Расчет стекловаренного цеха

підготовка сировинних матеріалів, дозування компонентів та змішування

шихти, завантаження шихти у скловарну піч, варіння скломаси, вироблення

скломаси та формування виробів, поверхневе зміцнення, відпал, контроль

якості отриманих виробів, пакування та транспортування до складу готової

продукції.

Розглянемо процес підготовки сировини більш докладніше.

4.2.1. Лінія підготовки піску

Пісок поступає на склад у залізничних вагонах. Вагони розвантажують за

допомогою механічного розвантажника, та переміщують грейферним краном у

відділення його зберігання. З цього відділення пісок поступає на сушіння до

сушильного барабану. Температура газів на вході в барабан, для сушіння

піскутемпература ення пісок поступає на сушіння до сушильного барабану.

трічковий конвеєр, аякий висипают ньому устаткуванням для становить 800-

9000С, а на виході – 160-2000С. Відпрацьовані гази відсмоктуються

ексгаустером через розвантажувальну камеру у мультициклон, де осаджується

пил. На виході з барабану пісок має температуру близько 900С, і для його

подальшого транспортування його охолоджують у трубчастих холодильниках.

Після просушування пісок подається на просіювання, та магнітну сепарацію, а

потім у бункери вагової лінії.

4.2.2. Лінія підготовки доломіту

З відповідних відсіків складу крупно кусковий доломіт поступає у

приймальний бункер щокової дробарки. Куски матеріалу після дроблення мають

розмір 4-7 см. Подрібнений доломіт поступає на сушіння у сушильний барабан,

де він висушується до остаточної вологості 0,1-1%. Для запобігання

термічної дисоціації доломіту його сушать при температурах не вище 4000С.

Для помелу доломіту можна використовувати молоткові дробарки. Після помелу

матеріал поступає на контрольний просів та магнітну сепарацію, а потім у

бункери вагової лінії.

4.2.3. Лінія підготовки соди та сульфату натрію

Сода та сульфат натрію розвантажуються, транспортуються, зберігаються

та оброблюються за однаковою схемою, тому, що на цей день переважно

використовуються синтетичні матеріали, які мають практично постійні

показники якості. Сода та сульфат натрію поступають на завод у паперових

мішках або навалом у критих вагонах. Якщо матеріали поступають фасованими,

то їх розтарюють за допомогою нестандартних машин. З цих машин соду та

сульфат натрію елеваторами подають у відповідні силосні банки. З силосних

банок соду та сульфат натрію елеватором подають на просів у сита-бурати,

які розташовано над бункерами вагової лінії.

4.2.4. Лінія підготовки склобою

Під час виробництва склотари утворюється 10-15% бою, який повторно

використовують під час варіння скломаси. Бой скла, що утворюється на різних

ділянках технологічного процесу, збирають у бункери та після відповідної

обробки використовують для варіння скла.

Обробка склобою включає промивку, подрібнення у щоковій дробарці

4.2.5. Підготовка інших матеріалів

Підготовка каоліну, вугілля зводиться до завантаження у приймальні

бункери, контрольного просіву та завантаження до бункерів вагової лінії.

4.3. Дозування компонентів та змішування шихти

Поточні лінії дозувально - змішувальної ділянки включають:

1) розташовані по горизонтальній осі бункери з готовими до змішування

сировинними матеріалами;

2) розташовані під бункерами автоматичні терези з пристроями для

завантаження та вивантаження відважених компонентів шихти у відповідності з

заданим рецептом;

3) збірний стрічковий конвеєр, який розташовано під терезами, на який

висипаються відважені порції сировинних компонентів, призначений для

подавання їх у змішувач;

4) змішувач періодичної дії;

5) транспортуючі пристрої для подавання готової шихти до ванної печі.

Для виготовлення шихти використовують підготовлені сировинні матеріали.

Зважування сировинних матеріалів виконують на окремих вагових лініях.

Шихту складають з сировинних матеріалів, які повинні відповідати певним

вимогам стандартів.

Пісок кварцовий ДСТу 22551-77;

Сода кальцинована ДСТу 5100-85;

Сульфат натрію ДСТу 6318-77;

Доломіт ДСТу 23762-79;

Каолін ДСТу 21285-75;

Крейда ДСТу 12085-88;

Барвники (якщо це потрібно).

Рецепт шихти на заданий хімічний склад скла розраховується лабораторією

заводу з урахуванням лужності, вологості сировинних матеріалів. Компоненти

шихти відважуються у відповідності до рецепту і в послідовності, яка

вказана у рецептурі. Для склотарного цеху послідовність від важення

сировинних матеріалів наступна: – пісок, каолін, сода, сульфат натрію,

крейда, доломіт, вода.

Вагове дозування компонентів шихти проводиться на дозуючих лініях, які

оснащенні вагами ДВСТ. Припустимі відхилення по вазі окремих компонентів

шихти вказані у таблицях 4.1 – 4.3. Приготована шихта повинна забезпечувати

отримання зеленого скла хімічного складу, який також наведено в таблицях

4.1 – 4.3.

Таблиця 4.1 – хімічний склад зеленого скла

|SiO2 |Al2O3 |Fe2O3 |СаО+MgО |Na2O |SO3 |Cr2O3 |

|71,2 |1,8 |0,3 |12,2 |14,2 |0,3 |0,15 |

|±0,5% |±0,5% |±0,04% |±0,2% |±0,2% |±0,02% |±0,02% |

Таблиця 4.2 – хімічний склад оливкового скла

|SiO2 |Al2O3 |Fe2O3 |СаО+MgО |Na2O |SO3 |Cr2O3 |

|71,2 |1,8 |0,3 |12,2 |14,2 |0,3 |0,1 |

|±0,5% |±0,5% |±0,04% |±0,2% |±0,2% |±0,02% |±0,02% |

Таблиця 4.3 – хімічний склад коричневого скла

|SiO2 |Al2O3 |Fe2O3 |СаО+MgО |Na2O |SO3 |

|71,2 |2,8 |0,3 |11 |14,3 |0,3 |

|±2% |±1,3% |±0,04% |±1,3% |±0,9% |±0,02% |

На шляху до печі розташовано резервні бункери для готової шихти, які

розраховано на дві зміни роботи печі.

4.4. Завантажування шихти[2]

Завантаження шихти у скловарну піч здійснюється за допомогою механічних

завантажувачів плунжерного типу. Принцип дії завантажувача полягає у

регулярному проштовхуванні порцій шихти і бою в піч за рахунок зворотного –

поступово руху плунжера. Шихту завантажують по всьому фронту

завантажувального кармана, ширина якого у сучасних печах практично дорівнює

ширині печі. Для спрощення конструкції та обслуговування заванжувачів їх

встановлюють 5-6 заванжувачів поряд. Режим живлення печі шихтою та боєм

виконується у відповідності до витрат скломаси на виготовлення виробів.

Годинна подача шихти та бою в піч повинна точно відповідати з`єму скломаси.

Співвідношення завантаженої шихти і склобою повинно знаходитися у межах:

шихти-бою70-30%, 60-40%, 50-50%. Відхилення від встановленого

співвідношення не повинно перевищувати ±5%.

Якщо об’єм подавання шихти буде відрізнятися від з’єму скломаси, то це

приведе до коливання рівня дзеркала в печі. В свою чергу це негативно

впливає на стан футерівки і якість скломаси, що виробляється. Коливання

рівня скломаси повинні складати не більше ніж ±0,5мм.

Для підтримання постійного рівня скломаси завантажувальники працюють в

автоматичному режимі і зв‘язані з рівнеміром “клюючого” типу.

4.5. Варіння скломаси[2],[3]

Процес варіння скла уявляє собою складний комплекс фізико – хімічних

перетворень, явищ тепло та масообміну, в результаті яких сировинні

матеріали – шихта перетворюється у розплав – скломасу із визначеними фізико

– хімічними властивостями. Шихта під дією високих температур, які виникають

під час спалення палива, розплавляється, гомогенізується, охолоджується та

поступає на виробляння.

Процес склоутворення протікає в декілька етапів.

Силікатоутворення. До кінця цього етапу у шихті не залишається окремих

компонентів. Більшість газоподібних компонентів вже видалено, складові

частки перетерпіли ряд фізичних та хімічних перетворень. Між компонентами

шихти пройшли всі основні твердофазні реакції і вона уявляє собою спечену

масу, яка складається з силікатів та оксиду кременю.

Склоутворення. Цей етап характеризується тим, що наприкінці етапу

скломаса стає прозорою. В ній вже відсутні не проварені частки шихти, адже

вона ще пронизана великою кількістю бульбашок та звивин і залишається

неоднорідною. Для звичайного тарного скла цей етап скінчається при 1150-

12000С. На цьому етапі проходить забарвлення скла. Забарвлення здійснюється

у відновлювальних умовах, які забезпечуються введенням вугілля. Скло

набуває коричневого кольору внаслідок утворення в ньому FeS по реакції, яку

у загальному вигляді можна записати:

[pic]

FeS – молекулярний барвник, має добрі захисні властивості по відношенню

до променів короткохвильової частини спектра, тому забарвлення сульфідом

заліза широко використовують у виробництві пляшок для пива, склотари для

дитячого харчування, медичної тари та ін. [2].

Освітлення. На цьому етапі скломаса стає менш в’язкою, звільняється від

видимих газоподібних включень. Для тарного скла освітлення закінчується при

1400-15000С. В’язкість скломаси при цьому складає близько 10-12Па*с.

Гомогенізація. Процес гомогенізації дуже важливий. В скловарних печах

для тарного скла гомогенізація повинна проходити дуже швидко тому, що

виробництво характеризується великими з`ємами.

На цьому етапі скломаса інтенсивно перемішується за допомогою бурління.

До кінця цього етапу скломаса звільняється від звивин, стає однорідною.

Бурління скломаси стисненим повітрям дозволяє підвищити виробництво печей

та покращити якість скломаси. Однак бурління застосовують лише на печах для

варіння темно-зеленого та коричневого скла. Сопла розташовуються в зоні

чистого дзеркала скломаси. Кількість сопел залежить від потужності печі.

Кількість сопел може становити від 7 до 13. Якщо кількість сопел дорівнює

7, то вони розташовані в ряд , якщо кількість сопел дорівнює 13 ,то

розташовані вони у шаховому порядку.

Охолодження скломаси. В’язкість провареної скломаси дуже низька для

виробки виробів. Тому для того, щоб можна було відформувати вироби

необхідно знизити температуру приблизно на 200-3000С порівняно з

температурами освітлення та гомогенізації. Охолодження скломаси протікає до

температури 12000С для створення необхідної в‘язкості при формуванні

виробів.

Дуже важливо, щоб під час охолодження не виникало порушення рівноваги

між розплавом та газами. В цьому випадку виникають пороки – бульбашки та

вторинна „мошка”, звільнитися від яких практично не можливо тому, що

в’язкість скломаси вже висока.

Ванна скловарна піч представляє собою складний теплотехнічний агрегат,

конструкція якого залежить від способу підігріву, напрямку руху димових

газів, способу розділення басейну та полум’яного простору. Вона складається

з робочої камери, пальників, пристроїв для використання тепла димових

газів, перевідних клапанів, фундаментів, опор та каркасу. Напрямок руху

газів в великих регенеративних печах поперечний, а в малих – підковоподібне

або поздовжньо – поперечне. При виробці склотари звичайно використовують

скловарні печі з поперечним напрямком руху полум’я, бо вони дозволяють

краще регулювати тепловий режим по довжині печі, створювати необхідні

теплові умови в зонах варіння, освітлення та гомогенізації. Схема печі

представлена на рисунку 4.4.

Рисунок 4.4. - схема регенеративної ванної печі з протоком з поперечним

напрямком полум’я.

В регенеративних печах з поперечним рухом полум’я можна використовувати

секційні регенератори, які дозволяють регулювати температуру підігріву

повітря для відповідного пальника. Найбільш продуктивними є проточні печі з

пристроєм для бурління скломаси, без виробного басейну. Крім того процес

перемішування та освітлення протікає у тонкому шарі скломаси. Перемішування

скломаси в зоні варіння бурлінням дозволяє прискорити процеси силікато – і

склоутворення. Тонкошарове освітлення дозволяє здійснити більш кращий

прогрів скломаси і інтенсифікувати процес. Завдяки цьому прямоточні печі

забезпечують високу продуктивність при досить невеликих розмірах.

Основною вимогою до конструкції високопродуктивних промислових

скловарних печей з полум’яним прогрівом - забезпечення високотемпературних

режимів варіння скла до 1600-16500С. Цьому повинні відповідати конструкції

завантажувальних кишень, газопальникових пристроїв і протоків.

Завантажувальні кишені повинні бути закритими, для попередження

вибивання факелу та підсмоктування холодного повітря. Особа увага повинна

приділятися до раціонального розміщення факелу та високому ступеню прогріву

повітря(до 1400-4500С).

Для варіння скломаси вибираємо ванну скловарну піч безперервної дії,

регенеративну, проточну, з поперечним напрямком руху полум’я. Піч має п’ять

пар пальників. Басейни варильної та робочої частин поєднані протоком.

Технічна характеристика скловарної печі[5]

Кладка ванної печі

Басейни варильної та робочої частин, відповідальні

конструкції – вльоти, проток, арка торцевої стіни

бакор.

Полум’яний простір варильного простору

бакор;

Робоча частина динас;

Дно печі шамот,

бакорова плитка

Головне зведення та зведення

робочої частини, зведення регенераторів

склодинас;

Регенератори динас,

шамот

Насадка

шамот.

Варіння забезпечується спалюванням газу у надлишку повітря ?=1-1,2.

повітря пропускається крізь регенератори де воно підігрівається до

температури 9000С. Якість проварювання забезпечується системою

барботування. На печі працює 13 точок , що розташовані у шаховому порядку.

Скломаса відбирається крізь п’ять фідерів, які мають самостійне

опалення природним газом і мають три робочі зони. Температура по зонам

задається в залежності від з’єму скломаси та асортименту на фідері

Параметри печі

Загальна площа печі, м2

130,7

Площа варильної частини, м2 122

Площа робочої частини, м2

8,7

Глибина варильного басейну , мм

900

Глибина виробного басейну, мм

500

Проток; довжина /висота/ширина, мм

1200/300/600

Рівень скломаси в басейні, мм

80± 1

Завантажувальна кишеня: ширина/глибина, мм

4000/1250

Кількість завантажувальних вікон, шт

3

Розмір вікна: ширина/висота, мм

850/420

Продуктивність печі (в залежності від з’єму скломаси), т/добу

115-160

Тиск у варильній та робочій частині

нейтральний або слабо позитивний, Па

1-3;

Газова середа

?=1-1,2

Паливо, ккал/мі природний газ,

калорійність 8000

Тиск газу на ГРП цеху, кгс/см2

0,53

Температурний режим варіння забезпечується трьома зонами горіння

Характеристика зон

1 зона 1 пара пальників ширина вльотів –

1600мм;

2 зона 2-3 пара пальників ширина вльотів –

1600мм;

3 зона 4-5 пара пальників (відповідно) ширина вльотів

– 1400 та 1200 мм.

Витрати газу по зонам:

1 зона 500

м3/год;

2 зона 600

м3/год;

3 зона 400

м3/год.

Тепловий режим

Температура в полум’яному просторі печі контролюється за допомогою

термопари ТПР-30/6, та утримується в наступних межах по зонам:

За 1 парою пальників

1485±50С;

За 3 парою пальників

1535±50С;

За 5 парою пальників

1510±50С;

В зоні виробки

1200±50С.

Температура визначається за показаннями термопар та контролюється

щогодини термоелектричними перетворювачами, що встановлені в склепінні печі

кожної зони. Термоелектричні перетворювачі опущені нижче склепіння печі на

50 мм. Контроль нагріву низу та верха насадок регенераторів виконується за

допомогою термоелектричних перетворювачів, що встановлені в рубашках

регенераторів.

Показання КІП архівуються та фіксуються контролером, а також

відмічаються в робочому журналі черговим скловаром кожні 30 хвилин.

Температура димових газів виміряється термопарою, що вставлена у кладку

піднасадочного каналу. Переведення полум’я виконується автоматично або

дистанційно через кожні 30 хвилин.

4.6. Підготовка скломаси до формування[2]

В сучасному виробництві склотари найбільш розповсюдженим э крапельне

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9