Тема Подготовка шихты и варка стекла Специализация Стекло

Тема «Подготовка шихты и варка стекла» Специализация «Стекло и керамические материалы»

Подготовка сырьевых материалов 1. Измельчение 2. Разрыхление и растаривание 3. Сушка 4. Сортирование и обогащение Л 2– 2

1. Измельчение Способы измельчения материалов: а — ударом; б — раздавливанием; в — раскалыванием; г — истиранием Л 1– 3

Л 1– 4 2. Разрыхление и растаривание Схема установки для растаривания и разрыхления: 1 — ленточный конвейер; 2 — устройство для разрывания мешков; 3 — валковое устройство; 4 — спускной желоб; 5, 6 - электродвигатели приводов барабанного грохота и винтового конвейера; 7 — просеянный материал; 8 — барабанный грохот; 9 — клочья бумаги; 10 — устройство для прессования тюков бумаги; 11 — воздуховод; 12 — очищенный воздух; 13 — вытяжной фильтр с вентилятором

3. Сушка: в кипящем слое Л 1– 5 Схемы установки для сушки песка в кипящем слое: 1 — циклон; 2 — нижний указатель уровня; 3 — верхний указатель уровня; 4 — бункер; 5 — электровибратор; 6 — питатель; 7 — загрузочный клапан; 8 — сушильная печь; 9 — разгрузочный бункер; 10 — конвейер; 11 — вентилятор; 12 — топка; 13 — сепаратор

Л 1– 6 3. Сушка: во взвешенном состоянии Схемы установки для сушки песка во взвешенном состоянии: 1 — циклон; 4 — бункер; 6 — питатель; 8 — сушильная печь; 11 — вентилятор; 12 — топка; 13 — сепаратор

4. Сортирование и обогащение Л 1– 7 Существуют следующие способы сортирования и обогащения материалов: • механический (просев через сита) • пневматический (воздушная сепарация) • гидравлический (классификация) • Флотооттирочный • электромагнитный (сепарация) • химический. Наиболее распространено механическое сортирование, которое осуществляется на машинах, снабженных ситами, решетками и Схема электромагнитной колосниками. сепарации: Все сырьевые материалы стекольного 1 - материал, подвергающийся производства просеивают на плоских Сепарации; 2 — немагнитные качающихся грохотах (ситах-трясучках), частицы материала; 3 — ситах-буратах и вибрационных ситах. намагничивающиеси частицы материала; 4 — электромагнит

Приготовление шихты 1. Отвешивание и смешивание шихтовых материалов (ШМ) 2. Контроль качества ШМ 3. Транспортировка ШМ Л 2– 8

Приготовление шихты 1 — контейнер; 2 — первый весовой участок; 3 — распределительный щит; 4 — второй весовой участок; 5 — участок ручного ввода малых добавок; 6 — участок подачи контейнера вилочным загрузчиком на участок смешивания; 7 — участок смешивания материалов в контейнерах; 8 — участок транспортировки контейнеров к стекловаренной печи; 9 — щит управления; 10 — бункера для сырьевых материалов; 11 — бункера для песка и стекольного боя Л 3– 9

Стекловарение Стадии 1. Силикатообразование 2. Стеклообразование 3. Осветление 4. Гомогенизация 5. Охлаждение Л 2– 10

1. Силикатообразование Л 3– 11 Схема превращений в шихте промышленных стекол: 1 – Si. O 2; 2 - Na 2 CO 3; 3 - Са. СО 3; 4 - Mg. CO 2; 5 - Аl 2 О 3; 6 - Na 2 Ca(CO 3)2, Ca. Mg(CO 3)2; 7 — газы (СО 2, SO 2, Н 2 О и др. ) ; 8 — силикаты простые и сложные: Na 2 Si 03; Ca, Si. O 4, Na 2 O-3 Ca. O-6 Si. O 2 и др. ; 9 - алюминаты: Na 2 Al 2 O 4, Са. Аl 2 О 4; 10 — неоднородный расплав силикатов алюминатов н кварца, насыщенный газами (неосветленное стекло) ; 11 — однородный расплав силикатов, алюминатов и кварца, содержащий допустимое количество газов (стекло)

1. Силикатообразование Л 3– 12 Силикатообразование — к концу этапа в шихте нет отдельных компонентов, большинство газообразных веществ из шихты улетучилось, составляющие части претерпели ряд физических и химических изменений и основные химические реакции между компонентами шихты закончены. К концу силикатообразования шихта превращается в спекшуюся массу, состоящую из силикатов и кремнезема. Для натрий-кальций-силикатных стекол этап завершается при температуре 900— 1150°С. Скорость силикатообразования тем больше, чем выше содержание в шихте щелочных и щелочноземельных компонентов. Силикатообразование ускоряется также с увеличением степени измельчения компонентов шихты, т. е. с ростом их реакционной поверхности. Большинство процессов силикатообразования — эндотермические, поэтому главным фактором их ускорения является повышение температуры. При росте температуры на 100— 150 С силикатообразование ускоряется примерно в два раза.

2. Стеклообразование Л 3– 13 Стеклоооразование — к концу его стекломасса становится прозрачной, в ней отсутствуют непроверенные частицы шихты, однако она еще пронизана большим числом пузырей и свилей, содержит нерастворившиеся зерна Si. O 2 и продолжает оставаться химически неоднородной. Содержание нерастворившегося избыточного Si. O 2 при проваре шихт промышленных стекол составляет около 25% общего содержания в шихте. Растворение этого Si. O 2 протекает гораздо медленнее, чем силикатообразование, занимая 60— 70% общего времени варки промышленных стекол. Для сортовых и тарных стекол этап может завершиться при температуре 11501250°С, но продолжительность его будет велика. Стеклообразование значительно ускоряется при повышении температуры до 1500— 1600 С, применении перемешивания расплава/

3. Осветление Л 3– 14 Осветление — стекломасса, становясь менее вязкой, освобождается от видимых газообразных включений. Для сортовых и тарных стекол осветление завершается при температуре 1450 -1550°С. Вязкость стекломассы при этом составляет 7— 20 Па-с. Ускоряется осветление при повышении температуры, уменьшении толщины слоя стекломассы в зоне осветления стекловаренной печи, добавке осветлителей, бурлении стекломассы;

4. Гомогенизация Л 3– 15 Гомогенизация - стекломассу длительное время выдерживают при высоких температурах или перемешивают. К концу этапа она освобождается от свилей и становится однородной. Гомогенизация протекает одновременно с осветлением при тех же температурах

5. Охлаждение стекломассы Л 3– 16 Охлаждение стекломассы — температуру стекломассы снижают на 200— 300 С, чтобы получить необходимую вязкость при выработке изделий

Стекловаренные печи Л 3– 17 Ванная печь с протоком (план): 1 — загрузочный карман; 2 — варочный бассейн; 3 — проток; 4 — выработочный бассейн; 5 — горелки

Параметры теплового режима Л 3– 18 Главные параметры теплового режима и характеристика поверхности стекломассы в варочном бассейне ванной печи листового стекла: 1 — количество воспринятой теплоты; 2 — температура верхнего строения печи; 3 — температура поверхности стекломассы; 4 — средняя температура стекломассы в верхнем потоке; 5 — расход топлива в отдельных горелках печи, % всего расхода в ванной печи