ЛИНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИСТОВОГО ПОЛИРОВАННОГО СТЕКЛА

Область техники
Полезная модель относится к промышленности строительных материалов, в частности к устройствам для производства стекла непрерывным методом.
Уровень техники
Из уровня техники известна производственная линия 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 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 поточная непрерывная линия для производства строительного полированного стекла, известная из "ПРОИЗВОДСТВО СТЕКЛА", В.В.Тарбеев и др., ФГУИПП "Нижполиграф", Нижний Новгород, 2002, стр.136-138. Известная линия включает ванную стекловаренную печь, включающую загрузочный карман с загрузчиками шихты, варочную часть, пережим, студочную часть, выработочный канал и флоат-ванну.
Все процессы на участках поточной линии в максимальной степени 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 ее разрушению и тем самым сокращается срок службы стекловаренной печи, что в свою очередь приводит к уменьшению производительности линии; кроме того в данном 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 перемещать шихту от боковых стенок стекловаренной печи.
Раскрытие полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является реализация возможности управления температурными полями, а также продольными и поперечными конвекционными потоками стекломассы в стекловаренной печи, регулирование распределения 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 состава стекломассы.
Решение поставленной задачи позволит улучшить качество и увеличить количество вырабатываемой продукции, а также продлить срок службы линии для производства листового полированного стекла.
Поставленная задача решается тем, что линия для производства листового полированного стекла, содержащая ванную стекловаренную печь, включающую загрузочный карман с загрузчиками шихты, варочную часть, пережим, студочную часть и выработочный канал, флоат-ванну, согласно изобретению варочная часть содержит отапливаемую зону и зону кондиционирования, ванная стекловаренная печь снабжена водоохлаждаемым элементом, содержащим крепежную и холодильную секции, соединенные переходной секцией, размещенным вдоль продольной оси печи перпендикулярно к торцевой стенке загрузочного кармана, пережим снабжен водоохлаждаемой мешалкой, установленной перпендикулярно его боковым стенкам, причем отношение площади пережима стекловаренной печи к площади водоохлаждаемой поверхности мешалки выбрано из соотношения 1:(0,04-0,05), а отношение площади отапливаемой зоны к площади холодильной секции водоохлаждаемого элемента выбрано из соотношения 1:(0,013-0,033).
Кроме того возможны такие варианты исполнения изобретения: водоохлаждаемая мешалка установлена с возможностью возвратно-поступательного перемещения и выполнена в виде трубы с пятью водоохлаждаемыми U-образными лопастями, привод водоохлаждаемой мешалки выполнен в виде кривошипного механизма.
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, на фиг.5 поперечное сечение пережима ванной стекловаренной печи.
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 - мешалка стекломассы, 19 - растягивающие машины (4 шт.), 20 - загрузчики шихты (6 шт.), 21 - осевой холодильник, 22 - шлаковая камера
Ванная стекловаренная печь 1 включает в себя (см. фиг.2) загрузочный карман - 23 (фиг.2), шесть загрузчиков шихты - 20 непрерывного режима работы, варочную часть, состоящую из отапливаемой зоны и зоны конденсирования (на чертежах не показаны), пережим 24 (см. фиг.5), студочную часть (на чертежах не показана) и выработочный канал 2 (фиг.1).
Ванная стекловаренная печь 1 снабжена водоохлаждаемым элементом (осевым холодильником) 21 (фиг.3), содержащим крепежную 21а и холодильную 21с секции, соединенные переходной секцией 21b и размещен вдоль продольной оси ванной стекловаренной печи 1 перпендикулярно к торцевой стенке загрузочного кармана 23 между загрузчиками шихты 20.
Пережим 24 ванной стекловаренной печи 1 снабжен мешалкой стекломассы 18. Мешалка 18 установлена перпендикулярно боковым стенкам пережима 24, выполненной в виде трубы с пятью водоохлаждаемыми лопастями 25 (фиг.5) и выполненными с возможностью возвратно поступательного движения.
Линия для производства листового полированного стекла работает следующим образом.
Шихта, загружаемая в ванную стекловаренную печь 1 через загрузочный карман 23, плавится в варочном бассейне ванной стекловаренной печи 1, образуя стекломассу 26 (фиг.4). Стекломасса 26 непрерывно движется под действием выработки и тепловой конвекции. Снижая температуру стекломассы 26 вдоль продольной оси ванной стекловаренной печи 1 ниже температур, установившихся у боковых стен, водоохлаждаемый элемент (осевой холодильник) 21 перераспределяет циркуляционные потоки
стекломассы 26, направляя их от боковых стен ванной стекловаренной печи 1 к продольной оси - центру ванной стекловаренной печи 1, на фиг.4 показаны циркуляционные потоки стекломассы 26 в продольном сечении ванной стекловаренной печи 1. Шихта, плавающая на поверхности стекломассы 26, перемещается этими потоками на некоторое расстояние от боковых стен ванной стекловаренной печи 1 к ее центру.
С целью интенсификации процесса студки стекломассы 26 по всей ширине пережима 24 установлена мешалка 18 стекломассы 26. Водоохлаждаемая мешалка 18 снижают температуру стекломассы 26 не только потому, что она водоохлаждаемые, а также вследствие ее тормозящего влияния на циркуляцию стекломассы 26. Необходимо отметить, что мешалка 18 не только выполняют функцию водоохлаждаемой преграды, но и существенным образом влияют на обеспечение однородности стекломассы 26 в основном за счет химического, а также термического усреднения.
После выработочного канала 2 стекломасса 26 поступает во флоат-ванну 3. Строго дозированное количество стекломассы 26 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 ускорительном рольганге 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.
Применение изобретения позволяет увеличить срок службы стекловаренной печи, улучшить качество вырабатываемой продукции, увеличить выработку стекла.