книги из ГПНТБ / Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник

температурных газов и раскаленной кладки шихта и сте­ кломасса получают еще тепло излучением от электрополя, направленное вверх и полностью поглощаемое верхним слоем стекломассы.

Максимальная производительность газоэлектричес­ ких проточных печей 60—80 т/сутки, удельный расход электроэнергии составляет 0,3 кВт-ч на 1 кг стекломас­ сы. Расход жидкого или газообразного топлива и элек­ троэнергии изменяется в зависимости от удельной про­ изводительности печи (табл. 12).

Т а б л и ц а 12. Расход тепла в зависимости от удельного съема

Электроэнергия в качестве тепловой иногда исполь­ зуется в пламенных ванных печах для ускорения и ин­ тенсификации только одной (отдельной) стадии процес­ са стекловарения — осветления и частичной гомогениза­ ции расплавленной стекломассы. Для этого варочный бассейн конструктивно разделяют на отдельные зоны, соответствующие процессу стекловарения. Процесс вар­ ки осуществляется в бассейне за счет тепла, выделяемо­

132

интенсивные конвекционные потоки и обеспечивают наг­ рев всей стекломассы, заключенной в ячейке, до необхо­ димой температуры. Удельная производительность ячей­ ки колеблется от 12 до 28 т/(м2-сутки). Размеры осветлительной ячейки небольшие— 1,5—3 м2 при глубине стекломассы 0,6—1 м. Расход тепла на процесс осветле­ ния составляет 10—15% общего расхода. В работающих пламенных печах с осветлительными ячейками удель­ ный расход электроэнергии составляет 0,11—0,18 кВт-

•ч/кг.

§ 32. Средние ванные печи непрерывного действия с установкой для бурления стекломассы

Искусственное бурление (барботаж) стекломассы газами в ванных печах тарного стекла способствует прог­ реванию глубинных слоев стекломассы и устранению за­ стойных участков, что улучшает теплообмен и облегча­ ет управление потоками стекломассы. Кроме этого, бур­ ление стекломассы интенсифицирует процесс осветления, улучшает химическую и термическую однородность стек­ ломассы и повышает качество вырабатываемых изделий и производительность печи.

Для бурления стекломассы применяют сжатый воз­ дух, очищенный от пыли и капель масла. Воздух в стек­ ломассу вдувают через специальные сопла, расположен­ ные на достаточном расстоянии от протока, во избежа­ ние снижения скорости движения стекломассы. Наиболее благоприятно вдувание газов между зонами варки и ос­ ветления, что способствует образованию преграды (барь­ ера) между зоной шихты и пены и зоной осветленной стекломассы. Сопла располагают вертикально в два или три ряда поперек дна бассейна печи в шахматном по­ рядке и несколько выше (10—-20 мм) поверхности дна.

равно половине расстояния между двумя соплами. Если ширина печи позволяет установить более пяти сопл, то их рекомендуется размещать в два ряда.

Сопла должны быть механически прочными и изго­ товляться из стеклоустойчивых, жаропрочных и неокис­

133

ляемых материалов, так как они подвергаются воздей­ ствию стекломассы, имеющей высокую температуру. Се­ чение каналов сопл не должно изменяться в процессе их работы. С увеличением диаметра канала сопл возраста­ ет размер образующихся пузырей. Применяют сопла из материалов и сплавов, содержащих Ni, Сг и Мп, а также сопла, охлаждаемые водой. Кроме металличес­ ких сопл можно применять и керамические. Наиболее устойчивы для стекол промышленного состава корундо-

Рис. 44. Схема установки для бурления стекломассы в ванной печи

вые двухканальные трубки с наружным диаметром 9— 12 мм и диаметром канала 0,5—1 мм.

Схема установки для бурления стекломассы сжатым воздухом приведена на рис. 44. Воздух от компрессора 1 (второй резервный) проходит через ресивер 2, масло­ отделитель 3, фильтр 4 и сопла 5, через которые попа­ дает в расплав стекломассы. Охлаждающая вода пос­ тупает из резервуара 6 в кожухи сопл. Автоматическое регулирование осуществляется с пульта управления 7.

Очень важно подобрать параметры режима бурле­

от давления воздуха и сопротивления стекломассы, т. е. высоты ее слоя, вязкости и светопрозрачности. Чем ни­ же вязкость и светлее стекло, тем меньше должны быть размеры пузырей и скорость их выделения.

134

На наших стекольных заводах ванные печи с уста­ новками для бурления стекломассы работают со следу­ ющими параметрами:

§ 33. Крупные ванные печи непрерывного действия

Крупные ванные печи использут при варке и механи­ зированной выработке листового, сортового и тарного стекла. Производительность ванных печей, предназна­ ченных для варки и выработки сортовой посуды и раз­

конструкции проточных ванных печей средней произво­ дительности (см. § 30). Производительность же круп­ ных ванных печей для производства листового стекла значительно выше производительности проточных — 150—450 т/сутки. Их конструкция зависит от способа выработки листового стекла.

В настоящее время распространены три способа ме­ ханизированной выработки:

1)вертикальное вытягивание ленты стекла через щель лодочки машинами вертикального вытягивания

(ВВС);

2)вертикальное вытягивание ленты стекла со сво­ бодной поверхности стекломассы (безлодочный способ) также машинами ВВС;

3)непрерывный прокат ленты стекла между двумя валами машинами НП-1001 и ПЛ-1-160.

Для всех указанных способов применяют ванные пе­ чи больших размеров с неразделенным общим бассей­ ном или с разделительными устройствами в виде лодок или охлаждаемых водой труб, устанавливаемых в слое стекломассы, или в виде динасовых экранов, размещае­

135

мых в газовом пространстве. Обычно это печи с попе­ речным направлением пламени, регенеративные, с боль­ шой самостоятельной студочной частью. Тепловой к.п.д. ванных печей для листового стекла 23—25%.

Температурный и газовый режимы варки листовых стекол устанавливают в каждом конкретном случае в зависимости от состава шихты и стекла, способа выра­ ботки, размеров печи, ее производительности, вида топ-

Рис. 45. Температурный режим крупной ванной печи для варки окон­ ного стекла

лива, качества огнеупоров и других факторов. Макси­ мальная температура варки оконного стекла, получае­ мого на машинах ВВС, и стекла, вырабатываемого мето­

колеблется в пределах 90—300 м2. Площадь зеркала студочной части составляет 60—150% площади зеркала варочной части. Такая площадь необходима для сниже­ ния температуры стекломассы, идущей в выработочный канал. В печах с более полным разделением газового

площади варочной части.

136

Длина варочной части бассейна в крупных печах зна­ чительно превышает ширину. Соотношение длины и ши­ рины для варочной части доходит до 3—4: 1. Ширина таких печей обычно не превышает 6—12 м, причем боль­ шую ширину имеют печи, отапливаемые высококалорий­

ным) каналом, представляющая собой наиболее распро­ страненный тип крупных печей для производства листо­ вого стекла. Печь отапливается высококалорийным при­ родным газом.

Шихта загружается в печь через загрузочный кар­ ман, расположенный в торце варочной части бассейна. Под воздействием высоких температур она превраща­ ется в расплавленную стекломассу, которая непрерывно перемещается из варочной части бассейна в студОчную, распределяется по выработочным каналам и с помощью машин ВВС в виде непрерывной ленты вытягивается снизу вверх, где специальные механизмы режут остыв­ шую ленту стекла на листы заданных размеров.

Бассейн печи имеет прямоугольную форму с сужени­ ем — пережимом между зоной осветления и студочной частью. Ширина пережима зависит от размеров вароч­ ного бассейна печи и составляет 2500—3800 мм. Высота сниженного экрана между зоной осветления и студочной частью над зеркалом стекла 30—100 мм. Пережим и сниженный экран позволяют поддерживать необходи­ мый температурный режим по длине печи и несколько интенсифицировать процесс варки.

Для регулирования в широких пределах температур и газовой среды по длине бассейна печь снабжена семью парами последовательно расположенных горелок. Для подогрева воздуха, идущего на горение, печь снабжена вертикальными регенераторами.

Крупные ванные печи для производства листового стекла методом непрерывного проката отличаются от описанных печей устройством выработочной части. Для поддержания заданного температурного режима между варочной и студочной частями устанавливают экран и в стекломассе заградительные лодки.

137

бассейна; 4—6 — вы работочны е каналы ; 7 — разделительны е устройства; 8 — дно

138

§ 34. Ванные печи непрерывного действия для варки свинцового хрусталя и цветных стекол

До недавнего времени свинцовый хрусталь и цветные стекла варили только в горшковых печах периодическо­ го действия, а посуду и другие изделия в основном вы­ рабатывали выдувным способом и около 10—15% меха­ низированным на однопозиционных прессах. Коэффици­ ент использования стекломассы при этом составлял все­ го лишь 0,28—0,4 в зависимости от ассортимента выра­ батываемых изделий.

Опыт работы Гусевского, Дятьковского и других хрустальных заводов показал, что в ванных стеклова­ ренных печах непрерывного действия можно успешно варить свинцовые стекла, в составе которых содержится до 18—24% РЬО, а также цветные стекла, окрашенные соединениями редкоземельных элементов или комбини­ рованными красителями, и вырабатывать изделия меха­ низированным способом на автоматах.

При разработке конструкций ванных печей непре­ рывного действия, а также выборе огнеупоров для их кладки учитывают особенности свойств свинцовых и цветных стекол.

Для варки свинцовых и цветных стекол используют ванные проточные печи с поперечным, подковообразным и продольно-поперечным направлением пламени раз­ личной производительности, обогреваемые природным газом. Конструкция варочной части печи существенно не отличается от конструкции рассмотренных выше проточ­ ных ванных печей. Что касается выработочных частей печей, то они имеют свои особенности.

При выработке изделий из свинцового хрусталя и цветных стекол в выработочной части печи постоянно должен поддерживаться стационарный тепловой режим как в пламенном пространстве над стекломассой, так и в слое самой стекломассы по глубине. Для этого необ­ ходимо исключить проникание в выработочную часть горячих газов из варочной части, предусмотреть мощную тепловую изоляцию, уменьшить до минимума темпера­ турные перепады в стекломассе по глубине и ликвиди­ ровать застойные зоны стекломассы с относительно низ­ кой температурой и высокой вязкостью. С учетом этих требований выработочные части печей выполняют преи-

139

мущественно круглой формы или приближающейся к ней и предусматривают устройства для перемешивания стек­ ломассы, что улучшает химическую и термическую ее однородность.

900

Рис. 47. Ванная проточ­ ная печь с бассейном, разделенным на два от­ деления

а — план; б — поперечный разрез; / — первое отделение бассейна; 2 — второе отделе­ ние; 3 —'Горелка; 4 — проток; 5 — свод бассейна, перекры­ вающий два отделения

Для возможности выработки изделий из двухцветно­ го стекла бассейн ванной печи иногда делят на два са­ мостоятельных отделения, имеющих общее пламенное пространство.

На Гусевском хрустальном заводе работает проточ­ ная ванная печь непрерывного действия с подковообраз­ ным направлением пламени, бассейн которой разделен на два отделения (рис. 47). Производительность печи 1,3 т/сутки, площадь зеркала варочной части 1,96 м2, а

140

выработочной 0,44 м2, размеры протока 800Х400Х Х500 мм. При варке интенсивно окрашенных стекол глубину варочного бассейна уменьшают до 400 мм.

Для кладки стен бассейна варочной и выработочной частей ванных печей для варки свинцового хрусталя и цветных стекол чаще всего используют бакор-33 и ча­ стично корвишит. Дно выкладывают из шамотных брусьев и футеруют бакоровой или корвишитовой плит­ кой размером 500Х400ХЮ0 мм. Подвесные стены, вле­ ты горелок и другие элементы пламенного пространства выкладывают из высококачественного динаса..

§ 35. Совершенствование ванных стекловаренных печей непрерывного действия и создание новых конструкций

Изучение режима работы и конструкций современ­ ных ванных стекловаренных печей позволяет определить пути их совершенствования, создания печей с комбини­ рованным газоэлектрическим и электрическим обогре­ вом и разработки конструкции стекловаренной печи принципиально нового типа.

Усовершенствование существующих стекловаренных печей шло в основном в направлении увеличения разме­ ров ванных печей и рационализации отдельных элемен­ тов и конструктивных узлов: секционных регенераторов, горелок, переводных клапанов, загрузочного кармана, пят главного свода, системы охлаждения верхних рядов брусьев стен бассейна. Одним из существенных конст­ руктивных изменений ванных печей является примене­ ние рациональных разделительных устройств между ва­ рочной и студочной частями бассейна печи.

В ближайшие годы основной прирост производства по стекольной промышленности должен быть достигнут за счет интенсификации работы существующих ванных печей (как проточных, так и открытых) путем измене­ ния температурной кривой вдоль печи, повышения теп­ ловых нагрузок по отдельным зонам, максимального использования площади варочной части печи, снижения потерь тепла, рационального размещения заградитель­ ных устройств, уменьшения размеров выработочных ча­ стей (в проточных печах) и улучшения работы теплоис­ пользующих устройств.

Обычно при варке оконного, сортового, тарного

141