В случаях, когда влажность песка превышает 4–4,5%, его сушат обычно в сушильных барабанах, хотя применяют и другие устройства (шахтные, трубчатые и другие сушилки).
Для удаления из песка крупных зерен и включений его просеивают (грохочение), что является обычно вспомогательным процессом при обогащении. Для просеивания песка применяют вибрационные, барабанные и другие грохоты с ситами, имеющими 81 отв./см2.
Подготовка доломита, известняка и мела включает в себя дробление, сушку, помол, просеивание, магнитную сепарацию.
Дробление производят в щековых дробилках до кусков величиной 25–35 мм.
Сушку осуществляют в сушильных барабанах при температуре не выше 400–450 °С (так как в противном случае может начаться разложение известняка или мела).
Приготовление стекольной шихты. Стекольную шихту приготовляют путем тщательного перемешивания предварительно подготовленных и строго отвешенных (отдозированных) порций сырьевых материалов.
Шихта должна быть строго однородной по своему составу, т.е. в каждом участке шихты соотношение сырьевых материалов должно быть одинаковым и соответствовать заданному рецепту. Допустимые отклонения по весу отдельных компонентов от заданного состава не должны превышать:
Сода............ ………………… 1,00%
Сульфат...... ………………… 1,00%
Доломит и известняк в сумме……… 1,00%
Влажность... ………………… 0,50%
Влажность содовой шихты должна быть 2–4%, а сульфатной 5–7%.
Шихту приготовляют в составных цехах, работающих по вертикальной схеме. По этой схеме бункера с сырьевыми материалами располагаются в один ряд. Емкость каждого бункера определяется суточной потребностью завода в каждом компоненте. Под каждым бункером смонтирован автоматический весовой дозатор. Под дозаторами устанавливают ленточные транспортеры.
Вначале отвешивается песок, который при помощи транспортера направляется в смеситель. После этого туда подается строго отмеренное количество воды из дозатора. Через определенное время, необходимое для равномерного увлажнения песка, отвешивают и подают в смеситель доломит, известняк и соду. Отдозированные сульфат и уголь при помощи транспортера направляются в смеситель. Готовая сульфатоугольная смесь транспортеромподается в общий смеситель.
После перемешивания готовая шихта самотеком подается в расходные бункера.
Для перемешивания шихты широкое распространение на стекольных заводах получили скоростные тарельчатые смесители периодического действия, обладающие высокой производительностью и обеспечивающие достаточную гомогенизацию шихты. Применяются также смесители барабанного типа.
Варка стекла.
Шихту следует загружать в печь в виде гряд или небольших кучек высотой 100–250 мм.Такая подача обеспечивается при помощи механических питателей с несколькими отдельными бункерами и столами, расположенными по ширине загрузочного отверстия (кармана).
Варка стекла производится в ванной стекловаренной регенеративной печи непрерывного действия с поперечным направлением пламени. Для отопления печи используют природный газ.
Варка стекла является процессом многостадийным превращения твердых сырьевых материалов в жидкую стекломассу.
Процесс варки стекла состоит из 5 стадий:
· силикатообразование;
· стеклообразование;
· осветление;
· гомогенизация;
· студка.
Стекловарение протекает при высоких температурах 1400–1500оС в движущейся вязкой среде (стекломассе) переменного и сложного состава и зависит от состава стекла, условий теплообмена, характера движения стекломассы и газов.
Силикатообразование – компоненты шихты взаимодействуют и претерпевают физические и химические изменения. К концу стадии большинство газообразных веществ из шихты улетучивается, основные химические реакции между компонентами шихты заканчиваются, шихта превращается в спекшуюся массу, состоящую из силикатов и кремнезема. Для натрий-кальций-силикатных стекол стадия завершается при температуре 900…1150 °С. Повышение температуры ускоряет силикатообразование;
стеклообразование – начинается плавление спекшейся массы, взаимное растворение компонентов и кремнезема. К концу стадии стекломасса становится прозрачной, без непроверенных частиц шихты, однако она еще пронизана большим числом пузырей и свилей, содержит не растворившиеся зерна кремнезема и продолжает оставаться химически неоднородной. Обычно эта стадия завершается при температуре 1150…1250 °С. Повышение температуры, применение перемешивания ускоряют процессы стеклообразования;
осветление – стекломасса, становясь менее вязкой, освобождается от видимых газообразных включений. Стадия заканчивается при 1450…1550 °С и вязкости стекломассы 7…20 Па-с. Осветление ускоряется при повышении температуры, уменьшении толщины слоя стекломассы, добавке осветлителей, бурлении;
гомогенизация – стекломассу выдерживают при высоких температурах или перемешивают. К концу стадии она освобождается от свилей и становится однородной. Обычно гомогенизация протекает одновременно с осветлением;
охлаждение – температуру стекломассы снижают на 200…300 °С, чтобы получить необходимую для выработки изделий вязкость.
Охлаждение стекломассы производится с помощью введенных в стекловаренную печь водяных холодильников, мешальных устройств и подачи воздуха в подсводовое пространство студочного бассейна.
После прохождения всех выше перечисленных процессов стекломасса поступает на формование ленты стекла. Формование ленты осуществляется в ванне расплава. Ванна расплава представляет собой тепловой агрегат, содержащий слой расплавленного металла (олова), защитную восстановительную атмосферу, средства подачи и формования стекломассы, вывода ленты стекла из ванны расплава, КИП.
Ванна расплава имеет огнеупорную футеровку, выполненную из шамотных брусьев. Огнеупоры свода крепятся к раме кожуха. Срок службы огнеупоров ванны расплава до капремонта не менее 10 лет.
Процесс формования ленты стекла на расплаве металла включает следующие стадии:
· регулируемую подачу стекломассы на поверхность расплавленного металла;
· активное формование;
· охлаждение готовой ленты.
По длине ванна расплава разделена на 16 технологических зон, из которых 8 широких (с 1ой по 8ую зоны), 3 средних (с 9ой по 11ую зоны) и 5 узких (с12ой по 16ую зоны).
В боковых стенках кожуха свода имеются окна для вставки и выемки нагревателей. В боковых стенках между бассейном и подвесной стеной имеется промежуток, заполненный герметизирующими вставками. Основное тепло в ванну вносится стекломассой поступающей из стекловаренной печи. Регулирование температуры в процессе формования ленты стекла осуществляется сводовыми электрическими нагревателями, расположенными на специальной керамике. Для защиты олова от окисления используется защитный газ (смесь азота и водорода), находящийся в ванне под небольшим избыточным давлением. Количество кислорода в защитном газе не должно превышать 0,0001%. Вывод ленты стекла из ванны расплава осуществляется с перегибом при поднятии ленты стекла на приемные валы шлаковой камеры.
Шлаковая камера является промежуточным конструктивным элементом между ванной расплава и печью отжига. Ее основное назначение – защита выходного отверстия ванны от проникновения кислорода в ванну и осуществления выравнивания температуры и предварительного охлаждения ленты перед отжигом.
В шлаковую камеру, под второй и третий вал под углом к образующей вала подается сернистый газ. Обработка стекла сернистым газом производится с целью защиты поверхности стекла от повреждения на валах печи отжига и предотвращает загрязнение валов оксидами, выносимыми нижней поверхностью ленты стекла.
Толщину и скорость формования ленты стекла регулируется с помощью растягивающих устройств.
После формования лента стекла проходит отжиг. Отжиг ленты стекла осуществляется в печи отжига, имеющий корпус, футерованный теплоизоляцией, и снабженный системой транспортирования и охлаждения ленты стекла, электрообогревом и КИП. Процесс отжига листового стекла включает следующие основные стадии:
· предварительное охлаждение;
· ответственный отжиг;
· ускоренное охлаждение.
Печь отжига обеспечена системой автоматического аварийного переключения приводов на питание от аккумуляторной батареи.
Конвейеры транспортировки ленты и листов стекла имеют скорости, соответствующие скорости перемещения ленты стекла в печи отжига и обеспечивающий его транспортировку в широком диапазоне скоростей выработки. Раскрой ленты стекла на листы проводится с точностью, соответствующей ГОСТ 111–2001 и технических условий на вырабатываемую продукцию.
Концевые операции:
· раскрой стекла на форматы на конвейере
· отрезка и отломки бортов на конвейере;
· поворот листа стекла на 90о;
· контроль качества листов стекла на конвейере;
· упаковка листов стекла, хранение и отгрузка.
Нанесение прокладочного материала, укладка, маркировка и упаковка нарезанного стекла осуществляется в соответствии с НТД в цехе.
Главным требованием ко всему технологическому оборудованию является надежность и непрерывность (бесперебойность) работы.
2.2 Режим работы предприятия
Отправным материалом для расчета технологического оборудования, потока сырья, состава персонала является режим работы цеха (предприятия). Он определяет количество рабочих дней в году, количество смен в сутки и рабочих часов в смене.
Режим работы устанавливается в соответствии с трудовым законодательством РФ.
При назначении режима работы предприятия необходимо обеспечить полное использование основных фондов и принять наибольшее количество рабочих смен в сутки.