Підготовка борної кислоти
Борна кислота поступає у м’яких контейнерах і не потребує додаткової підготовки. Матеріал із відсіку складу подається на піддоні тельфером на вагову, де розтарюється і дозується у відповідності з рецептом лабораторії.
Підготовка склобою
Під час виробництва медичного скла утворюється 20 – 30 % бою, який повторно використовується під час варіння скломаси. Бій скла, що утворюється на різних ділянках технологічного процесу, збирають в бункери і, після відповідної обробки, використовують для варіння скла. Обробка склобою включає промивку, подрібнення в щоковій дробарці.
3.3 Дозування компонентів та приготування шихти
В підготовлені сировинні матеріали не допускається потрапляння відсіяних часток інших включень.
Температура сировинних матеріалів: піску, крейди, які йдуть на приготування шихти, повинна бути не вище 60 0С. Інші компоненти, які не підлягають тепловій підготовці, подаються на дозування при температурі навколишнього середовища.
Зважування компонентів і подача їх у змішувач здійснюється в наступній послідовності: пісок зважується в першу чергу, потім у змішувач, що обертається, подається вода в кількості 4 л під час використання борної кислоти. На зволожений пісок у змішувач подаються інші компоненти шихти у наступній послідовності: сода, борна кислота, крейда, каолін, поташ, сульфат натрію. Тривалість циклу змішування компонентів – 12 хвилин.
Після закінчення циклу змішування сипуча шихта потрапляє в кюбель. Для забезпечення контролю якості шихти кюбель підкочується на візку в зону дії монорельса і електротельфером встановлюється на майданчику для проведення лабораторного аналізу. Сипуча шихта, яка готується на борній кислоті, після змішувача подається безпосередньо в бункер екструдера, не потрапляючи в зону дії монорельса.
Сипуча шихта, яка пройшла аналіз, після заключення лабораторії про її якість, подається тельфером в бункер, який знаходиться над екструдером для гранулювання.
З бункеру сипуча шихта подається в блок підготовки, де вона додатково перемішується. Однорідна сипуча шихта потрапляє в екструдер, під час вільного падіння зволожується водою через форсунки до набуття нею пластичності. Сюди ж подається пар під тиском дві атмосфери (196,2 КПа) або гаряча вода з розмежувального бачка.
Перемішуючись лопатями змішувача блоку екструзування, сипуча шихта, стаючи однорідною по вологості, рівномірно поступає у вузол пластифікації. З вузла пластифікації гаряча пластифікована шихтова маса поступає у вузол екструзування, який складається із випарної лопаті і філь’єри, де екструзується в гранули діаметром 10 – 12 мм, довжиною 20 – 50 мм.
Гранули шихти далі поступають на сітку сушильного конвеєра, де при температурі 530 – 550 0С сушаться до вологості не більше 6 %. Із сушильного конвеєра системою елеватора і конвеєрів гранули шихти подаються до скловарних печей.
Гранули шихти з використанням борної кислоти сушать при температурі 50 – 65 0С до вологості 8 – 9 %.
Скляний бій повинен бути розміром не більше 50 мм, чистим, не забрудненим боєм скла іншої марки та іншими включеннями.
Скляний дріт, який був не прийнятий ВТК, в пучках на ручних візках підвозиться до приймального отвору подрібнюючого вузла і вручну завантажується в роторну дробарку. Чистий бій, у вигляді відходів виробництва цехів по переробці склодроту доставляється до вузла подрібнення і завантажується в дробарку.
Подрібнений склобій ковшовим елеватором подається в бункер над дозувальними вагами, які розміщені над стрічковим конвеєром, що транспортує екструзовану шихту. Відважування бою здійснюється на шихту через 12 хвилин по звуковому сигналу у відповідності із циклом змішування і екструзування автоматично.
Шихта зі склобоєм поступають в ковшовий елеватор, яким подаються на конвеєр з плужковими скидувачами, що доставляє їх в бункери завантажувачів шихти. Запас шихти і бою в бункерах двохзміний.
3.4 Завантажування шихти
Завантаження шихти у скловарну піч здійснюється за допомогою механічних завантажувачів плунжерного типу. Принцип дії завантажувача полягає в регулярному проштовхуванні порцій шихти і бою за рахунок зворотно-поступового руху плунжера. Шихту завантажують по всьому фронту завантажувального кармана, ширина якого у сучасних печах практично дорівнює ширині печі. Для спрощення конструкції та обслуговування завантажувачів, їх встановлюють 5 – 6 поряд. Режим живлення печі шихтою та боєм виконується у відповідності до витрат скломаси на виготовлення виробів. Годинна подача шихти та бою в піч повинна точно відповідати з’єму скломаси. Співвідношення завантаженої шихти і склобою повинно знаходитися в межах шихти-бою 70 – 30 %. Відхилення від встановленого співвідношення не повинно перевищувати ± 5 %.
Якщо об’єм подачі шихти буде відрізнятися від з’єму скломаси, то це приведе до коливання рівня дзеркала в печі. В свою чергу це негативно впливає на стан футерівки і якість скломаси, що виробляється. Коливання рівня скломаси повинні знаходитися в межах ± 0,5 мм.
Для підтримки постійного рівня скломаси завантажувальними працюють в автоматичному режимі і пов’язані з рівнеміром „клюючого” типу.
3.5 Технічна характеристика обладнання складового цеху
Кран грейферний. Призначений для подачі піску, крейди в приймальні бункери ліній переробки. Вантажоємкість – 5,0 т; проліт – 13,5 м; висота підйому
– 7,5 м; установлена потужність – 43,2 кВт.
Живильник лотковий ПЛ-33. Призначений для подачі піску в сушильний барабан та крейди в щокову дробарку. Продуктивність – 60 т/год; робоча ширина – 750 мм; установлена потужність – 2,8 кВт.
Конвеєр стрічковий КЛС-500. Призначений для подачі піску в сушильний барабан, сировинних матеріалів в змішувач, екструзивної шихти в бункери завантажувачів. Продуктивність – 60 т/год; установлена потужність – 0,75 кВт. Сушильний барабан. Призначений для сушки піску, крейди. Продуктивність – 2 т/год; кількість обертів – 4,5 – 6,3 об./хв.; установлена потужність – 5,5 кВт.
Елеватор ковшовий ЕЛМ-250. Призначений для подачі сировинних матеріалів, склобою, шихти. Продуктивність – 12 м3/год.; установлена потужність – 2,8 кВт.
Сито-бурат.Призначений для просіювання піску, крейди. Продуктивність – 0,6 т/год.; установлена потужність – 0,6 кВт.
Щокова дробарка СМ-11Б. Призначена для подрібнення крейди. Продуктивність – 19 м3/год.; установлена потужність – 28 кВт.
Молоткова дробарка СМ-218 М. Призначена для подрібнення крейди. Продуктивність – 12 м3/год.; встановлена потужність – 17 кВт.
Перетирочна машина. Призначена для подрібнення соди. Продуктивність – 0,5 т/год.; установлена потужність – 4,5 кВт.
Сито-трясучка. Призначена для просіювання сировинних матеріалів. Продуктивність – 0,5 т/год.; установлена потужність – 2,2 кВт.
Ваги РП-1Г13 (М). Призначені для дозування компонентів шихти і скляного бою. Інтервал зважування 25 – 500 кг.
Тарілчастий змішувач СТ-700. Призначений для приготування шихти. Продуктивність – (10 – 12) т/год.; установлена потужність – 17 кВт.
Тельфер ТЕ-1-521. Призначений для подачі сульфату та поташу на дозування, кюбелів із шихтою для створення буферного запасу, в бункер блоку підготовки екструзованої шихти. Вантажоємкість – 1 т.; висота підйому – 12 м; установлена потужність – 2,5 кВт.
Прес брикетування. Призначений для приготування екструзованої шихти. Продуктивність – 2,5 т/год.; установлена потужність – 20 кВт.
Стрічкова сушарка. Призначення для сушіння екструзованої шихти. Продуктивність – 2,5 т/год.; установлена потужність – 4,5 кВт.
Завантажувач шихти ЗШ-2. Призначений для завантажування шихти і склобою. Продуктивність – 2,7 т/год.; установлена потужність – 17 кВт.
3.6 Розрахунок шихти
Завод випускає 10 млн. штук виробів на рік. Продуктивність роботи скловарної печі між капітальним ремонтом залежить від конструкції печі, складу шихти, якості вогнетривів, що застосовують, газового режиму, температури варіння шихти, системи охолодження та інших факторів, які впливають на зношування вогнетривів. Міжремонтний період для печей складає 3 – 5 років. Тривалість холодного ремонту 40 днів. Тоді загальна кількість робочих днів печі в рік складатиме:
(3 365 – 40) / 3 = 351 день.
Розраховуємо продуктивність заводу в добу:
Вага однієї ампули – 2г.;
за рік – 2 10-6 10 106 = 20 т скла;
за добу 20 / 351 = 0,057 т скла;
за зміну 0,057 / 3 = 0,019 т скла.
Хімічний склад сировинних матеріалів для виготовлення скла наведений у таблиці.
| Назва | Склад оксидів, мас. % | ||||||
| SiO2 | B2O3 | Al2O3 | Na2O | К2О | СаО | MgO | |
| УСП-1 | 74 | 8.3 | 5.4 | 7.9 | 1 | 1 | 8 |
Таблиця 3.6.2 – Хімічний склад сировинних матеріалів для виробництва медичного скла
| Матеріал | Вміст оксидів, мас. % | ||||||||
| SiO2 | B2O3 | Al2O3 | Fe2O3 | Na2O | K2O | CaO | MgO | в.п.п | |
| Пісок | 98,64 | 0,44 | 0,65 | 0,27 | |||||
| Каолін | 46,35 | 36,7 | 0,52 | 1,18 | 15,25 | ||||
| Кальцинована сода | 58,5 | 41,5 | |||||||
| Крейда | 1,78 | 1,0 | 0,27 | 54,33 | 42,62 | ||||
| Борна кислота | 98,6 | 1,4 | |||||||
| Поташ | 68,2 | 31,8 | |||||||
| Доломіт | 0.05 | 32 | 19 | 48.95 | |||||
Необхідно розрахувати шихту для виготовлення скла в кількості 0,057 т.
Na2O вводиться у склад скла содою. Її кількість у шихті визначаємо так:
100 мас.ч. соди містить 58,5 мас.ч. Na2O
х мас.ч. соди треба взяти для введення 7,9 мас.ч. Na2O