Ванные печи для производства листового стекла имеют удельный съем стекломассы от 600 до 1300 кг/м2сварочной площади в сутки. Удельный расход тепла 3000–3500 ккална 1 кгстекломассы (12,5–14,6 кДж/кг).
Тепло от сжигания топлива в ванных печах передается шихте и стекломассе только через зеркало стекла. При такой передаче стекломасса получает не более 35% от всего количества тепла, выделяемого при сжигании топлива. Кроме того, большое количество тепла теряется через ограждающие поверхности рабочей камеры и с отходящими газами. В результате тепловой коэффициент полезного действия печей не превышает 25%.
Формование стеклянных изделий из расплавленной стекломассы называют выработкой. Выработка листового стекла по способу производства может быть прокатным, тянутым и на расплаве металла – олова (флоат-способ). Поверхности листового стекла могут быть полированными и неполированными.
Способом прокатки изготовляется сырое, узорчатое, армированное стекло, а также облицовочное – марблит.
Прокатка стекла может осуществляться периодической прокаткой катком на литейном столе и непрерывной прокаткой между вальцами.
Прокаткой катком изготовляется стекло толщиной от 7 до 60 мм. Прокатные столы делаются из чугуна длиной до 9,0 мшириной 4–5,0 м; катки – диаметром около 0,75 м.
При этом способе стекломасса поступает в прокатную машину из выработочной части стекловаренной печи по сливному порогу и проходит к прокатным вальцам. Зазор между вальцами регулируется в зависимости от толщины прокатываемого стекла. Лента стекла после прокатки поступает на плиту и затем на рольганг, с которого она направляется в лер для отжига.
Способом вытягивания изготовляют листовое стекло, трубы и стекловолокно. Листовое стекло подразделяется па оконное, витринное, фотостекло, цветное и полированное.
Способ вытягивания. Выработка листового стекла вытягиванием может осуществляться лодочным, безлодочным и горизонтальным способами.
Лодочный способ заключается в том, что лента стекла вытягивается через щель специального шамотного поплавка (лодочку), погруженного на некоторую глубину в расплавленную стекломассу.
Чтобы вытянуть стекломассу через щель, в нее опускают сверху специальную металлическую рамку («приманку»), а затем поднимают ее вверх. Стекломасса прилипает к приманке и, двигаясь вслед за ней кверху, вытягивается в виде ленты.
Для успешного осуществления такого процесса формования стекломасса должна обладать строго определенными свойствами (вязкостью, величиной сил поверхностного натяжения, скоростью затвердевания), находящимися в зависимости от химического состава и температуры. Обычно вытягивание стекла лодочным способом производится в температурном интервале 930–980° (температура луковицы). При этой температуре стекломасса обладает оптимальными значениями указанных свойств. Чтобы вытянутая из щели лодочки стекломасса не растекалась, ее непосредственно над лодочкой охлаждают.
В результате охлаждения лента должна настолько затвердеть, чтобы крутящиеся валики, передвигающие ее вверх, не оставляли на ней следов.
Для выработки листового стекла лодочным способом применяют машины непрерывного вертикального вытягивания, или, как их называют, машины ВВС.
При безлодочном вертикальном вытягиваниилента стекла формуется непосредственно со свободной поверхности стекломассы. При этом способе выработочный канал делают глубиной 1200 мм, а в передней его части устраивают противосвильный мост из шамотного бруса, заглубленный в стекломассу и перегораживающий канал по всей его ширине.
Основным недостатком этого способа является большая чувствительность его даже к небольшим нарушениям температурного режима.
Отжиг стекла производится непосредственно в вертикальных шахтах машин ВВС.
При безлодочном горизонтальномвытягивании лента стекла вначале формуется вертикально (аналогично вертикальному безлодочному способу). Затем, находясь еще в пластичном состоянии, лента огибает вал, меняет направление на горизонтальное и поступает на ролики, а затем в лер на отжиг. Перемена направления вытягиваемой ленты с вертикального на горизонтальное создает направленность потока и обеспечивает более лучший отжиг при высокой скорости вытягивания. При этом способе выработочный бассейн глубиной 200 ммсоединяется с ванной печью промежуточной камерой глубиной 450 мм.
Одной из особенностей горизонтального вытягивания является возможность производства тонкого стекла (0,6 мм)при высоком качестве. Этот способ является также одним из наиболее производительных. Скорость горизонтального вытягивания одинарного двухмиллиметрового стекла достигает 140 м/ч.
Полированное стекло получают из сырого прокатного или тянутого стекла путем шлифовки и полировки его поверхностей. Стекло обладает хорошей прозрачностью без видимых оптических искажений. Полированное стекло подразделяется на зеркальное, витринное и техническое и применяется для изготовления зеркал, остекления витрин, а также в мебельной промышленности, в автомобилестроении, самолетостроении, судостроении и т. п.
Разработан также конвейерный способ полирования ленты стекла на поверхности расплавленного металла – олова и сплавов с преобладающим содержанием олова (флоат-способ). Принцип такой полировки состоит в следующем: стекломасса из обычной стекловаренной печи поступает в прокатную машину,а затем по наклонной плите – в специальную ванну,в которой находится расплавленный металл. Основной агрегат, где на расплаве формуется лента стекла, – ванна олова. Регулируемое количество стекломассы в виде струи поступает из стекловаренной печи на поверхность расплавленного металла (олова) и, продвигаясь по ней, превращается в ленту стекла с огненно-полированными поверхностями. После стабилизации толщины ленты ее отжигают и охлаждают. Продолжительность цикла 2 ч с момента формования ленты до упаковки готового стекла.
Отличительная особенность способа двухстадийного формования состоит в том, что заключительная (вторая) стадия, выражающаяся в окончании процесса охлаждения и затвердевания стекла с одновременной фиксацией плоской формы и огненно-полированного характера поверхности, происходит уже за пределами ванны расплава на терморегулируемой газо-воздушной подушке, газовый фронт которой с постепенным понижением температуры удерживает ленту стекла в подвешенном состоянии.
В данном курсовом проекте в виду преимуществ был выбран способ формования ленты стекла на расплаве металла – олова (флоат-способ).
производство качество изделие смесь
2. Технологическая часть
2.1 Разработка технологии производства
Данная технология распространяется на листовое стекло, предназначенное для остекления светопрозрачных строительных конструкций, средств транспорта, а также изготовления стекол с покрытиями, зеркал, закаленных и многослойных стекол и других изделий строительного, технического и бытового назначения.
Подготовка сырьевых материалов. В настоящее время, как правило, основные сырьевые материалы, поступающие на стекольные заводы, не могут быть использованы для составления стекольной шихты без предварительной подготовки. Поэтому на большинстве действующих заводов имеются специальные составные цехи, в которых производится их обогащение, сушка, измельчение и просеивание.
При этом такие материалы, как известняк, доломит и мел, подвергают дроблению, сушке, помолу, грохочению и магнитной сепарации, а песок в дополнение к этим операциям часто требует более сложной обработки по его обезжелезнению.
В данном курсовом проекте было принято решение запроектировать использование магнитных валковых сепараторов на редкоземельных магнитах для обогащения и очистки песка, полевого шпата и других компонентов шихты от содержащегося в них железа.
Сепаратор представляет собой заключенный в корпус мини-конвейер с распределяющей системой подачи материала и устройством разделения потоков по магнитным свойствам. Основная часть сепаратора – ведущий магнитный валок с магнитной индукцией на его поверхности от 1,1 до 1,5 Тл. Редкоземельный магнитный валок используется как ведущий шкив, тонкая лента служит транспортирующим элементом и соединяет ролик с немагнитным ведомым шкивом. Транспортирующим элементом является тонкая, заполненная графитом кевларовая лента с внешним тефлоновым покрытием, которая обладает высокой износостойкостью и позволяет максимально снизить потери магнитной индукции. В результате магнитная индукция на поверхности рабочей зоны составляет от 1,0 до 1,7 Тл. Благодаря консольной конструкции один механик можетбыстро заменить ленту (на это затрачивается менее 5 мин). Сепаратор оснащен частотным приводом регулировки скорости прохождения сепарируемого материала, смотровым окном, отверстиями для аспирации и дистанционным пультом управления.
Сепарируемый материал подается вертикально на распределяющее вибрирующее устройство, создающее равномерный слой продукта в зоне действия магнитного поля. Движущейся лентой продукт переносится на магнитный ролик в зону сепарации. Когда сепарируемый материал входит в область действия магнитного поля, магнитные и (или) парамагнитные частицы притягиваются к валку, меняя тем самым свою траекторию движения, и отсекаются системой распределения потоков, а весь немагнитный материал продолжает движение по естественной траектории.
Редкоземельные валковые магнитные сепараторы в зависимости от технологических особенностей изготавливают в 1-, 2- и 3-уровневых версиях с немагнитным или магнитным повтором.