Спосіб отримування скляної луски з мінерального розплаву

Изобретение относится к способам получения стеклянных чешуек или хлопьевидных частиц путем формования тонких стеклянных пленок под действием центробежных сил с последующим их измельчением сжатым воздухом и может быть использовано в промышленности строительных материалов, химической и электротехнической промышленности, машино- и судостроении, автомобильной промышленности и других отраслях народного хозяйства. Известен способ получения стеклянных чешуек (Патент США №3325263, кл. 65 - 21, 1967), включающий приготовление расплава стекла, формирование отдельных стр уек расплава под действием центробежной силы, образование пленки стекла из струек расплава, отбрасываемых на неподвижную поверхность, при отекании тонкого слоя расплава вниз под действием силы тяжести, дробление пленки сжатым воздухом в зоне кольцевого дутья на дискретные чешуйки и отбор их с помощью разрежения. Однако получаемая пленка и, соответственно, чешуйки из нее являются недостаточно тонкими и разнотолщинными, при этом чешуйчатый материал имеет неоднородный состав, в котором преобладают крупные частицы с линейными размерами 3 - 10мм. Чешуйки с линейными размерами 3 - 5мм используют в качестве наполнителя теплоизоляционных изделий, штукатурки, бумаги, а с размером 7 - 10мм - как рубероидное покрытие. Для лакокрасочных покрытий необходимы чешуйки с линейным размером от 0,5 до 3мм, которые известным способом получить невозможно. Кроме того, известный способ является трудо- и материалоемким, так как получение чешуек осуществляют в две стадии: формирование струй расплава, а затем изготовление пленки с последующим дроблением ее на чешуйки, для чего необходимо использование дополнительного оборудования. Известен также способ выработки тонких стеклянных чешуек (Заявка Японии №59 - 21533, кл. C03B19/04, C03B17/00, 1984), включающий приготовление расплава стекла, формование тонкой стеклянной пленки под действием центробежной силы на поверхности грибовидного элемента, вытягивание пленки потоком сжатого воздуха в зоне кольцевого дутья, охлаждение и дробление пленки на дискретные чешуйки тем же потоком сжатого воздуха, сбор чешуек под действием разрежения и разделение чешуйчатой массы на фракции. Данный способ обеспечивает получение более тонких стеклянных чешуек, чем предыдущий способ, за счет вытягивания пленки сжатым воздухом, однако при этом происходит быстрое охлаждение пленки, в результате чего ее утончение прекращается. Уменьшить толщину пленки и, соответственно, чешуек путем увеличения скорости вращения грибовидного элемента невозможно, так как расплав при этом отрывается от поверхности элемента, и процесс формования пленки нарушается. Кроме того, стеклянные чешуйки, полученные данным способом, не идентичны по линейным размерам, поэтому в дальнейшем изготовленный чешуйчатый материал либо разделяют на фракции с помощью набора вибросит, либо пропускают через ряд циклонов, где че шуйки оседают в зависимости от их массы и, соответственно, скорости. Полученный таким образом чешуйчатый материал отличается однородностью чешуек по линейным размерам, причем размер их определяет область применения чешуйчатого материала. Таким образом, известные способы не обеспечивают получение стеклянных чешуек заданных размеров высокой степени однородности в широком диапазоне величин без использования дополнительных операций их разделения по фракциям или массе. В основу изобретения положена задача разработать такой способ получения стеклянных чешуек из минеральных расплавов, например, базальта, который позволил бы получать чешуйчатый материал высокой степени однородности в заданном интервале линейных размеров чешуек. Согласно изобретению способ получения стеклянных чешуек из минерального расплава включает формование из него пленки под действием центробежной силы, дробление ее кольцевым потоком сжатого воздуха на дискретные чешуйки и сбор их под действием разрежения, причем дробление пленки потоком сжатого воздуха осуществляют путем подачи его на пленку под углом где a 1 -первоначально установленный угол подачи потока сжатого воздуха на пленку, равный 90°; L1 - линейный размер чешуек, получаемый при угле a 1; L - заданный линейный размер чешуек. Из формулы видно, что линейный размер чешуек находится в прямой зависимости от угла взаимодействия потока сжатого воздуха с получаемой пленкой, а именно, чем меньше угол взаимодействия, тем меньше размер чешуек и наоборот. Для получения стеклянных чешуек из минерального расплава вертикальнуюструю стекломассы температурой 1500 - 1570°C и вязкостью 100 - 120 Пуаз направляют во вращающуюся вокруг вертикальной оси чашу с наклонными стенками и отогнутым верхним краем в горизонтальном направлении, где расплав стекла отбрасывается центробежной силой на стенки чаши, равномерно распределяется и растягивается в пленку при подъеме по ее наклонной поверхности. Скорость вращения чаши равна 270м/мин. Толщина пленки составляет 5 - 15мкм. Дойдя до верхнего края чаши, пленка продвигается в горизонтальном направлении и поступает в зону кольцевого дутья. Под действием холодного сжатого воздуха, при его давлении 2кг/см 2, происходит охлаждение пленки и дробление ее на дискретные чешуйки. Линейный размер чешуек и толщина их зависят от угла воздействия потока сжатого воздуха на пленку. При взаимодействии потока воздуха и пленки под углом 90° происходит быстрое охлаждение последней с одновременным дроблением ее на крупные частицы с линейным размером 7 - 10мм и толщиной 5 - 15мкм, так как вся кинетическая энергия потока воздуха передается пленке. При уменьшении угла воздействия сжатого воздуха на пленку происходит не только охлаждение и дробление ее, но и вытягивание, в результате чего толщина получаемых чешуек уменьшается, при этом часть кинетической энергии потока воздухе теряется и, следовательно, сила удара его снижается. В результате этого, чем меньше угол взаимодействия потока воздуха и пленки, тем меньше и тоньше будут че шуйки. Причем зависимость размеров чешуек от угла воздействия потока является прямо пропорциональной. Пример расчета угла подачи сжатого воздуха на пленку в зависимости от заданного линейного размера чешуек. Первоначально устанавливают кольцевое щелевое сопло дутьевого устройства таким образом, чтобы поток сжатого воздуха воздействовал на пленку под углом 90°, который наиболее легко устанавливается и обеспечивает получение чешуи с высокой степенью однородности. Для определения линейных размеров полученную чешую просеивают через набор вибросит. Установлено, что при угле подачи воздуха a 1, равном 90°, линейный размер чешуек L1 равен 7 - 10мм, причем чешуйки размером 10мм составляют 96%. Исходя из полученных данных, по формуле рассчитывают угол подачи сжатого воздуха на пленку для получения чешуек с заданными линейными размерами в интервале величин от 0,5 до 10мм. Ниже представлены полученные расчетные данные. Заданный размер Угол подачи чешуек, мм воздуха, ° 0,5 4,5 1,0 9 2,0 18 5,0 45 7,0 63 Расчетные данные были проверены опытным путем на установке для получения чешуйчатого материала. В таблице представлена зависимость линейных размеров чешуек от угла подачи на пленку потока сжатого воздуха при его давлении 2кг/см 2. Из представленных данных видно, что при расчетных по предложенной формуле углах подачи сжатого воздуха на пленку стекла возможно получение чешуи заданных линейных размеров в широком интервале величин с высокой степенью однородности. При установлении угла больше 90° будет нарушаться процесс формования пленки из-за преждевременного охлаждения расплава в чаше, в результате чего ухудшается его растягивание. При установлении угла подачи воздуха меньшей 5° образуются пылевидные частички, использование которых для изготовления лакокрасочных покрытий неэффективно. На чертеже (фиг.) представлена установка для изготовления стеклянных чешуек из минерального расплава, общий вид. Установка содержит элемент формования пленки из минерального расплава, например, базальта, представляющий собой чашу с наклонными стенками и отогнутым верхним краем в горизонтальном направлении, в которую подается расплав из фидера стекловаренной печи 2. Чаша 1 вращается с помощью приводного устройства 3, выполненного в виде клиноременной передачи от электродвигателя к полому шпинделю, который является рабочим органом чаши. Над чашей расположено кольцевое щелевое дутьевое устройство 4 с соплом 5, в которое вентилятором 6 подается холодный сжатый воздух для дробления стеклопленки. Сопло 5 установлено с возможностью изменения угла его наклона к оси дутьевого устройства. Полученная чешуя осаждается в камере 7 на перфорированный конвейер 8, к которому снизу примыкает камера разрежения 9. При изменении угла наклона сопла 5 к оси дутьевого устройства изменяется угол подачи сжатого воздуха на пленку. В отличие от известных способов предложенный способ обеспечивает получение чешуи заданных линейных размеров с большой степенью однородности в широком диапазоне величин от 0,5 до 10мм без использования дополнительной операции разделения чешуйчатой массы на фракции по линейным размерам чешуек. Это достигается изменением угла подачи сжатого воздуха на пленку в интервале от 5 до 90°.