Дозирование красителей и обесцвечивателей стекломассы.

Большое разнообразие выпускаемых в ЗАО «Стромизмеритель» дозировочных и дозировочно-смесительных комплексов красителей и обесцвечивателей стекломассы существенно расширяет технологические возможности и позволяет унифицировать проектные решения при строительстве новых и реконструкции действующих составных цехов.

Конкретный выбор той или иной модификации дозатора при проектировании или модернизации дозировочно-смесительных линий определяется на¬именьшим и наибольшим пределами дозирования, физико-химическими свойствами материала, способом набора дозы, компоновкой составного цеха и другими параметрами.

Автоматическое дозирование обесцвечивателей стекломассы на внедряемых ЗАО «Стромизмеритель» составных цехах осуществляется с помощью отдельных дозаторов и дозировочно-смесительного комплекса, состоящего из винтовых спиральных питателей селена и оксида кобальта, вибрационного питателя песка или другого наполнителя, тензометрического дозатора с по¬воротной весоприемной чашей, смесителя малых доз, расходного бункера и дозатора премикса [Стекло и керамика. 2001, № 11. С. 3—41]. Используемые в премиксе в малых концентрациях селен и оксид кобальта являются физическими обесцвечивателями, которые окрашивают стекло в дополнительные розовый и синий цвета, компенсирующие зеленоватые оттенки от оксидов железа.

В качестве химического обесцвечивателя, используемого для приготовления сте¬кольной шихты в производствах стеклотары и сортовой посуды, применяется оксид церия, который в сочетании с селеном позво¬ляет получить стекло повышенного качества с устойчивым колером и высокой светопрозрачностью. Один из дозаторов оксида церия (рис. 1), разработанный специалистами ЗАО «Стромизмеритель», установлен на четвертой дозировочно-смесительной линии составного цеха ОАО «Борский стекольный завод», приготавливающей шихту для ООО «Посуда» (г. Бор).

Рисунок 1. Весовой дозатор оксида церия

Дозирование оксида церия основано на использовании метода взвешивания с переменной тарой, учитывающего случайные перевесы и возможное налипание материала на питатель разгрузки и стенки весового бункера. При применении такого метода загрузка материала в дозатор осуществляется питателем с постоянными параметрами винта, а разгрузка производится винтовым питателем с переменным шагом навивки винта. Материал с помощью подобного питателя сначала выгружается из весового бункера обоими участками винта в режиме «грубо». Постепенно наступает момент, когда из-за разной производительности над участком питателя с боль-шим шагом навивки винта материал разгружается полностью, а над винтом с малым шагом формируется остаточный объем материала, который разгружается в режиме точной досыпки (пат. РФ 2117640).

Аналогичные дозаторы для дозирования оксида железа установлены на двух дозировочно-смесительных линиях в составном цехе ОАО «Борский стекольный завод» и предназначены для введения красителя в шихту при производстве тонированного стекла зеленого цвета.
Дополнительным компонентом стекольной шихты при производстве зеленого стекла с повышенной теплопро¬водностью является колумитовый шлак, который облегчает процесс варки и осветления, стабилизирует зеленую окраску стекломассы и повышает качество флоат-стекла.

Конструкция дозатора колумитового шлака включает в себя: весовой бункер; загрузочную и разгрузочную секторные заслонки; перегородку, разделяющую нижнюю часть весового бункера на камеру «грубой» выгрузки и камеру «точной» досыпки; диафрагму с калиброванными отверстиями «грубой» выгрузки и «точной» досыпки; весоприемное устройство.

Дозатор работает следующим образом. Если по окончании загрузки фактическая масса дозы меньше установки максимально допустимого значения, разгрузочная заслонка открывается, и материал интенсивно высыпается через оба калиброванных отверстия. Поскольку площадь калиброванного отвер¬стия «точной» досыпки в 5—10 раз меньше площади калибровочного отверстия «грубой» выгрузки, через некоторое время шлак из камеры «грубой» выгрузки разгружается полностью, а из камеры «точной» досыпки продолжает высыпаться с меньшей скоростью. При этом переход на пониженную скорость дозирования осуществляется без исполнительного механизма и дополнительного управляющего воздействия (пат. РФ 1791401). Подобная конструкция дозатора может использоваться и для других хорошо сыпучих материалов.

Новым видом продукции ОАО «Борский стекольный завод» является тонированное флоат-стекло бронзового цвета. Для получения бронзового оттенка стекла необходимо введение в состав шихты селенита натрия, или металлического селена, сульфата кобальта и селитры.

Тензометрические весовые дозаторы для этих компонентов, также разработанные и изготовленные в ЗАО «Стромизмеритель», были смонтированы и без остановки производства интегрированы в действующую автоматизированную систему управления технологическим процессом производства шихты.

Отличием дозатора селенита натрия и сульфата кобальта от дозаторов оксида железа является наличие в них двухвинтовых питателей разгрузки принципиально новой конструкции (пат. РФ 2117640).

Весовой дозатор селенита натрия (рис. 2) состоит из расходного бункера 1 с пневмо-ударником, винтового питателя 2 с вороши-телем, весового бункера 3 с тензометрическим весоприемным устройством 4, винтового питателя 5 «грубой» разгрузки, винтового питателя 6с малым диаметром винта, камеры 7«точной» разгрузки, зубчатой передачи 8и разгрузочного отверстия 9.

Загрузка весового дозатора материалом из расходного бункера осуществляется с помощью винтового питателя 2 и заканчивается по достижении фактической массы, равной сумме остаточной и заданной масс. Введение уставки остаточной массы позволяет использовать метод взвешивания с переменной тарой и производить загрузку материала только в «грубом» режиме.

Рисунок 2. Весовой дозатор селинга натрия

Разгрузка материала из дозатора начинается после включения электропривода винтового питателя 5, вращение с которого посредством зубчатой передачи одновременно передается винтовому питателю 6 с малым диаметром винта. Первые 2—3 секунды материал выгружается только из камеры «точной» разгрузки, в которой находится остаточная масса дозы от предыдущего цикла дозирования. После заполнения камеры материалом разгрузка дозатора осуществляется обоими питателями в режиме «грубо+точно». Наличие над камерой «точной» разгрузки вращающегося винтового питателя 5 и перемещающегося материала стабилизирует процесс заполнения камеры и предотвращает сводообразование над ней.

Режим дозирования «грубо+точно» заканчивается, когда в весовом бункере и питателе 5 не остается материала. Далее выгрузка материала с пониженной производительностью осуществляется только из камеры «точной» разгрузки. Причем также как и в дозаторе колумитового шлака, режим «точно» реализуется без дополнительного управляющего воздействия и дополнительного привода. По окончании «точной» выгрузки в камере 7остается материал, масса которого учитыва¬ется в следующем цикле дозирования.
Дозируемая порция материала определяется его физико-химическими свойствами и находится в диапазоне 0,25—3,72 кг. Нижний предел диапазона предусматривается при дозировании металлического селена, когда величина дозируемой порции селена составляет 300—700 г. В этом случае при загрузке до¬затора материал заполняет только камеру 7 «точной» разгрузки, и разгрузка селена осуществляется на пониженной скорости с сохранением заданной точности дозирования.

Дозатор сульфата кобальта (рис. 3) имеет аналогичную конструкцию и обеспечивает погрешность дозирования 0,1-0,25 $ в диапазоне 0,28—2,79 кг.

В конструкции дозатора селитры применены двухвальные винтовые питатели разгрузки, работающие от общего привода. Взаимное зацепление параллельно вращающихся винтов обеспечивает их самоочистку и принудительное перемещение дозируемого материала к разгрузочному отверстию.

В ЗАО «Стромизмеритель» изготавливаются и другие модификации тензометрических весовых дозаторов красителей и обесцвечивателей стекломассы, которые широко используются в производстве стеклотары, тонированного листового стекла, сортовой посуды и других изделий из стекла.

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