книги из ГПНТБ / Саркисов, П. Д. Технология стеклодувных работ учеб. пособие

флотируются. Это можно видеть на рис. 5, на котором показана схема прилипания минералов, не смачиваемых водой, к пузырьку.

Минерализованные воздушные пузырьки всплывают и увлекают вредные примеси в пену, которая в дальней­ шем легко отделяется от песка. Для образования устой­

бинированный метод, включающий три процесса: фло­ тацию, оттирку пленки и промывку.

Оттирка основана на взаимном трении зерен песка в водной среде. При трении зерен друг о друга пленка гид­ роокислов железа, имеющая меньшую твердость по срав­ нению с кварцем, успешно оттирается. Оттирку можно использовать и как самостоятельный процесс для обога­ щения песков, но ее, как правило, используют в сочетании с флотацией при флотооттирочном методе.

Флотация производится на флотационных машинах роторного типа. В стекольной промышленности распро­ странены флотационные машины с радиальным импелле­ ром, роторная «Пена» и типа «Механобр».

При флотооттирке достигается наибольший эффект очистки песков. Опыт эксплуатации ряда заводских флотооттирочных установок показал возможность перевода

40

песков первого сорта с содержанием окислов железа 0,11% в нулевой сорт с содержанием окислов железа до 0,03—0,04% и перевода песков второго сорта с содержа­ нием окислов железа 0,21 % в первый сорт.

В настоящее время крупные установки по флотооттирке песка (производительностью до 50 тыс. г в год) дейст­ вуют на ряде крупных заводов нашей страны.

М е т о д э л е к т р о м а г н и т н о й с е п а р а ц и и ос­ нован на способности различных минералов по-разному притягиваться магнитом. Схема процесса электромагнит­ ной сепарации песка показана на рис. 6. Как видно из

В иных случаях его можно применять в сочетании с дру­ гими методами, например с флотооттиркой.

Для обогащения песков методом электромагнитной сепарации в стекольной промышленности применяют маг­ нитные сепараторы. Они классифицируются по напря­ женности магнитного поля, способу подачи материала к месту сепарации, чередованию или постоянству полярно­ сти полюсов в направлении движения материала в маг­ нитном поле. Современные электромагнитные сепарато­ ры позволяют удалить из песка даже слабомагнитные минералы. Для удаления из сырьевых материалов аппа­ ратурного железа применяют индукционио-роликовые, дисковые и барабанные сепараторы.

С у ш к а . Влажный песок, поступающий на завод с места добычи или прошедший уже на самом заводе про­ цесс обогащения, трудно поддается перемешиванию с другими компонентами шихты, он комкуется, плохо пере­ сыпается и т. д. Для устранения этих недостатков его су-

41

шат. Наибольшее распространение получил способ сушки песка в сушильных барабанах.

Сушильный барабан представляет собой металличес­ кий цилиндр из котельного железа, установленный под углом 3—4° к горизонту. Наклон барабана содействует передвижению материала к выгрузочному отверстию. Ба­ рабан снабжен внутри системой полок, способствующих лучшему соприкосновению высушиваемого материала с дымовыми газами. Загружаемый материал поступает че­ рез течку в наиболее высокую часть барабана, при вра-~ щении которого перемешивается и просушивается дымо­ выми газами. Движение материала может быть прямо­ точным (параллельным движению горячего воздуха или газа) или противоточным. При сушке песка применяют­ ся прямоточные барабаны.

Производительность сушильного барабана составляет до 12 г песка в час, скорость вращения барабана— 10— 12 обIмин, температура сушки песка 700—800° С. В сте­ кольной промышленности наиболее распространен су­ шильный барабан СМ-45.

П р о с е и в а н и е . Все без исключения сырьевые ма­ териалы при подготовке шихты просеиваются. Это дела­ ется с целью подготовки материалов с примерно одинако­ вым гранулометрическим составом. Кроме того, при про­ сеивании удаляются крупные зерна и включения. Для просеивания применяют сита-трясучки, сита-бураты, си­ та-вибраторы.

Сита обычно делятся по числу отверстий, находящих­ ся на 1 см2 их поверхности. При просеивании песка ис­ пользуют механические сита, имеющие 81 отв/см2.

Подготовка известняка, доломита и мела. Кусковые сырьевые материалы, к которым относятся известняк, до­ ломит и мел, при обработке подвергаются обычно дроб­ лению, сушке, помолу и просеву.

нейшую обработку — помол и сушку. В промышленности для дробления и измельчения материалов существует це­ лый ряд дробильно-размольных машин. Для дробления известняка, доломита и мела, как правило, применяют щековую дробилку. Принцип работы щековой дробилки состоит в раздавливании материала между двумя плита­ ми (щеками): неподвижной и подвижной. Материал для дробления поступает в рабочую камеру дробилки сверху

42

между щеками. Дробится он во время приближений подвижной щеки к неподвижной, после чего материал высыпается через разгрузочную щель.

Производительность дробилок с простым движением щеки составляет 8—12 т/ч, со сложным-—18—22 т/ч.

С у ш к а . Известняк, доломит и мел можно сушить в таких же сушильных барабанах, что и песок. Однако тем­

кольной промышленности обычно применяют бегуны, мо­ лотковые дробилки, шаровые мельницы. В последнее время для тонкого помола все шире начинают использо­ вать аэробильиые молотковые мельницы, которые совме­

мел на таком же оборудовании, что и песок.

Подготовка соды и сульфата натрия. С о д а поступа­ ет на стекольные заводы в мешках в измельченном виде, поэтому ее обработка сравнительно проста. Она заклю­ чается в основном в просеивании на механических ситах, имеющих 64 от в/см2.

В тех случаях, когда сода в результате долгого хране­ ния слеживается, ее дополнительно измельчают. Для это­

ные заводы как в мешках, так и навалом. Сульфат нат­ рия гигроскопичен, при транспортировке и хранении бы­ стро набирает влагу, поэтому его обработка, как прави­ ло, сводится к сушке, помолу и просеву.

Сушат сульфат в сушильных барабанах'при темпера­ туре 650—700° С. Измельчение производят в молотковых мельницах. Просев его аналогичен просеву других сырье­ вых материалов. Ввиду того что поступающий на стеколь­ ные заводы сульфат натрия имеет непостоянный химиче­ ский состав, его подвергают еще одной дополнительной операции — усреднению.

43

Усреднение может производиться как вручную, так и на специальных механических усреднителях.

Подготовка прочих сырьевых материалов. При обра­ ботке прочих сырьевых материалов (полевых шпатов, пег­ матита, каолина и др.) пользуются примерно теми же технологическими схемами, что описаны выше.

Если эти материалы поступают в кусковом виде, то они обрабатываются так, как известняк, мел, доломит. Если они поступают в мешках, в измельченном виде, то их обработка, естественно, более проста. Пегматит, на­ пример, обрабатывают подобно соде, с той лишь разни­ цей, что он не комкуется и поэтому не требует домола в дезинтеграторе.

Подготовка стекольного боя. Стекольный бой являет­ ся отходом производства. Его повторно используют при варке стекла не только с целью утилизации. Использова­ ние боя облегчает плавку шихты, способствует более бы­ строму протеканию процессов стекловарения. Подготов­ ка стекольного боя заключается в его очистке от посто­ ронних включений, дроблении на более мелкие куски и промывке (если он сильно загрязнен). При попадании в него включений железа он проходит магнитную сепа­ рацию.

Для дробления может быть использована щековая дробилка, для промывки применяются специальные боемойки.

§ 14. ПРИГОТОВЛЕНИЕ Ш И Х Т Ы

Требования, предъявляемые к шихте. Шихтой называ­ ют однородную смесь предварительно подготовленных и отвешенных по заданному рецепту сырьевых материалов. К качеству шихты предъявляют целый ряд требований. Прежде всего она должна быть однородной, т. е. соот­ ношение сырьевых материалов в каждом участке шихты должно быть одинаковым и строго соответствовать за­ данному составу.

На однородность шихты влияют зерновой состав, влажность и качество перемешивания.

Зерновой состав компонентов шихты должен быть од­ нороден для каждого вида сырья. С этой целью, как от­ мечалось раньше, все сырьевые материалы при их подго­ товке просеиваются через строго определенные сита. Лучше ведет себя при варке шихта, состоящая из тонко-

44

измельченных материалов. В этом случае увеличивается"

может привести к ее неоднородности. Поэтому при подго­ товке шихту увлажняют. Рекомендуемая влажность ших­ ты — 2—7%.

Технологические схемы приготовления шихты. Сам процесс подготовки шихты включает в себя два основных

шиванию компонентов на стекольных заводах подходят очень тщательно. Это и понятно, ведь от точности взве­ шивания во многом зависит соответствие шихты задан­ ному рецепту. На заводах для взвешивания компонентов используют весы с ручным и автоматическим управле­ нием.

Наибольшее распространение получили автоматичес­ кие весы типа ДСТ. Они предназначены для взвешива­ ния компонентов шихты порциями от 50 до 150 кг. Уста­ навливают их под каждым бункером с готовым мате­ риалом. Вообще на большинстве стекольных заводов процесс взвешивания компонентов шихты автоматизи­ рован.

С м е ш и в а н и е ш и х т ы . Для смешивания шихты используют следующие типы смесителей: барабанные, лопастные, тарельчатые.

В настоящее время наибольшее распространение по­ лучил тарельчатый смеситель типа Эйриха. Он состоит из вращающейся на роликах тарелки, на которую пода­ ются сырьевые материалы, и лопастей с катками, уста­ новленных эксцентрично по отношению к тарелке и имею­ щих самостоятельный привод. Благодаря двум незави­ симо вращательным движениям чаши и лопастей частицы материалов совершают сложный спиралеобразный путь, что обеспечивает интенсивное и полное перемешивание. Производительность таких смесителей достигает 10 т/ч.

Контроль качества шихты. Он заключается в своевре­ менной -проверке качества шихты и обнаружении нару­ шений при ее подготовке.

Контролируют химическую однородность 2—3 раза в сутки. Для этого специальным щупом отбирают три про-

4 45

бы. Каждую пробу подвергают химическому анализу. Ес­ ли результаты анализа сходны между собой, то шихту признают однородной.

Для контроля химического состава шихты из разных ее участков отбирают среднюю пробу по специальному методу. Пробу подвергают химическому анализу на со­ держание основных компонентов: песка, известняка, до­ ломита, соды и сульфата. Высококачественной признает­ ся та шихта, в которой содержание отдельных компонен­ тов немногим отличается от установленного рецепта.

Необходимо отметить, что большинство процессов по обработке сырья, приготовлению шихты и их транспор­ тировке в составных цехах стекольных заводов автомати­ зированы и механизированы. Много внимания при орга­

ТОПЛИВО

Стекловаренные пламенные печи отапливают жидким и газообразным топливом. В последнее время в связи с возрастающей добычей природного газа и нефти в сте­ кольной промышленности переходят на отопление высо­ кокалорийным природным газом и жидким топливом вместо генераторного газа, используемого ранее очень широко.

Переход на отопление природным газом в значитель­ ной мере способствовал повышению теплового к. п. д. пе­ чей, использованию средств автоматизации управления печами и улучшению условий труда.

§ 15. Х А Р А К Т Е Р И С Т И К А И С О С Т А В Ы Т О П Л И В А

Характеристика топлива. К топливу, используемому для отопления стекловаренных печей, предъявляются следующие требования: при сгорании оно должно выде­ лять значительное количество тепла на единицу массы или объема, не должно выделять газов, вредно действую­ щих на здоровье людей, а также отрицательно влияю­ щих на материалы топок и печей, должно быть удобным для транспортировки и сжигания.

46-

Основной характеристикой топлива является его теп­ лотворность. Теплотворностью топлива называется коли­ чество тепла, выделяемое при полном сгорании единицы массы или объема топлива (1 кг твердого и жидкого топ­ лива или 1 иг3 газообразного). Так как принятой едини­ цей в теплотехнике является большая калория, или кило­ калория, то единицей теплотворности является килока­ лория на килограмм (ккал/кг) для твердого и жидкого топлива и килокалория на кубический метр (ккал/м3) для газообразного, а сама теплотворность обозначается буквой Q.

По физическому состоянию различают твердое, жид­ кое и газообразное топливо, а по происхождению — есте­ ственное и искусственное. Последнее получается в ре­ зультате переработки естественного топлива. В табл. 6 приводится классификация промышленных видов топ­ лива.

Состав топлива. Твердое и жидкое топливо состоит из горючей и негорючей частей. К горючей части топлива относят углерод, водород, кислород, азот и серу. Так как кислород и азот не горят, то включение их в состав горю-

47

11

чей массы — условно. Горючая часть топлива поэтому на­ зывается условно горючей массой. Негорючая часть топ­ лива, называемая балластом, состоит из влаги и золы. Органическую массу топлива составляют углерод, кисло­ род и азот.

Топливо в том виде, в каком оно поступает в топки и печи для сжигания, носит название рабочего топлива. Ввиду того что содержание в нем влаги может колебать­ ся в широких пределах, состав топлива часто характери­ зуют его сухой массой.

Для обозначения состава, к которому относится со­ держание того или иного элемента в топливе, применяют индексы о, г, с, р, которые читаются как о — органичес­ кая масса, г — горючая масса, с — сухое топливо, р — ра­

Твердое топливо. Твердое топливо при его использова­ нии для отопления стекловаренных печей подвергают га­ зификации в газогенераторах. В качестве твердого топ­ лива обычно используют торф, бурые и каменные угли и антрацит.

Торф до недавнего времени был одним из самых рас­ пространенных видов топлива. Объяснялось это близо­ стью расположения торфяных месторождений к стеколь­ ным заводам и дешевизной. Надо сказать, однако, что его применение создавало целый ряд трудностей. Во-первых, газ, получаемый газификацией торфа, -обладал низкой калорийностью (до 1500 ккал!мъ). Во-вторых, он пода­ вался к печам, как правило, неочищенным. Вследствие этого необходимо было ежемесячно проводить прожиги (очистки) газоходов. В-третьих, из-за климатических ус­ ловий торф имел переменную влажность и как следствие этого калорийность газа была непостоянной. Торф содер^ жит значительное количество летучих соединений и вла­ ги. Минимальная зольность его 3—5%.

В настоящее время торф почти полностью вытеснен из употребления. На смену ему пришли природный газ и жидкое топливо.

Бурые угли также содержат значительное количество летучих соединений и влаги, что естественно снижает их качество. Наибольшее распространение получили подмос­ ковные и челябинские угли. Теплотворность генераторно-

45

го газа, получаемого при газификации бурых углей, не­ многим более 1400 ккал/м3.

Каменные угли содержат значительное количество ле­ тучих. Теплотворность генераторного газа составляет примерно 1350 ккал/м3. Используют каменные угли До­ нецкого, Кузнецкого и некоторых других месторождений.

Антрациты содержат много углерода, мало летучих и влаги. В них около 14—15% сравнительно легкоплавкой

жидкое топливо имеет целый ряд преимуществ. Оио удобно для хранения и транспортировки, при его сжига­ нии достигаются более высокие температуры, оно содер­ жит мало золы и влаги. Из жидких топлив для отопле­ ния стекловаренных печей применяют преимущественно мазут, дизельное топливо и керосин.

При сжигании жидкого топлива происходит его на­ грев, испарение и разложение, горение паров и продуктов разложения (объемное горение) и самого топлива (по: верхностное горение). Если в стадии горения не подводит­ ся достаточное количество воздуха, то в стадии разложе­ ния выделяется большое количество углерода в виде са­ жи. Продукты испарения горят уже при 200° С. Само топливо загорается при 500—600° С.

Жидкое топливо сжигают, как правило, при помощи распыливающих устройств. В печах небольшой мощнос­ ти -используют испарительные и капельниковые устрой­ ства. Они обычно сочетаются с камерами предваритель­ ного сгорания. Из них горючая смесь поступает в рабочее пространство печи, где и сгорает. Жидкое топливо испа­ ряется с подогреваемых лучистым потоком тепла колос­ ников топки, между которыми проходит воздух. В ка- пелы-шковых устройствах тонкая струйка топлива вытека­

топках продукты пиролиза горят с очень малым избыт­

большой мощности применяют распыливающие устрой­ ства. В большинстве случаев используют воздушные (из-

4?'.