Файл: Производство стеклянных волокон и тканей..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 141

Скачиваний: 1

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

ся плотностью 0,5 г/см3. Различают соду природную, добываемую из озер, и искусственную, получаемую на химических заводах из хлорида натрия (поваренной соли) NaCl. Природная сода содер­

жит

до

15% примесей преимущественно в виде сульфата

натрия

Na2 S04 ,

хлорида натрия NaCl и нерастворимого остатка. Сода,

полученная

искусственно, содержит

только

NaCl (до 0,5%), поэто­

му

ее

в

основном

и применяют

в производстве

стекла

для

получения стеклянных волокон щелочного состава.

На

воздухе

сода поглощает водяные пары, вследствие чего ее

 

влажность

обычно составляет

2—5%.

 

 

 

 

 

 

 

Нефелиновый концентрат используется для введения в стекло

окислов

щелочных металлов Na2 0

и К 2 О .

Одновременно

с

нефе­

лином в стекло попадает двуокись кремния

Si0 2

и окись

алюминия

AI2O3. Этот материал применяется для производства

стеклянных

волокон

щелочного состава, в которых допускается

присутствие

окислов

железа.

 

 

 

 

 

 

 

 

Цирконовый концентрат используется

для

введения

в

стекло

двуокиси циркония Zr0 2 . Он представляет собой цирконовый сили­ кат Zr0 2 - Si0 2 , содержащий 60—65% Z r 0 2 и 35—40% Si02 . Этот материал применяется при производстве стеклянных волокон с по­ вышенной химической стойкостью.

Карбонат бария ВаСОз служит для введения в стекло окиси

бария ВаО. В стекло из него переходит 77,7% ВаО и

одновременно

улетучивается 22,3% С 0 2 .

ZnO. Исполь­

Окись цинка применяется для введения в стекло

зуется при получении щелочных химически стойких стеклянных волокон.

Марганцевая руда (концентрат марганцевой руды) служит для

введения в стекло окиси марганца. Содержание окислов

марганца

в концентрате руды составляет в пересчете на M n s 0 4

60—70%.

Используется при получении стеклянного волокна щелочного сос­ тава.

Вспомогательные материалы

Осветлители. Эти материалы добавляют к шихте для улуч­ шения условий выделения из стекломассы газовых пузырей, а так­ же для уменьшения количества растворимых в стекле газов. В ка­

честве осветлителей используются

трехокись мышьяка,

нитраты

натрия, кальция, калия и сульфат

натрия.

 

Т р е х о к и с ь м ы ш ь я к а As 2 0 3 представляет собой

порошок

белого или темно-серого цвета; содержание примесей в трехокиси мышьяка невелико. Ее добавляют в шихту одновременно с окисли­ телями (обычно-—нитратами металлов), которые при нагревании выделяют кислород. Как правило, в шихту добавляют 0,3—0,35% трехокиси мышьяка от массы сваренной стекломассы.

Н и т р а т к а л ь ц и я (кальциевая селитра) Ca(N0 3 ) 2 - 4H 2 0 . Для производства бесщелочного стеклянного волокна применяется технический нитрат кальция, предназначенный для удобрений и

38


содержащий не менее 26% СаО. Материал

представляет собой

чешуйки светло-коричневого цвета, легко поглощающие

водяные

пары

из воздуха (при этом нитрат кальция приобретает

вид жид­

кой

кашицы). При температуре выше 42°С

кальциевая

селитра

легко плавится и становится непригодной для помола и просева, при обычной температуре она легко растворяется в воде. Шихту увлажняют водным раствором нитрата кальция.

Н и т р а т к а л и я (калиевая селитра) KNO3 .представляет собой белый кристаллический порошок, склонный к комкованию. При нагревании калиевая селитра разлагается на окись калия, кислород и окись азота. Нитрат калия вводят в шихту при производстве

щелочного

стеклянного

волокна

в

количестве, соответствующем

содержанию в стекле 0,4—0,6%

К 2 О .

 

Н и т р а т

н а т р и я

(натриевая

селитра) NaN03 . Так же как

и нитрат калия, при нагревании

выделяет кислород;

используется

в качестве осветлителя

стекломассы

при производстве

стеклянного

волокна щелочного состава. Количество натриевой селитры, добав­ ляемой в шихту, соответствует содержанию в стекле 0,5—0,8% окиси натрия.

С у л ь ф а т

н а т р и я (обезвоженная глауберова

соль) Na2 S04

представляет

собой белый порошок, склонный к

комкованию.

Обычно сульфат натрия содержит 98—99% основного вещества и примеси: 0,03—0,5% NaCl и 0,02—1,6% MgS04 . В шихту вводится сульфат натрия в количестве, соответствующем содержанию в стек­ ле 0,4—0,5% Na2 0.

В связи с тем что эффект осветления при использовании суль­ фата натрия ниже, чем при использовании нитратов щелочных и

щелочноземельных

металлов,

он сравнительно редко применяется

для осветления

стекломассы.

 

 

Ускорители

варки вещества, которые интенсифицируют

про­

цессы при варке стекла, сокращают продолжительность

варки

стекла и улучшают его качество.

 

 

П л а в и к о в ы й

ш п а т

(флюорит) CaF2

представляют

собой

белый или темно-серый порошок (природный

или искусственный).

Материал содержит в зависимости от марки

от 70 до 97%

CaF2 .

В производстве стеклянного волокна применяется плавиковый

шпат

или флюорит марки не ниже Ф-92, содержащий не менее 92% CaF2 . Обычно для ускорения варки, улучшения осветления и ка­ чества стекла в шихту добавляют CaF2 в количестве, соответствую­

щем

содержанию в стекле от 0,7 до 2% СаО. Из-за летучести фто­

ра в

стекле остается

незначительное его количество (0,2—0,5%).

А м м о н и й н ы е

с о л и

(сульфат аммония

(NH 4 ) 2 S0 4 ,

хлорид

аммония N H 4 C I , нитрат аммония N H 4 N 0 3 ) . Эти соли иногда

приме­

няют

для ускорения

варки

и дополнительного

осветления

стекло­

массы. Соли вводят в шихту в количестве 0,5—1% от массы ших­ ты. Их используют только для специальных видов стекол, в которых не допускается присутствие окиси кальция и окислов ще­ лочных металлов.

39



 

ХРАНЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Сырьевые материалы на заводских складах должны храниться

в

условиях, исключающих попадание в них посторонних примесей,

а

также предотвращающих смешение различных материалов.

 

Кварцевый песок, доломит, известняк, плавиковый шпат хранят

навалом в отсеках закрытого оклада, разделенных высокими плот­ ными перегородками.

Борную кислоту, борат кальция, глинозем, цирконовый и нефе­ линовый концентраты, карбонат бария, окись цинка хранят в за­ крытых неотапливаемых складах в мешках или другой таре (ба­ рабаны).

Гигроскопичные материалы (соду, сульфат натрия, нитраты калия, натрия и кальция), способные поглощать влагу, комковаться или даже оплавляться, должны храниться в сухом отапливаемом помещении, причем, например, кальциевую селитру необходимо помещать во влагонепроницаемые мешки.

Ядовитые материалы (мышьяк) хранят в специально оборудо­ ванных закрытых помещениях в металлических барабанах или бочках. В такие склады допускаются только работники, имеющие на это разрешение.

ОБРАБОТКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Основная часть поступающих на завод сырьевых материалов подвергается в составном цехе предварительной обработке, кото­ рая включает сушку, измельчение и просев. Для каждого из сырье­ вых материалов требуются свои условия обработки.

Кварцевый песок. На заводах, производящих стекло для стек­ лянного волокна, применяют песок, содержащий до 0,2% окислов железа. В таком количестве окислы железа не оказывают отрица­ тельного влияния на качество стекла и волокна. Обычно кварцевый песок сушат и просеивают через сито №063 . Чаще всего песок

сушат в сушильных барабанах

(рис. 2.1), представляющих

собой

вращающиеся металлические

цилиндры

диаметром до 1 м и

дли­

ной 5—7 м и установленных

под углом

3—5 0 к горизонту. Влаж­

ный песок загружается через

бункер 3

в барабан 1. Продукты го­

рения, образующиеся в топке 4

при сжигании в форсунках жидкого

или газообразного топлива, просасываются через барабан венти­

лятором 6

и удаляются

через циклон 7 в вытяжную

трубу 2;

в барабане

развивается

температура 600—800 °С. При

вращении

барабана песок постепенно пересыпается, передвигается к опущен­

ному концу барабана и высыпается в приемник 5. Влажность

песка

после сушки составляет не

более 0.2%. Производительность

бара­

бана при сушке песка — до

10 т/ч, а при сушке мела и доломита —

до 3—4 т/ч.

 

 

Песок можно также сушить в сушильной установке с кипящим слоем (рис. 2.2). В этом случае из бункера / через автоматический

40


питатель 4 и клапан 5 в камеру 6 поступает влажный песок; в бун­ кере имеются два указателя уровня: нижний 3 — для включения питания бункера и верхний 2— для выключения.

В нижнюю часть печи поступают нагретые до 300 °С дымовые газы, которые через отверстия в поде камеры поднимаются вверх

 

Рис. 2.1. Сушильный барабан:

/ — б а р а б а н ; 2—вытяжная

труба; 3— бункер; 4 — топка; 5 — приемник; _ б — вентилятор;

7— циклон.

исоздают кипящий слой. Высушенный в кипящем слое песок уда­ ляется через сливное отверстие в разгрузочный бункер 7, имеющий регулируемое отверстие, это дает возможность создать в бункере столб песка, достаточный для герметизации печи. Из разгрузочного

бункера песок подается транспортером 8 или по течке поступает на просеивание. Для улавливания пыли служит циклон 10.

Основным преимуществом такой сушилки является ее компакт­

ность,

возможность полной

автоматизации

и механизации процес­

са сушки. Производительность установки при начальной

влажности

сырья

6,5 и конечной 0,1%

составляет 5

т/ч; расход

газов при

41

300 °С равен 3,1 м3/сек; габаритные размеры установки 3,9X2,2Х Х4,5 м.

Высушенный песок просеивается через сито №063 на сите-тря­ сучке или на сите-бурате, а затем попадает в расходный бункер для песка. Сито-трясучка представляет собой раму, обтянутую сет­ кой и вмонтированную в герметичный корпус. Сито приводится в движение от коленчатого вала, связанного через тягу с ситом. Сито-бурат представляет собой шестигранный барабан, обтянутый сеткой. Барабан вращается от электрического привода. Просеи­ ваемый материал пересыпается внутри сетчатого барабана, в ре­ зультате чего мелкая фракция проходит через отверстия в сетке в расходный бункер, а крупная остается на сите и является отсе­ вом.

 

 

 

 

 

газы

 

Рис. 2.2. Сушильная установка

с кипящим

слоем:

/ — бункер;

2 — верхний

указатель

уровня;

3 — нижний

указатель уровня;

4 — п и т а т е л ь ;

5 — к л а п а н ;

б — камера;

7—

разгрузочный бункер; 8 — транспор ­

 

тер;

9 — вентилятор;

10 — циклон.

 

При варке тугоплавких стекол, используемых для получения некоторых видов непрерывного стеклянного волокна, кварцевый песок измельчается в вибро- и струйных мельницах. В этих мель­ ницах помол песка совмещен с рассевом молотого песка на части­ цы необходимых размеров. На рис. 2.3 показана вибрационная мельница непрерывного действия. Песок из приемного бункера 2 поступает через дозатор / в вибрационную мельницу 6. Вентилято­ ром 4 молотый песок затягивается в классификатор 3, где разде­ ляется на мелкую и крупную фракции. Крупные частицы попада­ ют снова в мельницу, мелкие — в циклон 5, а из него в расходный бункер. Основной недостаток вибрационных мельниц — их низкая производительность.

42