[发明专利]一种大颗粒球形玻璃的制备方法及生产装置

说明书

一种大颗粒球形玻璃的制备方法及生产装置，本发明采用气料共喷成球工艺，玻璃成球过程中，不与其他材料接触，表面光滑，不用二次处理和清洗。高温炉出口采用喇叭状火焰结构，保证了玻璃料的低温动能基础上，增加了高温段静压，使得玻璃料在充分接受加热的同时，强化了气体和固体玻璃球的高温分离。采用富氧增强燃烧火焰，增加了火焰的刚度，保证了燃烧过程的气氛，使得玻璃颜色稳定。采用了气体与炉温的联动控制技术，保证了产品质量，降低了生产成本。采用了炉体结构逐级保温技术，充分实现了高温温度不降低，低温温度不升高，同时节约了成本，增加了生产效率。顶盖采用水冷却，实现了环保的同时，充分增加了该装备的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种球形玻璃的制备方法及装置，具体涉及一种大颗粒球形玻璃的制备方法及生产装置。

背景技术

球形玻璃材料是一种具有一定粒度且完整光滑表面的球形材料，是一种新型无机硅酸盐材料。球形玻璃材料的出现，迄今已经有近百年的历史，最早大规模的生产由美国波特工业有限责任公司于20世纪40年代开始。球形玻璃质材料具有许多独特的性能，如良好的圆度、均匀度、透明度、硬度、光反射特性和优异的化学稳定性等，目前，球形玻璃材料早已经成为日常生活中不可或缺的材料，并广泛应用在航空航天、海洋、电子、医学、高速公路、汽车标识、化工等领域，在现代工业中起到非常重要的作用。

目前，市场上制备玻璃球形材料的方法有粉末法，熔液法，火焰漂浮发等。但其主要制备直径小于1mm的玻璃球或微球或微珠。而直径大于1mm的大颗粒球形玻璃目前主要采用二次成形工艺，该工艺是将固体玻璃质材料粉碎成合适的形状和粒径范围，然后在高温下利用材料的表面张力自动成球。例如，US3597I77介绍了一种二次成形工艺，该工艺将玻璃经过破碎到一定的粒度后，和石墨粉等混合均匀后，进入一旋转的高温窑炉中，玻璃粉和石墨粉的混合物被加热到900℃左右，再经过一定的时间，玻璃粉在表面张力的作用下成球，这时玻璃球和石墨粉经过冷却后，再进行筛分去除石墨粉，在经过对玻璃球的表面进行处理，得到合格的玻璃球。该工艺后续还要对玻璃球进行表面清洗和烘干，优点是玻璃球圆度高，缺点是，工艺复杂，成本高，玻璃球表面接触石墨表面平整度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大颗粒球形玻璃的制备方法及生产装置，利用本发明的制备方法及成球装置所制备的玻璃球为直径大于1mm以上的大尺寸，该方法一次成圆率达98％，表面不粘连石墨，不用二次清洗烘干，玻璃球表面光亮，微珠的硬度与抗压强度均达到国家标准，该装置生产效率高，产量大，生产时间短，并且生产投资小设备简易高效，能够在提高生产率的同时降低生产成本。

为达到上述目的，本发明的装置包括自下而上依次设置的火焰燃烧器，高温炉体和收集罩；

所述的火焰燃烧器侧壁上连通有氧气管道，底端连通有压缩空气管道和天然气管道，压缩空气管道还与放料漏斗相连通；

所述的高温炉体下端与火焰燃烧器的出口端相连通、上端出口设置有喇叭状端口，高温炉体由下向上直径逐段增大，高温炉体的中心处出插有用于测量炉管温度的热电偶，热电偶、天然气、氧气开关均与控制天然气、氧气开度的温度指示器相连；

所述的收集罩套装在喇叭状端口上，收集罩上部固定连接有顶盖，下端开设有收集管道。

所述高温炉体底部为漏斗状结构，火焰燃烧器前端约1/4长度插入高温炉体的漏斗状底部。

所述高温炉体由合金炉管组成，炉体高度为6～16米，炉体外部自下而上保温层分四段逐级加厚包裹，采用逐级保温，Ⅰ段保温层厚度2cm，Ⅱ段保温层厚度4cm，Ⅲ段保温层厚度6cm，Ⅳ段保温层厚度8cm。

所述保温层的保温材料采用硅酸铝纤维棉，且在保温层的外侧安装有厚度为1mm的铁皮外壳。

所述高温炉体下端固定连接有可旋转调节炉体与地面夹角控制成球颗粒落地方向的地脚。

所述收集罩为锥形结构，且在收集罩与顶盖之间对称开设有两个气体出口。