Методы интенсификации процесса стекловарения и мероприятия по энергосбережению

Уплотнение Шихты.

Технология уплотнения стекольных шихт, включая гранулирование методом окатывания, компактирование на валковом прессе, экструзию, учитывает физико-химические свойства сырьевых материалов и шихт на их основе, а также процессы, протекающие в них при увлажнении. Это позволило установить основные факторы, влияющие на процесс уплотнения и разработать критерии оценки выбора способа уплотнения шихт и условий его проведения. Установлены технологические особенности использования некондиционного кремнеземсодержащего природного сырья и не традиционных щелочесодержащих материалов в технологии различных видов стекол. Использование уплотненных стекольных шихт позволяет:

• сократить пыление и унос тонкодисперсных материалов;
• исключить слеживаемость материалов;
• улучшить теплофизические свойства стекольных шихт;
• использовать простые средства транспортировки и загрузки шихт;
• повысить производительность печи и сократить расход топлива;
• получать уплотненный материал различной формы (плитки, гранулы) и гранулометрического состава;
• утилизировать ценные компоненты;
• улучшать условия труда и успешно решать экологические проблемы.

Рекуперация стеклянного боя.

Стеклянный бой по своему составу эквивалентен исходному сырью, поэтому может быть использован многократно непосредственно в стекольном производстве, как добавка к шихте. Рекуперация стеклянного боя позволяет уменьшить объем отходов и сократить расход природных ресурсов, а также снизить расход энергии на производство стекла. Обычно в шихту добавляют до 20% стеклянного боя. Для использования стеклобоя его очищают, отделяют от других компонентов, сортируют и дробят. Ферромагнитные материалы извлекают из стеклобоя с помощью магнитных сепараторов. Алюминий, камни и кремний отделяют вручную на ленточном конвейере. Куски алюминия и пластмасс могут быть удалены также струей сжатого воздуха при сбрасывании стеклобоя с конвейера или созданием разряжения над ним.

Качество воды.

В стекольном производстве воду применяют для охлаждения оборудования (технологического, энергетического, вентиляционного), для приготовления шихты, для бытовых целей. В зависимости от применения воды требования к ее качеству разные. Вода для охлаждения оборудования должна иметь карбонатную жесткость 1 – 3 мг-экв/л и концентрацию взвешенных веществ не больше 30мг/л. Вода, используемая для промывки (обогащения) песка, не должна содержать химических примесей, вредно действующих на стекломассу. Жесткость и содержание железа должно быть как в питьевой воде. Выполнение данных требований ведет к более качественному и интенсивному производству стекла.

Совершенствование техники.

Для снижения уровня шума у стеклоформующих машин разрабатываются и внедряются конструкции глушителей. Постоянно совершенствуются конструкции установок химической полировки сортовых стеклянных изделий, системы вентиляции. Для предотвращения возможного травматизма рабочих и ускорения просесса производства стекла механизируются и автоматизируются операции транспортировки, резки, контроля и упаковки стекла.

 

Сырьевые материалы для производства стекла

Сырьевые материалы, применяемые для производства стекла, условно делят на главные и вспомогательные. К главным сырьевым материалам относят природные или искусственные вещества, которые служат для введения в стекломассу кислотных, щелочных и щелочноземельных оксидов и диоксидов, являющихся основой для образования стекол.

Вспомогательными сырьевыми материалами считают различные соединения химических элементов, используемые для окрашивания и глушения стекла, улучшения качества стекломассы, ускорения варки стекла. Введение глушителей в стекломассу позволяет получить непрозрачное стекло.

Общее требование ко всем видам стекольного сырья – чистота и однородность по составу. Чистота сырьевых материалов определяется, в частности, количественным содержанием в них окислов железа, снижающих светопрозрачность стекла.

Состав стекла: SiO₂ – 80,1%; Al₂O₃ – 1,5%; В₂O₃ – 12,4%; СаО – 0,5%;

Na₂O – 5%; F – 0,5%.

Сырье для ввода в стекломассу двуокиси кремния

Двуокись кремния (кремнезем) SiO₂ – важнейшая составная часть промышленных стекол; большинство из них содержит SiO₂ от 60 до 70%.

Сырьем для ввода SiO₂ в стекло служит главным образом кварцевый песок. Пригодность песка для стекловарения определяется химическим составом. Для изготовления стекла применяют песок с высоким содержанием SiO₂ и минимальным содержанием окрашивающих окислов (соединений железа). Окислы железа FeO и Fe₂O₃ окрашивают стекло и понижают его общую светопрозрачность. От Fe₂O₃ стекло приобретает желтую окраску, от FeO – голубую. Стекло, сваренное из песков, содержащих одновременно FeO и Fe₂O₃, имеет зеленоватый оттенок. К вредным примесям песка, которые придают стеклам нежелательный оттенок, относят также двуокись титана, окислы хрома и ванадия.

На качество стекла влияют форма зерен кварцевого песка и его зерновой состав. Зерна песка бывают угловатыми и окатанными. Быстрее провариваются угловатые зерна, так как они имеют большую активную поверхность и в меньшей степени, чем окатанные, расслаиваются и выпадают из шихты.

Размер зерен (диаметр) большинства песков колеблется от 0,1 до 2 мм. Наиболее пригодны для стекловарения пески с зернами размером 0,15 – 0,4 мм. Зерновой состав песка подбирают, пропуская песок через сита с отверстиями определенных размеров.