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

Питатели-фидеры служат для приема расплавленной стекломассы из выработочной части печи и разделения ее на отдельные порции (капли) с последующей подачей их через определенные промежутки времени в стекло­ формующие машины типа 2ЛАМ, АВ-4, ПВМ-12, В-10. Каждая капля стекломассы, поступающая в машину, должна иметь' определенную форму, постоянный вес и равномерную температуру.

Струйный способ питания стеклоформующих машин имеет ограниченное применение, хотя и высокопроизво­ дителен. Этот способ применяют для питания стекломас­ сой в виде непрерывной струи автомата типа АСШ, вы­ рабатывающего стеклянные шарики.

Существуют различные конструкции капельных пи­ тателей, выпускаемых заводом «Стекломашина»: МП-4, МП-12, ПМ-512, ПМ-521. Кроме этих питателей на на­ ших заводах используют фидеры типа ФМГ конструк­ ции А. П. Галушкина.

Каждый питатель состоит из шамотного канала, при­ мыкающего одним концом к выработочной части бас­ сейна ванной печи и заканчивающегося с противополож­ ного конца чашей с выпускным отверстием — очком в дне; шамотного стержня-плунжера, продавливающего стекломассу через очко; ножниц, отрезающих каплю; отопительной системы.

Питатель или фидер изготовляют из огнеупорных ма­ териалов и снабжают хорошей тепловой изоляцией. Ча­ сти фидера, соприкасающиеся со стекломассой и несу­ щие нагрузку, выкладывают из стойких сортов огнеупо­ ров— высокоглиноземистого, силлиманита и др. Кладку фидера охватывают металлическим кожухом и каркасом. Фидеры опираются на стальную сварную конструкцию, позволяющую регулировать положение фидера подлине и

воздух должны быть предварительно хорошо смешаны. При сжигании жидкого топлива в форсунки высокого давления подают почти весь воздух, необходимый для сжигания, а остальной засасывается извне. Для сжига­ ния газа обычно используют горелки инжекционного ти­ па. Расход тепла на обогрев фидера составляет при вы-

172

работке крупных изделий 420—1250 и мелких — 2100— 2500 кДж/кг.

В настоящее время наибольшее распространение име­ ет механический питатель МП-4 (рис. 65), в котором расплавленная стекломасса через окно в стене выработочной части печи поступает самотеком на шамотный

Рис. 65. Питатель-фидер типа МП-4 завода «Стекломашина»

лоток и движется по шамотному каналу 1 к чаше пита­ теля 2, где расположены механизмы, формующие кап­ лю и подающие ее в стеклоформующую машину. Шамот­ ный канал делится на две части — секцию охлаждения 3

исекцию кондиционирования 4.

Всекции охлаждения, расположенной ближе к ван­ ной печи, стекломасса охлаждается до температуры вы­

работки. Потолок в секции охлаждения представляет

«собой систему покровных плит 5, которые можно при не­ обходимости открывать. В секции кондиционирования происходит выравнивание температур по всей толщине слоя стекломассы. Вся нижняя часть питателя от выработочной части печи до чаши покрыта теплоизоляцион­ ным материалом. Для поддержания стационарного теп­

173

лового режима питатель обогревается мазутными горел­ ками 6 или системой газовых горелок.

Для разогрева питателя мазута требуется 20 кг/ч. При установившихся тепловом и рабочем режимах рас­ ходуется 15 кг/ч. Дымовые газы отводятся через вытяж­ ную трубу 7, установленную в секции кондиционирова­ ния. В случае необходимости в питателе можно регули­ ровать длину, высоту и характер хода шамотного плунжера 8. Кроме того, можно изменять диаметр очка, форму рабочего конца шамотного плунжера (от острого конуса до плоского среза), температуру стекломассы и другие параметры. Все это дает возможность получать капли разного веса, формы и температуры. Температура капли стекла, подаваемой питателем в стеклоформую­ щую машину, зависит прежде всего от состава стекла, его цвета, а также размера вырабатываемого изделия. Для выработки изделий из полубелого стекла темпера­

1090; 3 л — 1060—1080° С. Температура капли при выра­ ботке изделий из высокоглиноземистого стекла состав­ ляет 1145—1170° С и определяется размером вырабаты­ ваемых изделий. Более низкие пределы температуры капли стекла соответствуют крупным изделиям (1—3 л). Обычно температуру капли стекла определяют в каждом отдельном случае экспериментально.

Основные механизмы питателя (механизм шамотного плунжера и ножниц) приводятся в движение от само­ стоятельного привода.

Размер питателя выбирают в зависимости от разме­ ра вырабатываемых изделий и скорости работы стекло­ формующих машин. Существуют питатели с шириной каналов 400 и 650 мм, а также с 3, 4, 5 и 6 покровными плитами. Чем больше масса стекла, проходящего через питатель в 1 мин, тем больше должен быть и размер пи­ тателя. Данные для выбора размера питателя типа МП-4 приведены в табл. ГЗ.

Конструкция питателя ФМГ (А. П. Галушкина), по­ казанная на рис. 66, принципиально не отличается от конструкции питателя МП-4, за исключением того, что она не имеет самостоятельной системы отопления и обо­ гревается горячими газами, поступающими из ванной печи. Количество газов и их скорость регулируются ши­ бером. Стекломасса по каналу питателя поступает в его

174

Т а б л и ц а 13. Размеры питателя типа МП-4

носовую часть (чашу), где подвергается воздействию го­ рячих печных газов. Печные газы в чаше питателя от­ дают тепло стекломассе и направляются в вытяжную трубу. Для поддержания заданного теплов'ого режима

Рис. 66. Питатель-фидер ФМГ

/ — ван ная печь; 2 — ш ибер; 3 ~ кан ал ; 4 — чаш а; 5 — дымовой к ан ал ; 6 — ш а ­ мотный плунж ер; 7 — вы тяж н ая труба

питатель имеет мощную тепловую изоляцию. Расход тепла в питателе ФМГ составляет 3—4% расхода на ванную печь.

Иногда в фидерах применяют электрический обогрев (рис. 67), который позволяет точно поддерживать задан­ ный температурный режим по всей длине канала фиде­ ра. Нагревательные элементы (карборундовые трубки

175

или стержни) устанавливают перпендикулярно оси ка­ нала. В фидерах с электрообогревом больших размеров нагревательные элементы разделяют на группы, подсое­ диняемые к независимым трансформаторам, что позво­ ляет включать и выключать отдельные группы элементов и регулировать температурный режим в заданных пре­ делах.

Вращающиеся чаши применяют для питания стекло­ массой высокопроизводительных многоформовых ваку­ умных стеклоформующих машин — ВВМ-б и ВВМ-10 (рис. 68). Питатель такого типа устанавливают между ванной печью и машиной. Вращающаяся чаша, вмещаю­ щая около 2,5 т стекломассы, представляет собой метал­ лический резервуар, выложенный огнеупором, внутрен­ ний диаметр которого 2—3 м, а глубина 100—200 мм. Резервуар располагают на металлической платформе, вращающейся на вертикальном валу с частотой 2— 4 об/мин. Стекломасса из ванной печи поступает в чашу по лотку шириной 500—600 мм при глубине слоя 60—100 мм. Приток стекломассы в чашу регулируется шибером. Вся чаша, за исключением сегмента, из кото­ рого засасывается стекломасса, перекрыта сводом (кол­ паком) из огнеупорного материала. Под сводом установ­ лены горелки, которые отапливают чашу по принципу печей с подковообразным направлением пламени. Чаша имеет самостоятельные регенераторы и переводные уст­ ройства. Благодаря непрерывному вращению чаши до­ стигается равномерная температура стекломассы — 1150—1250° С. Расход тепла на отопление вращающей­ ся чаши составляет 10—12% расхода на ванную печь.

Неподвижный выработочный бассейн с перемешива­ ющим устройством используют при выработке стеклоизделий на автоматах ВК-24, ВВЛ-24, ВЛС-24, ВТ-18 и др. Он обеспечивает постоянство теплового режима, ста­ бильность потоков стекломассы, поступающей к каждо­ му из автоматов, и позволяет ликвидировать застойные зоны стекломассы.

На Гусевском хрустальном заводе разработан и экс­ плуатируется выработочный бассейн проточной ванной печи, имеющий в плане вид общей чаши 1 с отходящими от него самостоятельными каналами 2 к каждому авто­ мату ВС-24 (рис. 69). Зона набора стекломассы 3 явля­ ется частью канала 2 и отделена от общей чаши по пла­ менному пространству сплошной огнеупорной стенкой 4,

176

Рис. 67. Схема фидера с электрообогревом

/ — чаш а ; 2 — очко; 3 — брус к ан ал а ф идера; 4 — сводовый брус; 5 — тепловая изоляция; б — воздуш ны й охлаж даю щ и й канал ; 7 — плунж ер; 8 — регулирую щ ий цилиндр-буш инг; 9 — нагревательны й элем ент; 10 — силлиманитовы е д ер ж ате ­ ли; 11 — алю миниевые контакты

Рис. 68. Вращающаяся чаша для питания вакуумных стеклоформу­ ющих машин

а по поверхности стекломассы — фасонным кранцем 5, нижняя часть которого выполнена в форме трапеции. Высота трапеции составляет 0,06, а нижнее основание — 0,3 полной ширины канала. Такое соотношение размеров кранца способствует выравниванию температуры стекло-

Рис. 69. Выработочный бассейн проточной ванной печи с каналами для выработки стаканов

массы, поступающей в зону набора под наборные голов­ ки 6 автомата. Кранец имеет заплечики, удерживающие его в зоне набора, которыми он опирается на брус ка­ нала 2. Для удобства замены кранца в боковых стенах наборной зоны имеются пазы 7. Свод 8 зоны набора вы­ полнен с небольшим уклоном в сторону автоматов, что создает тепловой подпор в ее верхней части, сокращаю­ щий поступление наружного воздуха. Канал 2 ограни­ чен специальным фасонным брусом 9, который выпол­ нен с уклоном по вогнутой сфере в сторону бассейна для увеличения скорости обмена стекломассы. За огнеупор­ ной стенкой 4 расположено перемешивающее устройст­ во— лопастная керамическая мешалка 10, укрепленная на штанге 11. Замена мешалки производится через ок­ но 12.

Питание стекломассой вакуумных машин небольшой производительности (одноформовых) производится не­ посредственно из выработочной части ванной печи.

178

Стеклоформующие вакуумно-выдувные машины средней производительности (трехформовые) засасыва­ ют стекломассу из особого питателя — кармана, при­ строенного к выработочной части ванной печи, представ­ ляющего собой шамотный подковообразный желоб шириной около 200 мм и глубиной 150 мм. Для поддер­ жания нужной температуры желоб снабжен хорошей те­ пловой изоляцией. При не­ обходимости его обогревают вспомогательной горелкой.

§ 40. Механизированная выработка дротового стекла

Дроты (трубки и штабики) используют для изгото­ вления многих стеклянных изделий — химических ла­ бораторных приборов (хо­ лодильники, бюретки, пипет­ ки и др.), электро- и радио­ ламп, шприцев, ампул для медикаментов, термомет­ ров, а также бус и елочных украшений.

Трубки и штабики в за­ висимости от назначения изготовляют из стекла раз­ нообразных составов — от обычных щелочных до туго­ плавких, химически и тер­ мически устойчивых. Об­

щим требованием для всех

_____ ___

составов дротового стекла является устойчивость против кристаллизации при по­ вторных нагревах, так как

изделия из дротов изготовляют на стеклодувных го­ релках.

Механизированная выработка дротового стекла осу­ ществляется способом вертикального и горизонтального вытягивания.

Вертикальное вытягивание дротов ведется через ло­ дочку по методу С. И. Королева. По этому методу стек­ ломасса из ванной печи поступает в подмашинную ка­ меру 1 (рис. 70), имеющую площадь около 1000Х Х800 мм и высоту около 750 мм. Подмашинная камера ограничена шамотными мостами 2. На поверхности стек­ ломассы подмашинной камеры находится погруженная на определенную глубину прямоугольной формы шамот­ ная лодочка 3 с круглым отверстием — щелью. Для вы­ тягивания штабиков используется такая же лодочка, что и для вертикального вытягивания листового стекла, только форма щели соответствует сечению вытягиваемо­ го штабика и может быть круглой, квадратной, оваль­ ной и многогранной. Лодочка для вытягивания трубок внутри щели имеет сердечник — сопло 4 для формования полости трубки. Внутри сопла имеется канал 5, через который в полость вытягиваемой трубки подается сжа­ тый воздух. Отформованная трубка охлаждается коль­ цевым холодильником 6. Над подмашинной камерой расположена шахта машины, высота которой около 5 м. Устройство для вытягивания дротов или штабиков со­ стоит из бесконечного ремня или бесконечных ролико­ вых цепей 7, на которых укреплены специальные захва­ ты-зажимы 8. В верхней части шахты машины располо­ жено отрезное устройство 9, состоящее из вращающего­ ся диска и отшибателя. Отрезанный дрот освобождается от захватов и по желобу направляется в приемный ло­ ток 10.

Методом С. И. Королева можно вырабатывать труб­ ки диаметром 3—30 мм. Диаметр и толщина стенки тру­ бок регулируются изменением отверстия и сопла лодоч­ ки, глубиной ее погружения, давлением вдувания в соп­ ло воздуха и скоростью вытягивания. Скорость вытяги­ вания трубок зависит от их диаметра и колеблется от 2 до 20 м/мин. Производительность машины по стекломас­ се 1 т/сутки.

Горизонтальное вытягивание дротов производится по методу, разработанному Даннером (рис. 71). Это наи­ более распространенный способ механизированной выра­ ботки дротового стекла.

Стекломасса из студочной части ванной печи 1 по­ ступает в небольшую обогреваемую выработочную ка­ меру (муфель) 2 и стекает непрерывной струей по на­ клонному лотку 3 на вращающийся вокруг своей оси

180

шамотный мундштук 4, установленный под углом 10—20°. Количество стекломассы, подаваемой на лоток, регулируется шамотным шибером. Мундштук насажен на вращающуюся (4—12 об/мин) трубу из жароупор­ ной стали. Через эту трубу подводится сжатый воздух, необходимый для выдувания трубки, а также регулиро­ вания положения мундштука (его подъема, опускания).

Рис. 71. Схема установки для горизонтального вытягивания дротового стекла

Благодаря вращению мундштука и подаче воздуха в его внутренний канал стекающая с его конца стекломасса образует полое грушевидное тело — луковицу 5, перехо­ дящую в бесконечную трубку 6. Тянульную машину 7 для вытягивания устанавливают в зависимости от вы­ тягиваемого дрота на расстоянии 6—40 м от выработан­ ной камеры печи. Тянульные машины бывают двух ти­ пов— ленточные и цепные. Ленточные машины приме­ няют для выработки трубок диаметром до 10 мм при скорости вытягивания 160 м/мин, а цепные — при ско­ рости вытягивания 30—40 м/мин. При пуске машин сте­ кающую с мундштука стекломассу захватывают, оття­ гивают и подают к вытягивающему механизму, который и продолжает вытягивание дрота. Отформованный дрот движется по роликовому конвейеру в асбестированном кожухе (отжигательный канал).

Диаметр и толщина стенок трубок зависят от количе­ ства подаваемой стекломассы, давления воздуха,‘скоро­ сти вытягивания и угла наклона мундштука. Методом горизонтального вытягивания можно вырабатывать трубки диаметром 2—50 мм. Дроты диаметром до 10 мм не отжигают и непосредственно после вытягивания на­ правляют на отбраковку и калибровку.

Температурный режим выработки трубок методом горизонтального вытягивания определяется составом стекла и диаметром трубки.

181