способ эксплуатации линии для производства листового полированного стекла

Формула изобретения

Способ эксплуатации линии для производства листового полированного стекла, включающий загрузку шихты в ванную стекловаренную печь через загрузочный карман, плавку шихты в варочном бассейне за счет подачи газа через камерные горелки и его сжигания в варочном бассейне ванной стекловаренной печи с образованием стекломассы, которую гомогенизируют с одновременным снижением температуры перед подачей во флоат-ванну, где преобразуется в ленту стекла и затем поступает в печь отжига, далее на рольганг, после чего подается на участок резки, где раскраивается на заготовки стекла, которые затем упаковываются в тару для готовой продукции, отличающийся тем, что подачу шихты осуществляют шестью стольными загрузчиками производительностью каждого из них от 1,8 до 6,5 т/ч, причем ход стола загрузчика составляет от 0,14 до 0,25 м, при этом подачу газа осуществляют через камерные горелки с суммарным расходом природного газа от 400 до 2000 м³/ч, с суммарным расходом вентиляторного воздуха от 2975 до 21625 м ³/ч, с суммарной тепловой производительностью горелок от 7,9 до 60,61 ГДж/ч и давлением первой горелки от 0,3 до 0,4 МПа, а давлением со второй по шестую горелку от 0,0025 до 0,069 МПа, причем гомогенизацию и снижение температуры стекломассы осуществляют за счет ее охлаждения погружным осевым элементом с расходом воды 340 - 360 л/мин и температурой на входе от 20 до 40°С.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к устройствам для производства стекла непрерывным методом.

Уровень техники

Из уровня техники известен способ эксплуатации производственной линии непрерывного проката для производства листового стекла. Линия включает ванную печь, прокатную машину, печь для отжига стекла, полярископ, механизм для отбортовки, механизм для отломки, рольганг с ускорителем, рольганг торцового укладчика, торцовый укладчик, тельфер с присосной рамой и стол резчика. При непрерывном способе проката стекломасса, сваренная в ванной печи, через специальный желоб (сливной лоток) поступает в прокатные вальцы и в виде непрерывной ленты - в туннельную отжигательную печь. При односторонней обработке листов стекла лента, выходящая из печи, разрезается на отдельные листы. При двусторонней обработке лента подается на конвейер неразрезанной (см. Л.М.Бутт, Технология стекла, гос. изд. Литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, Москва, 1960 г., стр.251-256).

Данным способом непрерывного проката вырабатывают прозрачное листовое стекло, идущее на шлифовку и полировку. Непрерывный прокат - высокопроизводительный способ производства. Одна машина шириной 3 м способна выработать до 250 т стекломассы в сутки. Однако этот способ имеет и недостатки: им вырабатывают стекло толщиной более 4-5 мм; кроме того, стекло, полученное методом непрерывного проката, требует шлифовки и полировки. Чтобы уменьшить затраты на обработку и потери стекла, стремятся получить ленту как можно более равномерной толщины и с возможно более гладкой поверхностью. При хорошем качестве проката с каждой стороны листов снимают при шлифовке всего 0,3-0,5 мм стекла.

В конце 50-х годов английской фирмой "Пилкингтон бразерс Лимитед" был разработан совершенно новый способ получения полированного стекла методом формования ленты стекла на расплаве олова, получившего название флоат-процесса (плавающего стекла). Новый способ оказался настолько перспективным, экономически рентабельным и технически совершенным, что он за короткое время (10-15 лет) полностью заменил механические конвейеры по обработке стекла и стал доминирующим в мире (Н.М.Павлушкин, Химическая технология стекла и ситаллов. Москва, Стройиздат, 1983 г., стр.233-234).

Принцип формования заключается в том, что строго дозируемое количество стекломассы из выработочной части стекловаренной печи по сливному лотку стекает на зеркальную поверхность расплавленного олова и растекаясь по нему, превращается в ленту равновесной толщины. Отформованная лента стекла далее продвигается по поверхности олова, постепенно охлаждается (до 600°С) и передается в печь отжига.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является способ эксплуатации поточной непрерывной линии для производства строительного полированного стекла, известный из "ПРОИЗВОДСТВО СТЕКЛА", В.В.Тарбеев и др., ФГУИПП "Нижполиграф", Нижний Новгород, 2002, стр.136-138. Известный способ эксплуатации линии для производства листового полированного стекла включает загрузку шихты в ванную стекловаренную печь через загрузочный карман, плавку шихты в варочном бассейне за счет подачи газа через камерные горелки и его сжигания в варочном бассейне ванной стекловаренной печи с образованием стекломассы и последующую гомогенизацию стекломассы с одновременным снижением температуры перед подачей во флоат-ванну.

Все процессы на участках поточной линии максимально автоматизированы.

Из стекловаренной печи через питающий канал стекломасса поступает во флоат-ванну, где преобразуется в ленту стекла и по подъемным валам с другого конца ванны поступает в печь отжига и далее на рольганг. Движущаяся лента проходит визуальный контроль по порокам и контроль отжига. Затем на участке поперечной резки лента разделяется на заготовки, поступающие на участок резки. По специальной программе листы стекла автоматически подаются с рольганга на резные столы, где раскраиваются на заготовки-полуфабрикаты и устанавливаются автоматически на пирамиды, которые затем автопогрузчиками транспортируются на склад. Бракованные заготовки, бой сбрасываются в бункера либо в специальные контейнеры для боя. Производительность всего оборудования поточной линии определяется варочной способностью стекловаренной печи.

Из недостатков можно отметить, что нерасплавленная шихта в варочном бассейне стекловаренной печи распространяется в сторону по направлению к его боковым стенкам, накапливается у последних, забивает проход как для поступления шихты в варочный бассейн, так и выходное отверстие из него, причем взаимодействие шихты с футеровкой печи приводит к разрушению последней и тем самым сокращается срок службы стекловаренной печи, что в свою очередь приводит к уменьшению производительности линии; кроме того в известном техническом решении не предусмотрена возможность управления циркуляционными потоками стекломассы в продольном и поперечном сечении ванной стекловаренной печи, что не позволяет обеспечить однородность стекломассы по температуре и химическому составу при поступлении в выработочный канал стекловаренной печи, а так же не позволяет отодвигать шихту от боковых стенок стекловаренной печи.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является обеспечение возможности управления температурными полями, а также продольными и поперечными конвекционными потоками стекломассы в стекловаренной печи, и регулирование расположения шихты по площади стекловаренной печи, стабилизация положения границ шихты на необходимом расстоянии от боковых стен, обеспечение однородности стекломассы в основном за счет химического, а также термического усреднения.

Решение поставленной задачи позволяет улучшить качество и увеличить количество вырабатываемой продукции, а также продлить срок службы линии для производства листового полированного стекла.

Поставленная задача решается тем, что в способе эксплуатации линии для производства листового полированного стекла, включающем загрузку шихты в ванную стекловаренную печь через загрузочный карман, плавку шихты в варочном бассейне за счет подачи газа через камерные горелки и его сжигания в варочном бассейне ванной стекловаренной печи с образованием стекломассы, последующую гомогенизацию стекломассы с одновременным снижением температуры перед подачей во флоат-ванну, согласно изобретению подачу газа осуществляют через камерные горелки с суммарным расходом природного газа от 400 м³/час до 2000 м ³/час, и с суммарной тепловой производительностью горелок от 7,9 ГДж/ч до 60,61 ГДж/ч, причем гомогенизацию и снижение температуры стекломассы осуществляют за счет ее охлаждения погружным осевым элементом с расходом воды 340 л/мин - 360 л/мин и температурой на входе от 20°С до 40°С.

В результате повышается качество строительного стекла и увеличивается срок службы линии, причем экспериментально было установлено, что выбранные вышеуказанные диапазоны обеспечивают улучшение однородности стекломассы и защиту футеровки стекловаренной печи.

Квельпункт - зона максимальных температур в ванной стекловаренной печи.

Для ванной стекловаренной печи производительностью от 170 т/сут до 270 т/сут стекломассы квельпункт, соответственно, устанавливается на расстоянии от торцевой стенки загрузочного кармана от 11,21 м до 13,02 м за счет подвода тепла путем сжигания природного газа, подаваемого в отапливаемую зону ванной стекловаренной печи 6 парами горелок. Поэтому длина водоохлаждаемого элемента выполнена от 11,46 м до 13,27 м, а длина холодильной секции от 8,88 м до 13,02 м при условии, что длина крепежной секции от 0,25 м до 1,81 м и длине промежуточной секции 0,769 м.

Краткое описание чертежей

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен план линии для производства листового полированного стекла, на фиг.2 изображен вид сверху ванной стекловаренной печи, на фиг.3 - продольное сечение ванной стекловаренной печи, на фиг.4 - продольное сечение ванной стекловаренной печи с циркуляционными потоками стекломассы.

Линия по производству листового полированного стекла включат в себя (см. фиг.1): 1 - ванная стекловаренная печь, 2 - выработочный канал, 3 - флоат-ванна, 4 - печь отжига, 5 - секция холодного обдува, 6 - кабина просмотра ленты стекла, 7 - балка резки, 8 - бортотломка, 9 - откатчики (3 шт.), 10 - пирамида (6 шт.), 11 - балка напыления (2 шт.), 12 - кабина контролера, 13 - стол приема стекла (4 шт.), стол перереза, 15 - рольганги (2 шт.), 16 - сдув осыпи "обдув листов", 17 - горячий обдув, 18 - растягивающие машины (4 шт.), 19 - загрузчики шихты (6 шт.), 20 - осевой холодильник, 21 - шлаковая камера, 22 - камерные горелки.

Ванная стекловаренная печь 1 включает в себя (см. фиг.2) загрузочный карман - 23 (фиг.2), шесть загрузчиков шихты - 19 непрерывного режима работы.

Ванная стекловаренная печь 1 снабжена погружным осевым элементом (осевым холодильником) 20 (фиг.3), содержащим крепежную 20а и холодильную 20с секции, соединенные переходной секцией 20b и размещен вдоль продольной оси ванной стекловаренной печи 1 перпендикулярно к торцевой стенке загрузочного кармана 23 между загрузчиками шихты 19.

Пример реализации изобретения

Изобретение было реализовано при значениях параметров, указанных в таблице.

Суммарный расход природного газа (м 3/час)	300	400	1000	2000	2500
Суммарная тепловая производительность горелок (ГДж/ч)	3,2	7,9	30,2	60,61	70
Расход воды (л/мин)	300	340	350	360	400
Температура воды на входе (°С)	15	20	30	40	50

В таблице приведены значения параметров, при которых проводилась реализация способа: суммарный расход природного газа, суммарная тепловая производительность горелок, расход воды, температура воды на входе. В указанных интервалах значений параметров была обеспечена однородность стекломассы и стабилизация положения границ шихты на необходимом расстоянии от боковых стен.

При суммарном расходе природного газа менее 400 м ³/час и суммарной тепловой производительности горелок менее 7,9 ГДж/ч затрудняется прогрев стекломассы и ее гомогенизация.

При суммарном расходе природного газа выше 2000 м ³/час и суммарной тепловой производительности горелок выше 60,61 ГДж/ч зона максимальных температур в ванной стекловаренной печи приближается к торцевой стенке загрузочного кармана, что затрудняет регулирование конвентивных потоков по длине ванны и резко увеличивает расход воды для снижения температуры стекломассы перед подачей во флоат-ванну. По аналогичной причине не следует уменьшать расход воды ниже 340 л/мин и увеличивать температуру воды на входе выше 40°С. Увеличение расхода воды свыше 360 л/мин приводит к переохлаждению стекломассы вокруг погружного осевого элемента и как следствие к нарушению однородности стекломассы.

Технический результат изобретения достигается с использованием совокупности признаков, включая диапазона параметров, указанных в формуле изобретения.

Осуществление изобретения

Способ эксплуатации линии для производства листового полированного стекла осуществляется следующим образом.

Шихта загружается в ванную стекловаренную печь 1 с помощью шести загрузчиков 19 стольного типа и непрерывного режима работы с производительностью каждого из них от 1,8 т/час до 6,5 т/час, причем ход стола загрузчика составляет от 0,14 м до 0,25 м.

Шихта плавится в варочном бассейне ванной стекловаренной печи 1 за счет подачи газа через камерные горелки 22 с суммарным расходом природного газа от 400 м³/час до 2000 м³ /час, с суммарным расходом вентиляторного воздуха от 2975 м ³/час до 21625 м³/час, с суммарной тепловой производительностью горелок от 7,9 ГДж/ч до 60,61 ГДж/ч, и давлением первой горелки от 0,3 МПа до 0,4 МПа, а давлением со второй по шестую горелку от 0,0025 МПа до 0,069 МПа.

Шихта плавится и образовывает стекломассу 24 и она непрерывно движется под действием выработки и тепловой конвекции. Снижая температуру стекломассы 24 вдоль продольной оси ванной стекловаренной печи 1 ниже температур, установившихся у боковых стен, погружной осевой элемент (осевой холодильник) 20 перераспределяет циркуляционные потоки стекломассы 24, направляя их от боковых стен ванной стекловаренной печи 1 к продольной оси - центру ванной стекловаренной печи 1, на фиг.4 показаны циркуляционные потоки стекломассы 24 в продольном сечении ванной стекловаренной печи 1. Расход воды погружного осевого элемента 340 л/мин - 360 л/мин, а температура на входе от 20°С до 40°С. Шихта, плавающая на поверхности стекломассы 24, перемещается циркуляционными потоками на некоторое расстояние от боковых стен ванной стекловаренной печи 1 к ее центру.

После выработочного канала 2 стекломасса 24 поступает во флоат-ванну 3. Строго дозированное количество стекломассы 24 стекает на зеркальную поверхность расплавленного олова и, растекаясь по нему, превращается в ленту равновесной толщины. Отформованная лента стекла далее продвигается по поверхности олова, постепенно охлаждается (до 600°С) и передается в печь отжига 4. Движущаяся лента стекла проходит 8 тепловых зон и выходит охлажденной до 60°С с внутренним напряжением в пределах допустимых норм.

После печи отжига 4 лента стекла поступает на рольганг концевых операций 15. Качество стекла определяют в кабине просмотра ленты стекла 6. Лента стекла проходит под балками продольной и поперечной резки 7, при этом наносятся продольные и поперечный резы. Вал отлома отламывает надрезанный лист и лист поступает в секцию бортотлома 8, где роликами, установленными в фиксированном положении, отламываются надрезанные борта. Лист стекла обдувается устройством сдува осыпи 16 для очистки листа стекла от мелких стеклянных частиц и проходит мимо кабины контроля 12, после которой отправляется на определенный стол съема (приема) 13, в соответствии с маркой стекла. На стол приема (на воздушной подушке) листы отправляются откатчиками 9. Защитное покрытие наносится балкой напыления 11 перед поступлением листов стекла на откатчики, листы стекла вручную снимаются со столов приема и вертикально устанавливаются в подготовленные ящики на пирамидах 10. Также установлен стол перереза 14, служащий для отделения стекла высокого качества от низкого качества.

Съем листов стекла со стола перереза осуществляют вручную в горизонтально установленные ящики.

Настоящее изобретение может быть реализовано с помощью известных материалов и средств и наиболее эффективно применено при экплуатации линий для производства листового полированного стекла, содержащих ванную стекловаренную печь производительностью от 170 т/сут до 270 т/сут.