Расчет стекловаренного цеха

|ІХ |Безкольоровий, напівбілий, |544 |К або В |

| |зелений, коричневий | | |

|Xа |Безкольоровий, напівбілий, |500 |КП |

| |зелений, коричневий | | |

|Xб |Зелений, коричневий |330 |КП |

|XI |Безкольоровий, напівбілий, |200 |КП |

| |коричневий | | |

|XII |Безкольоровий, зелений, |750, 500 |К або В |

|XIII |Безкольоровий, |750 |В |

Таблиця 1.2 – параметри пляшки типу ІІІ [1]

|місткість, | Розміри, мм |

|см3 | |

|зелене |71,2 |1,8 |0,3 |12,2 |14,2 |0,3 |0,15 |

|оливкове |71,2 |1,8 |0,3 |12,2 |14,2 |0,3 |0,1 |

|коричневе |71,2 |2,8 |0,5 |11 |14,2 |0,3 |0 |

|відхилення|±0,5 |±0,5 |±0,04 |±0,2 |±0,2 |±0,02 |±0,02 |

|, % | | | | | | | |

Вміст лужних оксидів збільшується при виробленні на видувних

автоматичних машинах дрібної склотари місткістю до 200 мл, а також склотари

з дрібною різьбою на горлі під гвинтовий ковпачок.

Іноді при формуванні вузькогорлої склотари зменшують вміст MgO до 0,8 –

1,5%. Зменшення вмісту MgO до 0,8 – 1,5% у складі скла знижує схильність

скломаси до кристалізації в температурному інтервалі формування, що

особливо відчувається в складі скла з підвищеним вмістом Al2O3.

При варінні безкольорового скла доречно замінити частину Na2O (до 3%)

на К2О, що широко використовується на провідних підприємствах. Це утворює у

склі ефект двох лугів, який дозволяє отримати підвищення хімічної стійкості

скла та поліпшити технологічні властивості при підвищеному вмісті лужних

оксидів.

2.1. Сировинні матеріали для введення SiO2.

Кварцовий пісок.

Кварцовий пісок являється основним матеріалом для введення в скло SiO2.

Якість кварцового піска визначається вмістом в ньому кремнезему та домішок.

Кварцові піски високої якості повинні містити 99 – 99,8% кремнезему та 1 –

0,2% домішок. Звичайно в кварцовому піску міститься домішки різноманітних

мінералів: магнезиту, польового шпату, каоліну, карбонатів кальцію, магнію

та ін. Для безкольорового скла найбільш шкідливими домішками є сполучення

заліза, які фарбують скло в зелений або жовтий колір. При температурах

варіння скла стійкими є дві форми: Fe2O3 та FeO, при чому, їх вплив на

колір скла різний. Fe2O3 надає склу жовтого кольору, а FeO надає синій.

Інтенсивність відтінку, який надає двохвалентне залізо у 15 більше ніж

трьохвалентне, а причиною появи зеленого кольору є те, що у склі одночасно

можуть існувати обидві оксидні форми. В залежності від того, яка форма

переважає скло набуває відповідного жовтувато зеленого, або синювато

зеленого кольору Крім сполучень заліза пісок може містити наступні фарбуючи

оксиди: Cr2O3 та ТІО2.

У виробництві різноманітних видів склотари дозволяється вміст оксидів

заліза в піску (в%):для безкольорової склотари до 0,1 для напівбілої

склотари до 0,3. Для виробництва склотари, особливо пофарбованої в зелений

колір, вміст оксидів заліза не нормується та у зв’язку з цим часто

використовуються піски, видобуток яких можна організувати неподалік від

скляного заводу. Розміри зерен піску, та особливо кількісне відношення

зерен по розмірам, дуже важливо враховувати при варінні скла. У випадку

використання однорідних за розмірами зерен піску досягається рівномірне їх

розчинення з утворенням гомогенного розплаву. У виробництві склотари бажано

вживати такі кварцові піски, в яких вміст фракції розміром 0,2 – 0,5мм

складає 85-90%. Бажано вживати дрібний, з гострокутною формою зерен, пісок

тому, що в цьому разі значно підвищується швидкість розчинення завдяки

збільшенню реакційної поверхні. Це в свою чергу прискорює процес варіння.

Хімічний склад піску(мас. %):

SiO2 – 98,64;

Al2O3 – 0,44;

Fe2O3 – 0,65;

в.п.п. – 0,21;

важка фракція – 0,54.

Пісок відповідає ДСТу 22551-77.

2.2. Сировинні матеріали для введення Al2O3.

Додавання Al2O3 в певних кількостях у склад скла сприяє зниженню КТР

скла, підвищує механічну та термічну витривалість, поліпшує кристалізаційні

властивості. АІ2О3 вводять у склад скла за допомогою технічного оксиду

алюмінію, гідрооксиду алюмінію, польових шпатів, каолінів та ін. Крім того

можна застосовувати відходи гірничо-збагачувальних фабрик, полевошпатного

та нефелінового концентратів. Для введення АІ2О3 також використовують

пегматити.

Пегматити уявляють собою природну суміш польових шпатів та оксиду

кременю. Вміст оксиду алюмінію в них може досягати 20-22%. У вигляді

супутніх домішок у пегматитах зустрічаються оксиди заліза, лужноземельних

металів, титану. На різницю від польових шпатів, в пегматитах оксиди заліза

містяться у вигляді крупнокристалічних включень, і легше піддаються

відділенню від основної породи. Al2O3 вводимо каоліном, що відповідає ДСТу

19609,0-89.

Каолін має наступний хімічний склад(мас. %):

Al2O3 – 36,7;

Fe2O3 – 0,52;

CaO – 1,18;

MgO – 0;

SiO2 – 46,35;

в.п.п. – 14,74;

волога – 0,51.

2.3. Сировинні матеріали для ведення оксидів лужноземельних металів

Матеріали, що утримують кальцій.

Оксид кальцію прискорює реакції силікатоутворення, сприяє полегшенню

варіння та освітлення, поліпшує виробку скломаси, підвищує його хімічну

стійкість.

Оксид кальцію вводять у скло за допомогою вуглекислих солей CaO –1,18,

MgO -0, які містять 56% СаО та 44% СО2. на підприємствах використовують

мінеральні різновиди вуглекислого кальцію. Серед них крейда, вапняк, мармур

та вапняковий шпат. В цих мінералах міститься до 90-98% СаСО3,а все інше

–домішки.

Оксид кальцію вводимо крейдою, хімічний склад якої відповідає ДСТу

12085-88.

Крейда Слав’янського родовища має наступний хімічний склад(мас. %):

?СаСО3*MgСО3 – 96,55;

СаСО3 – 95,51;

MgСО3 – 1,04;

Fe2O3 – 0,03;

волога – 0,07.

Крейда Бєлгородського родовища:

?СаСО3*MgСО3 – 96,65;

СаСО3 – 95,65;

MgСО3 – 1,00;

Fe2O3 – 0,02;

волога – 0,08.

Матеріали, що утримують магній.

Оксид магнію сприяє поліпшенню кристалізаційних властивостей скла,

зниженню КТР, підвищенню механічної витривалості. При одночасному введенні

Al2O3 та MgO поліпшується вироблення скла, підвищується його хімічна

стійкість. В якості сировини для введення MgO звичайно використовують

доломіт - СаСО3*MgСО3– природній подвійний карбонат кальцію та магнію.

Доломіт це гірська порода, тому крім СаСО3 і MgСО3 уній містяться домішки

SiO2, Al2O3, Fe2O3. в залежності від виду та концентрації домішок, доломіт

може набувати жовтого, бурого або сірого кольору. Припустимий вміст оксидів

заліза, при виготовленні тарного скла, складає не більше ніж 0,05%

У чистому вигляді доломіт містить 30,4% CaO, 21,9 MgO та 47,7% СO2.

Природні доломіти завжди містять домішки піску, глинозему і заліза. Тому

постійність складу та мінімальний вміст шкідливих домішок має дуже важливе

значення при виготовленні безбарвної тари. У якості матеріалів за допомогою

яких можна ввести MgO іноді використовують ( за умови постійності хімічного

складу ) магнезит MgСО3, доломітизований вапняк та ін. MgO вводимо

доломітом ДСТу23673,0-79.

Доломіт Докучаєвський(мас. %).

CaO – 34,69;

MgO – 13,64;

Al2O3 – 0,51;

Fe2O3 – 0.24;

SiO2 – 4,4.

Доломіт Новотроїцький

CaO – 37,82;

MgO – 14,75;

Al2O3 – 0,58;

Fe2O3 – 0.11;

SiO2 – 2,14.

2.4. Сировинні матеріали для ведення оксидів лужних металів

Матеріали, що містять натрій.

Основними матеріалами для введення у скло оксиду натрію є сода та

сульфат. У виготовленні скла в якості основного сировинного матеріалу, що

містить луги, використовують кальциновану соду, яка містить 58,5 Na2O та

41,5 СO2. температура плавлення соди 8510С. технічна сода для виготовлення

скла повинна утримувати не менш ніж 95% Na2СO3 і не більш ніж 1% Na2СІ.

Сульфат натрію використовують, як замісник соди тому, що він менш

дефіцитний і більш дешевий. При варінні скла сульфат важко і повільно

розкладається. Сульфат, що не розклався, неповністю засвоюється скломасою,

і за рахунок того, що він має меншу щільність, випливає на поверхню,

утворюючи луг. Для того, щоб полегшити розкладення сульфату і попередити

появу лугу, в шихту вводять відновлювач (вуглець) у вигляді вугілля, коксу,

антрациту, деревинного вугілля та ін.

Na2O вводять за допомогою сульфату в кількостях, які залежать від

призначення та способу виготовлення склотари. Таким чином, при виготовленні

забарвлених пляшок за допомогою сульфату вводиться 30% Na2O, і виготовленні

напівбілих пляшок – 25% Na2O, у виробництві безбарвних пляшок – 5% Na2O.

Оксид натрію частково можна ввести за допомогою гірничих порід, які

використовуються для введення інших основних оксидів, що утворюють скло,

наприклад Al2O3 (нефеліни, трахіти, польові шпати, та ін.).

Оксиди лужних металів вводимо за допомогою соди ДСТу 5100-85 та

частково сульфату.

Сода має наступний хімічний склад(мас. %):

Na2СO3>99,2 (після прожарення);

СІ-<0.5;

в.п.п.<0,8.

Сульфат натрію ОАО „Волжский орхиндоз”

ТУ-21-249-0020416892.

Na2SO4 – 99,4%.

Сульфат натрію ВАТ ”Черкаське хімволокно”

ТУУ 6-13697008 006-95.

Na2SO4 – 99,6%.

2.5. Склобій

Раніше існувала думка, що для поліпшення процесу варіння та підвищення

якості скла необхідним є введення у шихту певної кількості склобою, але це

уявлення не знайшло достатнього практичного підтвердження. Тому тепер

кількість бою, що вводиться у шихту, визначається лише кількістю відходів.

Разом з цим, введення склобою більше ніж 40% звареної скломаси, є

недоцільним, тому, що змінюються деякі властивості скла, пов’язані з його

тепловим минулим. Склобій повинен точно відповідати заданому хімічному

складу скла, не повинен містити забруднюючи домішки. Розмір кусків склобою

повинен бути не більше 80-100 мм [3].

4. Опис технологічного процесу та фізико – хімічних основ процесу

4.1. Складування та зберігання сировини[4]

Кожен вид сировини повинен зберігатися в умовах, котрі виключають його

забруднення або змішування різних матеріалів. Склади сировинних матеріалів

і складальні цехи розташовуються в одній будівлі, яка складається з трьох

приміщень: складу матеріалів, що

перевозяться в тарі; складу

матеріалів, що перевозяться навалом;

складального цеху з відділеннями, підготовки компонентів і приготування

шихти.

Склад матеріалів, що підвозяться навалом, обладнаний грейферним краном

та залізничною колією. Сировину розвантажують за допомогою механічних

завантажувачів у траншею складу.

Склад розділений підпірними стінами на відсіки по числу сировинних

матеріалів. Грейферними кранами матеріали переміщуються з траншеї у відсік

складу або безпосередньо у відповідний приймальний бункер.

Склад матеріалів, що поставляються у тарі є продовженням складу

матеріалів, що поставляються навалом. Підлога складу розташована на рівні

залізничних рейок, що введена у приміщення складу. Мішки розвантажуються і

укладуться в штабелі за допомогою механічного навантажувача. Висота

укладання мішків дорівнює 5 м. Площа складу розрахована на місячний запас

кожного виду сировини, крім піску (14 діб), сировини [4].

4.2. Оброблення сировинних матеріалів [4]

Потужність сучасних складальних цехів може становити близько 400-500 т

шихти за добу. Звичайно цех складається з відокремлених ділянок:

механізованого складу сировинних матеріалів з встановленим в ньому

устаткуванням для їх обробки та дозувально – змішувального відділення, у

якому розташовано бункери вагової лінії з підготовленими сировинними

матеріалами, автоматичні терези для дозування сировинних матеріалів,

збірний стрічковий конвеєр, на який висипаються зважені компоненти шихти,

змішувач, та проміжні бункери запасні бункери для шихти. Сировинні

матеріали підвозять залізничною колією, що проходить всередині складу.

Запас підготовлених сировинних матеріалів становить: пісок – 2 тижні;

каолін – 1 місяць; сода – 1 місяць; сульфат натрію – 1 місяць;доломіт – 1

місяць; крейда – 1 місяць. Висота укладення піску та кускових сировинних

матеріалів становить 7-7,5 м , мішків з сипучими матеріалами – 5 м.

Процес обробки сировинних матеріалів та приготування шихти включає

наступні основні операції: приймання, зберігання, обробку сировини,

дозування, зволоження, перемішування доз компонентів шихти.

Обробка сировинних матеріалів виконується на самостійних технологічних

лініях.

Залежно від виду, сировинні матеріали піддають відповідній обробці:

розтарювання, дроблення, сушіння, помел, просівання. Склобій може підлягати

магнітній сепарації, помелу, мокрому або сухому очищенню, просіванню [2].

Розтарювання та розпушення. Для розтарювання сировини, що поступає в

мішках , використовуються нестандартні установки для розтарювання з

одночасним руйнуванням. Для руйнування матеріалів, що злежуються та

грудкуються (сода, селітра та ін.) використовують дезінтегратори,

протиральні машини.

Дроблення та помел. Дробленню та помелу піддають: доломіт, склобій.

Для грубого помелу використовують щокові дробарки.

[pic]

Рисунок 4.1. – щокова дробарка

Для тонкого помелу використовують молоткові дробарки та кульові млини.

[pic]

а б

а – молоткова дробарка

б–схема кульового млина.

Рисунок 4.2. – устаткування для помелу.

Сушіння. Сушінню піддають пісок, крейду, вапняк, доломіт, сульфат

натрію, при умові, що їх вологість більша, ніж потрібно для складання

шихти.

Температури сушіння різних матеріалів відрізняються. Температура

сушіння піска становить 700-8000С. Температура сушіння крейди, доломіту та

вапняку не повинна перевищувати 4000С тому, що при більш високих

температурах починається термічна дисоціація цих матеріалів. Матеріали

вапнякової групи сушаться гірше ніж пісок, тому продуктивність сушильних

пристроїв в яких їх сушать значно менше.

Зволожений сульфат натрію часто висушують засобом добавки соди, яка

поглинає і зв’язує гігроскопічну вологу сульфату. Якщо вологість сульфату

перевищує 20%, то його сушіння дуже важке тому, що при 32.40С мірабіліт

розплавлюється у власній кристалізаційній воді і цей розплав прилипає до

стінок сушарень. Тому його подають в зону з температурами 650-7000С, тоді

поверхневий шар зерен швидко висушується і вони не прилипають до стінок

сушарень.

[pic]

Рисунок 4.3. - прямоточний сушильний барабан

Просівання. Всі сировинні матеріали просіюють. використовують сита-

бурати, вібраційні грохоти.

Транспортування. Для транспортування сировинних матеріалів

використовують ковшові елеватори, скіпові підіймачі, конвеєри стрічкові.

Технологія одержання пляшки включає наступні технологічні процеси:

підготовка сировинних матеріалів, дозування компонентів та змішування

шихти, завантаження шихти у скловарну піч, варіння скломаси, вироблення

скломаси та формування виробів, поверхневе зміцнення, відпал, контроль

якості отриманих виробів, пакування та транспортування до складу готової

продукції.

Розглянемо процес підготовки сировини більш докладніше.

4.2.1. Лінія підготовки піску

Пісок поступає на склад у залізничних вагонах. Вагони розвантажують за

допомогою механічного розвантажника, та переміщують грейферним краном у

відділення його зберігання. З цього відділення пісок поступає на сушіння до

сушильного барабану. Температура газів на вході в барабан, для сушіння

піскутемпература ення пісок поступає на сушіння до сушильного барабану.

трічковий конвеєр, аякий висипают ньому устаткуванням для становить 800-

9000С, а на виході – 160-2000С. Відпрацьовані гази відсмоктуються

ексгаустером через розвантажувальну камеру у мультициклон, де осаджується

пил. На виході з барабану пісок має температуру близько 900С, і для його

подальшого транспортування його охолоджують у трубчастих холодильниках.

Після просушування пісок подається на просіювання, та магнітну сепарацію, а

потім у бункери вагової лінії.

4.2.2. Лінія підготовки доломіту

З відповідних відсіків складу крупно кусковий доломіт поступає у

приймальний бункер щокової дробарки. Куски матеріалу після дроблення мають

розмір 4-7 см. Подрібнений доломіт поступає на сушіння у сушильний барабан,

де він висушується до остаточної вологості 0,1-1%. Для запобігання

термічної дисоціації доломіту його сушать при температурах не вище 4000С.

Для помелу доломіту можна використовувати молоткові дробарки. Після помелу

матеріал поступає на контрольний просів та магнітну сепарацію, а потім у

бункери вагової лінії.

4.2.3. Лінія підготовки соди та сульфату натрію

Сода та сульфат натрію розвантажуються, транспортуються, зберігаються

та оброблюються за однаковою схемою, тому, що на цей день переважно

використовуються синтетичні матеріали, які мають практично постійні

показники якості. Сода та сульфат натрію поступають на завод у паперових

мішках або навалом у критих вагонах. Якщо матеріали поступають фасованими,

то їх розтарюють за допомогою нестандартних машин. З цих машин соду та

сульфат натрію елеваторами подають у відповідні силосні банки. З силосних

банок соду та сульфат натрію елеватором подають на просів у сита-бурати,

які розташовано над бункерами вагової лінії.

4.2.4. Лінія підготовки склобою

Під час виробництва склотари утворюється 10-15% бою, який повторно

використовують під час варіння скломаси. Бой скла, що утворюється на різних

ділянках технологічного процесу, збирають у бункери та після відповідної

обробки використовують для варіння скла.

Обробка склобою включає промивку, подрібнення у щоковій дробарці

4.2.5. Підготовка інших матеріалів

Підготовка каоліну, вугілля зводиться до завантаження у приймальні

бункери, контрольного просіву та завантаження до бункерів вагової лінії.

4.3. Дозування компонентів та змішування шихти

Поточні лінії дозувально - змішувальної ділянки включають:

1) розташовані по горизонтальній осі бункери з готовими до змішування

сировинними матеріалами;

2) розташовані під бункерами автоматичні терези з пристроями для

завантаження та вивантаження відважених компонентів шихти у відповідності з

заданим рецептом;

3) збірний стрічковий конвеєр, який розташовано під терезами, на який

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8