Технологическая схема производства волнистого шифера

 

Вспенивание -- один из наиболее важных процессов в технологии пеностекла, влияющих на структуру и свойства пеностекла. Его вспенивают в специально предназначенных для этого термических печах. Для проведения вспенивания пеностекольную шихту засыпают в формы из легированной стали, которую накрывают крышкой, зеркально повторяющей ее очертания. Кроме этого типа форм в производстве пеностекла применяют и другие виды форм. Перед засыпкой пеностекольной шихты внутреннюю поверхность формы покрывают меловой или каолиновой пастой. После засыпки поверхность шихты разравнивают, а в некоторых случаях шихту в форме уплотняют путем вибрации, предотвращающей прилипание пластичной стекломассы к стенкам форм в процессе вспенивания. В формы засыпают до 4-5 кг пеностекольной шихты. Вспенивание, отжиг и охлаждение пеностекла можно производить одностадийным и двухстадийным способами. При одностадийном способе вспенивание пеностекольной массы, отжиг и охлаждение блоков производят в формах в непрерывно действующей туннельной печи. При двухстадийном способе блоки пеностекла после завершения вспенивания извлекают из форм и направляют на отжиг и охлаждение в печь отжига, аналогичную печам для стеклоизделий. Наиболее распространен двухстадийный способ. Он требует меньшего числа форм, облегчает автономное регулирование температурного режима вспенивания, улучшает условия отжига пеностекольного блока.

 

При двухстадийном способе пеностекольная шихта в металлических формах проходит термическую обработку  по следующему режиму. В печи вспенивания  при 800-850°С шихта нагревается и  вспенивается. Под действием высокой температуры происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание. Газы, выделяющиеся при сгорании или разложении газообразователя, вспучивают вязкую стекломассу. Нагрев длится около 60, вспенивание -- 20-30 мин. Затем формы с пеностеклом резко охлаждают в течение 15-20 мин. . При охлаждении образуется материал с ячеистой структурой. Дальнейший процесс стабилизации при 600°С длится 30-40 мин. Таким образом, через 125-150 мин термическая обработка в печи вспенивания заканчивается, пеностекольные блоки извлекают из форм и помещают в лер отжига. Отжиг и охлаждение пеностекольных блоков до 30°С весьма длительный и ответственный этап термической обработки пеностекла.

 

В отличие от массивного стекла температуру  при отжиге пеностекольных блоков нужно снижать вначале быстрее, затем медленнее. От 600 до 500-450°С может быть принята скорость 1-1,5 °С/мин, затем до полного охлаждения (до 30°С) -- 0,6-0,7°С/мин.

 

Более рациональным и экономичным  является отжиг пеностекла, осуществляемый в три этапа с трехкратным изменением скорости охлаждения. Скорость охлаждения на первом этапе термообработки (650-560°С) может меняться в достаточно широких пределах от 1 до 5 °С/мин и более. Основную роль в отжиге пеностекла играет второй этап термообработки (560-480°С), скорость охлаждения на нем не должна превышать 0,5-2 °С/мин. Напряжения, образовавшиеся на третьем этапе термообработки (480-30°С), носят временный характер и поэтому могут достигать предела прочности на растяжение слоев пеностекла. Поэтому скорость охлаждения на третьем этапе можно принять от 1 до 5°С/мин. Медленное охлаждение (отжиг) способствует равномерному остыванию изделий по всему объему. Поэтому в них не возникают внутренние напряжения, не образуется трещин.

 

При одностадийном способе, вспенивание и отжиг осуществляется в одной печи, и режим отжига соответствует вышеописанному. Двухстадийный способ подразумевает проведение вспенивания и отжига в отдельных печах с транспортировкой изделий по воздуху. В результате имеет место резкое изменение температуры (термоудар) в верхнем интервале отжига (при 650°С), которое может привести к разрушение изделий. Для сохранения прочности изделий, продолжительность перекладки не должна превышать 3 минуты.

 

Блоки пеностекла после отжига поступают  на обработку для придания им прямоугольной формы путем спиливания неровностей и шлифования поверхностей.

 

Пеностекло можно также производить  в виде непрерывной ленты в  печи вспенивания длиной около 20 м. Шихту засыпают в лотки, изготовленные из жаростойкой стали, выполненные в виде поддонов шириной 1000 мм и длиной 1600 мм; причем по длинной стороне имеются выступы высотой 100 мм, которые образуют боковые стенки желоба. Формы устанавливают на направляющие и с помощью толкателя продвигают вдоль печи.

 

В результате последовательной стыковки лотков вдоль печи вспенивания образуется сплошной желоб или периодически перемещаемая подложка, на которой вспенивается лента пеностекла. Ленту пеностекла по выходе из печи распиливают на блоки, затем они поступают на отжиг. Освобожденные от пеностекла поддоны при помощи роликового конвейера, проходящего под печью, перемещаются обратно к загрузочному концу печи вспенивании.

 

 

3. Описание технологической схемы производства с обоснованием технологических процессов

 

На заводах стекольной промышленности приходится проводить разные операции с сырьевыми материалами, в результате которых происходит удаление вредных примесей либо превращение кусковых материалов в порошковые. Некоторые материалы подвергаются сушке, измельчению и просеву. Это обусловлено тем, что сырьевые материалы не всегда поступают на предприятия в подготовленном для составления шихты виде.

Составной цех обычно имеет два  отделения: подготовительное и дозировочно–смесительное. В подготовительном отделении сырьевые материалы

подвергаются обработке и подготовке, а в дозировочно–смесительном отделении происходит дозирование и смешивание уже обработанных компонентов шихты.

Песок поступает на завод навалом  в полувагонах, доломит в цистернах, мел, полевой шпат, сульфат натрия в мешках и вагонах. Сода – в хопперах или кусками в мешках в полувагонах.

Необогащенный кварцевый песок  подвергается сушке и просеву. Так  же просеву подвергаются все сырьевые материалы. Полевой шпат при необходимости  сушится в сушильных барабанах.

Дозирование и смешивание компонентов шихты происходит на дозировочно–смесительной линии оснащенной тензорезисторными датчиками, что дает возможность получать погрешность взвешивания 0,1 % для каждого сырьевого материала, и смесителями шихты тарельчатого типа.

На качество шихты влияют постоянство химического состава компонентов, дисперсность компонентов и их влажность, точность взвешивания, совершенство перемешивания и условия перемещения шихты к месту загрузки. Шихта подается из составного цеха в вагонетках по железнодорожному пути в цех по производству гранулята. Рассмотренные выше операции необходимые для получения продукции, реализуются в следующих технологических схемах. Подготовка сырьевых материалов.

Песок кварцевый из емкости запаса подается мостовым грейферным краном в приемный бункер, сверху закрытый металлической решеткой с ячейками не более 250х250 мм. При необходимости мёрзлый песок может подвергаться дроблению в щековой дробилке. Через лотковый питатель по ленточному конвейеру песок поступает в сушильный барабан. Сушильный барабан отапливается природным газом. Температура газовой среды готовой части барабана допускается не более 700 оС. Температура песка при выходе из сушильного барабана 110±10 оС. Песок должен обладать хорошей сыпучестью и влажностью не более 0,2 %. Просушенный песок элеватором через сито–бурат с ситом № 08 подается в расходные бункера весовых линий.

Сода из силосных емкостей с помощью  винтового питателя по ленточному конвейеру подается на элеватор ковшевой. С помощью элеватора ковшевого кальцинированная сода поступает для просеивания на грохот вибрационный с установленной сеткой № 1,6. Просеянная сода поступает в промежуточный бункер, из которого пневмокамерным насосом по пневмотранспорту подается для разгрузки в циклон разгружатель и далее распределяется по расходным бункерам весовых линий.

Мел со склада мостовым грейферным краном подается в приемный бункер, закрытый металлической решеткой с ячейками не более 100х100 мм. Из приемного бункера мел по ленточному конвейеру через элеватор подается для просеивания на грохот вибрационный с сеткой № 1,1. Мел просеивается в промежуточный бункер, установленный под грохотом. Просеянный мел из промежуточного бункера с помощью пневмокамерного насоса транспортируется для разгрузки на циклон разгружатель и далее в бункера весовой линии.

 

 

Их силосных емкостей хранения доломит  поступает на просеивание по ленточному конвейеру в сито– бурат с установленной сеткой № 08. Просеянный доломит из промежуточного бункера с помощью пневмокамерного насоса по пневмопроводу транспортируется в циклон – разгружатель, через который разгружается по расходным бункерам.

Полевой шпат из емкости запаса подается мостовым грейферным краном в приемный бункер, закрытый металлической решеткой с ячейками не более 100х100 мм. Из приемного бункера по ленточному конвейеру и элеватору ковшевому полевой шпат подается на сито– бурат для просеивания через сетку № 07. При необходимости сушки полевой шпат из приемного бункера ленточным конвейером подается в сушильный барабан. Температура газовой среды в зоне сушильного барабана допускается не более 400 о С. Температура отходящих газов не более 60 оС. Влажность после сушки не более 0,2 %. После сушки полевой шпат также просеивают через сито–бурат. Просеянный полевой шпат по ленточному конвейеру поступает в расходные бункера весовой линии.

Сульфат натрия мостовым грейферным краном подается в приемный бункер, закрытый металлической решеткой с ячейками не более 100х100 мм. Из приемного бункера по ленточному конвейеру сульфат натрия элеватором ковшевым подается на грохот вибрационный для просеивания через сетку № 1,6 затем в промежуточный бункер. Просеянный материал из промежуточного бункера с помощью пневмокамерного насоса транспортируется по пневмопроводу в дозировочно–смесительное отделение, где разгружается через циклон–разгружатель в расходный бункер.

Подготовленные сырьевые материалы  из расходных бункеров поступают  в дозаторы (весы). Фактические массы загруженной и выгруженной доз материала фиксируются измерительным устройством. Дозирование производится согласно рецепту шихты. Взвешенные дозы компонентов поступают на сборочный конвейер и затем в смеситель. В смесителе осуществляется усреднение, и увлажнение компонентов по заданным технологическим параметрам в результате образуется однородная смесь, называемая шихтой. Шихта должна быть однородной, с влажностью 4,5± 5,0 %. Готовая шихта из смесителя элеватором подается в расходный бункер, затем в вагонетку для транспортировки в цех производства гранулята. Варка стекломассы производится в ванной регенеративной стекловаренной печи с подковообразным направлением пламени при температуре 1550 – 1580˚С. Здесь шихта превращаясь в расплав проходит пять стадий стекловарения: силикатообразование, стеклообразование, осветление (дегазация), гомогенизация (усреднение), студка (охлаждение).

В данном случае гомогенизировать и  осветлять стекломассу необязательно.

На стадии охлаждения стекломассы  должна приобрести температурную однородность вырабатываемой объеме.

Опыт эксплуатации различных по конструкции и принципу работы технологических линий показал, что наиболее рентабельным и обеспечивающим выпуск продукции высокого качества являются установки для двухстадийного способа производства пеностекла, при котором вспенивание блоков и их отжиг производятся в самостоятельных тепловых агрегатах печи вспенивания и печи отжига.

В данном проекте принимаем производство организуется по порошковому двухстадийному способу, который включает процессы варки стеклогранулята, подготовки пенообразующей шихты, ее вспенивания, отжига пеноблоков, их механической обработки и осуществляется по следующей технологической схеме.

 

 

 

4. Расчет основного  технологического оборудования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Контроль производственного процесса и качества готовой продукции

 

К задачам контроля за технологическими процессами относят проверку очередности и правильности операции, расход сырьевых материалов и соответствие рецептуры, расход электроэнергии, пара, воздуха, размеров поперечного сечения выпускаемых изделий, их внешний вид и т.д.

Параметры всех технологических процессов  задаются заводской лабораторией, контролируются отделом технического контроля, а также цеховыми лабораториями. Все контрольно-измерительные и весовые приборы периодически проверяются в соответствии с правилами.

Методы контроля  -  по ГОСТ 8747 и настоящему стандарту:

1.  Длину деталей измеряют следующим образом:

-  коньковых и упрощенных коньковых деталей  -  вдоль оси раструбной части;

-  равнобокой угловой детали  -  вдоль одной из боковых кромок;

-  лотковой детали  -  вдоль оси детали. 

2. Ширину коньковых и упрощенных коньковых деталей измеряют один раз посередине детали с использованием прямоугольных упоров; ширину равнобокой угловой детали и лотковой детали  -   у обеих торцевых кромок на расстоянии 30 - 50  мм  от кромки.

Каждое измерение должно быть в  пределах допускаемых отклонений.  

3. Высоту каждой рядовой волны  и перекрывающей волны коньковых деталей измеряют с торцевой стороны волнистой части. 

4.  Испытание сосредоточенной штамповой нагрузкой следует проводить для листов:

-  профиля 40/150  -  по схеме с двумя пролетами с расстоянием между опорами  l, равным (750±5) мм в осях;

-  профиля 54/200  -  по схеме с одним пролетом с расстоянием между опорами  l,  равным (1500±5) мм в осях.

5. Величина предела прочности  при изгибе отдельного образца  не должна быть ниже нормативной, указанной в таблице 4, более чем на 10%.

При испытании прочности листов испытательной планочной нагрузкой  листы следует испытывать по схеме  в соответствии с чертежом 12  ГОСТ  8747.

Листы и детали не должны иметь  отколов, пробоин и сквозных трещин.

Допускаются малозначительные дефекты: 

-  отдельные сдиры протяженностью в любом направлении не более 100 мм;