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

ностекла следующего состава (в %): 70,5 Si02; 13,8 Na20; 10 CaO; 2,2 MgO; 2,5 A120 3; 1 Fe20 3. В каждой зоне печи создаются необходимые температурные условия и ваго­ нетки с формами находятся в зоне определенное время.

нагреваются за счет тепла дымовых газов, которые при­ нудительно движутся сверху вниз. Далее дымовые газы через стояки попадают в дымовые каналы, расположен­ ные над печью, и из них — в рециркуляционный венти­ лятор, установленный в конце зоны подогрева. В зоне вспенивания установлены три пары газовых горелок для получения максимальной температуры 800° С. Снижение температуры с 800 до 600° С (зона резкого охлаждения) осуществляется подводом рециркулята через свод и сте­ ны печи вентилятором, установленным в зоне подогрева. Температура рециркулята 150° С.

Крайне медленное снижение температуры от 600 до 400° С в зоне отжига происходит за счет отбора горячих газов вентилятором, установленным в начале зоны отжи­ га, а также разбавления их холодным воздухом, посту­ пающим из зоны быстрого охлаждения.

Для охлаждения форм с готовыми блоками пеностек­ ла с 400 до 50° С через стены и свод печи нагнетается хо­ лодный воздух. В конце зоны быстрого охлаждения клад­ ка свода заменена металлическими листами, что также способствует более быстрому охлаждению.

Туннельные печи требуют больших площадей, высо­

В настоящее время разработан конвейерный способ производства пеностекла. Конвейерная установка со­ стоит из печей вспенивания и отжига, непосредственно примыкающих друг к другу. Отформованный слой ших­ ты непрерывно подается на поддоны из жаростойкой стали, которые, стыкуясь между собой, образуют общую постель, перемещаемую в печь вспенивания толкателем. На этой постели непрерывно вспенивается лента шихты. При выходе ленты пеностекла из печи от нее отпилива­ ются блоки определенных размеров, которые проталки­ ваются в примыкающую печь отжига. Поддоны, осво­

152

божденные от пеностекла, перемещаются обратно к загрузочному концу печи. В печи отжига блоки переме­ щаются горизонтально на сетке.

Конвейерные установки имеют значительно более вы­ сокие технико-экономические показатели, чем туннель­ ные печи.

Г л а в а VIII

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВЫРАБОТКИ СТЕКЛА

§ 37. Механизированная выработка листового стекла машинами ВВС

Для механизированной выработки листового оконно­ го стекла толщиной 2—6 мм машинами ВВС через щель лодочки (лодочный способ) или со свободной поверхно­ сти (безлодочный способ) ванная печь имеет выработочный канал со специальными подмашинными камера­ ми. Лодочным способом вырабатывают и накладное (двухслойное) или окрашенное в массе тонкое листовое стекло толщиной не более 4 мм.

Конфигурация выработочных каналов зависит от ко­ личества и системы расположения подмашинных камер.

тании машин стекломассой (рис. 51, а) от центра выра­ ботанного канала под прямым углом отходят два крыла с 4—6 подмашинными камерами в каждом. Подмашин­ ные камеры в таких выработочных каналах разделяют­ ся между собой подогревательными камерами с регене­ ративной системой отопления. Стекломасса поступает последовательно в каждую подмашинную камеру. Цен­ тральные машины, питающиеся стекломассой непосред­ ственно из печи, дают стекло хорошего качества. По ме­ ре удаления машин от центра канала качество стекла ухудшается. Это объясняется тем, что стекломасса, совер­ шая в канале длинный путь, сильно охлаждается, а ее

153

В связи с этими недостатками на отечественных стеколь­ ных заводах отказались от последовательного располо­ жения подмашинных камер.

Выработочные каналы с непосредственным питанием машин стекломассой (рис. 51,6 и в) обеспечивают выра­ ботку более качественного стекла. При непосредствен­ ном питании выработочный канал имеет крестообраз-

а)

Рис. 51. Схемы ванных печей для механизированного производства листового стекла

а — при последовательном расположении машин (вертикальное лодочное вытя­ гивание); б при самостоятельном расположении машин (вертикальное лодоч­ ное и безлодочное вытягивание); в — при индивидуальном расположении машин (вертикальное лодочное и безлодочное вытягивание); г — при производстве про­ катанного стекла; / — варочная часть; 2 — студочная часть; 3 — машинный ка­ нал; 4 — подмашинная камера

ную форму, причем каждая подмашинная камера распо­ ложена на отдельном отростке канала, куда поступает свежая стекломасса.

Форма канала при непосредственном питании долж­ на обеспечивать поступление к машинам термически од­ нородной стекломассы. Такому условию лучше всего отвечает канал, имеющий форму правильной окружно­ сти, к которой примыкают отростки канала с подмашин­ ными камерами. Но такое расположение машин неудоб­ но при обслуживании и поэтому не применяется.

На рис. 52 показаны схемы выработочных каналов различных конфигураций для ванных печей с 3—9 ма­

154

шинами. Пунктиром обозначена соответствующая пло­ щадь круглого канала. Наиболее близко к идеальной форме выработанного канала приближается канал с че-

Рис. 52. Схемы выработочных каналов различной конфигурации

тырьмя машинами (рис. 52, а и в). В выработочных ка­ налах с 5, 7 и 9 машинами не обеспечивается равномер­ ность подогрева стекломассы, поэтому приходится ее вторично подогревать либо непосредственно перед ма­ шинами, либо в торцовых подогревательных камерах.

155

Необходимость вторичного подогрева вызвана тем, что поток стекломассы в каналах с 5, 7 и 9 машинами силь­ но расширяется, попадая из центра канала в крестооб­ разные отростки. При этом более холодная часть потока, идущая по глубине канала, поднимается и охлаждает стекломассу, поднимающуюся в подмашинные камеры.

Перевод ванных печей для производства листового стекла на отопление высококалорийным природным га-

ч)

Рис. 53. Схемы многомашинных выработочных каналов

зом и использование для кладки бассейна и других уча­ стков печи электроплавленых огнеупоров позволили по­ высить температуру варки до 1520—1550° С и поднять производительность печей в среднем на 14%. Возможно и дальнейшее повышение температуры варки до 1600— 1650°С и производительности, но для этого необходимо реконструировать выработочные каналы ВВС на дейст­ вующих печах, увеличив число и ширину машин, и раз­ работать конструкции многомашинных каналов (рис. 53). Распространенные в настоящее время «кресты» вырабо­ точных каналов с тремя машинами намечается заменить на кресты с четырьмя машинами (рис. 53,а), но замена возможна на каналах, где кресты расположены на рас­ стоянии не менее 12 м от оси печи. При такой реконст­ рукции производительность печей возрастает приблизи­ тельно на 30% •

156

На рис. 54 изображен поперечный разрез выработан­ ного канала, состоящего из бассейна 1, пламенного про­ странства 2 и подмашинных камер. Дно канала 3 выкла­ дывают из многошамотных брусьев насухо с толщиной швов между ними не более 1 мм. Стены машинного ка­

нала 4 выкладывают насухо из многошамотных, высоко­ глиноземистых или каолиновых стеновых брусьев таких же размеров, что и стены бассейна ванной печи. С на­ ружной стороны (на всю высоту стен) выполняется клад­ ка из нормального, шамотного кирпича, а затем изоля­ ционная кладка из шамотного легковеса или другого теплоизоляционного материала. Донные брусья 3 укла­ дывают на столбики из шамотного кирпича 5, опираю­ щиеся на шамотные плиты 6, лежащие на столбиках из красного кирпича 7. Промежутки между столбиками из

157

шамотного и красного кирпича засыпают кварцевым песком 8.

Подвесной свод 9 канала выкладывают из нормаль­ ного динасового кирпича толщиной 250 мм и изолируют шамотным легковесом и диатомитовым кирпичом. Тща­ тельная тепловая изоляция дна, стен и свода выработан­ ного канала дает возможность поддерживать в нем тем­ пературный режим, необходимый для выработки стекла.

а )

У/А____________

Температурный режим в выработанных каналах уста­ навливают в зависимости от состава стекла, системы расположения машин и способа вытягивания ленты стекла.

Лодочный способ вытягивания ленты стекла. При вы­ работке листового стекла лодочным способом большое значение имеет состав стекломассы. Стекломасса преж­ де всего должна иметь пониженную склонность к кри­ сталлизации в области температур, близких к темпера­ турам выработки, при достаточной скорости твердения и высокой химической устойчивости. Для этого способа выработки оптимальным является алюмомагнезиальный состав стекла в %: Si02— 70—72; А120 3— 1,5—2; СаО — 7,5—8; M gO— 3—3,5 и Na20 — 14,8—15. Содержание

AI2O3 и MgO в таких количествах улучшает кристалли­ зационные свойства стекла и повышает скорость тверде­ ния, что позволяет повысить скорости вытягивания.

158

Принцип формования ленты стекла при лодочном способе состоит в том, что в охлажденную до темпера­ туры выработки (1000° С) стекломассу погружается ша­ мотное тело, имеющее вид длинного прямоугольного па­ раллелепипеда со сквозным продольным вырезом, пере­ ходящим в верхней части в сквозную щель шириной 65—70 мм (рис. 55). При давлении на погруженное в стекломассу шамотное тело-лодочку через щель выдав­ ливается стекломасса, которая оттягивается кверху асбе­ стовыми валиками машин ВВС в виде ленты, затверде­ вающей при прохождении водяных холодильников. Ло­ дочку изготовляют из высококачественной мелкозернис­ той шамотной массы способом сухого трамбования или внатир. Ширина лодочки 370—420 мм, высота 200— 240 мм, а длина зависит от ширины машины и превышает длину щели на 240—400 мм. Длина щели лодочки при­ близительно на 250 мм больше ширины вытягиваемой ленты стекла с бортами. Так, для машины с полезной шириной ленты 2000 мм (с бортами 2100) длина щели составляет 2330—2350 мм. Ширина щели лодочки неоди­ накова по всей длине, у концов она имеет суженные участки, называемые конусами щели. Эти конусы обе­ спечивают получение равнотолщинной ленты при ее су­ жении в процессе формования. Кроме того, сужение ще­ ли к концам способствует более легкому удержанию бор­ тов ленты.

Наиболее ответственным участком лодочки является щель, поверхности которой должны быть обработаны особенно тщательно, так как малейшие неровности на ней вызывают появление на ленте стекла полосности.

При вытягивании ленты стекла через лодочку темпе­ ратура луковицы, образующейся над щелью лодочки при выдавливании стекломассы, составляет 920—980° С. Температура перед мостами подмашинных камер на выработочных каналах с непосредственным питанием ма­ шин стекломассой равна 1040—1070° С. Колебания тем­

каналы имеют глубину 900 мм, а ширина их зависит от ширины вытягиваемой ленты и колеблется, например для машины с полезной шириной ленты 1600 мм, от 2500 до 2800 мм, а для машин с шириной ленты 2500 мм соот­ ветственно от 3200 до 3700 мм.

159

Рис. 56. Подмашинная камера и машина ВВС при лодоч­ ном способе вытягивания ленты стекла (поперечный раз­ рез)

160

На рис. 56 приведен поперечный разрез подмашинной камеры 1 для каналов с непосредственным питанием машин стекломассой вместе с расположенной над ней шахтой 2 машины вертикального вытягивания стекла ВВС. Как видно из рисунка, камера отделена от цен­ тральной части выработочного канала глухим горизон­ тальным мостом 3, погруженным в стекломассу на глу­ бину 50—140 мм, что создает независимый температур­

в подмашинной камере над лодочкой не обеспечивает охлаждения отформованной ленты стекла, поэтому уста­ навливают водяные холодильники 6. Располагают их с обеих сторон ленты на расстоянии 40—50 мм от нее и на высоте 30—40 мм от верхней кромки щели лодочки. Холодильники изготовляют из листового железа толщи­ ной 2—2,5 мм. Длину их принимают из расчета длины щели лодочки плюс 50—60 мм, ширину-— 50 мм.

Подмашинная камера ограничена вертикальной тор­ цовой стенкой 7, в которой расположены каналы 8 для разогрева камеры во время обновления ленты и поддер­ жания определенных температур в толще самой стенки. Для того чтобы в углу между торцовой стенкой и дном канала не образовался участок неподвижной стекломас­ сы, угол этот выполняется скошенным.

Ширина камеры зависит от ширины ленты стекла и превышает ее на 900—-1200 мм. Так, для машин с ши­ риной ленты 1800 мм ширину камеры принимают 2700—3000 мм. Длина подмашинной камеры определя­ ется шириной лодочки и обычно равна 500—600 мм, а вы­ сота камеры — высотой подвески машин над уровнем стекломассы. Расстояние от уровня стекломассы до оси первой пары валиков обычно составляет 950—1050 мм.

Сверху камера перекрыта шамотными плитами 9 в ви­ де кронштейнов, между концами которых имеется щель шириной 140—160 мм. Через эту щель движется вверх лента стекла и в шахту машины поднимается нагретый воздух. Подмашинная камера соединена с машиной ВВС чугунным поясом 10, который прикреплен к шахте ма­ шины и плотно заделан в кирпичную кладку над шамот­ ными кронштейнами. В шахте машины ВВС располо­ жено 13 пар вращающихся асбестовых валиков 11, транспортирующих вверх ленту стекла. Шахта машины является одновременно и камерой отжига вытягиваемой