Файл: Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник.pdf

10. М В О Л Г И Н А

ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЕ

ОБОРУДОВАНИЕ

СТЕКОЛЬНЫХ ЗАВОДОВ

Допущено Министерством промышленности строительных материалов СССР

в качестве учебника для техникумов промышленности строительных материалов

МОСКВА

С Т РО Й И ЗД А Т 1974

Но ш з ш у и з к з ш л я р J

П Р Е Д И С Л О В И Е

Учащиеся техникумов промышленности строитель­ ных материалов при изучении теплотехнического обору­ дования, применяемого в стекольном производстве, и тепловых процессов, происходящих при варке стекла, выработке и термической обработке стеклоизделий, пользуются учебником коллектива авторов (В. А. Китай­ цев, А. М. Литвин, Д. Я- Мазуров, М. И. Роговой, Ю. М. Волгина) «Теплотехника и теплотехническое обо­ рудование предприятий промышленности строительных материалов», ч. I и II (Стройиздат, 1966), написанным для нескольких специальностей.

Теплотехническое оборудование стекольных заводов описано во второй части учебника «Промышленная теп­ лотехника» в разделе IV «Печи стекольного производст­ ва» (автор Ю. М. Волгина). Небольшой объем раздела не позволил достаточно полно описать устройство и кон­ струкции современных стекловаренных, отжигательных и закалочных печей, выработочных устройств и другого теплотехнического оборудования, а многие вопросы про­ граммы совершенно не включены в учебник, что затруд­ няет изучение предмета учащимися.

В настоящем учебнике рассмотрены все вопросы, пре­ дусмотренные программой предмета «Теплотехника и теплотехническое оборудование стекольных заводов» по специальности 0804 «Технология стекла и изделий из него».

стекло, стеклянные трубы, сортовое и тарное стекло, оп­ тические и специальные стекла, пеностекло и материалы на основе стекла. Многообразный ассортимент продук­ ции стекольной промышленности требует создания не только стекловаренных печей различной конструкции, но и другого теплотехнического оборудования (теплоис­ пользующих и выработочных устройств, печей для отжи­ га и закалки и т. д.).

Разработка конструкций стекловаренных печей и их совершенствование происходили и происходят одновре­ менно с развитием технологии стеклоделия и появлени­ ем новых видов топлива, используемых в стекольном производстве.

В глубокой древности стекло варили в глиняных ско­ вородах на кострах. Процесс варки слагался из двух стадий: фриттования и плавки измельченной и освобож­ денной от непроварившихся кусков фритты. В дальней­ шем для варки стекла стали использовать печи: Вначале в качестве топлива применяли только древесину, а затем появились каменный уголь, торф и бурый уголь.

На первых стадиях развития стекловарения фриттование и плавка были объединены в один процесс.

Для уменьшения расхода тепла у печей устраивали камеры, в которых отходящими газами нагревали мате­ риалы для стекловарения. Отходящие газы использова­ ли также для сушки дров. Печи на твердом топливе при­ меняли до середины XIX в.

Простые топки имели много недостатков, что заста­ вило перейти к использованию полугазовых топок. В полугазовых топках получали горючий газ, который сжи-

5

гали за счет вторичного воздуха. Использование полугазовых топок позволило получать более высокие температуры в печи, уменьшать необходимый избыток воздуха, а также лучше регулировать характер пла­ мени.

В 1850 г. появились и получили широкое распростра­ нение горшковые стекловаренные печи с полугазовыми топками, давшие экономию в расходе топлива около 30% •

успехом применяли газогенераторы с естественной тягой и ступенчатой решеткой.

Стекловаренные горшковые печи, отапливаемые газо­ вым и жидким топливом, быстро вытеснили все другие, но и эти печи были малоэкономичны в отношении расхо­ да топлива. Стремление уменьшить расход топлива и повысить температуру в печи привело к использованию тепла отходящих газов для подогрева газа и воздуха. Вначале для подогрева воздуха были предложены реку­ перативные устройства — металлические и керамичес­ кие. Более пригодными оказались керамические рекупе­ раторы. Но наибольшее распространение получили ре­

шевые и недефицитные сорта топлива. Такие печи расхо­ дуют меньше топлива и имеют более высокую произво­ дительность. Благодаря этим преимуществам регенера­ тивные и рекуперативные горшковые печи вытеснили печи других типов.

К началу XIX в. в России действовало 275 стеколь­ ных заводов, но на большинстве из них изделия выраба­ тывались ручным способом.

В конце XIX в. ручные методы формования изделий стали заменяться машинными. В начале XX в. появи­ лись машины для горизонтального и вертикального вы­ тягивания ленты стекла и были изобретены стеклофор­ мующие машины для механизированного производства стаканов, бутылок, банок и т. д.

Переход к машинным способам формования изделий потребовал разработки новых конструкций стекловарен­ ных печей. В 1870 г. появилась первая регенеративная

6

ванная стекловаренная печь для непрерывной варки и выработки стекла при высоких температурах. Ванные стекловаренные печи как более экономичные во многих отраслях стекольного производства вытеснили горшковые.

После Великой Октябрьской социалистической рево­ люции стекольная промышленность в нашей стране на­ чала бурно развиваться и оснащаться новой техникой. Вместо мелких заводов, где применялся тяжелый руч­ ной труд, создавались крупные механизированные сте­ кольные заводы.

За последние 10 лет стекольная промышленность на­ шей страны достигли значительных успехов. Большинст­ во стекольных заводов переведено на отопление высоко­ калорийным природным газом или жидким топливом, что позволило повысить температуру в печи и интенси­ фицировать процесс варки. Разработаны и используются для кладки стекловаренных печей высококачественные электроплавленые огнеупоры — бакор-41, бакор-45 и др.

Перевод стекловаренных печей на обогрев высокока­ лорийным топливом и применение электроплавленых огнеупоров привели к конструктивным изменениям печей

иповысили их технико-экономические показатели.

Впроизводстве оконного и полированного листового стекла используют крупные регенеративные ванные стек­ ловаренные печи непрерывного действия.

Листовое оконное стекло вырабатывают двумя спосо­ бами— лодочным (через щель лодочки) и безлодочным (со свободной поверхности) машинами ВВС. Полиро­ ванное стекло получают при выработке ленты стекла способом непрерывного проката машинами НП-1001 и ПЛ-1-160 с последующей обработкой ее на конвейерах односторонней и двусторонней шлифовки и полировки. В настоящее время освоен метод получения полирован­ ного стекла протягиванием ленты через расплавленный металл — флоат-процесс (плавающее стекло).

Плоское и гнутое закаленное стекло, используемое для остекления автомобилей и других средств транспор­ та, получают в электрических печах сопротивления.

Для производства стеклянных труб различного диа­ метра применяют регенеративные ванные стекловарен­ ные печи непрерывного действия со специальными уст­ ройствами для выработки труб горизонтальным и верти­ кальным способами.

7

В производстве сортового, тарного и электровакуум­ ного стекла используют регенеративные и рекуператив­ ные печи непрерывного действия с газовым, газоэлект­ рическим и электрическим обогревом. В последние годы довольно широкое распространение получают ванные стекловаренные печи прямого нагрева.

Для варки оптических и специальных стекол ис­ пользуют печи периодического действия — горшковые и ванные.

Существующие конструкции стекловаренных печей постоянно усовершенствуются и создаются новые типы печей. Важная роль в развитии и техническом перево­ оружении стекольной промышленности принадлежит на­ учно-исследовательским институтам и проектно-конст­ рукторским организациям, работающим над созданием новых типов стекловаренных печей, огнеупоров, средств автоматизации процесса стекловарения.

XXIV съезд Коммунистической партии Советского Союза определил грандиозные задачи развития народ­ ного хозяйства СССР на 1971—1975 гг. Большие задачи, стоящие перед стекольной промышленностью в новой пятилетке, могут быть выполнены только путем ее тех­ нического перевооружения, заключающегося в интенси­ фикации процесса варки стекла, внедрении высокопроиз­ водительных автоматизированных агрегатов и поточных линий для производства оконного, технического, тарного, сортового и другого стекла.

Максимальная температура варки всех видов стекол будет повышена до 1590—1600° С. Для кладки вновь строящихся и реконструируемых стекловаренных печей намечено использовать электроплавленые огнеупоры.

Стекловаренные ванные печи для производства лис­ тового стекла способом безлодочного вытягивания будут проектироваться и строиться с выработочными канала­ ми на 8—10 машин, а действующие печи с 6-машинными каналами реконструироваться на 8-машинные.

На действующих стекловаренных печах по производ­ ству листового стекла будут продолжены работы по соз­ данию эффективных разделительных устройств, обеспе­ чивающих повышение производительности печи и улуч­ шение качества продукции.

В производстве стеклотары предусмотрено внедрение высокопроизводительных поточных линий взамен стек­ лоформующих машин устаревшей конструкции.

8