shè)的凹槽內(nèi)，其凹槽的外邊緣設(shè)有一排防輻射擋磚；一裝有泡沫玻璃混合料模具放置在上，所述模具上覆蓋有一層隔離板；所述發(fā)泡段前部還設(shè)有預(yù)熱段，其預(yù)熱段、發(fā)泡段、快冷段與冷卻定型段的長度分別占所述發(fā)泡窯總長的25-35％、20-25％、10-15％與20-25％。
上述的燃?xì)馐郊訜崞鳛槿細(xì)馊紵鳎湓O(shè)置有32-48個，每一個燃?xì)馊紵骶O(shè)有獨立控制系統(tǒng)，其控制溫度的精度為±1℃。
上述發(fā)泡段的窯頂高度高于預(yù)熱段與快冷段的窯頂高度，發(fā)泡段窯頂與預(yù)熱段窯頂之間以及發(fā)泡段與快冷段窯頂之間均為傾斜結(jié)構(gòu)連接；在該發(fā)泡段、預(yù)熱段與快冷段上部均吊裝有一層與其窯頂相隔的窯頂調(diào)節(jié)閘板，調(diào)節(jié)閘板由碳化硅耐火材料制作，其窯頂調(diào)節(jié)閘板上部通過調(diào)節(jié)繩與窯頂固接。
上述的快冷段窯體頂部兩側(cè)排設(shè)有若干根風(fēng)冷管；冷卻定型段窯體頂部吊裝有攪拌風(fēng)扇。
上述的風(fēng)冷管設(shè)置為8～12根；攪拌風(fēng)扇設(shè)置為4～6個。
本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，其有益效果如下1、將傳統(tǒng)的泡沫玻璃發(fā)泡窯摩擦傳動方式改為輪軌滑動傳動方式，將兩條平行的鋼軌分別安裝于該隧道窯兩側(cè)壁開設(shè)的凹槽內(nèi)，用窯車輪軌結(jié)構(gòu)代替滑道導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，有效克服傳動阻力及磨損的影響，消除了因窯內(nèi)出現(xiàn)阻塞導(dǎo)致停窯檢修的現(xiàn)況發(fā)生，提高了工作效率；在軌道與車輪相鄰于窯爐內(nèi)腔一側(cè)安裝防幅射擋磚，有效防止窯爐內(nèi)的熱幅射對其軌道與車輪及窯車材料的影響，減少其在高溫環(huán)境下易發(fā)生變形的可能；提高了窯車與軌道的傳動效果與使用壽命；同時也可以有效延長其發(fā)泡段的設(shè)計長度及寬度，改進(jìn)后的發(fā)泡窯長度可達(dá)30-50m長，比現(xiàn)有的發(fā)泡窯長度增長0.5-1倍以上，年產(chǎn)量可達(dá)10000-20000m3，生產(chǎn)規(guī)模比現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大1-3倍。
2、為了能夠充分利用能源，在冷卻段之前設(shè)置一段預(yù)熱段，通過窯墻與其發(fā)泡窯前端窯頂設(shè)置的煙囪，將其發(fā)泡段的熱煙氣抽至預(yù)熱段，利用發(fā)泡段的熱煙氣對入料進(jìn)行預(yù)熱；另外，在發(fā)泡段、預(yù)熱段與快冷段上部均吊裝有一層與其窯頂相隔的窯頂調(diào)節(jié)閘板，調(diào)節(jié)閘板由碳化硅耐火材料制作，通過調(diào)節(jié)繩調(diào)整調(diào)節(jié)閘板的高度，即可將發(fā)泡段的輻射余熱通過窯頂閘板的調(diào)節(jié)傳送至預(yù)熱段內(nèi)對入料進(jìn)行預(yù)熱；同時又可防止發(fā)泡段的熱量向快冷段輻射。
3、本發(fā)明中制備方法改變了以往玻璃原料要求使用常規(guī)使用的原料要求，可以全部利用廢棄玻璃或泡沫玻璃廢料作為原料再次利用，即解決了現(xiàn)有的泡沫玻璃生產(chǎn)廠家廢棄邊角料無法處理，大量堆積的難題，又極大地降低了泡沫玻璃的生產(chǎn)成本。
4、本發(fā)明專用窯爐的設(shè)置，將裝有混合料的模具加蓋一層碳化硅隔離板，且在發(fā)泡段燃?xì)馊紵魃舷掳惭b處與傳動機(jī)構(gòu)之間加設(shè)了碳化硅隔離板，解決了因用炭素作發(fā)泡劑，高溫使其提前發(fā)生氧化反應(yīng)而導(dǎo)致混合料表面形成“瓷化”提前發(fā)泡形成死料的問題。
5、在本發(fā)明的專用窯爐中，快冷段的冷卻方式采用間接式冷卻，即冷卻風(fēng)不與泡沫玻璃毛坯接觸，而是通過冷卻段窯體兩內(nèi)側(cè)布置冷卻風(fēng)管與冷卻定型段的窯頂設(shè)置攪拌風(fēng)扇來吸收窯車和泡沫玻璃所帶出的熱量，能夠使泡沫玻璃毛坯有充足的時間恒溫穩(wěn)定冷卻，以達(dá)到泡沫玻璃毛坯內(nèi)外溫度一致，解決了泡沫玻璃毛坯因內(nèi)外溫度不均而產(chǎn)生的龜裂、變形等缺陷，提高其表面密度、抗壓強(qiáng)度及導(dǎo)熱系數(shù)等性能指標(biāo)。
6、本發(fā)明用天然氣資源以及石油及煤制成的氣體燃料作為能源取代電源，如發(fā)生爐煤氣、焦?fàn)t煤氣、水煤氣、天然氣和液化石油氣等，其生產(chǎn)成本降低約30～40％，利于節(jié)能降耗，便于推廣應(yīng)用。


圖1為泡沫玻璃發(fā)泡窯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖面視圖；圖3為燃?xì)馊紵鞯目刂葡到y(tǒng)示意圖；圖4為窯頂閘板安裝結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1、圖2所示，本發(fā)明的泡沫玻璃專用發(fā)泡窯由隧道窯式窯體，其中，包括立柱1、窯底2、熱電偶3、下碳化硅板4、防輻射磚5、泡沫玻璃模具6、窯墻7、上碳化硅板8、上加熱空間9、隔離板10、調(diào)節(jié)繩11、調(diào)節(jié)閘板12、車架13、車輪14、導(dǎo)軌15、下部加熱空間16、燃?xì)馊紵?7；窯頂18、窯頭密封爐門19、預(yù)熱段20、發(fā)泡段21、快速冷卻段22、冷卻風(fēng)管23、冷卻定型段24、窯尾密封爐門25、脫膜操作臺26、攪拌風(fēng)扇27、煙囪28、28’組成。
在發(fā)明的窯爐內(nèi)，預(yù)熱段20長度占總窯長的25～35％，發(fā)泡段21長度占總窯長的20～25％，快速冷卻段22長度占總窯長的10～15％，冷卻定型段24長度占總窯長的20～25％。
窯頭密封爐門19和窯尾密封爐門25分別位于該窯體的頭部與尾部，以防止窯外冷風(fēng)從窯爐兩端進(jìn)入窯內(nèi)。燃?xì)馊紵?7主要安裝于窯體的發(fā)泡段21中，采用上下交錯布置方式，其上安裝的燃?xì)馊紵?7’，其下安裝的燃?xì)馊紵?7；并用上碳化硅板8和下碳化硅板4將燃?xì)馊紵?7的燃燒空間與窯體的隧道空間隔開，用于隔離燃燒器火焰氣氛，以防止燃燒器火焰氧化氣氛對配合料中的炭素氧化反應(yīng)。以防止燃燒器火焰氧化氣氛對配合料中的炭素氧化反應(yīng)。煙囪28、28’分別安裝在預(yù)熱段20與冷卻定型段24，煙囪28、28’與安裝有燃?xì)馊紵鞯膬蓚?cè)窯墻內(nèi)通道相連，煙囪28將其發(fā)泡段21的熱煙氣抽至預(yù)熱段20，對其剛進(jìn)入預(yù)熱段20的發(fā)泡玻璃混合料進(jìn)行預(yù)熱；經(jīng)過預(yù)熱的發(fā)泡玻璃混合料進(jìn)入發(fā)泡段21，加熱形成熔融態(tài)，發(fā)泡劑開始發(fā)生反應(yīng)，生成的氣體被熔融的玻璃體所包裹，形成多孔狀結(jié)構(gòu)?？焖倮鋮s段22采用間接冷卻方式，冷卻風(fēng)管23為耐熱鋼管道，平行排設(shè)于窯頂18的下方以及窯腔內(nèi)壁的兩側(cè)，冷空氣流通管道內(nèi)來冷卻已經(jīng)發(fā)泡的玻璃，用于吸收窯車及泡沫玻璃制品所帶出的熱量，使已經(jīng)發(fā)泡的玻璃結(jié)構(gòu)快速固定下來，可以避免采用直接冷卻而導(dǎo)致泡沫玻璃毛坯表面由于冷卻過速，形成內(nèi)外溫差過大，而導(dǎo)致表面開裂，影響泡沫玻璃毛坯的切材率。經(jīng)過快速冷卻固定的發(fā)泡玻璃進(jìn)入冷卻定型段24，使已經(jīng)固化的泡沫玻璃毛坯繼續(xù)穩(wěn)定固化，為了更好地實現(xiàn)毛坯恒溫穩(wěn)定，采用冷卻定型段24的窯頂布置熱風(fēng)攪拌風(fēng)扇27，通過攪拌風(fēng)扇使?fàn)t內(nèi)溫度場更加均勻，可以克服毛坯送入退火窯后表面凹陷。煙囪28’安裝在靠近窯尾密封爐門25的冷卻定型段24的頂部，作用是將快冷段22與冷卻定型段24殘留的熱氣抽出窯外。
經(jīng)過預(yù)熱的發(fā)泡玻璃混合料進(jìn)入發(fā)泡段21，加熱形成熔融態(tài)，發(fā)泡劑開始發(fā)生反應(yīng)，生成的氣體被熔融的玻璃體所包裹，形成多孔狀結(jié)構(gòu)?？焖倮鋮s段22采用間接冷卻方式，冷卻風(fēng)管23為耐熱鋼管道，平行排設(shè)于窯頂18的下方以及窯腔內(nèi)壁的兩側(cè)，冷空氣流通管道內(nèi)來冷卻已經(jīng)發(fā)泡的玻璃，用于吸收窯車及泡沫玻璃制品所帶出的熱量，使已經(jīng)發(fā)泡的玻璃結(jié)構(gòu)快速固定下來，可以避免采用直接冷卻而導(dǎo)致泡沫玻璃毛坯表面由于冷卻過速，形成內(nèi)外溫差過大，而導(dǎo)致表面開裂，影響泡沫玻璃毛坯的切材率。經(jīng)過快速冷卻固定的發(fā)泡玻璃進(jìn)入冷卻定型段24，使已經(jīng)固化的泡沫玻璃毛坯繼續(xù)穩(wěn)定固化，為了更好地實現(xiàn)毛坯恒溫穩(wěn)定，采用冷卻定型段24的窯頂布置熱風(fēng)攪拌風(fēng)扇27，通過攪拌風(fēng)扇使?fàn)t內(nèi)溫度場更加均勻，可以克服毛坯送入退火窯后表面凹陷。
為阻擋發(fā)泡段21高溫區(qū)的熱量向預(yù)熱段20和快速冷卻段22輻射和傳遞，在發(fā)泡段21與快速冷卻段22以及發(fā)泡段21與預(yù)熱段20之間采用傾斜結(jié)構(gòu)連接，同時在發(fā)泡段21、預(yù)熱段20與快冷段22上部均吊裝有一層與其窯頂18相隔的窯頂調(diào)節(jié)閘板，用于減弱高溫區(qū)向低溫區(qū)的熱量輻射。
在窯體的底部和頂部均預(yù)留有燃?xì)馊紵?7的安裝孔，將燃?xì)馊紵?7噴嘴通過面板上的緊固螺釘固定，燃?xì)馊紵?7的熱電偶3安裝于該噴嘴對面的窯墻上，上下安裝的燃?xì)馊紵?7通過上碳化硅板8和下碳化硅板4與窯體隧道隔開，分別構(gòu)成下加熱空間16和上加熱空間9。整個發(fā)泡窯的傳動系統(tǒng)包括兩條平行鋼軌15，窯車車輪14和窯車車架13，兩條鋼軌15分別安裝在發(fā)泡窯兩側(cè)內(nèi)壁開設(shè)的凹槽內(nèi)，窯車車輪14與平行鋼軌15為滑動傳動系統(tǒng)；平行鋼軌15與窯車車架13采用耐熱鑄鐵或耐熱鋼材料，保證其可以承受800-950℃高溫，泡沫玻璃的模具6放在窯車車架13上隨著窯車在軌道上運動。為了減少窯內(nèi)高溫輻射對窯車車輪14和傳動軸的影響，在平行軌道15鄰近窯內(nèi)腔一側(cè)還加有一排防輻射擋磚5。采用該傳動系統(tǒng)傳動穩(wěn)定，不會出現(xiàn)傳統(tǒng)的推板窯和輥道窯在傳動上發(fā)生的卡死現(xiàn)象。
如圖3所示，燃?xì)馊紵骺刂葡到y(tǒng)由若干個燃?xì)馊紵?7與其各自設(shè)有的獨立控制系統(tǒng)構(gòu)成，燃?xì)馊紵?7采用由湖南吉祥燃燒器股份有限公司生產(chǎn)的型號為SIZE0的“低壓預(yù)混高速氣體燃燒器”。該燃燒器可以利用發(fā)生爐煤氣、水煤氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣或液化石油氣中一種作為燃料，要求燃?xì)鈮毫υ?.02-0.5MPa，助燃空氣壓力在0.02～0.3MPa，20000～40000kcal/(h·個)，燃燒熱效率大于93％，額定燃燒火焰噴出速度60～100m/s；燃燒器的空氣系數(shù)調(diào)節(jié)范圍為0.5～1.5。每個燃?xì)馊紵骶O(shè)有各自獨立的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括燃?xì)?空氣比調(diào)節(jié)器171、火花塞172、電磁閥173、火焰檢測器探頭174、電動調(diào)節(jié)閥175、溫度控制器176、燃燒程序控制器177；其中火花塞172、電磁閥173與火焰檢測器探頭174通過管線與燃燒程序控制器177相接；火焰檢測器探頭174通過一個三通分別連通電動調(diào)節(jié)閥175與燃?xì)馊紵?7或17’尾部連接，電動調(diào)節(jié)閥175與溫度控制器176相連接，將助燃空氣引入燃?xì)馊紵鲀?nèi)；同時溫度控制器176將電動調(diào)節(jié)閥175獲取的溫度傳送給熱電偶3；本實施例中，燃?xì)馊紵鞯目刂葡到y(tǒng)采用合肥?？瓢踩h(huán)境技術(shù)有限公司生產(chǎn)，產(chǎn)品品型號為C2S型的工業(yè)燃燒控制系統(tǒng)，其控溫精度為±1℃。
如圖4所示，在發(fā)泡段、預(yù)熱段與快冷段上部均吊裝有一層與其窯頂18相隔的窯頂調(diào)節(jié)閘板12，調(diào)節(jié)閘板12由碳化硅耐火材料制作，厚度在80-120mm，內(nèi)部充滿耐火材料纖維，外部還覆著有一層2-3mm厚的耐熱鋼材料。穿過窯頂預(yù)留的縫隙固定調(diào)節(jié)繩11，通過該調(diào)節(jié)繩11調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)閘板12的高度，即可將發(fā)泡段的輻射余熱通過窯頂閘板12傳送至預(yù)熱段內(nèi)對入料進(jìn)行預(yù)熱；同時又可防止發(fā)泡段的熱量向快冷段輻射。
本發(fā)明的專用發(fā)泡窯窯體用表觀密度為400-600Kg/m3的輕質(zhì)粘土磚砌筑，窯體厚度在230-350mm，窯體內(nèi)側(cè)貼有10mm厚的硅酸鋁纖維毯，能降低窯體表面溫度，而且由于輕質(zhì)粘土磚熱容量小，可以有效降低窯體蓄熱量，能保證窯體的穩(wěn)定性和壽命。
本發(fā)明的專用發(fā)泡窯生產(chǎn)線長度設(shè)為30-50米，窯體內(nèi)部寬為600-840mm，高度為500mm用于生產(chǎn)泡沫玻璃毛坯，其年生產(chǎn)能力在1萬～2萬立方米。
具體實施例一應(yīng)用本發(fā)明泡沫玻璃發(fā)泡窯生產(chǎn)泡沫玻璃先將廢玻璃料70％、炭素0.5％、Sb2O50.3％、ZnS 0.2％與泡沫玻璃廢料29％混磨成混合料，然后將所得混合料平鋪在模具中，將模具置于窯車車架上，并在混合料表面覆蓋碳化硅隔離板，以防止火焰氧化氣氛對混合料中的炭素氧化反應(yīng)；通過液壓推車機(jī)的推力作用使窯車車架前進(jìn)。啟動燃?xì)馊紵鞯募訜峥刂葡到y(tǒng)，使發(fā)泡段溫度上升至800℃，其輻射余熱通過該發(fā)泡段窯頂與上加熱空間之間加設(shè)的耐熱鋼與耐火纖維制成的窯頂調(diào)節(jié)閘板的調(diào)節(jié)，傳入預(yù)熱段，在預(yù)熱段中進(jìn)行預(yù)熱20分鐘后，然后進(jìn)入發(fā)泡段使混合料形成熔融態(tài)，發(fā)泡劑開始發(fā)生反應(yīng)，生成的氣體被熔融的玻璃體所包裹，發(fā)泡60分鐘生成多孔狀結(jié)構(gòu)的泡沫玻璃毛坯；然后進(jìn)入快冷段，為了保證泡沫玻璃毛坯在由高溫狀態(tài)轉(zhuǎn)入低溫狀態(tài)時，能夠使泡沫恒溫穩(wěn)定冷卻，快冷段采用間接冷卻方式，利用內(nèi)壁兩側(cè)對稱設(shè)置的8根風(fēng)冷管，冷空氣以30m3/min的流量通過室溫狀態(tài)，吸收窯車及泡沫玻璃毛坯所帶出的熱量，使已經(jīng)膨脹的玻璃體固定下來，經(jīng)快冷段冷卻30分鐘后，最后進(jìn)入冷卻定型段，開啟冷卻定型段頂部吊掛的攪拌風(fēng)扇，攪拌風(fēng)扇安裝有4個，經(jīng)30分鐘和冷卻定型，使已經(jīng)固化的泡沫玻璃毛坯繼續(xù)穩(wěn)定固化，得到發(fā)泡均勻的泡沫玻璃毛坯制品。
本實施例中，發(fā)泡窯是節(jié)能型窯爐，采用模塊式設(shè)計，每1-2米為一模塊，便于運輸和安裝，可以通過增加或減少模塊來適應(yīng)不同的泡沫玻璃生產(chǎn)要求；窯體材料全部為輕質(zhì)耐火材料，其具有較小的導(dǎo)熱系數(shù)。窯體砌筑厚度為230mm，窯體表面溫度低，并且耐火材料的熱容量較小，可以有效降低窯體蓄熱量。該窯全長設(shè)置為30m，內(nèi)寬為600mm，高500mm，每個窯車車架長600mm；在該窯內(nèi)，預(yù)熱段設(shè)為9m米，發(fā)泡段設(shè)為8m米，快冷段設(shè)為4m，冷卻定型段設(shè)為7m，其余為窯頭密封爐門與窯尾密封爐門，防止窯外冷風(fēng)從窯爐兩端進(jìn)入窯內(nèi)；其燃?xì)馊紵髟O(shè)定為32個，分兩側(cè)上下各8個，采用上下交錯布局，有效地保證了供熱均衡的合理性；燃燒器噴嘴前端送入加熱窯窯體上預(yù)留安裝孔中，通過面板上的緊固螺釘將其固定。
該發(fā)泡窯余熱利用率高，發(fā)泡段的熱煙氣由窯頭排煙抽力引出，可以預(yù)熱配合料，快冷段的熱量被換熱器內(nèi)冷空氣吸收，作為退火窯燃燒器的助燃空氣。
所用的燃?xì)馊紵鬟x用高速預(yù)混燃燒器，燃料選用發(fā)生爐煤氣，其燃燒熱效率大于93％，噴出速度可達(dá)100m/s，強(qiáng)化了窯內(nèi)對流傳熱，使窯內(nèi)空間溫度更加均勻，同時該燃燒器還具有氣氛可調(diào)性，其調(diào)節(jié)比為1∶10，燃燒器的燃燒能力空氣系數(shù)調(diào)節(jié)范圍為0.5～1.5，能夠保持火焰氣氛處于弱氧化氣氛，減少混合料中的炭素提前發(fā)生反應(yīng)。
本發(fā)明的發(fā)泡窯傳動穩(wěn)定，不會出現(xiàn)傳動機(jī)構(gòu)卡死現(xiàn)象；另外，該窯的燃燒控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好，采用自動控制系統(tǒng)，具有較好的可調(diào)節(jié)性強(qiáng)，控制精度高。
本發(fā)明專用發(fā)泡窯內(nèi)發(fā)泡段燃燒器布置和選用原則為(1)達(dá)到泡沫玻璃發(fā)泡所需供熱能力20000～40000kcal/(h·個)；(2)布置均勻，間距適中，500～750mm為宜；(3)采用上下交錯布置；(4)燃燒熱效率大于93％，額定燃燒火焰噴出速度60～100m/s；(5)燃燒器的空氣系數(shù)調(diào)節(jié)范圍為0.5～1.5；(6)燃燒器4的燃燒能力調(diào)節(jié)比為1∶10；(7)最佳燃燒狀態(tài)，CO濃度小于0.5％，NOx小于90ppm，保證了燃燒產(chǎn)物中污染含量降至較低水平；(8)每個燃燒器可分別獨立全自動控制，控溫精度±1℃，窯內(nèi)斷面溫差小于±5℃。
具體實施例二應(yīng)用本發(fā)明泡沫玻璃發(fā)泡窯生產(chǎn)泡沫玻璃先將廢玻璃料50％、炭素0.5％、Sb2O50.5％、ZnS 1.0％與泡沫玻璃廢料48％混磨成混合料，然后將所得混合料平鋪在模具中，將模具置于窯車車架上，并在混合料表面覆蓋碳化硅隔離板，以防止火焰氧化氣氛對混合料中的炭素氧化反應(yīng)；通過液壓推車機(jī)的推力作用使窯車車架前進(jìn)。啟動燃?xì)馊紵鞯募訜峥刂葡到y(tǒng)，使發(fā)泡段溫度上升至950℃，其輻射余熱通過該發(fā)泡段窯頂與上加熱空間之間加設(shè)的耐熱鋼與耐火纖維制成的窯頂調(diào)節(jié)閘板的調(diào)節(jié)，傳入預(yù)熱段，在預(yù)熱段中進(jìn)行預(yù)熱40分鐘后，然后進(jìn)入發(fā)泡段使混合料形成熔融態(tài)，發(fā)泡劑開始發(fā)生反應(yīng)，生成的氣體被熔融的玻璃體所包裹，發(fā)泡30分鐘生成多孔狀結(jié)構(gòu)的泡沫玻璃毛坯；然后進(jìn)入快冷段，為了保證泡沫玻璃毛坯在由高溫狀態(tài)轉(zhuǎn)入低溫狀態(tài)時，能夠使泡沫恒溫穩(wěn)定冷卻，快冷段采用間接冷卻方式，利用內(nèi)壁兩側(cè)對稱設(shè)置的12根風(fēng)冷管，冷空氣以60m3/min的流量通過室溫狀態(tài)，吸收窯車及泡沫玻璃毛坯所帶出的熱量，使已經(jīng)膨脹的玻璃體固定下來，經(jīng)快冷段冷卻10分鐘后，最后進(jìn)入冷卻定型段，開啟冷卻定型段窯頂部吊掛的攪拌風(fēng)扇，攪拌風(fēng)扇安裝有6個，經(jīng)冷卻定型60分鐘后，使已經(jīng)固化的泡沫玻璃毛坯繼續(xù)穩(wěn)定固化，得到發(fā)泡均勻的泡沫玻璃毛坯制品。
本實施例中，發(fā)泡窯選用材質(zhì)與使用效果同實施例一，其不同點在于窯體砌筑厚度為350mm；該窯全長設(shè)置為50m，內(nèi)寬為840mm，高度為500mm，每個窯車車架長1000mm；在該窯內(nèi)，預(yù)熱段設(shè)為17m，發(fā)泡段設(shè)為13m，快冷段設(shè)為8m，冷卻定型段設(shè)為12m；其燃?xì)馊紵髟O(shè)定為48個，分兩側(cè)上下各12個；燃?xì)馊紵鬟x用高速預(yù)混燃燒器，燃料選用天然氣，其燃燒熱效率大于95％，噴出速度可達(dá)100m/s。
本實施例發(fā)泡窯的設(shè)置要求，在發(fā)泡段燃燒器布置和選用原則及安裝方式同具體實施例一，在此不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種泡沫玻璃的制備方法，包括如下步驟先將玻璃原料與發(fā)泡劑和發(fā)泡助劑混磨成混合料，將其倒入模具內(nèi)，再將該模具置于傳動機(jī)構(gòu)上并經(jīng)其送入發(fā)泡窯內(nèi)，依次經(jīng)該窯腔內(nèi)設(shè)的預(yù)熱段、發(fā)泡段發(fā)泡生成多孔狀泡沫玻璃毛坯；再經(jīng)快冷段與冷卻定型段快速降溫定型成為具有均勻氣泡結(jié)構(gòu)的泡沫玻璃，其特征在于所述玻璃原料為廢玻璃料與泡沫玻璃廢料，所述發(fā)泡劑為炭素，發(fā)泡助劑為Sb2O5與ZnS；所述玻璃原料與所述發(fā)泡劑和發(fā)泡助劑組合的配比為98-99.3∶0.7-2；所述發(fā)泡段窯體兩側(cè)窯墻的內(nèi)壁上上下交錯且均勻安裝有若干個燃?xì)馐郊訜崞?，所述燃?xì)馐郊訜崞鞯膰娮烨岸舜┤朐摱胃G墻內(nèi)壁與窯內(nèi)腔連通；其尾部通過管道與窯外設(shè)置的氣源連通；所述混合料上表面覆蓋有一層隔離板；所述發(fā)泡段與所述預(yù)熱段和所述發(fā)泡段與所述快冷段之間為下傾斜結(jié)構(gòu)連接，所述預(yù)熱段的熱量源于所述發(fā)泡段產(chǎn)生的熱煙氣，所述熱煙氣通過設(shè)于窯爐前端的且與窯墻內(nèi)壁相通的煙囪抽力引入所述預(yù)熱段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述泡沫玻璃的制備方法，其特征在于所述混合料含量的重量百分比為廢玻璃50-70％、炭素0.2-0.5％、Sb2O50.3-0.5％、ZnS 0.2-1.0％、泡沫玻璃廢料29.3-48％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于所述燃?xì)馐郊訜崞鳛闅怏w燃燒器，所述氣源為發(fā)生爐煤氣、水煤氣、焦?fàn)t煤氣、天然氣或液化石油氣中一種；所述氣體燃燒器設(shè)置為32-48個，其燃燒熱效率大于93％，額定燃燒火焰噴出速度為60～100m/s；每個氣體燃燒器的燃燒能力調(diào)節(jié)比為1∶10，空氣系數(shù)調(diào)節(jié)范圍為0.5～1.5，控溫精度為±1℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述傳動機(jī)構(gòu)由窯車與軌道構(gòu)成，所述窯車的車輪與所述軌道輪接；所述軌道為兩條平行軌道，其分別設(shè)置于所述發(fā)泡窯窯腔內(nèi)壁兩側(cè)開設(shè)的凹槽內(nèi)，其凹槽的外邊緣還設(shè)有一排防輻射擋磚。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述快冷段窯體頂部兩側(cè)安裝的8-12根風(fēng)冷管，風(fēng)冷管以30～60m3/min的流量通過室溫狀態(tài)下的冷空氣，吸收所述窯車及泡沫玻璃毛坯帶出的熱量；所述冷卻定型段頂部設(shè)置有4～6個攪拌風(fēng)扇，將泡沫玻璃毛坯快速冷卻定型。
6.一種泡沫玻璃發(fā)泡窯，包括隧道式窯體，窯體兩端設(shè)有窯頭密封爐門與窯尾密封爐門，窯頂兩端安裝有排煙煙囪，其與所述窯體的窯墻相通，沿所述窯體的窯頭一端依次設(shè)有發(fā)泡段，快冷段與冷卻定型段至窯尾端，所述窯體內(nèi)設(shè)置有傳動機(jī)構(gòu)與加熱裝置，其特征在于所述加熱裝置為若干個燃?xì)馐郊訜崞?，其燃?xì)馐郊訜崞魃舷陆诲e均布于所述發(fā)泡段兩側(cè)的窯墻內(nèi)壁上，所述燃?xì)馐郊訜崞髋c所述窯體內(nèi)腔之間設(shè)置有隔離板；所述傳動機(jī)構(gòu)由窯車和兩條平行軌道構(gòu)成，該窯車通過其下設(shè)的車輪與所述軌道相接；所述軌道位于所述窯體內(nèi)壁開設(shè)的凹槽內(nèi)，其凹槽的外邊緣設(shè)有一排防輻射擋磚；一裝有泡沫玻璃混合料模具放置在所述窯車上，所述模具上覆蓋有一層隔離板；所述發(fā)泡段前部還設(shè)有預(yù)熱段，其預(yù)熱段、發(fā)泡段、快冷段與冷卻定型段的長度分別占所述發(fā)泡窯總長的25-35％、20-25％、10-15％與20-25％；在所述快冷段窯體頂部兩側(cè)排設(shè)有若干根風(fēng)冷管；所述冷卻定型段窯體頂部設(shè)有攪拌風(fēng)扇。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的泡沫玻璃發(fā)泡窯，其特征在于所述燃?xì)馐郊訜崞鳛槿細(xì)馊紵?，該燃?xì)馊紵髟O(shè)置有32-48個。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的泡沫玻璃發(fā)泡窯，其特征在于所述模具的承托板與所述隔離板均為碳化硅板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的泡沫玻璃發(fā)泡窯，其特征在于所述發(fā)泡段窯頂高度高于所述預(yù)熱段與所述快冷段窯頂高度，所述發(fā)泡段窯頂與所述預(yù)熱段窯頂之間以及所述發(fā)泡段與所述快冷段窯頂之間均為傾斜結(jié)構(gòu)連接；在該發(fā)泡段、預(yù)熱段與快冷段上部均吊裝有一層與其窯頂相隔的窯頂調(diào)節(jié)閘板，其窯頂調(diào)節(jié)閘板上部通過調(diào)節(jié)繩與所述窯頂固接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的泡沫玻璃發(fā)泡窯，其特征在于所述風(fēng)冷管設(shè)置為8～12根；所述攪拌風(fēng)扇設(shè)置為4～6個。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種泡沫玻璃的制備方法及專用發(fā)泡窯。將玻璃原料與發(fā)泡劑及其助劑混磨成混合料，將其置于模具內(nèi)，并經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)送入該窯內(nèi)，經(jīng)內(nèi)置的預(yù)熱段、發(fā)泡段、快冷段與冷卻定型段后生成泡沫玻璃毛坯，其特點為玻璃原料為廢玻璃料與泡沫玻璃廢料，發(fā)泡劑及其助劑為炭素、Sb
文檔編號C03C11/00GK1603266SQ200410088718
公開日2005年4月6日 申請日期2004年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月1日
發(fā)明者黃幼榕, 崔竹, 田英良, 孫詩兵, 高錫平, 張繼光, 王二, 李長久 申請人:中國建筑材料科學(xué)研究院