Подготовка сырьевых материалов и приготовление шихты
план-конспект занятия на тему

Подготовка сырьевых материалов и приготовление шихты

Сырьевые материалы для приготовления шихты должны быть соответствующим образом подготовлены. Подготовка сырьевых материалов предусматривает измельчение, растаривание, разрыхление, сушку, сортирование (просев) и обогащение.

Очевидно, что полная подготовка сырьевых материалов на каждом заводе нецелесообразна, так как усложняет компоновку складов и составного цеха, увеличивает себестоимость продукции, ухудшает условия труда и экологическую обстановку. Целесообразнее готовить и обогащать сырьевые материалы на централизованных базах, в местах их добычи. На стекольные заводы при этом будет поступать обогащенное сырье постоянного химического состава, что позволит стабилизировать технологические процессы варки и выработки изделий и улучшить их качество. Тогда на заводе вместо составного цеха с полной подготовкой сырьевых материалов будет организовано дозировочно-смесительное отделение и составление шихты может быть полностью автоматизировано.

В качестве примера можно привести технологию централизованной подготовки песка для стекольной промышленности. Технология включает следующие операции: сортирование (просев) исходных песков, дезинтеграцию и удаление крупных фракций, механическую или акустическую оттирку первичных шламов и пленок гидроксидов железа, удаление шлама с выделением в отвал частиц размером 0,1 мм, флотацию с применением анионных реагентов, обезвоживание, фильтрацию и сушку флотационного концентрата.

Для правильного приготовления шихты необходимо применять обогащенные и подготовленные материалы; точно отвешивать сырьевые материалы по рассчитанному составу шихты; тщательно перемешивать сырьевые материалы до полной однородности; подавать и загружать шихту, исключая возможность ее расслаивания.

Основное требование к шихте — высокая степень однородности. Однородная шихта облегчает процесс стекловарения и исключает ряд пороков и дефектов в готовом стекле и стеклоизделиях. Для обеспечения однородности шихты важное значение имеют ее влажность и зерновой состав сырьевых материалов. Зерна сырьевых материалов должны иметь определенный размер, так как от этого зависит возможное расслоение шихты и равномерность растворения при варке. При одинаковом размере зерен компонентов шихта расслаивается тем больше, чем крупнее зерна. Небольшое количество влаги (3-5%) благоприятно влияет на однородность шихты. Воду подают непосредственно в смеситель или увлажняют песок при его взвешивании.

Производство стекла включает в основном следующие технологические операции:

• подготовку сырьевых материалов (сушка, измельчение);
• приготовление стекольной шихты (дозировку и смешение компонентов);
• варку стекломассы;
• формование из нее материалов;
• термическую, механическую или химическую обработку для улучшения свойств.

Варка стекломассы (стекловарение) - самая сложная операция всего стекольного производства, производится чаще всего в ванных печах непрерывного действия, представляющих собой бассейны, сложенные из огнеупорных материалов. При варке специальных стекол (оптических, цветных и т. п.) используют горшковые печи. При нагревании шихты до 1100...1150 град С происходит образование силикатов (силикатообразование) сначала в твердом виде, а затем в расплаве. При дальнейшем повышении температуры в этом расплаве полностью растворяются наиболее тугоплавкие компоненты - образуется стекломасса. Эта стекломасса насыщена газовыми пузырьками и неоднородна по составу. Для осветления и гомогенизации стекломассы ее температуру повышают до 1500... 1600 град С. При этом вязкость расплава снижается и соответственно облегчается удаление газовых включений и получение однородного расплава. Стекловарение завершается охлаждением стекломассы до температуры, при которой она приобретает вязкость, требуемую для выработки стеклоизделий принятым методом (вытягиванием, прокатом, прессованием, литьем, выдуванием и др.). Закрепление формы изделия осуществляют быстрым охлаждением. При этом вследствие низкой теплопроводности стекла возникают большие перепады температур, вызывающие внутренние напряжения в стеклоизделии. Поэтому обязательная операция после формования - отжиг, т. е. охлаждение изделий по специальному ступенчатому режиму:

• быстрое - до начала затвердевания стекломассы;
• очень медленное - в момент перехода стекла от пластического состояния к хрупкому (собственно отжиг);
• вновь быстрое - до нормальной температуры.