ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ШЛАКОСИТАЛЛОВ

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

Способ безлодочного вертикального вытягивания^ предложенный в США Грегориусом, был впервые внед­рен в производство американской фирмой «Питтсбург» в 1928 г., а в Европе начал распространяться с 1930 г. по мере перевода заводов на высококалорийные виды топлива (мазут, природный газ). По этому способу, бо­лее производительному и дающему стекло с лучшей оп­тикой, чем по лодочному, в нашей стране работает не­сколько систем.

Производительность способа и качество стекла (принцип формования стекла безлодочным вертикаль­ным вытягиванием изложен в п. 9.2). Производитель­ность этого способа, как и лодочного, зависит от скоро­сти вытягивания ленты, химического состава и физико - химических свойств стекломассы. Кроме того, большое влияние на производительность способа оказывают осо­бенности конструкции выработочных устройств (рас­стояние между L-блоками, высота их подвески, ширина и глубина погружения центрального тела), а также ин­тенсивность охлаждения стекломассы, луковицы и лен­ты стекла в подмашинной камере. При увеличении ско­рости вытягивания и уменьшении толщины стекла про­изводительность способа сначала повышается, а затем несколько снижается. Максимальная производитель­ность отвечает толщине стекла 3 мм.

Безлодочное вытягивание со свободной поверхности - стекломассы создает меньшую опасность кристаллиза­ции расплава, чем при лодочном способе. Поэтому для безлодочного способа пригодна стекломасса с меньшим, чем для лодочного, содержанием оксида натрия и более высоким содержанием оксида кальция (табл. 11.1), твердеющая быстрее и позволяющая увеличить скорость вытягивания при более высокой температуре расплава.

С увеличением расстояния между L-блоками возрас­тает время прохождения стекломассы через подмашин - ,ную камеру, и расплав успевает сильнее охладиться, что позволяет повысить скорость вытягивания. Охлаждение усиливается при увеличении высоты подвески L-блоков над поверхностью стекломассы.

Производительность безлодочного вытягивания стек­ла повышается при уменьшении глубины погружения центрального огнеупорного тела, так как в этом случае слой расплава над этим телом становится тоньше и он быстрее охлаждается. Охлаждение стекломассы допол­нительно интенсифицируется при увеличении ширины - огнеупорного тела, т. е. возрастании охлаждаемой по­верхности тонкого слоя расплава.

Качество стекла безлодочного вытягивания по оптике значительно лучше качества лодочного стекла, главным - образом из-за отсутствия кристаллизации и контакта с поверхностью стеклоформующей лодочки. Однако при безлодочном способе вертикального вытягивания требу­ется особенно строго соблюдать постоянство всех пара­метров технологического и теплового режимов варки и термической подготовки стекломассы. Любые местные пе­репады вязкости в поверхностных слоях стекломассы, движущихся на формование, немедленно проявляются в виде большей или меньшей разнотолщинности, создаю­щей волнистость ленты стекла. О разнотолщинности можно судить по конфигурации луковицы в подмашин­ной камере. Чем ровнее луковица, тем меньше разно - толщинность ленты, тем выше ее оптическое качество и устойчивее идет выработка стекла. Как и при лодочном способе, формование ленты стекла улучшается с повы­шением температуры стекломассы в выработочном ка­нале, однако при этом снижаются скорости вытягивания.

Конструкции выработочных частей ванных печей. В производстве листового стекла безлодочным способом
преимущественное распро­странение получили систе­мы с четырьмя, шестью, во­семью и десятью машинами БВВС (рис. 11.10). Как вид­но из рисунка, оси машин, расположенных ближе к ва­рочному бассейну, отстоят от продольной оси печи даль­ше, чем последующие. Это "делается для того, чтобы стекломасса поступала ко всем машинам с одинаковой температурой. Основные размеры выработочного бас­сейна для 8-машинной ус­тановки БВВС указаны на рис. 7.1. Стены выработочно­го бассейна тщательно изолируют.

Устройство выработочных (машинных) каналов и подмашинных камер. Подмашинная камера с частью вы­работочного канала показана на рис. 11.11. L-блоки, ог­раничивающие подмашинную камеру, выполняют под­весными. Высота подвески может регулироваться, при­чем со стороны печи она составляет 65—70 мм, а со стороны торцовой стены — 25—30 мм. Внутри камеры расположены Г-образные основные и прямые дополни­тельные холодильники. Основные холодильники отстоят от ленты стекла на 150 мм. Верх подмашинной камеры между L-блоками и нижней частью машины БВВС пере­крывают трубчатыми холодильниками. Соединительное звено здесь отсутствует.

Для улавливания падающего боя стекла в нижней части шахты машины укрепляют желоба, называемые боеулавливающими коробами. Центральное погружен­ное тело заглубляют в стекломассу верхней кромкой на 70—120 мм и нижней плоскостью на 350—400 мм. Рас­стояние между L-блоками понизу (в средней части) при­нимают 600—670 мм, поверху — 800—870 мм. В прибор - товых участках расстояние между L-блоками понизу на 160 мм меньше, чем в середине камеры, благодаря уве­личенной ширине нижних выступов L-блоков. Это дела­ется для того, чтобы стекломасса, движущаяся на фор­мование бортов, меньше охлаждалась.

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

Рис. 11.10. Схемы системы БВВС иа четыре (а), шесть (б), восемь (в) и десять (г) машии иа каналах

Первую пару валиков машины располагают на вы­соте 950—1000 мм над уровнем стекломассы. Подмашин-

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

Рис. 11.11. Подмашинная камера для безлодочного вертикального вытягива­ния стекла

О —поперечный разрез; б —план (без оснастки); 1—L-блоки; 2 —погружен­ное тело; 3 — противосвильный мост; 4 — основные холодильники; 5 — допол­нительные холодильники; 6 — низ шахты машины БВСС; 7—коробка для ■боя; 8 — сводовые холодильники; 9 — бортоформующне ролики с чашами (стрелками показано направление потоков стекломассы в канале и подмашин­ной камере)

Ную камеру закрывают с торцов стальными крышками с асбестовой изоляцией, имеющими смотровые окна и про­рези для основных и дополнительных холодильников и бортоформующих приспособлений.

Ширина выработочного канала превышает ширину вытягиваемой ленты стекла (без бортов) на 450—500 мм. Глубина бассейна выработочного канала 1400 или 1200 мм. Из рис. 11.11, а видно, что условия поступления стекломассы на формование ленты со стороны печи и со „стороны торцовой стены подмашинной камеры неодина­ковы: со стороны печи температура стекломассы при­мерно на 20 °С выше. Для выравнивания этой разницы смещают ось центрального погруженного тела в сторону торцовой стены на 20—25 мм; увеличивают расстояние между L-блоками и стекломассой со стороны печи для дополнительного охлаждения стекломассы; устанавли­вают асимметричные поплавки с увеличенной шириной плеча со стороны печи; дают более сильный наклон ши­рокого поплавка в сторону торцовой стены и тщательно ее изолируют.

Противосвильные мосты. На пути движения стекло­массы со стороны печи к подмашинной камере устанав­ливают противосвильный мост из электроплавленого ог - неупора, заглубленный в стекломассу на 350—420 мм. Мост, расположенный на расстоянии 1200—1300 мм от оси машины, герметично отделяет подмашинную камеру от выработочной части печи по стекломассе и по газовой среде. Стекломасса, обтекая противосвильный мост, об­разует над нижним его выступом местный обратный круговой поток (вал), в котором собираются и удержи­ваются свили и другие инородные включения. Перед ма­шинами, расположенными ближе к ванной печи, мосты заглубляют на 420 мм, а перед машинами, отстоящими дальше от ванной печи, — на 380 мм (при глубине кана­ла 1400 мм). Свод выработочных каналов выполняют горизонтальным подвесным для выравнивания темпера­туры стекломассы по ширине канала.

?25

Во избежание местных подсосов холодного воздуха выработочные каналы и подмашинные камеры герме­тизируют с помощью обмазок, например смеси асбе­стовой крошки или шлаковаты (80%), талька (8%) и трепела (12% по массе) на жидком стекле, кото­рые дополнительно покрывают слоем раствора жидко­го стекла.

15—468

L-блоки (см. рис. 11.11, а, б) изготовляют способом полусухого трамбования из полукислой термостойкой массы. Для повышения стойкости L-блоков к воздейст­вию щелочных паров их нижнюю поверхность и часть вертикальной поверхности с внешней стороны покрыва­ют слоем дистен-силлиманитовой или кианитовой об­мазки.

Центральное погруженное тело, называемое также «поплавком» или «формующим телом», изготавливают из высококачественного электроплавленого огнеупора. Тело собирают из отдельных, хорошо обработанных и подо­гнанных друг к другу элементов в виде плоских арок, прочно зажатых по торцам. Глубину погружения тел жестко фиксируют при монтаже подмашинных камер и не регулируют в течение всего времени работы системы. Для обеспечения свободного теплового расширения тела при постоянном давлении на него с торцов применяют рычажные устройства (см. рис. 11.11,а). В прибортовых участках слой стекломассы над телом благодаря скосу больше, чем в средней части, что позволяет подвести к бортам более теплую стекломассу.

Бортоформующие устройства. Устройства для формо­вания и удерживания бортов ленты стекла при безло­дочном вытягивании (рис. 11.12) состоят из бортофор - мующих стальных чаш и расположенных над ними бор - тоформующих роликов.

Все устройство вместе с регулирующими приспособ­лениями закрепляют с наружной стороны подмашинной камеры. Стальная чаша диаметром около 170 мм имеет со стороны, обращенной к ленте, вырез шириной в цент­ре 80 мм и 45 мм по краю; через вырез проходит и пред­варительно оформляется борт ленты. Чаши устанавли­вают на высоте 80—100 мм от поверхности стекломассы и регулируют по уровню независимо от положения ро­ликов.

Бортоформующие ролики диаметром 50—60 мм и длиной 45—50 мм изготовляют из хромоникелевой стали и крепят на вращающихся трубах, охлаждаемых водой. На их боковые поверхности наносят насечки для лучше­го сцепления с бортом ленты. Положение роликов в под­машинной камере регулируют в вертикальном и гори­зонтальном направлениях. Ролики получают вращение от отдельного мотора мощностью около 0,5 кВт или от привода машины БВВС.

Окружная скорость вращения роликов должна быть

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

Рис. 11.12. Бортоформующее устройство

1 — ролики; 2 — чаша; 3 — газовая горелка

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

В)

ЇЕ

I канала -300 ми

Bud А

]' Iй —

TpySa 48*2,5

Рис. 11.13. Холодильники

3

А — основной; б — дополительиый; в — сводовый

15*

227

Порядка 36—40 % линейной скорости движения ленты При малых окружных скоростях вращения роликов при­ток стекломассы к борту уменьшается, борт остывает, лента расширяется, борт заходит за ролики и прибор - товой участок утоняется; напротив, при повышенных скоростях вращения усиливается приток стекломассы к борту. Это ведет к его потеплению, сужению ленты и по­явлению утолщения в прибортовых участках. И в том, и в другом случаях в прибортовых участках появляются повышенные напряжения, которые могут вызвать отрыв борта (в первом случае) или боение ленты (во втором случае).

Для поддержания необходимой вязкости стекломас­сы в участках под бортоформующими чашами устанав­ливают подковообразные перфорированные газовые го­релки, конструктивно связанные с чашами. Устанавли­вают также горелки для обогрева прибортовых участков стекломассы между бортоформующими устройствами и L-блоками. Работу горелок настраивают и регулируют машинисты.

Холодильники. При безлодочном вытягивании при­меняют, главным образом, холодильники из труб прямо­угольного сечения с многоярусной циркуляцией воды (рис. 11.13). В таких холодильниках вода движется с по­вышенной скоростью, что обеспечивает более интенсив­ный отбор теплоты от ленты и более равномерное ох­лаждение ее по ширине2. Длина холодильников прибли­зительно равна ширине ленты с бортами.

Температурный режим выработки. Температура стек­ломассы, идущей на формование ленты, при безлодочном способе в среднем приблизительно на 150 °С выше, чем при лодочном. Стекломасса в каналах боковых машин на 10—15°С горячее, чем перед центральными машинами,- Однако температура луковиц, измеренная оптическим пирометром, такая же, как и при лодочном вытягивании (935—970 °С), вследствие интенсивного охлаждения стекломассы в подмашинной камере.

При настройке температурного режима задаются тем­пературой в центре выработочной части печи. Так, для четырехмашинных установок температуру в газовом пространстве в точке пересечения осей ванной печи и каналов "боковых машин и поддерживают в пределах 1220—1235 °С, а на входе в выработочную часть печи— около 1260 °С. Колебания температур в указанных точках не должны превышать ±1 °С.

При настройке температурных режимов формования руковод­ствуются значениями факторов производительности машин. Для получения стекла повышенного качества их принимают от 200 до 240 м-мм/ч (первое значение относится к утолщенным стеклам;; при среднем качестве стекла они могут составлять 240—260 м-мм/ч и больше.

Движение стекломассы в выработочиой части печи, каналах и подмашинных камерах. При безлодочном способе вертикального вытягивания обмен стекломассы в выработочной части печи, каналах и подмашинных камерах играет значительно более важную роль, чем при других способах выработки листового стекла. Это связано с вы­сокой чувствительностью способа к колебаниям температуры и од­нородности стекломассы и с асимметричностью потоков стекломас­сы, поступающих к луковице с двух сторон.

Стекломасса, движущаяся из выработочного бассейна печи в подмашинную камеру, дойдя до противосвильного моста, опускается вниз под мост и по выходе из под него разделяется на три ветви. Одна ветвь движется к месту формования ленты, огибая централь­ное погруженное тело со стороны печи, другая огибает его с проти­воположной стороны (от торцовой стены), а третья, дойдя до тор­цовой стены, опускается вниз и образует возвратный конвекционный поток. Коэффициент потока в выработочных каналах составляет 3—5. Отдельные потоки могут изменять свои трассы и мощности при из­менении производительности или теплового режима системы БВВС, а также под действием случайных факторов: эпизодических подсо­сов воздуха извне, нарушений тепловой изоляции и др. Изменения обмена стекломассы вызывают нарушения тепловой и химической однородности стекломассы, поступающей на формование ленты, по­является разнотолщинность стекла и ухудшается его оптическое ка­чество.

Устройство машины БВВС. Устройство современных машин для безлодочного вертикального вытягивания стекла (БВВС) принципиально не отличается от уст­ройства машин, применяемых при лодочном способе (ВВС), но машины БВВС отличаются большей высотой шахты связанной с более высокими скоростями вытяги­вания; отсутствием соединительного звена между низом шахты и верхом подмашинной камеры; наличием газо­вых муфельных горелок внутри шахты для регулирова­ния режима отжига ленты по высоте и частично по ши­рине шахты.

Высота шахт машин, применяемых в стране и за ру­бежом, 11,8 м. Они оборудованы 31 парой транспортиру­ющих валиков и рассчитаны на вытягивание лент ши­риной 2; 2,5 и 3 м. Шахта машин снабжена тепловой изоляцией на высоте от низа-до 16-й пары валиков. Вы­ше 22-й пары валиков шахта открыта. Валики разводят
при помощи пневматического устройства. Муфели газо­вых горелок (рис. 11.14) располагают в углах шахты на высоте от 1-й до 12-й пар валиков (4,6 м), в три яруса по высоте. Продукты горения из них отводят через тру­бы, соединенные с системой вытяжной вентиляции. С каждой стороны ленты шахты оборудованы термопа­рами.

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

Отжиг, охлаждение и последующая обработка стек­ла. Характерный режим охлаждения и отжига ленты стекла в подмашинной камере и шахте машины при без­лодочном вытягивании показан на рис. 11.15. Продол­жительность отжига при лодочном и безлодочном спосо­бах отличается мало, так как большие скорости вытяги­вания при безлодочном способе компенсированы увеличением высоты машины. Однако при безлодочном способе отжечь стекло труднее вследствие часто наблю-

ВЫРАБОТКА СТЕКЛА СПОСОБОМ БЕЗЛОДОЧНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО ВЫТЯГИВАНИЯ

Рис. 11.14. Схема муфельного кааа - Рис. 11.15. Распределение темпера - ла с инжекционной горелкой туры по высоте шахты при безло-

1 — канал; 2 — патрубок к вентиля - дочном вытягивании

Тору; 3 — секция шахты машины; 4 — горелка

Дающейся разнотолщинности ленты в прибортовых уча­стках. Поэтому тщательный уход за бортами в процессе формования ленты — одно из главных условий устойчи­вой работы машин БВВС.

Операции по надрезке ленты, отломке листов, отбор - товке, резке, сортировке, группировке и упаковке стекла производят на поточных механизированных линиях так же, как и при лодочном способе. В настоящее время ве - .дутся работы по созданию и внедрению в производство автоматических электронных систем для резки и сорти­ровки стекла.

Контроль и регулирование режимов формования и от­жига стекла. Визуально следят за формованием бортов, своевременно регулируя с помощью горелок вязкость стекломассы, поступающей в бортоформующие чаши. При появлении на луковице и ленте стекла местных утол­щений, поверхности холодильников на соответствующих участках накрывают навесными металлическими или асбестированными «фартуками». При повышенных ско­ростях вытягивания на лентах стекла нередко наблюда­ются отпечатки валиков. В этих случаях отключают пер­вую, а иногда вторую и даже третью пары валиков.

Постоянство параметров режимов формования и от­жига ленты стекла контролируют одинаково как при без­лодочном, так и при лодочном способах выработки. При безлодочном способе дополнительно проверяют постоян­ство температуры стекломассы в выработочном бассей­не, каналах и подмашинных камерах с помощью сквоз­ных платина-платинородиевых термопар, пропускае­мых в стекломассу через стены и дно бассейна на расстоянии 50 мм от внутренней поверхности стен и дна. Стеновые термопары устанавливают на глубине 250— 300 мм ниже уровня стекломассы. Толщину лент измеря­ют через каждые 100—200 мм по ширине ленты.

Особенности пуска и обслуживания машин. Так как температура стекломассы в подмашинной камере при безлодочном формовании выше, чем при лодочном, разо­грев камеры после обрыва ленты продолжается всего около 4 ч. Стекломассу разогревают переносными газо­выми горелками, над которыми на выступы L-блоков ук­ладывают шамотные плиты, образующие как бы свод камеры разогрева.

Пуск машины БВВС не отличается от пуска машины при лодочном способе. Бортоформующие ролики с ча­шами устанавливают сразу же после установки основных холодильников, но не позднее чем через 1,5—2 мин после начала погружения зубьев затравочной рамы в стекло­массу. После этого камеру тщательно закрывают крыш­ками.

Технико-экономические показатели производства стекла безлодочным способом

Из сравнения данных таблиц 11.3 и 11.2 видно, что средние скорости вытягивания при БВВС выше, чем при лодочном способе, причем относительная разница между

Таблица 11.3. Скорость вытягивания ленты стекла и факторы производительности по данным отечественных заводов

Толщина стекла, мм

Скорость вытягивания, м/ч

Фактор производитель­ности, М'ММ/ч

2

110—130

220—260

3

75—90

225-270

6

30—37

180—220

Ними растет с увеличением толщины ленты. Отсюда сле­дует, что безлодочным способом выгоднее вырабатывать более толстое стекло.

При безлодочном способе продолжительность непре­рывной работы машины между обрывами ленты на об­новление составляет около 1000 ч, т. е. в 3—4 раза боль­ше, чем при лодочном вытягивании. Это существенное преимущество способа. Однако коэффициент использо­вания стекломассы (КИС) ниже, чем при лодочном спо­собе, из-за большей ширины отрезаемых бортов (в сред­нем по 10 см с каждой стороны); он составляет 78—82 %.

Удельный расход условного топлива на 1 т готовой продукции при безлодочном способе находится прибли­зительно в тех же пределах, что и при лодочном. Расход кальцинированной соды на 7—8 % по массе меньше, чем при лодочном способе.

Удельные капитальные затраты на сооружение си­стем БВВС и зданий для них больше, чем при лодочном способе в связи с развитой площадью ванных печей и выработочных бассейнов и большой высотой машин БВВС; более затруднено, чем при ВВС, вытягивание стекол толщиной менее 2 мм; безлодочный способ более лодочного чувствителен к колебаниям качества сырья и шихты, режимов варки и тепловой подготовки стекло­массы. Все указанное, а также пониженный КИС, огра­ничивает использование способа безлодочного верти­кального вытягивания стекла в отечественной промыш­ленности.

ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО СТЕКЛА И ШЛАКОСИТАЛЛОВ

МНОГОСЛОЙНОЕ СТЕКЛО

Многослойное стекло относят к группе защитных без­опасных безосколочных стекол, которые отличаются наи­более совершенными защитными свойствами. Наиболь­шее распространение получило трехслойное стекло — триплекс, состоящее из двух листов стекла и эластичной прокладки. …

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ШЛАКОВЫХ СТЕКОЛ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НЕМУ

Химический состав исходных стекол, предназначен­ных для получения шлакоситаллов, должен удовлетво­рять ряду требований; одни из них определяются эксплу­атационными свойствами конечного материала, другие диктуются технологией их промышленного производства. Первые из них требуют, …

СТЕКЛЯННЫЕ ПУСТОТЕЛЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ БЛОКИ

Характеристика изделий. Стеклянные строительные блоки представляют собой изделия с герметически за­крытой полостью, образованной в результате сварки двух отпрессованных коробок с гладкими или рифлеными по­верхностями. Их выпускают квадратными, прямоуголь­ными, шестиугольными, угловыми; …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.