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

шамотного и красного кирпича засыпают кварцевым песком 8.

Подвесной свод 9 канала выкладывают из нормаль­ ного динасового кирпича толщиной 250 мм и изолируют шамотным легковесом и диатомитовым кирпичом. Тща­ тельная тепловая изоляция дна, стен и свода выработан­ ного канала дает возможность поддерживать в нем тем­ пературный режим, необходимый для выработки стекла.

а )

У/А____________

Температурный режим в выработанных каналах уста­ навливают в зависимости от состава стекла, системы расположения машин и способа вытягивания ленты стекла.

Лодочный способ вытягивания ленты стекла. При вы­ работке листового стекла лодочным способом большое значение имеет состав стекломассы. Стекломасса преж­ де всего должна иметь пониженную склонность к кри­ сталлизации в области температур, близких к темпера­ турам выработки, при достаточной скорости твердения и высокой химической устойчивости. Для этого способа выработки оптимальным является алюмомагнезиальный состав стекла в %: Si02— 70—72; А120 3— 1,5—2; СаО — 7,5—8; M gO— 3—3,5 и Na20 — 14,8—15. Содержание

AI2O3 и MgO в таких количествах улучшает кристалли­ зационные свойства стекла и повышает скорость тверде­ ния, что позволяет повысить скорости вытягивания.

158

Принцип формования ленты стекла при лодочном способе состоит в том, что в охлажденную до темпера­ туры выработки (1000° С) стекломассу погружается ша­ мотное тело, имеющее вид длинного прямоугольного па­ раллелепипеда со сквозным продольным вырезом, пере­ ходящим в верхней части в сквозную щель шириной 65—70 мм (рис. 55). При давлении на погруженное в стекломассу шамотное тело-лодочку через щель выдав­ ливается стекломасса, которая оттягивается кверху асбе­ стовыми валиками машин ВВС в виде ленты, затверде­ вающей при прохождении водяных холодильников. Ло­ дочку изготовляют из высококачественной мелкозернис­ той шамотной массы способом сухого трамбования или внатир. Ширина лодочки 370—420 мм, высота 200— 240 мм, а длина зависит от ширины машины и превышает длину щели на 240—400 мм. Длина щели лодочки при­ близительно на 250 мм больше ширины вытягиваемой ленты стекла с бортами. Так, для машины с полезной шириной ленты 2000 мм (с бортами 2100) длина щели составляет 2330—2350 мм. Ширина щели лодочки неоди­ накова по всей длине, у концов она имеет суженные участки, называемые конусами щели. Эти конусы обе­ спечивают получение равнотолщинной ленты при ее су­ жении в процессе формования. Кроме того, сужение ще­ ли к концам способствует более легкому удержанию бор­ тов ленты.

Наиболее ответственным участком лодочки является щель, поверхности которой должны быть обработаны особенно тщательно, так как малейшие неровности на ней вызывают появление на ленте стекла полосности.

При вытягивании ленты стекла через лодочку темпе­ ратура луковицы, образующейся над щелью лодочки при выдавливании стекломассы, составляет 920—980° С. Температура перед мостами подмашинных камер на выработочных каналах с непосредственным питанием ма­ шин стекломассой равна 1040—1070° С. Колебания тем­

каналы имеют глубину 900 мм, а ширина их зависит от ширины вытягиваемой ленты и колеблется, например для машины с полезной шириной ленты 1600 мм, от 2500 до 2800 мм, а для машин с шириной ленты 2500 мм соот­ ветственно от 3200 до 3700 мм.

159

Рис. 56. Подмашинная камера и машина ВВС при лодоч­ ном способе вытягивания ленты стекла (поперечный раз­ рез)

160

На рис. 56 приведен поперечный разрез подмашинной камеры 1 для каналов с непосредственным питанием машин стекломассой вместе с расположенной над ней шахтой 2 машины вертикального вытягивания стекла ВВС. Как видно из рисунка, камера отделена от цен­ тральной части выработочного канала глухим горизон­ тальным мостом 3, погруженным в стекломассу на глу­ бину 50—140 мм, что создает независимый температур­

в подмашинной камере над лодочкой не обеспечивает охлаждения отформованной ленты стекла, поэтому уста­ навливают водяные холодильники 6. Располагают их с обеих сторон ленты на расстоянии 40—50 мм от нее и на высоте 30—40 мм от верхней кромки щели лодочки. Холодильники изготовляют из листового железа толщи­ ной 2—2,5 мм. Длину их принимают из расчета длины щели лодочки плюс 50—60 мм, ширину-— 50 мм.

Подмашинная камера ограничена вертикальной тор­ цовой стенкой 7, в которой расположены каналы 8 для разогрева камеры во время обновления ленты и поддер­ жания определенных температур в толще самой стенки. Для того чтобы в углу между торцовой стенкой и дном канала не образовался участок неподвижной стекломас­ сы, угол этот выполняется скошенным.

Ширина камеры зависит от ширины ленты стекла и превышает ее на 900—-1200 мм. Так, для машин с ши­ риной ленты 1800 мм ширину камеры принимают 2700—3000 мм. Длина подмашинной камеры определя­ ется шириной лодочки и обычно равна 500—600 мм, а вы­ сота камеры — высотой подвески машин над уровнем стекломассы. Расстояние от уровня стекломассы до оси первой пары валиков обычно составляет 950—1050 мм.

Сверху камера перекрыта шамотными плитами 9 в ви­ де кронштейнов, между концами которых имеется щель шириной 140—160 мм. Через эту щель движется вверх лента стекла и в шахту машины поднимается нагретый воздух. Подмашинная камера соединена с машиной ВВС чугунным поясом 10, который прикреплен к шахте ма­ шины и плотно заделан в кирпичную кладку над шамот­ ными кронштейнами. В шахте машины ВВС располо­ жено 13 пар вращающихся асбестовых валиков 11, транспортирующих вверх ленту стекла. Шахта машины является одновременно и камерой отжига вытягиваемой

ленты. Для регулирования режима отжига и охлажде­ ния ленты стекла с обеих сторон в шахте имеются лю­ ки 12, прикрываемые подвешенными на петлях крыш­ ками. Внутри шахты установлены наклонные щитки — скаты 13 из листового железа, которые также служат для регулирования режима отжига и задержания кусков стекла при обрыве ленты.

Лента стекла на своем пути от щели лодочки до ме­ ста отломки листов, составляющем около 7 м, охлаж­ дается с 900 до 90—100° С. Весь период охлаждения при скорости движения ленты 60 м/ч длится 7 мин, а при скорости 120 м/ч — 3,5 мин. В процессе формования и охлаждения лента стекла проходит три температурные зоны: зону охлаждения от температуры луковицы до температуры начала отжига, зону отжига и зону охлаж­ дения ниже температуры отжига. На рис. 57 приведена кривая охлаждения и отжига ленты стекла при скоро­ сти движения 65 м/ч и толщине 2,2 мм. Характер кривой отжига зависит от скорости движения и толщины лен­ ты, а также от физических свойств стекломассы.

Лодочный способ вытягивания цветного накладного стекла. При производстве накладного стекла способом вертикального вытягивания через шамотную лодочку машинами ВВС используют установки, состоящие из двух непрерывно действующих стекловаренных печей, соединенных в один блок (рис. 58). В первой печи варят бесцветное, а во второй — цветное накладное стекло. Составы бесцветного и цветного накладного стекла вы­ бирают близкими для того, чтобы обеспечить одинаковое тепловое расширение этих стекол. Если коэффициент теплового расширения цветного стекла больше, то на­ кладываемый слой будет приобретать сетку трещин. Бес­ цветная и окрашенная стекломассы из выработочных бассейнов поступают в общую подмашинную .камеру (рис. 59) и с помощью лодочки вытягиваются в ленту. Шамотная лодочка кроме основной щели имеет допол­ нительную боковую щель, соединенную с основной, через которую поступает цветная стекломасса.

Цветная стекломасса через сливной порог 1, располо­ женный на глубине 70—80 мм ниже уровня зеркала стекла, поступает в боковую щель лодочки 2, по ней про­ двигается к основной щели лодочки, формирующей луко­ вицу, и в виде тонкого слоя накладывается на вытяги­ ваемую ленту бесцветного стекла. Толщина накладывае-

162

Рис. 58. Установка для вытягивания цветного накладного стекла

Рис. 57. Кривая ох­ лаждения и отжига ленты стекла в под­ машинной камере и шахте машины ВВС

мого слоя регулируется уровнем цветного стекла в выра­ ботанном бассейне печи, который на 5—6 мм превышает уровень бесцветного стекла. Во время работы установки лодочка находится в неподвижном состоянии, так как перед пуском машины ее плотно прижимают к сливному порогу заклинками 3, расположенными между лодочкой и мостом 4. Цветная стекломасса, проходящая через по­ рог и поступающая к лодочке, все время подогревается за счет теплового излучения от скошенного перекрывного бруса 5. Для повышения устойчивости сливного бруса служит холодильник 6. Холодильник 7 охлаждает цвет­ ную стекломассу при остановке машин и тем самым пре­ пятствует ее прониканию в подмашинную камеру.

В производстве цветного накладного стекла исполь­ зуют значительно менее мощные установки — на одну или две машины ВВС, причем ширина ленты стекла не превышает 1200—1600 мм. Скорость вытягивания ленты накладного стекла зависит от толщины бесцветного стек­ ла и накладываемого слоя и колеблется в пределах 15— 35 м/ч.

Температурный и газовый режимы устанавливают в зависимости от состава стекла и применяемых краси­ телей. Цветные прозрачные стекла варят обычно при темлературах 1450—1480° С.

Безлодочный способ вытягивания ленты стекла. При выработке листового стекла безлодочным способом тем­ пература стекломассы в канале значительно выше, чем при лодочном способе, что позволяет использовать со­ ставы стекол с меньшим количеством щелочных окислов. Практически применяют следующие составы стекол (в %): Si02 — 72—73; А120 3— 1—1,5; СаО — 8,5—9,5; MgO— 2,5—3,5 и Na20 — 13,5—14.

В отличие от лодочного способа, при котором стекло­ масса, поступающая на формование ленты, ограничива­ ется шамотными поверхностями, образующими узкую щель, при безлодочном способе лента стекла формуется непосредственно с сильно развитой поверхности стекло­ массы, выходящей за пределы подмашинной камеры. Для безлодочного вытягивания ленты стекла применя­ ют два типа установок: с подвесными и погруженными мостами.

Выработанные каналы при безлодочном способе вы­ тягивания ленты стекла строят на четыре и шесть ма­ шин ВВС (рис. 60). Для выравнивания потоков стекло-

164

массы, поступающей к машинам, выработочные каналы имеют развитые объемы. Глубину этих каналов прини­ мают от 1200 до 1500 мм. Для кладки стен каналов при­ меняют высокоглиноземистые огнеупоры. Дно выклады-

°) Стекломасса

вают из шамотного бруса, а сверху (по брусу) выстила­ ют электроплавленые огнеупоры (например, бакор) тол­ щиной 100 мм. •

Высокотемпературная варка листового стекла (1550—1600° С) резко улучшает однородность стекло­ массы, что дает возможность увеличивать количество машин на выработочных каналах при безлодочном спосо­ бе вытягивания ленты стекла. В настоящее время разра­ батываются многомашинные каналы для безлодочного вытягивания ленты стекла (БВВС) на 8, 10 и 12 машин БВВС с шириной ленты до 3 м. Схемы таких каналов показаны на рис. 53, б, в и г.

На рис. 61 показан продольный разрез (по машинно­ му каналу) установки со стационарными подвесными мостами. Свободная поверхность зеркала стекломассы, с которой вытягивается лента стекла, ограничена с од­ ной стороны подвесным глухим мостом 1 с подведенным под него шамотным телом 2, погруженным в стекломас­ су на 300—400 мм, а с другой — торцовой стеной кана­ ла 3. Глухой мост ограждает подмашинную камеру 4 от влияния колебаний температуры и давления газовой среды выработочного канала, способствует выравнива­ нию температур и одновременно служит упором для ша­ мотного тела. Благодаря шамотному телу поток стекло­ массы, движущийся из канала, не вызывает отклонения луковицы в сторону торцовой стены. Кроме этого, ша­ мотное тело, находясь на пути движения стекломассы из студочной части печи к месту формования, способст­ вует уменьшению разности температур потоков стекло-

165