Особенности дозирования высокогигроскопичных компонентов стекольной шихты

В. В. Ефременков, к. т. н., первый заместитель директора,
К. Ю. Субботин, к. т. н„ директор, ЗАО «Стромизмеритель»

Одной из существенных проблем при дозировании селитры, поташа и ряда других компонентов сте¬кольной шихты, относящихся к классу связанных материалов, является их высокая гигроскопичность. Это свой¬ство, характеризующееся способно¬стью сырьевого материала сорбиро¬вать влагу из воздуха при хранении и транспортировании, приводит к сле-живаемости, комкованию и склонно¬сти к образованию устойчивых сво¬дов, что обусловлено адгезионным сцеплением частиц материала с ограждающими поверхностями и зна-чительными когезионными связями, при которых силы сцепления частиц между собой превышают их вес.

Для снижения отрицательного влияния физико-химических свойств подобных материалов на процессы дозирования и для улучшения усло¬вий истечения гигроскопичных ком¬понентов стекольной шихты из рас¬ходных и весовых бункеров исполь¬зуются различные средства (оптими¬зация формы бункера, его футеровка, токообогрев) и устройства, позво¬ляющие измельчать, встряхивать и рыхлить слеживающиеся материалы перед подачей их в рабочие органы питающих устройств.

В ЗАО «Стромизмеритель» для этих целей разработаны и изготавли¬ваются протирочные устройства, ворошители и рыхлители материала, а также двухвальные винтовые пита¬тели с взаимной очисткой поверх¬ности винтов.

Устройство протирочное СМ1.008.037 (см. таблицу и рис. 1) предназначено для предварительно¬го измельчения скомковавшегося материала перед подачей его в рас¬ходный бункер дозировочного ком¬плекса и состоит из корпуса 1, на котором закреплен мотор-редуктор 2, приемной воронки 3 для растарива-ния мешков, трубы 4 с перфориро¬ванной решеткой 5 и винтового пи¬тателя 6, установленного внутри трубы 4 и связанного с мотор-редуктором с помощью цепной пере¬дачи 7. Измельчение комьев осущест¬вляется за счет нагнетания материа¬ла, транспортируемого винтовым питателем в зону выгрузки и после¬дующего выдавливания его через многочисленные отверстия в перфо¬рированной решетке.

Рис.1.Устройство протирочное СМ 1.008.037

Параметры	Значения
Наружный диаметр винтового питателя, мм	200
Частота вращения винтового питателя, об./мин	25,5
Объемная производительность, л/с	0,3-0,6
Разовое количество подаваемого материала, кг	50-70
Диаметр отверстия перфорированной решетки, мм	10
Тип цепи винтового питателя	Пр25,4-11340
Тип мотор-редуктора	1МЦ2С-100Н-56-160-К-УЗ
Электрическое питание от сети переменного тока, В	380(±38)
Потребляемая мощность, кВт	4
Габариты (длина, ширина, высота), мм	1392x915x530
Масса, кг	300

При повышенной влажности и большом количестве твердых комьев, которые часто образуются в углах бумажных мешков с селитрой и по¬ташом, в процессе протирки возмож¬на запрессовка материала перед раз¬грузочной решеткой, поэтому разо¬вую подачу измельчаемого сырья необходимо контролировать и при необходимости ограничивать. А по окончании процесса измельчения требуется регулярная очистка отвер¬стий решетки и внутренних поверх¬ностей протирочного устройства от остатков налипшего материала. По-добные протирочные устройства внедрены на Сергиево-Посадском стеклотарном заводе и многих других предприятиях отрасли. В последую¬щих проектах они были заменены на ворошители и двухвальные рыхлите¬ли, не имеющие недостатков, связан¬ных с запрессовкой материала.

Основу конструкции двухвального рыхлителя (рис. 2, 3) образуют два вала, один из которых является при¬водным и соединен с помощью шпо¬ночного соединения с полым тихо¬ходным валом мотор-редуктора, а вращение на второй вал передается от первого посредством зубчатой пе¬редачи. Приваренные к валам кресто¬образные лопасти расположены с определенным шагом и смещены друг относительно друга так, что при вращении лопасти одного вала захо¬дят в зазоры между лопастями дру¬гого и эффективно перекрывают все сечение зоны дробления комьев. На¬ружный диаметр каждого вала вме¬сте с лопастями составляет 350 мм, а частота вращения варьирует от 35 до 50 об./мин в зависимости от требуемой степени измельчения до¬зируемого материала.

Рис. 2 Чертеж рыхлителя двухвального	Рис. 3 Рыхлитель двухвальный

В линиях дозирования (рис. 4) вы¬сокогигроскопичных компонентов шихты, склонных к комкованию, двухвальные рыхлители 1 устанавли¬ваются ниже загрузочной воронки 2, оснащенной приемной решеткой для растаривания мешков. Чтобы пре¬дотвратить последующее возможное слеживание, раздробленный и из¬мельченный материал после рыхли¬теля рекомендуется выгружать в бун¬кер 4 небольшого объема (запас на 4-8 ч), имеющий цилиндрическую форму и оснащенный в зоне выгруз¬ки шиберным затвором 5. После ши-берного затвора, предназначенного для ремонтных и профилактических работ, устанавливается вороши¬тель 6, который интенсифицирует подачу материала в загрузочный вин¬товой питатель 7 весового дозатора 8 и одновременно предотвращает сле¬живание материала в нижней части расходного бункера.

Ворошитель (рис. 5) состоит из корпуса 1 с загрузочным 2 и разгру-зочным 3 фланцами, мотор-редуктора 4, вала 5 с приваренными к нему лопастями 6, 7 и может ис¬пользоваться либо в комплексе с протирочным устройством или двух-вальным рыхлителем, либо как само¬стоятельный агрегат, например, в линии дозированной подачи природ¬ного мелаю

 

Рис. 4 Линия дозирования высокогигроскопичных компонентов шихты	Рис. 5 Ворошитель

Для предотвращения налипания высокогигроскопичных материалов на лопасти загрузочных и разгрузоч¬ных винтовых питателей дозаторов целесообразно использование двухвальных самоочищающихся винто¬вых питателей (Стекло и керамика. 1998, № 8, с. 17-18), работающих в односкоростном и двухскоростном режимах дозирования.

Оснащенный подобными винто¬выми питателями весовой дозиро¬вочный комплекс селитры был раз¬работан, изготовлен и пущен в экс¬плуатацию специалистами ЗАО «Стромизмеритель» на предприятии «Эй Джи Си «Борский стекольный завод» японской корпорации «Асахи Гласе Компани». Дозирование сели¬тры данным комплексом произво¬дится в процессе приготовления стекольной шихты для производства окрашенного в массе флоат-стекла бронзового цвета. Первоначально загрузка селитры в дозатор осущест¬влялась по желанию заказчика с по¬мощью одновинтового питателя, в ходе работы которого выявились следующие недостатки: большое вре¬мя загрузки и пониженная относи¬тельно двухвинтововго питателя разгрузки производительность; ча¬стое заклинивание и обволакивание налипшим материалом межвитково-го пространства и вала питателя. По¬сле изготовления в ЗАО «Стромиз¬меритель» и замены питателя загруз¬ки на двухвальный винтовой пита¬тель с взаимной очисткой винтов длительность операции «загрузка до¬затора селитры» стала соответство¬вать общей циклограмме приготов¬ления шихты, а налипание материа¬ла на вал и лопасти винтов практи¬чески прекратилось.
Поскольку в процессе загрузки се¬литры и других высокогигроскопич¬ных материалов возможно налипа¬ние их на стенки дозаторов, задан¬ную точность отвеса можно достичь с помощью метода дозирования с пе¬ременной остаточной тарой, в кото¬ром дозирование ведется по разгруз¬ке. Повышение точности дозирова¬ния в этом случае достигается за счет применения винтовых питателей с переменным диаметром винта, обе¬спечивающих двухскоростной режим выгрузки материала с помощью односкоростного нерегулируемого при¬вода.
Для этой цели одним из авторов статьи В. В. Ефременковым предло¬жен двухвинтовой шнековый пита¬тель (патент РФ № 2105732) с двух-скоростным режимом дозирования гигроскопичных материалов, отли¬чающийся тем, что весовой дозатор снабжен разделяющей его разгру¬зочную горловину на две части по вертикали дисковой мешалкой с двумя ворошителями. А шнековый питатель разгрузки выполнен с дву¬мя винтами, каждый из которых имеет по длине разные внутренние диаметры или разные шаги навивки винтов, причем лопасти винтов име¬ют возможность захода в рабочее пространство друг друга для самоо¬чистки.

Рис. 6 Двухвинтовой питатель с двухскоростным режимом дозирования гигроскопичных материалов

Двухвинтовой питатель с двухско-ростным режимом дозирования ги¬гроскопичных материалов (рис. 6) состоит из корпуса 1 с загрузочной воронкой 2, мотор-редуктора 3 с вы¬ходным валом 4, сдвоенных винтов 5, 6 с участками 7,8 с меньшим шагом и участками 9,10 с большим шагом навивки винтов, зубчатой переда¬чи 11, мешалки 12 с диском 13 и во¬рошителями 14, цепного передаточ¬ного механизма 15 и выпускного от¬верстия 16.

Диск мешалки находится на гра¬нице перехода участков 7,8 с мень¬шим шагом к участкам 9,10 с боль¬шим шагом навивки винтов 5, 6 и выполняет две функции: предвари¬тельно разрыхляет дозируемый ма¬териал и разделяет внутренний объ¬ем воронки 2, находящейся в зоне выгрузки материала из дозатора, на две камеры.

Пространство воронки над участ¬ками 9,10 винтов с большим шагом навивки является камерой «грубой» выгрузки, а объем воронки, ограни¬ченный диском мешалки и участками 7,8 с меньшим шагом навивки, вы¬полняет роль камеры «точной» до¬сыпки. При работе питателя матери¬ал интенсивно выгружается как участками 7, 8, так и участками 9,10 винтов 5, 6, которые находятся во взаимном зацеплении и при враще¬нии осуществляют самоочистку.

Поскольку производительность винтового питателя прямо пропор¬циональна шагу навивки винта, в процессе дозирования наступает мо¬мент, когда в камере «точной» до¬сыпки остается 10-15 % от объема дозируемого материала. Далее до¬зирование происходит на понижен¬ной скорости, так как оставшийся материал из камеры «точной» досып¬ки выгружается только участками 7, 8 винтов с меньшим шагом навивки. При этом переход на пониженную скорость осуществляется без допол¬нительного управляющего воздей¬ствия. По окончании выгрузки за¬данной дозы в камере точной «до¬сыпки» остается часть материала, масса которого вместе с налипшими на стенки бункера частицами состав¬ляет остаточный тарный вес и учи¬тывается при очередном цикле до¬зирования.

Таким образом, многообразие различных устройств, разработан¬ных в ЗАО «Стромизмеритель» для дозирования высокогигроскопич¬ных компонентов стекольной ших¬ты, позволяет улучшить работу до¬зируемого оборудования, предот¬вращает налипание материала на стенки бункеров и рабочих органов винтовых питателей, а также стаби¬лизирует истечение материала из расходных бункеров и весовых до¬заторов,