2. Приготування скляної шихти
Скляною шихтою називають однорідну суміш попередньо підготовлених та відважених за заданим рецептом сировинних матеріалів.
В даний час на скляних заводах шихти готують у механізованих складових цехах, в яких передбачається повний цикл операцій з підготовки та усереднення сировини.
Сучасний складовий цех включає склад сировини з приймальним
павільйоном та дозувально-змішувальне відділення. Склад сировинних матеріалів може складатися з ряду силосних банок, матеріал у які завантажується високопродуктивним транспортним обладнанням.
Дозувально-змішувальне відділення складається з видаткових бункерів сировини, приміщення розподілу матеріалів із силосів та інших місць зберігання у видаткові бункери біля дозувально-змішувальної лінії. До складу лінії входять автоматичні ваги, змішувачі, пристрої, що транспортують, бункера зберігання шихти.
Запас шихти у великих складових цехах забезпечує роботу заводу протягом 12 годин. Це дозволяє організувати двозмінну роботу складового цеху. За потужністю складові цехи можуть бути згруповані таким чином: до 100 т/добу; 100 - 300 т/добу; 300 - 500 т/добу; 500 - 800 т/добу; понад 800 т/добу.
2.1. Дозування компонентів скляної шихти
Найважливішою стадією технологічного процесу приготування скляної шихти є дозування сировини. Дозатор повинен забезпечувати високу точність дозування за високої продуктивності його роботи, надійності та гнучкої переналагодження. Дозатори повинні забезпечувати горизонтальне та вертикальне компонування дозувально-змішувальних ліній з можливістю розвантаження матеріалів на стрічку конвеєра або безпосередньо в змішувач.
Процес дозування в сучасних механізованих складових цехах здійснюється затрьом основним технологічним схемам:
- Лінійне розташування дозаторів під видатковими бункерами сировини з подачею схилів на горизонтальний збірний транспортер (рис.5);
- лінійне розташування видаткових бункерів та проведення процесу дозування у ваги-візок;
Рис.5. Технологічна лінія приготування шихти
1-бункера сировини; 2 – дозатор; 3 - конвеєр стрічковий;
4 – перемикач; 5 – змішувач; 6 – шнек; 7 – елеватор;
8 – бункера шихти; 9 – електровагонетка
Р
до неї дозатором бою та скіповим підйомником для завантаження
у силоси готової шихти
Число видаткових бункерів сировини в складовому цеху має дорівнювати кількості використовуваних сировинних матеріалів. Часто, враховуючи граничні можливості дозаторів, пісок та сода дозуються одразу за допомогою двох ваг. Крім того, у лінію встановлюють кілька резервних ваг над резервними видатковими бункерами.
Малі шихтні добавки іноді розміщують у бункерах невеликого об'єму над ваговою лінією і роблять виска на невеликих вагах. Іноді їх відважують поза лінією на звичайних торгових вагах. У цьому випадку добавки зберігають у скриньках поблизу вагової лінії. Серед цих добавок найважливіша роль належить крокусу або якомусь іншому залізовмісному матеріалу, за допомогою якого забезпечується підтримка сталості кількості оксидів заліза у складі скла. Бажано для нього виділяти окремий невеликий бункер та ваги зі шкалою до 10 кг. Іноді скляний бій дозують так само, як усі компоненти шихти, як це представлено на рис. 6.
Один із варіантів схеми дозування компонентів шихти за допомогою одного дозатора представлений на рис. 7. В даному випадку видаткові бункери сировинизгруповані в дві групи - основні компоненти (перша ділянка дозування) та малі добавки (друга ділянка дозування). Особливістю схеми рис.7 є подача схилу в своєрідні контейнери, які одночасно служать ємністю для змішування шихти. Крім того, отримана шихта транспортується до них до скловарної печі.
У скляній промисловості використовуються дискретні дозатори. Принцип їхньої роботи зображено на рис.8. З видаткового бункера 1 сировинний матеріал подається за допомогою завантажувального живильника 2 бункер 3, з якого віддозований матеріал викидається за допомогою розвантажувального пристрою 4 на збірний транспортер 5. Фактичні маси завантаженої та вивантаженої доз матеріалу фіксуються вимірювальним елементом 6.
У вітчизняній промисловості найбільш поширені вагові дозатори ДВСТ виробництва Київського заводу порційних автоматів (табл.22). Крім того, низка скляних заводів має чеські автоматичні вагові дозатори "Транспорту", а також ваги - візки, випуск яких наразі припинено.
1 – подача бункерів; 2 - перша вагова ділянка (основні
компоненти); 3 - нефелін-сієніт; 4- бій опалового скла;
5 - бій опалового сортового скла; 6 - розподільний
щит; 7 - друга вагова ділянка; 8 - ручне введення малих
добавок; 9, 11 - подача бункера вилковим завантажувачем; 10-
Мал. 8. Функціональна схема дозатора
Технічна характеристика автоматичних ваг
для дозування компонентів шихти
Межі зважування, кг
Корисний об'єм ковша, м 3
Цикл зважування, сік
Вага агрегату, кг
Великарізнорідність марок ваг у промисловості призвела до того, що допуски на точність дозування прийняті більшими, ніж можливості нових ваг ДВСТ, і вони становлять 0,3 %. Для ваги старих марок допускається точність дозування 0,5 %. При заміні живильників більш сучасні вона може бути підвищена до 0,1-0,2%.
Живильники дозаторів мають різну конструкцію. Застосовуються вібраційні, барабанні, гвинтові та гравітаційні живильники.
Вібраційні живильники мають більшу продуктивність, проте на них іноді відбувається зрив матеріалу в ваговий бункер. Живильники роторного типу забезпечені барабанними осередками, розрахованими так, щоб кожна з них відповідала допустимої точності дозування. Їх недоліком є знос лопатей ротора.
Гвинтовий живильник добре працює при постійній швидкості потоку матеріалу, чому перешкоджає наявність порожнин у матеріалі. Крім того, процес дозування може порушуватись через налипання матеріалу на лопаті гвинта. Сучасні гвинтові живильники для забезпечення високої точності дозування мають дво- та триступінчасте регулювання швидкості їх обертання.
Рис.9. Дозатор із барабанними Рис.10. Дозатор з живильниками
живильниками діафрагмового типу
1 – бункер ваг; 2 - ротор-1 - бункер ваг; 2 - голів-
ний живильник; 3 - збирання ваги; 3 - складальний
ний конвеєр; 4 – головка конвеєр; 4 - живильник
ваг діафрагмового типу;
5 - діафрагма грубої
засипки; 6 - діафрагма
точного засипання; 7 - пнев-
моциліндри; 8 - еластич-
Останнім часом вібраційні живильники стали замінювати на барабанні (для доломіту, соди, вапняку, сульфату натрію) (рис.9) та діафрагмові (для піску та польового шпату) (рис.10). Тому їхслід описати докладніше.
Барабанний живильник здійснює заповнення ємності ваги шляхом об'ємного роторного дозування. Для цього ротор барабанного живильника поділено на секторні осередки. Обсяг кожного осередку забезпечує мінімально можливий час завантаження ваги. Після досягнення заданого показання ваги кількість ссыпаемого матеріалу з залишеного зазору не перевищує обсягу одного секторного осередку барабана.
Об'єм секторних осередків барабана для кожних конкретних ваг підбирається таким чином, щоб час заповнення ваг було близько середньому часу заповнення решти ваг цієї лінії. Тому для кожного компонента шихти обсяги осередку бувають різними. Точне дозування матеріалів забезпечується швидкою зупинкою живильника у будь-якому положенні осередків шляхом електромеханічного гальмування двигуна. У цьому випадку висипання матеріалу об'ємом більше одного осередку виключено, тому що при такому гальмуванні сектора повертаються назад на 15 - 20 О . Тоді комірки, що звільнилися від сировини, встановлюються проти розвантажувального отвору, що забезпечує щільне закриття затвора дозатора. Роторний живильник забезпечує похибку дозування 0,3%.
Принцип роботи дозатора діафрагмового типу (рис.10) полягає у регулюванні швидкості закінчення матеріалу. Для цього матеріал заповнює бункер ваг через два калібровані отвори. Через отвір більшого діаметра забезпечується швидке наповнення ваг. В кінці заповнення цей отвір закривається діафрагмою, а матеріал зсипається через менший отвір для точного дозування. Сигнали на кожну діафрагму подаються в міру просування стрілки за шкалою ваги до позначок "грубо" і "точно".
Система виміру маси матеріалу проходить безперервну еволюцію. Найбільш простийє важільна система, в якій механічне переміщення, викликане зміною маси матеріалу, що подається в бункер, через важелі передається на стрілку ваг. Недолік такої системи - низька точність виміру та неможливість дистанційного керування. У найкращих сучасних конструкціях систем вимірювання маси матеріалу застосовуються тензорезисторні датчики, що перетворюють інформацію про масу в безперервний електричний сигнал. За допомогою цієї системи на передових західних фірмах досягнуто точності дозування 0,1 %. Для порівняння слід наголосити, що найкращі вітчизняні складові цехи працюють з точністю 0,3 % за середньопромислового рівня 0,5 % . Подальша еволюція систем дозування ґрунтуватиметься на використанні волоконної оптики.