Файл: Производство стеклянных волокон и тканей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 187

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Т а б л и ц а

9.1. Выделение тепла

установкой

при выработке непрерывного

стеклянного волокна диаметром 6 мкм

 

 

 

 

200-фильерный

сосуд

403-фильерный

сосуд

800-фильерный

с о с у д

 

 

Статьи расхода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ккал/ч

кет

%

ккал/ч

кет

%

ккал/ч

кет

%

Выделение

тепла

от электропечи

3500

4,0

42,0

4500

5,1

40,0

6300

7,20

39,0

в том числе

через

 

 

 

 

 

 

 

 

 

футеровку

 

 

730

 

 

930

 

 

940

 

 

фильерную

пластину

1370

 

 

1700

 

 

1790

 

 

загрузочные

трубки

470

 

 

470

 

 

470

 

 

охлаждение

волокон

930

 

 

1400

 

 

1800

 

 

Выделение

тепла

от электрооборудования

1300

1,5

15,0

1700

1,9

15,0

2600

3,0

16,0

Унос тепла

с водой

3600

4,1

43,0

5900

6,8

45,0

7400

8,4

45,0

в том числе от

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

токоподводов

2200

 

 

3000

 

 

4000

 

 

подфильерных холодильников

1000

 

 

2500

 

 

3000

 

 

трансформатора

400

 

 

400

 

 

400

 

 

И т о г о

8400

9,6

100,0

12100

12,8

100,0

17300

18,6

100,0


 

В процессе производства непрерывного

стеклянного волокна вся

подводимая

к

установке

электрическая

энергия превращается

в

тепло, выделяется в цех или уносится с водой. Расход тепла

установками

с

200-, 400-

и 800-фильерными сосудами приведен:

в

табл. 9.1.

 

 

 

 

Из таблицы видно, что выделения тепла в цех составляют при­ мерно 55% всего расхода тепла, причем основная часть приходится на выделение тепла от электропечи и довольно значительная часть от электрооборудования. Это свидетельствует о несовершенстве применяемого оборудования.

Рис.

9.4.

Схема автоматической

загрузки стеклянных

шариков:

1 — расходный бункер; 2 — стеклянные

шарики;

3 — питающие

ручьи;

4 — з а ­

щелка

дозатора;

5 — дозатор; 6 — отсекатель;

7 — стеклоплавильный

с о с у д ;

8 — датчик

уровня;

9 — д е р ж а т е л ь иглы; 10 — регулятор уровня;

/ / — электро­

 

 

 

магнит.

 

 

 

Следует отметить, что увеличение габаритных размеров фильерных пластин, связанное с ростом количества фильер, не приводит к пропорциональному росту выделения тепла в цех, поскольку воз­ растает отбор тепла подфильерными холодильниками.

 

 

СИСТЕМА

ЗАГРУЗКИ СТЕКЛЯННЫХ ШАРИКОВ

 

 

В

систему

автоматической

загрузки

стеклянных

шариков

(рис. 9.4) входят: расходный

бункер /, дозатор 5,

питающие ручьи

3 и датчик уровня стекломассы 8. Бункер

периодически

заполняет­

ся

стеклянными

шариками.

На

СПА-6с

один

бункер

емкостью

10

кг

стеклянных

шариков

обслуживает

одну

электропечь, на

СПА-Зс — две печи. В связи с этим емкость бункера на СПА-Зс до­ ведена до 70 кг. Через отверстие в дне бункера шарики поступают в питающие ручьи. Для предупреждения образования сводиков на входе в отверстия ручьев бункер, обслуживающий СПА-6с, имеет качающееся дно, а на бункере к СПА-Зс предусмотрен поворотный

155


поддон. Качание дна бункера осуществляется

двумя

приводами,

по одному

на каждую сторону

агрегата.

Поддоны

бункера

к СПА-Зс приводятся в движение индивидуальными

двигателями.

Мощность

их должна обеспечивать

возвратный

поворот

поддона.1

На СПА-6с каждая установка снабжена двумя питающими ручья­ ми, на СПА-Зс — тремя. На каждом ручье имеется дозатор с отсекателем 6 и защелкой 4. Отсекатель и защелка приводятся в дви­ жение электромагнитом 11 или двигателем. Изменяя расстояние между отсекателем и защелкой, регулируют количество шариков (один, два или три), поступающих через каждый ручей в сосуд. При снижении уровня стекломассы в сосуде датчик уровня 8 пода­ ет сигнал через регулятор уровня 10 приводу дозатора. Отсека­ тель 6 приподнимается, защелка 4 одновременно опускается. Ша­ рики, находящиеся между ними, проходят по ручьям в сосуд. После небольшой выдержки, достаточной для прохождения шариков, от­

секатель возвращается

приводом дозатора в исходное

положение,

а защелка выходит из

ручья, при этом столб шариков

опускается

до отсекателя. Уровень стекломассы в сосуде после

попадания

в него шариков возрастает, и регулятор отключает дозатор до сле­ дующего снижения уровня. Если датчик уровня продолжает пода­ вать сигнал, то происходит повторная загрузка шариков. Частые повторные загрузки свидетельствуют о плохой наладке регулятора уровня либо о недостаточной плавильной способности сосуда.

Требуемый уровень стекломассы в сосуде устанавливается с по­ мощью держателя иглы 9, позволяющего поднимать или опускать иглу на необходимую высоту и закреплять ее в этом положении. Разогрев фильерной пластины в ряде случаев изменяют соотноше­ нием количества шариков, поступающих при одной загрузке в раз­ ные трубки. Следует помнить, что несимметричное питание сосуда стеклянными шариками дает эффект только при непрерывной рабо­ те установки. Подобная загрузка при повышенных простоях из-за обрывности или вследствие других обстоятельств является причи­ ной нестабильности температурного режима и других параметров работы печи.

В связи с созданием малогабаритных высокопроизводительных сосудов резко повысились требования к надежности загрузочных устройств, поскольку даже небольшие перебои с загрузкой шари­ ков приводят к быстрому снижению уровня стекломассы и длитель­ ным нарушениям теплового режима сосудов. Конструкция узлов загрузки и дозировки шариков на СПА-бс и СПА-Зс (особенно бункеров) не удовлетворяет высоким требованиям, и при последую­ щей модернизации оборудования система загрузки должна быть усовершенствована.

СИСТЕМА ПОДАЧИ И НАНЕСЕНИЯ ЗАМАСЛИВАТЕЛЯ

Замасливатель по трубопроводам из отделения его приготовле­ ния перекачивается в бак с мешалкой для хранения замасливателя, находящийся на верхней площадке стеклопрядильных агрегатов.

156


На

СПА-6с один бак устанавливается на

несколько агрегатов.

На

СПА-Зс имеется по два бака на каждом

агрегате. Из баков по

системе трубопроводов замасливатель подводится к каждой сек­ ции отдельным патрубком, соединенным резиновым шлангом с за­ масливающим устройством. На СПА-Зс оба бака снабжены само­ стоятельными параллельными системами подачи замасливателя, что дает возможность централизованно подавать два вида замасли­ вателя на один агрегат.

В промышленности применяются два типа замасливающих уст­ ройств — роликовые и валковые. Роликовые замасливающие

Рис. 9.5. Роликовое замасливающее устройство:

/ — ролик; 2— лоток; 3— трубка; 4 игольчатый клапан; 5 — ш а р н и р ; 6 — д е р ж а т е л ь .

устройства (нитесборники) состоят из металлического ролика 1 с Ѵ-образной канавкой (рис. 9.5), лотка 2, по которому через труб­ ку 3 подается замасливатель, игольчатого клапана 4 для регули­ ровки количества подаваемого замасливателя, держателя 6 и шар­

нира 5 для крепления и установки положения ролика в подфильер-

ной зоне. Ролик нитесборника обтягивают

двумя слоями

ткани.

Первоначально

крепится

хлопчатобумажная

тесьма или

байка,

поверх нее укладываются

полоски сатина или трикотажа (для ни­

тей толщиной

18 текс и более), вырезанные

из ткани в диагональ­

ном направлении. При укладке материала складки и морщины не

допускаются. Замасливатель каплями подается на лоток, стекает вниз и пропитывает ткань. Расход его составляет 0,3—0,8 л/кг волокна.

Для нанесения замасливателя и сбора волокон в нить в про­ мышленности начали применять графитовые ролики. Замаслива­ тель на них подается изнутри. Графитовые ролики работают без подкладочных материалов. Качество склейки волокна в значитель­ ной степени зависит от формы и состояния канавки и в меньшей степени — от структуры графита. Срок службы графитового роли­ ка 20—40 дней. При возрастании обрывности в лотке ролик заме­ няют новым.

Стеклянные волокна покрываются замасливателем и форми­ руются в нить при прохождении через слой замасливателя на роли­ ковом нитесборнике. Равномерность распределения и количество

157


замасливателя, увлекаемого волокнами, определяются степенью смачивания волокна замасливателем, глубиной погружения воло­ кон, продолжительностью контакта, а также величиной капилляр­ ных сил, возникающих в нити. Толщина слоя замасливателя может достигать 2—3 мм. Продолжительность контакта волокон с рабочей поверхностью нитесборника в зависимости от скорости вытягивания волокна и длины контактной поверхности составляет 10~2— 10~4 сек. Величина капиллярных сил F рассчитывается по урав­ нению

2ѵ cos Ѳ

(9.1>

F = — r

где у — поверхностное натяжение замасливателя; Ѳ — краевой угол

смачива­

ния; г — радиус капилляра .

 

Волокнистую систему нельзя рассматривать как простую сумму линейных капилляров с одинаковым поперечным сечением. Сече­ ние каналов между волокнами не круглое, причем площадь сечения по длине одного и того же канала может изменяться в широких пределах. Большинство каналов не закрыто с боков и имеет от­ ветвления.

Скорость пропитки подсчитывается, исходя из разности капил­

лярного и гидростатического напоров, по уравнению

Пуазейля.

Если пренебречь силой тяжести, скорость пропитки

и п р

можно

рассчитать по формуле

 

 

2yr cos Ѳ

 

(9.2)

8т|А

 

 

 

где т) — вязкость замасливателя и Л — высота подъема замасливателя

в капил ­

л я р е радиуса г .

 

 

При разработке состава замасливателей следует учитывать, что скорость пропитки возрастает с увеличением поверхностного на­ тяжения, краевого угла смачивания системы волокно — замасливатель и уменьшается с ростом вязкости замасливателя.

При подборе диаметра ролика нитесборника и угла его охвата следует иметь в виду, что с уменьшением диаметра волокна ста­ новятся меньше радиус капилляров в нити и скорость ее пропитки.

Суммарное содержание замасливателя и влаги в свеженамотанной нити достигает 10%- При этом замасливатель покрывает волокна пленкой переменной толщины, а в ряде случаев распре­ деляется отдельными каплями. Содержание замасливателя на 0,5-метровых отрезках нити колеблется от 0,5 до 7%. Среднее со­ держание замасливателя на 100-метровых отрезках нити находит­ ся в пределах от 1,5 до 3%.

При скольжении нити по поверхности подкладочного материала или графита, смоченной замасливателем, возникает сила трения скольжения, которая зависит от ряда факторов. Коэффициент тре­

ния

стеклянной нити по различным материалам зависит от

соста­

ва

замасливателя. Минимальное значение коэффициента

трения

было зафиксировано, когда в качестве замасливателя применялась

158