УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БЛОКОВ ПЕНОСТЕКЛА

Техническое решение относится к производству пеностекла и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
Известна простая, высокопроизводительная схема одностадийного производства блоков пеностекла, когда вспенивание и отжиг специально приготовленной шихты, загруженной в металлические формы, производится в одной и той же многоярусной туннельной печи [1]. Преимущество этого способа: одностадийность, непрерывность, возможность автоматизации процесса, высокая экономия энергии.
Недостаток способа:
- Многоярусные туннельные печи не обеспечивают получение пеностекла высокого качества из-за значительных температурных градиентов в канале печи;
- Трудность реализации одного из основных требований технологии вспенивания пеностекла, связанным с необходимостью уравновешивания гидростатического давления пеномассы, - наличия положительного градиента температуры между низом и верхом форм.
- Значительные весогабаритные характеристики установки производства пеностекла (длина печи более 100 м, масса комплекта форм на одну линию - 250 т);
- Низкий процент выхода годных блоков пеностекла.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является установка для производства блоков пеностекла по двухстадийной технологии, содержащая печь вспенивания и печь отжига, разъемные формы, передаточные тележки, толкатель форм, транспортные линии, бункер-дозатор шихты [2, 3]. При двухстадийном способе производства блоки пеностекла, получаемые в печи вспенивания, пройдя сложный температурно-временной режим обработки - нагрев, вспенивание, охлаждение, стабилизацию, - извлекаются из горячих форм и на воздухе загружаются для релаксации напряжений в отжигательную печь.
Недостатки известной установки:
3
- Ограниченная производительность - около 10 тыс. м блоков в год;
- Тяжелые до 100 кг жаростойкие формы с толщиной стенок 5-10 мм, на нагрев которых приходится почти четверть всех энергозатрат при вспенивании шихты;
- Тяжелые условия труда - принятая технология содержит открытую на воздухе процедуру извлечение блоков из форм, имеющих температуру 550-650°С, сразу после их выхода из печи вспенивания с последующей перезагрузкой пеностекла в печь отжига;
- Неконтролируемость термических напряжений, возникающих в блоках пеностекла при их извлечении из горячих форм, что влияет на выход и качество продукции.
Цель технического решения - повышение производительности установки и качества пеностекла, улучшение условий труда, снижение энергозатрат.
Указанная цель достигается тем, что установка для производства блоков пеностекла, содержащая печь вспенивания и печь отжига, металлические формы, транспортный путь для перемещения форм, передаточные тележки, толкатели форм, бункер-дозатор пенообразующей смеси, снабжена металлическими формами выполненными в виде прямоугольных параллелепипедов из жаростойкого металла толщиной 0.6-4 мм, имеющими ребра жесткости и подвижную крышку. Формы подаются в печь установленными на меньшую по площади грань так, чтобы вспенивание шихты происходило параллельно плоскости наибольшей грани формы. Блоки пеностекла подаются в печь отжига в формах, а технологический этап извлечения блоков из форм осуществляется после завершения процесса отжига. Для отжига блоков пеностекла установка дополнительно содержит две отжигательные печи, которые загружаются формами последовательно по схеме 1-2-3-1-2-3, причем передаточная тележка на участке транспортного пути от печи вспенивания до печей отжига дополнительно имеет систему подогрева, исключающую появление термических напряжений в блоках пеностекла.
Сущность технического решения поясняется чертежами, на которых изображено: на фиг.1 - принятое в производстве пеностекла расположение форм с пенообразующей шихтой [3]; на фиг.2 - расположение форм по предлагаемому техническому решению; на фиг.3 - изображена схема предлагаемой установки производства блоков пеностекла.
Как видно из фиг.1, 2, где стрелками 1 указано направление движения форм, а стрелками 2 направление вспенивания шихты, в пределах площади занимаемой одной формой с размерами, например, 500×500×120 мм свободно располагаются три такие же по размеру формы, но установленные на грань с меньшей площадью. Таким образом, при трехрядной загрузки печи вспенивания, принятой в производстве пеностекла, вместо трех форм, по предлагаемому техническому решению вводятся в печь одновременно за один и тот же временной цикл девять форм, установленных на меньшую грань, что приводит к трехкратному росту производительности печи вспенивания и производства блоков пеностекла в целом (таблица).
Цикличность движения форм размером 500×500×120 мм в печи вспенивания, мин.
Производительность установки, тыс. м<sup>3</sup> блоков в год
Известное трехрядное расположение форм [2, 3]
Предлагаемое трехрядное расположение форм
Предлагаемое четырехрядное расположение форм
5.0
9.4
28.3
37.8
4.5
10.5
31.5
42.0
4.0
11.8
35.4
47.3
3.5
13.5
40.5
54.0
3.0
15.7
47.3
63.0
Установка для производства блоков пеностекла содержит печь вспенивания 1, печи отжига 2, формы на подставке 14, самоходную передаточную тележку с приемной камерой и системой подогрева 5, самоходные передаточные тележки 4, 11, толкатели форм 3, транспортные линии 6, 7, 15, ленточный транспортер 9, роликовый транспортер 12, участок извлечения блоков из форм 8, участок подготовки форм 10, расходный бункер с шихтой и дозатором 13. Участки механической обработки, складирования блоков и приготовления шихты не показаны.
Установка работает следующим образом.
Пенообразующая шихта загружается с помощью дозатора 13 в формы 14, которые передаточной тележкой 4 подаются в зону загрузки печи вспенивания 1. Загрузка осуществляется циклически каждые 3-5 минут толкателем 3. На выходе из печи 1 тележка 5, имеющая приемную камеру с системой подогрева, принимает формы с вспененными блоками и транспортирует их в зону загрузки в печи отжига 2, где загружаются на отжиг толкателями 3. Печи 2 заполняются формами поочередно по схеме 1-2-3-1-2-3, что обеспечивает оптимальный режим охлаждения блоков в пределах 0.6-0.9°С/мин. На выходе из печи 2 тележка 11 принимает подставку с формами, из которых на участках 8 извлекают блоки пеностекла и отправляют их на ленточном транспортере 9 на механическую обработку или на склад. Механической обработке подвергается, как правило, грань блока, обращенная к подвижной крышки формы. Свободные формы с подставкой поступают сначала на участок подготовки 10, а затем с помощью толкателя 3 на роликовый транспортер 12 для загрузки шихтой. Стрелками на фиг.3 показано движение форм и готовых блоков.
Введение в схему производства пеностекла транспортной тележки с обогреваемой камерой исключает возникновение термических напряжений при транспортировке и загрузке форм с блоками в печь отжига и фактически объединяет все печи в единое, управляемое температурное поле технологического передела стекла. При этом не только увеличивается количество и транспортный путь форм, но в 8-10 раз снижается огневая нагрузка на формы, что удлиняет срок их эксплуатации, позволяет применять облегченные формы с тонкими стенками, и, следовательно, снизить энергозатраты на производства пеностекла.
Предлагаемая установка сочетает в себе преимущества одностадийной и двухстадийной технологии производства пеностекла и обладает широким резервом варьирования температурно-временных режимов спекания и отжига, что делает ее универсальным, высокопроизводительным инструментом утилизации разных по физико-химическим свойствам промышленных и бытовых отходов стекла.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Демидович Б.К. Пеностекло. Минск: Наука и техника, 1975, с.5-19.
2. Демидович Б.К., Садченко Н.П. Пеностекло - технология и применение. М., ВНИИЭСМ, 1990, с.2-5, с.10-17.
3. Авторское свидетельство СССР №881016, М.Кл. С03В 19/08. Установка для производства блоков пеностекла / Мацевич И.И., Лапин Л.М., Майзельс Р.Г., Годун Н.Х., Пилецкий В.И. (СССР)/, опубл. 15.11.1981, бюл. №42