Разработка и изготовление оборудования для вторичной переработки стекла

В этом году ЗАО "Стромизмеритель" отмечает 20-летний юбилей своей деятельности. За прошедшее время достигнуты впечатляющие результаты. Сегодня ЗАО "Стромизмеритель" - известное в России и за рубежом научно-производственное и проектно-конструкторское предприятие, на котором создано импортозамещающее оборудование нового поколения, разработаны прогрессивные технологии и системы автоматизации для производства, хранения и транспортирования стекольной шихты и обработки различных сырьевых материалов.

Особенно большое внимание в последнее время уделяется разработке и изготовлению различного дробильного, просевного и транспортно-технологического оборудования для линий вторичной переработки тарного и листового стекла.

Существующие современные технологические линии по вторичной переработке стекла в большой степени предназначены для утилизации использованной стеклотары, отслужившего свой срок оконного стекла, а также стеклобоя, поставляемого с предприятий по производству стеклопакетов и другой продукции из стекла. При этом многие виды этой продукции (автомобильные стекла, витрины, мебель и различные ограждающие конструкции) являются многослойными и относятся к разряду безопасных изделий, состоящих из двух стекол, прочно скрепленных между собой с помощью поливинилбутиральной пленки.

При разрушении подобного стекла, изготовленного по технологии «триплекс», его осколки не разлетаются в стороны, а остаются прикрепленными к пленке. Это повышает безопасность изделий, но затрудняет процесс получения кондиционного стеклобоя, производимого при вторичной переработке автомобильного стекла, которое в больших объемах накапливается на предприятиях, занимающих в рамках государственных программ утилизации бывших в употреблении транспортных средств.

Учитывая то, что по аналогичной программе только в 2010 г. в России планируется утилизировать более 200 тысяч автомобилей, а на оснащение одной автомашины среднего класса уходит около 30 кг стекла, на переработку может поступить около 6 тыс. тонн стекла. Но это сравнительно небольшой объем. Например, в Германии на специализированных предприятиях ежегодно утилизируется порядка 60 тыс. тонн автомобильного стекла, включая 20—30 тыс. тонн триплекса.

При вторичной переработке больших объемов (8... 10 тонн в час) автомобильного и строительного триплекса, осуществляемой на линиях рециклинга в западно-европейских странах, стекло, как правило, проходит две стадии обработки. На первом этапе в многовалковой установке производится предварительное дробление триплекса, в ходе которого нарушается жесткая структура стекла и стекло сминается без отделения большинства осколков от пленки. Далее стеклобой складируется (рис. 1).  В период этого временного хранения в течении нескольких дней с триплекса начинает частично сходить пластиковое покрытие, что положительно сказывается на последующих операциях переработки Рис. 1. Складирование триплекса после предварительного дробления       стекла [1]. Эти операции включают в себя: повторное дробление триплекса в другой многовалковой дробилке; первичную магнитную сепарацию; ручную сортировку; окончательное измельчение и просев; повторную магнитную сепарацию; частичное удаление легковесных обрывков пленки с помощью систем аспирации; оптическую сепарацию. Поскольку при окончательном измельчении триплекса в молотковой дробилке образуется много мелких кусочков пленки, которые не удаляются полностью аспирацией и оптической сортировкой, полученный стеклобой не соответствует требованиям стандартов по количеству примесей (по ГОСТ 52233-2004 в стеклобое 1-го и 2-го сорта не допускается наличие триплекса) и не может использоваться для производства флоат-стекла и стеклотары. Поэтому подобный стеклобой чаще применяется для изготовления теплоизоляционных материалов на основе стекла, в качестве добавок в краски для дорожной разметки и других целей.             

Малые объемы (5...8 тонн в сутки) утилизируемого строительного и автомобильного стекла триплекс целесообразно перерабатывать на более простом оборудовании, выполняющем только функции дробления и просева. Для этих целей в ЗАО «Стромизмеритель» разработана и изготовлена дробильно-просевная установка (рис.2, рис. 3), внедренная в опытно-промышленную эксплуатацию на предприятии «Магистраль-Инвест» (г. Бор, Нижегородская обл.), занимающимся сбором и переработкой вторичного сырья.

Установка для утилизации бракованной продукции и отходов от производства автомобильного и строительного стекла триплекс, поставляемого в ООО «Магистраль-Инвест» со стекольных заводов компании Асахи ГласС Компани (AGC) в г. Бор и г. Клин, содержит: приемный стол 1; механизм транспортирования 2 Рис.2 Установка утилизации           Рис.3 Установка утилизации     стекла 3; электропривод 4 механизма транспортирования; автомобильного и строительного автомобильного и строитель-  подвижный ребристый вал 5 с пневмоприводом 6        стекла  триплекс (вид 1)               ного стекла  триплекс (вид 2)    вертикального перемещения; роторную дробилку 7 с электроприводом 8; узел  подачи стекла в роторную дробилку, состоящий из стекподпружиненных роликовых валов 9, 10 с электроприводом 11, дробильного бруса 12 и ножей 13 для разрезания пленки; сепаратор 14 разделения дробленого стекла 15 и пленки 16, состоящий из винтового питателя 17 с электроприводом 18 и перфорированного днища 19; контейнер 20 дробленого стекла, установленный на транспортную тележку 21; контейнер 22 отделенной от стекла пленки, установленный на транспортную тележку 23 (рис. 4, рис. 5). 

 В исходном состоянии стекло триплекс 3 лежит на приемном столе 1, оснащенном механизмом 2 транспортирования с электроприводом 4, который выключен. Если утилизируемое стекло имеет плоскую форму, то регулируемый зазор между стационарно установленным ребристым валом механизма 2 транспортирования и перемещаемым по вертикали подвижным ребристым валом 5 составляет несколько миллиметров и колеблется в зависимости от толщины перерабатываемого стекла от 5 до 10 мм. Если же стекло имеет изогнутую форму (например, автомобильное или витринное стекло), то перед началом дробления соосно установленный ребристый вал 5 с помощью системы управления и пневмопривода 6, состоящего из двух пневмоцилиндров, приподнимается, обеспечивая возможность захода стекла с криволинейной поверхностью в зазор между ребристыми валами.

 Рис. 4 Установка утилизации автомобильного и строительного стекла  триплекс (вид сбоку) 

Работа установки начинается после включения оператором электроприводов всех механизмов и подачи стекла в зазор между ребристыми валами 2 и 5. Плоское стекло триплекс захватывается этими валами и транспортируется к узлу подачи стекла в роторную дробилку 7, управляемую электроприводом 8. Во время транспортирования стекло за счет ребристой поверхности валов 2 и 5 сильно растрескивается, превращаясь в полужесткую структуру, состоящую из осколков стекла различной формы, скрепленных между собой склеивающей поливинилбутиральной пленкой.

Автомобильное или витринное стекло изогнутой формы также подается в зазор между ребристыми валами 2 и 5, но при этом вал 5 с помощью пневмопривода 6 изначально приподнят предварительно разрушая его без отделения образовавшихся осколков стекла от Рис. 5 Установка (вид сверху)    пленки на 10... 15 см. При заходе изогнутого стекла в зазор между ребристыми валами по сигналу системы управления пневмопривод 6 опускает ребристый вал 5 на стекло 3 и сминает его, придавая стеклу плоскую форму (рис. 6).

 Во время операции предварительного разрушения стекла и транспортирования его к роторной дробилке пневмоцилиндры пневмопривода 6 кроме функции сдавливания стекла между ребристыми валами одновременно выполняют функцию пневматических амортизаторов, позволяющих адаптивно взаимодействовать ребрам валов 2 и 5 с поверхностью стекла.

Рис. 6 Стадия предварительного дробления стекла триплекс

После предварительного разрушения стекло 3 по мере его транспортирования заходит в зазор между подпружиненными роликовыми валами 9, 10; вращение на которые передается от электропривода 11 (рис. 7). Роликовые валы 9 и 10 захватывают стекло и подают его дальше в зону дробильного бруса 12. Непосредственное дробление и интенсивное отделение стекла от пленки осуществляется при ударах вращающихся бил дробилки по кромке стекла в зазорах между билами и дробильным брусом. Подпружиненные роликовые валы 9 и 10 надежно удерживают стекло от его резкого захвата билами дробилки и стабилизируют подачу стекла в зону дробления.

 Рис. 7 Стадия окончательного дробления стекла триплекс

После дробления стекла и отделения его от пленки, пленка разрывается на отдельные кусочки с помощью вращающихся бил и ножей, установленных под дробильным брусом. Вовремя разрыва пленки остатки неотделенного от пленки стекла отделяются и стеклобой ссыпается в сепаратор 14, в котором чистый стеклобой 15 размером не более 10... 15 мм отделяется от обрывков пленки 16, имеющих больший размер, чем частицы отделенного от неё стекла. Частицы стеклобоя 15 проваливаются через отверстия пер­форированного днища 19 в контейнер 20, установленный на транспортной тележке 21, а обрывки пленки с помо­щью винтового питателя 17 транспортируются по ходу вращения винта и выгружаются в контейнер 22, установленный на транспортной тележке 23 (риc. 7). По мере заполнения стеклобоем и пленкой контейнеры 20 и 22 откатываются в сторону для разгрузки или заменяются на новые.

Таким образом установка для утилизации автомобильного и строительного стеклатриплекс (положительное решение о выдаче патента РФ на полезную модель) позволяет эффективно разделять дробленое стекло от поливинилбутиральной пленки, а сама переработка триплекса снижает количество отходов, идущих на свалки, улучшает экологию и позволяет получать ценное вторичное сырье — стеклобой.

По заказу ОАО «Эй Джи Си «Борский стекольный завод» разработана другая установка для вторичной переработки малых объемов листового стекла. Установка предназначена для измельчения боя листового стекла, возникающего при погрузо-разгрузочных операциях на складах и дилерских центрах завода, и затаривания его в биг-бэги для накопления и последующей отгрузки потребителям.

Перед загрузкой в биг-бэги бой листового стекла с помощью подъемно-транспортных механизмов и саморазгружающихся кабелей подается в промежуточный бункер, связанный с аспирационной системой, снижающей пыление. В процессе заполнения биг-бэга, закрепленного на установке затаривания УЗБ-2 [2], вибрационный или качающийся питатель подает стеклобой в роторную или двухвалковую дробилку, из которой измельченный до фракции 20-30 мм стеклобой поступает в биг-бэг. При необходимости вес заполняемого биг-бэга контролируется оператором по цифровому табло весового терминала.

Наряду с установками для утилизации обычного листового стекла и стеклатриплекс в ЗАО «Стромизмеритель» разработаны и изготавливаются следующие виды оборудования, применяемого в линиях рециклинга стеклобоя:

•     двухвалковые дробилки производительностью от 5 до 15 т/час;

•     роторные дробилки производительностью от 10 до 20 т/час (рис 8);

•     молотковые дробилки производительностью от 25 до 40 т/час (рис 9);

•     щековые дробилки производительностью до 20 т/час;

•     классификаторы стеклобоя А 10 производительностью от 5 до 12 т/час (рис 10);

•     вибропитатели с классифицирующей решеткой [3];

•     тензометрические весовые дозаторы собственного и привозного стеклобоя;

•     различное транспортно-технологическое оборудование;

•     грануляторы стекломассы и др..

                 Рис. 8 Роторная дробилка                                             Рис.9 Молотковая дробилка

Производимые в ЗАО «Стромизмеритель» грануляторы стекломассы предназначены для утилизации внутризаводских отходов в производстве стеклотары. Скребковый гранулятор представляет собой металлический короб, выполненный из нескольких соединенных между секций, внутри которых проходит цепной конвейер, состоящий из двух пластинчатых цепей каткового типа с прикрепленными к ним скребками. Для уменьшения износа внутренних поверхностей и механизмов гранулятора используется усиленная конструкция скребка с наплавкой рабочей кромки твердым сплавом и футеровкой дна ванны абразивностойкими листами из материала HARDOX-400, а тяговая цепь защищена экраном от прямого попадания на неё гранулятора.

Краткие технические характеристики гранулятора

Длина, м	8,5...30,0
Ширина (по ванне), мм	960
Высота сброса гранулятора,мм	2500
Скорость движения скребков,м/мин	7.1
Производительность, т/час	10...20
Мощность привода,кВт	5,5

           Рис. 10 Классификатор стеклобоя                               Рис. 11 Стадия разделения стеклобоя и пленки

Для снижения динамических нагрузок на тяговый орган и привод гранулятора применяются подпружиненные звездочки поворотной секции. Повышение эффективности работы гранулятора достигается за счет дополнительного днища верхней ветви цепного конвейера, сплющивания капель стекломассы с помощью специальных валков и дробления целых бутылок, плавающих на поверхности воды, с помощью дробилки, установленной в хвостовой части гранулятора.

Подобное разнообразие выпускаемого в ЗАО «Стромизмеритель» оборудования для вторичной переработки тарного и листового стекла позволяет существенно расширить функциональные и технологические возможности проектируемых линий и участков по утилизации стеклобоя.        

Ефременков В.В.,первый заместитель директора ЗАО «Стромизмеритель»,

Матвеев А.А.,начальник экспериментального участка ЗАО «Стромизмеритель»

Литература:

1. Йене Розенталь. Подготовка возвратного и привозного стеклобоя. — Стеклянная тара, 2008, №4. — с.4-8.

2. Ефременков В.В., Ручкин В.В., Оборудование для затаривания и растаривания биг-бэгов. — GlassRussia, 2010,№5 —с.16-20.

3. Ефременков В.В., Ручкин В.В., Вибрационные транспортно-технологические механизмы для производства стекольной шихты. — GlassRussia. — 2009 —№6 —с. 24-28.