Оборудование для вертикального вытягивания черезлодочку (ВВС)
Лодочный способ (ВВС) вертикального вытягивания - наиболее простой механизированный способ формования листового стекла. Патент на этот способ был выдан бельгийскому инженеру Эмилю Фурко в 1902 году, а массовое производство впервые было налажено в Чехословакии в 1919 году. Этот способ получил самое широкое распространение во всех странах мира. В СССР около 90% оконного стекла вырабатывалось по этому способу, однако в последнее время его вытесняет более производительный способ термического формования на расплаве металла (флоат-способ).
Таблица 19 – Типовой состав, разработанный ГИС для ВВС (в % по массе):
Лента стекла при лодочном вертикальном способе вытягивания формуется в подмашинных камерах, являющихся составной частью выработочных каналов, которые примыкают к выработочной части стекловаренной печи. Выработочные каналы предназначены для обеспечения поступления, свежей стекломассы с одинаковой температурой, без дополнительного ее подогрева, из студочной части печи в подмашинную камеру для формования. При сооружении выработочных каналов их дно и боковые стенки тщательно теплоизолируют. При глубине выработочного бассейна 1200мм глубина выработочных каналов составляет 900 мм, Число выработочных каналов соответствует числу машин ВВС. В зависимости от числа машин и схемы их расположения конфигурация каналов может быть различной. Одновременно у печи может быть установлено от 3 до 12 машин. Наиболее часто используемые схемы выработочных каналов, при установке 3, 6 и 12 машин, приведены на рис. 64.
Рисунок 64
Такое крестообразное расположение машин обеспечивает одинаковый путь стекломассы ко всем подмашинным камерам, а значит постоянство условий формования — одинаковые температуры и вязкость стекломассы. Основным формующим рабочим органом является лодочка - шамотное тело в виде длинного прямоугольного бруса со сквозным вырезом, переходящим в верхней части в узкую щель. Форма лодочки и ее размеры зависят от ширины вытягиваемой ленты. Как правило, длина щели на 350 – 380 мм превышает ширину вырабатываемой ленты (без бортов), причем эта разница уменьшается с увеличением толщины ленты. Длина самой лодочки превышает ширину ленты стекла на 700 – 800 мм, ширина щели лодочки составляет 50 – 70 мм при ширине самой лодочки 400 – 420 мм. Щель сужается на концах до 28 – 32 мм. Верхняя кромка щели, которую называют губами лодочки, находится ниже верхней плоскости лодочки, что предотвращает приток стекломассы в лодочку сверху. Лодочку изготавливают способом сухого трамбования из высококачественной мелкозернистой шамотной массы (75% - шамот, 25% - глина). Губы и поверхность щели лодочки тщательно полируют с помощью стеклянных угольников. Лодочки обжигают при температуре 1200 -1250°С. Оптимальную конфигурацию выреза и щели лодочки подбирают в каждом отдельном случае применительно к условиям распределения температур стекломассы в канале и ее физико-химическим свойствам. Лодочку, разогретую до 1100°С, устанавливают в подмашинную камеру. Принцип формования основан на том, что при погружении лодочки в стекломассу, имеющую вязкость порядка 1033 - 10 Па×с, за счет сил гидростатического напора из щели выступают глубинные слои стекломассы (рис. 65), образующие «луковицу», из которой оттягивают вверх валками машины вертикального вытягивания ленту заданных размеров по толщине и ширине.
Рисунок 65 а – шамотная лодочка; б – схема формования стекла
Рисунок 65а
Необходимый режим охлаждения термопластичной ленты, чтобы до поступления ее в зазор первой пары валков она перешла в твердое состояние, обеспечивается двумя холодильниками (с двух сторон лены), помещенными в подмашинную камеру.
Устройство подмашинной камеры Подмашинная камера предназначена для подготовки стекломассы к формованию и созданию теплофизических условий для осуществления самого вытягивания. В ее конструкции предусмотрен ряд устройств, предотвращающих влияние колебания параметров окружающей среды (температуры стекломассы и газовой среды), а также приспособления для самостоятельного регулирования теплового режима вытягивания. Для этого подмашинная камера отделяется от выработочного канала с помощью погруженного в стекломассу на глубину 50 – 100 мм горизонтального моста 2 (рис. 66).
Рисунок 66 1 – лодочка; 2 – шамотный мост; 3 – холодильник; 4 – угольник; 5 – шахта машины ВВС; 6 – валки машины ВВС; 7 – скаты; 8 – люк шахты; 9 – подмашинная камера
Сверху в шамотном мосте имеются каналы, служащие для обогрева подмашинной камеры и сохранения ее температурного режима во время остановки процесса вытягивания. Подмашинная камера отделена от нижней части машины при помощи шамотных кронштейнов с дополнительной теплоизоляцией. Между верхней поверхностью кронштейнов и нижней секцией машины ВВС устанавливают чугунное соединительное звено (гробом). Его крепят к шахте машины и плотно заделывают в кирпичную кладку над кронштейнами. В торцевой стенке соединительного звена имеются смотровые окошки для наблюдения за процессом формования и съемные крышки для установки угольников, «аэропланчиков» и бортовыпрямительных устройств. В верхнем перекрытии подмашинной камеры оставляют проход шириной 140 – 180 мм для вытягивания ленты и движения нагретого воздуха, а также имеется два отверстия для штанг нажимных механизмов. Ширина подмашинной камеры 600 – 700 мм по зеркалу стекломассы. Расстояние от зеркала стекломассы до оси первой пары валков 950 -1050мм. В подмашинной камере установлены все необходимые приспособления и инструменты для осуществления и регулирования процесса вытягивания: шамотная лодочка 1, холодильники 3, нажимные приспособления для погружения лодочки и др. Основные холодильники (рис. 67) устанавливают с обеих сторон ленты на расстоянии около 50 мм и на высоте 40 – 50 мм от поверхности губ лодочки.
Рисунок 67 а – прямой; б – с центральным подводом и боковым отводом воды; в – с распределяемым струйным подводом и боковым отводом воды
Холодильники изготавливают из листовой стали толщиной 2.0 - 2.5 мм. Высота их 250 – 300 мм. Дополнительные холодильники (применяют при высоких скоростях вытягивания) устанавливают над основными холодильниками и выполняют из труб диаметром 38 мм. Режим охлаждения имеет очень большое значение, так как во многом определяет качество стекла - наличие таких пороков как волнистость, полосность, разнотолщинность, вырабатываемой ленты. При формовании ленты стекла силы поверхностного натяжения стремятся сузить ее. Этому же способствует растяжение стекла, возникающее при его вертикально вытягивании. В целях предотвращения этого явления применяют специальные приспособления - бортодержатели (рис. 68). Они представляют собой металлические, двусторонние крючки различной конструкции, погружаемые в луковицу сверху на расстоянии 30 – 40 мм от края щели.
Рисунок 68
Действие бортодержателей основано, во-первых, на непосредственном механическом удерживании борта ленты при помощи крючков, а во-вторых, на том, что за счет соприкосновения с более холодным металлом, имеющим большую теплопроводность, борта ленты охлаждаются, их вязкость быстро растет, что препятствует сужению ленты. Механизм для погружения лодочки в стекломассу (рис. 69). Лодочка заглубляется в стекломассу с помощью нажимного механизма. Передняя часть его состоит из нажимного винта с маховичком 7, который укреплен на колонне. Винт через шарнирную тягу 6 соединен с серьгой 5, жестко посаженной на вал 4. На валу прикреплены два кулачка, соединенных с нажимными штангами 3, проходящими сверху через отверстия в соединительном звене и шамотной плите подмашинной камеры. Нажимные тяги опираются на стальные лапы 2, одним концом на порожке подмашинной камеры, а двумя изогнутыми концами - на бортах лодочки 1. При повороте маховичка по часовой стрелке кулачки опускают штанги, а последние давят на лодочку и погружают ее. Для подъема лодочки маховичок вращают против часовой стрелки.
Рисунок 69 1 – лодочка; 2 – стальнвая лапа; 3 – нажимная штанга; 4 – вал; 5 – серьга; 6 – тяга; 7 – маховик
Для удаления в стороны осколков стекла, которые могут попадать из шахты машины, в подмашинную камеру (в соединительном звене), устанавливают металлические угольники. Бортовые участки формующейся ленты защищают от падающих осколков «аэропланчиками», устанавливаемыми на торцы угольников. Крылышки «аэропланчиков», скользящие по бортам ленты, футеруют листовым асбестом. При высоких скоростях вытягивания иногда наблюдается горбление прибортовых участков ленты. В этих случаях применяют роликовые бортовыпрямители (рис. 69).
Рисунок 69
|
