Транспортування. Для транспортування сировинних матеріалів використовують ковшові елеватори, скіпові підіймачі, пневмотранспорт, конвеєри стрічкові.
Технологічне обладнання, за допомогою якого готуються сировинні матеріали представлене на рисунку 2.1.
2.7. Виготовлення шихти
Для виготовлення шихти використовують підготовлені сировинні матеріали.
Сульфат натрію та вугілля відважуються та окремо змішуються. Для зважування сировинних матеріалів використовують вагові лінії. При дозуванні матеріалів використовують, стрічкові живильники, електромагнітні хитки.
Для варіння зеленого та оливкового скла в шихту вводять:
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;
Партахром;
Оксид заліза(оливкове скло).
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:
Пісок, каолін, сода, сульфат натрію, крейда, доломіт, вода.
Вагове дозування компонентів шихти проводиться на дозуючих лініях, які оснащенні вагами ДВСТ та УЦК-4003 В (п). точність зважування на цих вагах залежить від межі навантаження. Так , якщо ваги розраховані на зважування до 100 кг, то точність становить 2 кг, а якщо межа зважування сягає 300 кг, то точність знижується до 5 кг. Точність зважування матеріалів дуже важливий чинник якості шихти тому, що за добу виготовляється дуже велика кількість шихти. За добу при співвідношенні шихта-склобій 70:30 в піч №1 завантажується 58т шихти та 19.2 т склобою, а в піч №3 - 114 т шихти та 39.6 т склобою.
Запас шихти у вигляді перехідного об’єму становить 10 кюбелів.
Барвники (партахром, Fe2O3 (пігмент)) важать окремо, в лабораторії, розфасовують у мішечки з щільної тканини. Барвники додають безпосередньо у змішувач, після того, як буде перемішано всі інші компоненти.
Припустимі відхилення по вазі окремих компонентів шихти повинні бути:
По піску ±0.2%
По доломіту ±0.2%;
По соді ±0.2%;
По сульфату натрію ±0.2%;
По каоліну ±0.2%;
По крейді ±0.2%;
По партахрому та оксиду заліза відхилення не допускаються
Приготована шихта повинна забезпечувати отримання зеленого скла хімічного складу, який приведено в таблицях 2.3 та 2.4.
Таблиця 2.3. – хімічний склад зеленого скла
|
SiO2
|
Al2O3 |
Fe2O3 |
СаО+MgО |
Na2O |
SO3 |
Cr2O3 |
71.2 |
1.8 |
0.3 |
12.2 |
14.2 |
0.3 |
0.17 |
±0.5% |
±0.5% |
±0.04% |
±0.2% |
±0.2% |
±0.02% |
±0.02% |
Таблиця 2.4 – хімічний склад оливкового скла
|
SiO2
|
Al2O3 |
Fe2O3 |
СаО+MgО |
Na2O |
SO3 |
Cr2O3 |
71.2 |
1.8 |
0.3 |
12.2 |
14.2 |
0.3 |
0.17 |
±0.5% |
±0.5% |
±0.04% |
±0.2% |
±0.2% |
±0.02% |
±0.02% |
Технологічна схема приготування шихти представлена на рисунку 2.2
2.8. Завантаження шихти та склобою у скловарну піч
Для завантаження шихти та бою в піч використовують механічні завантажувачі. 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-бою 70-30%, 60-40%, 50-50%. Відхилення від встановленого співвідношення не повинно перевищувати ±5%. До бункерів завантажувачів шита подається у кюбелях по підвісному конвеєру. У бункер завантажувача шихта та склобій завантажується шарами.
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 ± 0.5 мм.
Для підтримання постійного рівня скломаси завантажувачі працюють в автоматичному режимі і зв‘язані з рівнеміром “клюючого” типу.
На печі №1 та №3 встановлено по 3 тонкошарові завантажувача шихти плунжерного типу.
1- наконечник;
2- бункер для шихти і склобою;
3 – стіл;
4 – редуктор;
5 – електродвигун;
Рисунок 2.4. – схема завантажувача шихти
3. Машино – ванний цех
Таблиця 3.1. – матеріальний баланс виробництва пляшок
|
прибуток
|
т/рік |
видаток |
т/рік |
сировинні матеріали, з урахуванням втрат та вологості |
121163,81 |
товарна продукція
|
117500 |
|
|
|
відходи скла
|
15047,703 |
|
|
|
витрати сировини
|
3364,514 |
|
|
|
витрати бою
|
4000,896 |
|
склобій |
44009,85 |
волога з шихти
|
4433,766 |
|
вода |
3785,395 |
вигар шихти
|
17488,898 |
|
|
|
волога з сировини
|
5033,058 |
|
|
|
непогодження
|
2090,135 |
|
разом |
168959,061 |
|
168959,061
|
3.1. Варіння скломаси
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.
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 повітрямдозволяє 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. Так для печі №1 кількість сопел дорівнює 7 вони розташовані в ряд на відстані 500 мм одна від другої. Для печі №3 кількість сопел дорівнює 13 і 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 – пузирі та вторинна „мошка”, звільнитися від яких практично не можливо тому, що в’язкість скломаси вже висока.
Варіння тарного скла проводиться у проточних ванних печах безперервної дії. 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. В регенеративних печах з поперечним рухом полум’я можна використовувати секційні регенератори, які дозволяють регулювати температуру підігріву повітря для відповідного пальника. Схема печі представлена на рисунку 3.1.
При невеликих розмірах та високій продуктивності печей використовують підковоподібний та поздовжньо – поперечний рух полум’я. Такі печі більш компактні, в них можна більш повно використовувати паливо, забезпечувати потрібну настильність факелу. однак в цих печах важко регулювати температуру в окремих зонах. Схематично піч з підковоподібним рухом полум’я зображена на рисунку 3.2.
Найбільш продуктивними є проточні печі з пристроєм для бурління скломаси, без виробного басейну. Крім того процес перемішування та освітлення протікає у тонкому шарі скломаси. Шихту та склобій можна подавати в зону варіння по похилому лотку. 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).
Характеристика скловарних печей.
Скловарна піч №1
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 №1 працює 7 точок, що розташовані в ряд на відстані 500 мм одна від одної. Скломаса відбирається крізь два фідери, 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. На печі №3 працює 13 точок , що розташовані у шаховому порядку
Ванна скловарна піч безперервної дії, регенеративна, проточна, з поперечним напрямком руху полум’я. піч має три пари пальників. Басейни варильної та робочої частин поєднані протоком.
Параметри печі
Загальна площа печі 60м2.
Площа варильної частини 56м2.
Площа робочої частини 15м2.
Глибина варильного басейну 900мм.
Глибина виробного басейну 500мм.
Проток; довжина /висота/ширина 1200/300/600мм.
Рівень скломаси в басейні 75± 1мм.
Завантажувальна кишеня: ширина/висота 850/420мм.
Продуктивність печі 60-66 тон/добу(в залежності від з’єму скломаси).
Тиск у варильній та робочій частині
нейтральний або слабо позитивний 1-3 Па.
Газова середа =1-1,2.
Паливо природний газ, калорійність 8000ккал/м.
Тиск газу на ГРП цеху 0,53 кгс/см2.
Температурний режим варіння забезпечується трьома зонами горіння
Характеристика зон
1 зона 1 пара пальників ширина вльотів – 1500мм;
2 зона 2 пара пальників ширина вльотів – 1400мм;
3 зона 3 пара пальників ширина вльотів – 1000 мм.
Витрати газу по зонам:
1 зона – 370 м3/час;
2 зона – 430 м3/час;
3 зона – 220 м3/час.
Тепловий режим
Температура в полум’яному просторі печі контролюється за допомогою термопари ТПР-30/6, та утримується в наступних межах по зонам:
В зоні 1 пари пальників – 1520±50С;
В зоні 2 пари пальників – 1540±50С;
В зоні 3 пари пальників – 1510±50С;
В зоні виробки – 1220±50С.
Скловарна піч №3
Ванна скловарна піч безперервної дії, регенеративна, проточна, з поперечним напрямком руху полум’я. піч має п’ять пар пальників. Басейни варильної та робочої частин поєднані протоком.
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 №3 працює 13 точок , що розташовані у шаховому порядку.
Скломаса відбирається крізь три фідери, 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 130,7м2.
Площа варильної частини 122м2.
Площа робочої частини 8,7м2.
Глибина варильного басейну 900мм.
Глибина виробного басейну 500мм.
Проток; довжина /висота/ширина 1200/300/600мм.
Рівень скломаси в басейні 80± 1мм.
Завантажувальна кишеня: ширина/глибина 4000/1250 мм.
Кількість завантажувальних вікон 3 шт.
Розмір вікна: ширина/висота 850/420 мм.
Продуктивність печі 115-160 тон/добу( в залежності від з’єму скломаси).
Тиск у варильній та робочій частині
нейтральний або слабо позитивний 1-3 Па.
Газова середа =1-1,2.
Паливо природний газ, калорійність 8000ккал/м.
Тиск газу на ГРП цеху 0,53 кгс/см2.
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 ширина вльотів – 1400 та 1200 мм. відповідно.
Витрати газу по зонам:
1 зона – 500 м3/час;
2 зона – 600 м3/час;
3 зона – 400 м3/час.
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.
3.2. Підготовка скломаси до формування
В сучасному виробництві склотари найбільш розповсюдженим э крапельне живлення склоформуючих машин. Формування краплі проходить наступним чином. Скломаса з виробної частини печі надходить по каналу в чашу 1 живильника. В дні чаші є отвір, який зачиняється очком 4 . Над отвором очка в скломасу занурений циліндричний вогнетривкий плунжер 2. Для утворення краплі з скломаси, що витікає крізь очко плунжеру надають зворотно - поступового руху. Процес утворення краплі за допомогою плунжера починається з моменту, коли її відрізають ножицями 5. Скломаса, що виступає під очком витягується і під дією сил поверхневого натягу округлюється. Коли плунжер рухається вверх він затягує за собою скломасу, в наслідок чого залишок скломаси, що виступає затягується всередину очка. При русі плунжера вниз крізь очко виштовхується гаряча в’язка скломаса. При русі плунжера вверх виникає стоншення (шийка) в струмені скла. Крапля відрізається в місці стоншення. Для перемішування скломаси в чаші в деяких живильниках встановлюють спеціальний вогнетривкий циліндр – бушинг 3, який обертається навколо плунжера.
Існують пневматичні та механічні живильники. В пневматичних живильниках синхронізація роботи та привід плунжера, ножиців і склоформуючої машини відбувається за допомогою стисненого повітря. робота пневматичних живильників непостійна із-за змін тиску в мережі стисненого повітря. В механічних живильниках всі механізми приводяться у рух від електроприводу або від механізму приводу склоформуючої машини.
