Оборудование для гранулирования и брикетирования шихтыНаряду с совершенствованием технологических схем и оборудования для подготовки сырьевых материалов и их смешения, переводом их работы на автоматическое управление, в производство внедряются новые методы обработки готовой шихты. Дело в том, что при питании стекловаренной печи сыпучей шихтой может происходить ее расслоение и пыление, как при транспортировке из составного цеха, так и при загрузке в печь. Это приводит к ухудшению качества стекла, из-за нарушения однородности состава шихты. Кроме того, пылевидные частицы шихты частично осаждаются на внутренней поверхности пламенного пространства стекловаренной печи и даже в насадке теплообменников, что увеличивает износ последних, особенно влетов горелок, что значительно снижается продолжительность кампании печи. Все эти отрицательные явления могут быть устранены при брикетировании или гранулировании шихты. Для брикетирования небольших количеств шихты можно использовать гидравлические и механические прессы. Большую производительность дают вальцовые прессы. На рис.51 показан чехословацкий вальцовый пресс VL-1500-01 для брикетирования шихты. Пресс состоит из двух прессовальных кругов 1, запрессованных на валах 2, которые установлены в роликовые подшипники 3, закрепленные на стальной раме 4. Один из валов может удаляться от другого и удерживаться в прессовальном положении двумя пружинами. Такая конструкция исключает повреждение деталей пресса. На круги запрессованы сегменты 9 и боковые кольца 10, между которыми и осуществляется прессование брикетов. Такой пресс выпускает в час до 10 т брикетов. Вес одного брикета 0.3 кг, при размерах 50х165х30 мм. Размер брикетов выбирают произвольно, форма определяется легкостью удаления из пресс-формы. Бой, как правило, в брикеты не добавляют из-за его высокой абразивности и сложности тонкого измельчения. Влажность брикетов от 6 до 8%, при необходимости длительного хранения вместо воды используют водные растворы силиката натрия концентрацией 1-10%. По лабораторным данным брикеты, по сравнению с порошкообразной шихтой, ускоряют стекловарение на 10-20%, а при их подогреве еще больше. Ускорение стекловарения связано, как считают, с уплотнением шихты и увеличением ее теплопроводности. Брикетирование тонкомолотых шихт ликвидирует трудности с осветлением стекломассы.
Рисунок 51
Гранулирование является более перспективным методом подготовки шихты, так как оно значительно проще и осуществляется в более простых машинах при меньших энергических затратах. Гранулы могут образовываться при добавлении воды, растворов силиката натрия, гидроокиси кальция, глины. Наибольший интерес представляет схема гранулирования шихты (рис.52), разработанная и применяемая в Японии. По этой схеме до 50% соды заменяется водным раствором едкого натра. Элеватор 1 подает отвешенное количество шихты в смеситель 2. По трубопроводу 3 и распределитель (разбрызгиватель) 4, в смеситель подается необходимое количество раствора едкого натра определенной концентрации, что обеспечивает подачу заданного количества Na2O в шихту и требуемое по технологии значение ее конечной влажности. Следует отметить, что в смесителе кроме перемешивания и увлажнения начинается процесс шихтных взаимодействий. Увлажненная шихта ссыпается по течке 10 в работающий тарельчатый гранулятор 6. Тарельчатый гранулятор состоит из наклонной тарелки диаметром до 4 м. Угол наклона составляет 45-550. Тарелка приводится во вращение при помощи электродвигателя 7. Гранулятор снабжен устройством 9 для дискретного регулирования скорости вращения, что обеспечивает возможность получения гранул шихты различных размеров. Шихта, пересыпающаяся при вращении тарелки гранулятора, орошается водой, которая подается по трубопроводу 5 с душевой насадкой. При перекатывании влажных комочков на них налипает материал, что приводит к увеличению их размеров и формированию гранул. При достижении определенного размера, который определяется соотношением скорости вращения тарелки и ее угла наклона, гранула за счет центробежных сил покидает тарелку гранулятора. Применение едкого натра ускоряет процесс гранулирования и позволяет получать большие размеры гранул при меньшей скорости вращения и меньшем угле наклона тарелки, то есть приводит к повышению производительности гранулятора при одновременном уменьшении энергетических затрат. Гранулы из гранулятора попадают в сборник, по течке которого попадают в промежуточный бункер. Из бункера ленточным транспортером гранулы транспортируют в ванный цех в бункеры запаса шихты. Влажность гранул составляет 10-15%, при этой влажности их прочность не превышает 0.1 мПа. Сушка позволяет повысить прочность гранул до 2 мПа, поэтому при необходимости перевозки шихты на дальнее расстояние или длительного хранения, гранулы подвергают сушке в сушильном барабане. Подача гранул в сушильный барабан из промежуточного бункера осуществляется ленточным питателем. После сушки гранулы просеивают. Готовые гранулы с размерами от 5 до 20 мм транспортируются ленточными транспортерами в бункера запаса шихты или в контейнеры. Более крупные и мелкие гранулы измельчают и повторно гранулируют. Производительность грануляторов достигает 12 т/час. При питании стекловаренной печи гранулированной шихтой, приготовленной по данной схеме, ее производительность увеличивается на 20-30%, при уменьшении удельных затрат на стековарение на 15-20%.
Оборудование для загрузки шихты и боя в ванные печи
На скорость и равномерность провара шихты влияет способ ее загрузки в стекловаренную печь. Следует загружать шихту так, чтобы она по возможности больше получала теплоты сверху (излучение от факела и верхнего строения печи) и снизу, от стекломассы, то есть способ загрузки шихты должен обеспечить наиболее быстрый прогрев шихты. Кроме того, образовывающаяся на поверхности шихты пленка расплава, должна свободно стекать с ее поверхности, а слой стекломассы под шихтой должен непрерывно обновляться. Лучше всего шихту загружать в виде разорванных гряд или небольших кучек высотой 100 – 250 мм. По мере оплавления гряды шихты разделяются на отдельные островки. Очень важно, чтобы они разделялись на островки сразу же после загрузки в печь, так как сплошные гряды могут проталкиваться загрузчиком слишком далеко в печь. Большое значение для правильной загрузки имеет способ подачи боя стекла. Бой можно подавать двумя способами: в смешанном с шихтой виде или раздельно. При смешанной подаче происходит взаимодействие соды из шихты с боем, что затрудняет растворение тугоплавких зерен кварца и приводит к необходимости повышения температуры варки. Поэтому в последнее время наибольшее распространение получили способы раздельной загрузки шихты и боя. По одному из них шихту грузят двумя крайними грядками в целях предохранения огнеупоров бассейна от разрушения щелочами и расплавом. По второму способу бой и шихта подаются в печь послойно, причем бой обычно подается под слой шихты в виде так называемой подложки. Для загрузки шихты и боя в стекловаренную печь используют исключительно механические загрузчики. Для создания постоянных условий работы стеклоформующих машин и уменьшения разрушения огнеупоров, загрузчик должны обеспечивать постоянство уровня стекломассы в бассейне печи, для чего приводом загрузчика обычно управляет уровнемер, установленный в студочной части печи. Уровнемеры бывают поплавковые, электроконтактные, оптические и лазерные. Уровень поддерживается с точностью ± 0.2-0.5 мм. При разработке режимов работы загрузчика стремятся к тому, чтобы шихта не задерживалась в загрузочном кармане, но и не проталкивалась глубоко в печь. Шихту в печь загружают максимально широким фронтом, для чего ширину загрузочных карманов увеличивают до 70% от ширины бассейна. Длина кармана зависит от типа загрузчика. По конструктивным признакам различают: плунжерные, роторные и стольные загрузчики. Для загрузки стекловаренных печей небольшой производительности применяют плунжерные загрузчики. Плунжерный загрузчик малой производительности для грядовой загрузки имеет следующие основные детали (рис.53): бункер 1 для шихты и боя стекла; мундштук 2; поршень 3; шток 4; рычаг 5; шатун 6; червячный редуктор 7; электродвигатель 8. Загрузчик утолщенным концом мундштука вставляют в окно над загрузочным карманом печи. Для предотвращения мундштука от сгорания служит специальная водоохлаждаемая коробка 9. Шихта и бой подаются в бункер плунжерного загрузчика саморазгружающимися контейнерами. При движении поршня назад в мундштуке освобождается пространство, которое заполняется загружаемым материалом. При движении поршня вперед (к загрузочному карману) материал выталкивается из мундштука и попадает в окно над загрузочным карманом и затем ссыпается в карман, причем скапливающийся в окне горка материала, закрывает нижнюю металлическую часть мундштука, предохраняя его от перегрева. Шихта выходит из такого загрузчика уплотненной, равномерно продвигается в ванную печь вместе с поверхностным слоем стекломассы, остекловывается и расплавляется почти без пыления.
Рисунок 53
Техническая характеристика плунжерного загрузчика ПЗ-12.
Производительность, т/час 1.2 – 2.5 Ход поршня, мм 30 – 50 Число ходов поршня в минуту до 15.5 Размеры, мм Длина 1984 Ширина 8040 Высота 1030 Масса, кг 764
Для раздельной подачи шихты и боя в печь более удобными являются роторные загрузчики (рис.54). Эти загрузчики предназначены для непрерывной загрузки шихты на подслое из боя. Для этого загрузчик имеет два отдельных бункера (3 и 4) и два ротора (для боя 5 и для шихты 2). С роторами соединены вращающиеся секторные питатели. По ширине кармана печи могут быть установлены два роторных загрузчика. Ротор подачи шихты вращается против часовой стрелки, а ротор подачи боя по часовой стрелке. Бой в печь подается по наклонному лотку 1, угол наклона которого можно регулировать. Такой способ подачи боя приводит к тому, что бой погружается в расплав стекломассы и всплывает на некотором удалении от места загрузки, способствуя разбиванию шихты на отдельные островки. Заданное соотношение шихты и боя достигается изменением скорости вращения роторов, а также предварительно заданным соотношением геометрических объемов роторов.
Рисунок 54 1 – наклонный качающийся лоток; 2 – ротор для подачи стеклобоя; 3 – бункер для стеклобоя; 4 – бункер для шихты; 5 – ротор для подачи шихты; 6 – привод ротора
Техническая характеристика сдвоенного роторного загрузчика ПЕ-51.
Производительность, т/сут по шихте 700 по стекло бою 300 Частота вращения роторов, об/мин минимальная 0.45 максимальная 0.90 Габаритные размеры, мм Ширина 9900 Длина 5010 Высота 2450 Общая установленная мощность, кВт 12.6
Для грядовой загрузки шихты и боя в ванные печи большой производительности чаше всего применяют стольные загрузчики. Количество загрузчиков, устанавливаемых у печи, зависит от производительности каждого из них и потребности печи в шихте. Загрузчики по ширине кармана печи устанавливаются параллельно друг другу на расстоянии не более 200 мм, что обеспечивает грядовую загрузку шихты и боя. Стольный загрузчик (рис.55) по сравнению с другими загрузчиками аналогичного типа, имеет ряд улучшений. Загрузчик состоит из: бункера 1 для шихты и боя стекла; стола 2, совершающего возвратно-поступательное движение и являющегося как бы дном бункера; направляющих швелеров 3 для хода стола; кривошипно-шатунного механизма 4, передающего движение столу; редуктора 5 и электродвигателя 6. Работа загрузчика происходит следующим образом. При движении стола вперед (по направлению к загрузочному карману) на освобождающуюся поверхность стола из бункера выносится слой шихты и боя. Толщина этого слоя может регулироваться изменением высоты просвета между столом и шибером бункера. При движении стола назад, находящаяся на нем шихта упирается в бункер, который служит своеобразным затвором, и несколько перемещается по столу. После нескольких таких ходов на столе накапливается шихта в таком количестве, что при очередном движении стола назад она высыпается в карман ванной печи. При следующем движении стола вперед на него из бункера поступает новая порция шихты и одновременно торец 7 стола, снабженный гребенками и опущенный близко к поверхности стекломассы, проталкивает в печь высыпавшуюся при предыдущем ходе стола шихту.
Рисунок 55
Производительность загрузчика можно регулировать: Количеством ходов стола в единицу времени, что при установке двигателя постоянного тока достигается регулировочным реостатом; Длиной хода стола, путем изменения эксцентриситета у кривошипа; Величиной зазора для прохода шихты и боя – при помощи шибера. Современные модели стольных загрузчиков ЗШ-2 и ЗШ-2М позволяют загружать шихту на подслой из стекольного боя, для чего их бункеры разделены перегородкой на два отсека для шихты и боя стекла соответственно. Соотношение шихты и боя стекла регулируется изменение разгрузочной щели отсека боя, а высота слоя шихты и боя – при помощи шибера.
Техническая характеристика стольного загрузчика ЗШ-2.
Производительность, т/сут 5-35 Ширина стола, мм 600 Ход стола, мм Минимальный 140 Максимальный 250 Толщина подаваемого слоя, мм 65-150 Объем бункера, м3 0.8-1.5
|
