ruseng
ООО «Стромизмеритель»Высокие технологии в приготовлениистекольной шихты и многокомпонентных смесей
8 (800) 550-59-70
Технология приготовления многокомпонентных смесей
Сервисное обслуживание
Оборудование для составных цехов
Монтаж и пуск оборудования
Проектирование, реконструкция и строительство
Автоматизация технологических процессов
Проектирование, реконструкция и строительство
Автоматизация технологических процессов
сервисное обслуживание
Монтаж и пуск оборудования
Оборудование для составных цехов
Сервисное обслуживание
Технология приготовления многокомпонентных смесей
Cервисное обслуживание
Главная / Пресс-центр / Публикации

Особенности проектирования линий транспортирования стекольной шихты

Особенности проектирования линий транспортирования стекольной шихты
Канд. техн. наук В.В.Ефременков (e-mail: stromizmeritel@rambler.ru)
ЗАО "Стромизмеритель" (Россия, г. Нижний Новгород)
 
Рассмотрены особенности проектирования линий транспортирования стекольной шихты от составных цехов к стекловаренным печам. Представлены варианты схем с использованием надземных и подземных галерей. Определены преимущества и недостатки различного транспортно-технологического оборудования, влияющие на качество стекольной шихты
Ключевые слова: стекольная шихта, поточно-транспортные линии, расслоение шихты, галерея, контейнерный транспорт

Завершающим этапом технологического процесса приготовления стекольной шихты является выгрузка многокомпонентной смеси сырьевых материалов из смесителя, после чего либо осуществляются транспортирование шихты в машинно-ванный цех и распределение ее по бункерам загрузчиков стекловаренной печи, либо производится промежуточная загрузка в кюбели или бункера хранения, обеспечивающие определенный (чаще на одну смену) технологический запас шихты. При этом разнообразие оборудования, применяемого для транспортирования шихты, опреде­ляется способами приготовления и дозированной за­грузки шихты и боя в стекловаренную печь, количест­вом загрузчиков и конструкцией загрузочного кармана печи, протяженностью поточно-транспортных линий и взаимным расположением составного и машинно-ванного цехов, а также другими факторами.

Наиболее распространенными элементами проектируемых поточно-транспортных линий стекольной шихты в современных составных и машинно-ванных цехах являются ленточные конвейеры, элеваторы и различные механизмы переключения потоков.
Схемы потоков, построенные на основе элеваторов, чаще используются в производстве стеклотары и позволяют осуществить быстрый подъем шихты от уровня разгрузочной воронки смесителя до верхнего уровня бункеров загрузчиков печи, сократить протя­женность галерейных транспортных линий и уменьшить время транспортирования шихты, влияющее на процессы ее расслоения и комкования.

Линия транспортирования стекольной шихты с надземной галереей Линия транспортирования стекольной шихты с подземной галереей - 3

При подъеме шихты элеваторами непосредственно в составном цехе (рис. 1) транспортирование шихты производится по надземным (высотой от 8 до 20 м) отапливаемым и неотапливаемым галереям и конструкциям, а при подъеме в машинно-ванном цехе — по подземным каналам и тоннелям (рис. 2).Транспортирование шихты под землей по сравнению с надземным транспортированием имеет ряд преимуществ: шихта не подвергается суточным и сезонным колебаниям температуры окружающей среды; в подземной галерее не требуется дополнительное отопление; сокращается количество оборудования в линии дозированной загрузки собственного (возвратного) стеклобоя; оптимизируется планировка окружающей территории производственных цехов. Недостатками являются: существенные затраты на выполнение гидроизоляции подземных конструкций; определенные трудности и ограничения при проектировании и строительстве внутриплощадочных сетей водопровода, канализации и отопления; стесненные условия монтажа, ремонта и эксплуатации конвейерного оборудования; повышенные требования к освещению, вентиляции и пожарной безопасности.

В производстве листового стекла традиционно отдается предпочтение безэлеваторным схемам, в которых транспортирование шихты осуществляется по наклонным галереям (рис. 3) с минимальным количеством пересылок с конвейера на конвейер. Это исключает возможное расслоение многокомпонентной смеси, частично возникающее при просыпании шихты во время ее подъема в шахтах элеваторов и при центробежной выгрузке из элеваторных ковшей.

 Линия транспортирования стекольной шихты с наклонной галереей (смесители внизу) - 4 

Линия транспортирования стекольной шихты с наклонной галереей - 5Однако при проектировании и строительстве наклонных галерей необходимо учитывать то, что при подъеме галерейного конвейера на угол 10 ... 15° длина наклонного участка галереи составляет не менее 40 ... 50 м. Поэтому представляет интерес сокращение этой длины, особенно в условиях ограниченной площади производственной территории и небольшого (20 ... 30 м) расстояния между составным и машинно-ванным цехами.

Одним из вариантов сокращения длины наклонной галереи является удлинение сборочного конвейера компонентов шихты и подъем смесителей на более высокую строительную отметку за счет переноса смесительного участка в отдельное помещение, удаленное от составного цеха на 15... 20 м (рис. 4). Подобная транспортная схема хотя и увеличивает длительность цикла приготовления шихты на 10 ... 15 с, но уменьшает время транспортирования готовой шихты и исключает необходимость строительства глубоких приямков под смесителями, что особенно важно при высоком уровне грунтовых вод на месте строительства составного цеха.

Линия транспортирования стекольной шихты с надземной галереей (смесители вверху) - 6Перенос смесителей на более высокую строительную отметку непосредственно в составном цехе возможен в схемах, использующих элеваторы для подъема отдозированных компонентов шихты (рис. 5), что также позволяет осуществлять последующую подачу готовой шихты от смесителей к бункерам загрузчиков стекловаренной печи по надземным галереям.

Ввиду того что оптимальное время загрузки высо­копроизводительных смесителей емкостью 2250... 4500 л находится в интервале 1 ... 1,5 мин, производительность ковшовых элеваторов для подъема 2,5 ... 5 т компонентов шихты за это время должна составлять 130 ... 200 м3/ч. Это ограничивает применение таких схем в дозировочно-смесительных линиях, оснащен­ных смесителями емкостью более 3000 л.

Распределение шихты по бункерам загрузчиков стекловаренных печей при использовании элеваторно-конвейерных линий осуществляется с помощью двух- и трехпозиционных рукавных переключателей потока, лево- и правосторонних плужковых сбрасыва­телей, реверсивных стационарных конвейеров и реверсивных передвижных конвейеров-челноков производства ЗАО "Стромизмеритель".

Плужковые сбрасыватели ввиду их повышенного пыления при сбросе материала и быстрого износа отсекающего элемента плужка (особенно при транспортировании стеклобоя) целесообразно использовать только в условиях ограниченной высоты участков переключения потоков шихты и стеклобоя (например, в подземных галереях или в межферменных пространствах), а также в устройствах аварийного удаления бракованной шихты и в схемах, фиксирующих с помощью металлодекторов недопустимые концентрации металла в шихте. Различные модификации плужковых сбрасывателей, устанавливаемых на ленточных конвейерах, имеют либо неподвижно закрепленные, либо поворотные сбрасывающие элементы, управляемые электрическими или пневматическими приводами. В конструкциях с неподвижными плужками необходимый сброс транспортируемого материала осуществляется с помощью небольшой подъемно-опускной платформы, находящейся под лентой и прижимающей ленту к плужковому сбрасывателю снизу во время подъема.

Определенным преимуществом плужковых сбрасывателей является возможность установки нескольких сбрасывающих элементов на коротком участке конвейера, например над бункерами загрузчиков шихты стекловаренной печи с поперечным направлением пламени. Если же транспортируемый материал необходимо распределить по двум направлениям (загрузка шихты в бункера стекловаренной печи с подковообразным направлением пламени) и отсутствуют ограничения по высоте для установки оборудования, наиболее оправдано использование рукавных переключателей потока, исключающих потери и пыление материала.

Для более равномерной загрузки смеси шихты и стеклобоя в бункера стекловаренной печи с широким загрузочным карманом (количество загрузчиков шихты на больших печах по производству флоат-стекла может достигать 8...11) целесообразно применение реверсивного передвижного конвейера-челнока, плавно перемещающегося по рельсам вдоль всей загрузочной зоны бункеров.

Иногда для распределения шихты по всей ширине бункеров загрузчиков используются винтовые конвейеры с разнонаправленной от точки загрузки шихты навивкой винтов, поворотные карусельные механизмы, растаскивающие шихту от центра бункера в его крайние зоны, и другие нестандартные устройства и механизмы.

Очевидно, что процессы транспортирования и распределения шихты по бункерам на разных стекольных заводах различны [1]. На современных заводах протяженность транспортных потоков шихты незначительна и составляет несколько десятков метров, а на других, особенно старых предприятиях по производству стеклотары и листового стекла длина этих линий превышает 100 м и достигает на отдельных заводах 300 ... 400 м. Транспортирование шихты на такие расстояния с помощью конвейерных линий со значительным количеством пересылок материала приводит к расслоению и комкованию шихты, снижению ее температуры и влажности, а также к образованию в ней при определенных условиях кристаллогидратов [2].

Для снижения отрицательного влияния этих факторов на качество шихты разрабатываются различные мероприятия: сокращается количество пересылок шихты; производится герметизация ленточных конвейеров; обеспечивается необходимый температурный режим в транспортных галереях; повышается исходная влажность шихты. Повышение влажности с 4 ... 4,5 до 6 ... 7 % позволяет компенсировать испарение воды из шихты во время транспортирования, но частично способствует нежелательному комкованию смеси. Кроме того, более увлажненная шихта хуже выгружается из приемного бункера смесителя и склонна к постоянному налипанию на внутренние поверхности элеваторных шахт и конвейерные ленты, что особенно отрицательно сказывается на процессе транспортирования шихты в неотапливаемых надземных галереях зимой. Выполнить же отопление и теплоизоляцию транспортной галереи длиной в несколько сотен метров возможно, но это требует значительных капитальных затрат.

Наименьшее расслоение и снижение качества стекольной шихты, транспортируемой на большие расстояния, происходит при перевозке ее в кюбелях, электровозных тележках или контейнерах.

Внутрицеховое транспортирование шихты в кюбелях осуществляется с помощью электротельферов или кран-балок, управляемых оператором в ручном режиме, и чаще используется в производстве сортовой посуды, небольших объемов стеклотары, электровакуумных приборов, стеклянных изоляторов и другой продукции. Возможно полностью автоматическое управление линиями кюбельной подачи шихты от смесителей к бункерам загрузчиков шихты (подобная линия функционирует на Львовском электроламповом заводе), но производительность этих линий ограничена тем, что в каждом цикле транспортирования используется лишь один саморазгружающийся кюбель небольшой емкости, перемещаемый электротельфером.

Межцеховое перемещение кюбелей с шихтой производится либо с помощью ручных и электроприводных тележек при смежном расположении цехов, либо автомобильным транспортом, если расстояние между составным и машинно-ванным цехами составляет не­сколько сот метров. Возможна перевозка шихты в кюбелях даже на несколько десятков километров с одного стекольного завода на другой. В этом случае при частичном расслоении шихты и снижении ее влажности при транспортировании и промежуточном хранении предусматривается дополнительное перемешивание и доувлажнение шихты в смесителе, установленном у потребителя. Установка такого смесителя позволяет наряду с доувлажнением дополнительно вводить в шихту, имеющую базовый состав компонентов, красители или обесцвечиватели стекломассы.

Для транспортирования шихты на большие расстояния в производстве листового стекла ранее широко использовались электровозные тележки, но в настоящее время подобные транспортные средства применяются все реже и реже и в ходе реконструкции заменяются на конвейерные линии или системы контейнерной подачи шихты.

Замена тележек, управляемых машинистом (засыпщиком шихты), на ленточные конвейеры позволяет автоматизировать процесс транспортирования шихты, предотвращает возможное возникновение аварийных ситуаций и снижает травматизм обслуживающего пер­сонала. Но это техническое решение не всегда обеспечивает сохранение качества исходной шихты, так как при протяженности трассы в 300 ... 400 м и скорости движения конвейерной ленты 1 м/с общее время транспортирования многокомпонентной смеси сырьевых материалов составляет 5 ... 7 мин, а количество пересылок достигает 4 ... 5 при нескольких поворотах галереи.

Сохранение исходного качества шихты при полной автоматизации процесса транспортирования достигается при использовании контейнерной системы подачи шихты, которая включает в себя:

-     замкнутый монорельсовый путь с троллейным шинопроводом, состоящий из двух параллельно расположенных ветвей прямого и обратного перемещения контейнеров и концевых участков разворота в составном и машинно-ванном цехах;
-     подвесные транспортные контейнеры емкостью 3 ... 4 м3, каждый из которых оборудован самоходной монорельсовой тележкой перемещения с токосъемником и электроприводом, загрузочным и аспирационным патрубками, поворотным секторным затвором разгрузки и автономным щитком управления;
-     узлы загрузки шихты, снабженные аспирационными отсосами пыли и телескопическими механизмами стыковки с загрузочными патрубками контейнеров;
-     стационарные механизмы открывания секторных затворов контейнеров, расположенные на участках загрузки бункеров загрузчиков шихты в стекловаренную печь или промежуточных бункеров системы дозированной подачи шихты и стеклобоя;
-     централизованную систему контроля и управления, состоящую из персонального компьютера, датчиков идентификации и положения каждого контейнера шихты, а также других средств автоматизации.

Кроме основного монорельсового пути в контейнерной системе транспортирования предусматриваются переключаемые с помощью стрелок ответвления, обеспечивающие вывод отдельных контейнеров из общей линии для профилактики и ремонта и их последующее возвращение в систему.

Общее количество подвесных контейнеров шихты, находящихся в транспортной линии, может достигать 25 ... 30 и зависит от производительности стекловаренной печи (или печей), протяженности галереи и от скорости перемещения контейнеров. Поскольку ско­рость перемещения контейнеров меньше скорости движения тележки, время транспортирования каждой порции шихты в контейнерах возрастает. Это приводит к нежелательному уплотнению шихты и затрудняет ее выгрузку. Поэтому дополнительным условием при замене электровозных тележек на систему подвесных контейнеров является снижение исходной влажности шихты до 2,5 %, что не всегда возможно из-за технологических требований к процессу стекловарения и повышенного пыления шихты при ее смешивании со стеклобоем и загрузке в бункера загрузчиков шихты.

Таким образом, при проектировании линий транспортирования стекольной шихты и выборе соответствующего технологического оборудования необходимо учитывать все факторы, влияющие не только на общекомпоновочные и архитектурно-строительные решения составных цехов и транспортных галерей, но и на конечное качество шихты, загружаемой в стекловаренную печь.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1.   Литвин В. И., Токарев В. Д., Ячевский А. В. Оптимизация физико-химических процессов при приготовлении стекольной шихты и оценка влияния ее влажности на эффективность процесса варки стекла // Стекло и керамика. 2010. №8. С. 19-23.
2.   Маневич В. Е., Субботин К. Ю., Токарев В. Д., Вахитов В. В. Физико-химические процессы при транспортировке и хранении стекольной шихты // Стекло и керамика. 2003. №11. С. 3-5.
3.   Manevich V.E., Subbotin К. Yu., Tokarev V. D., Vakhitov R. V. Physicochemical Processes in Transportation and Storage of Glass Batch // Glass and Ceram. 2003. V. 60. №11-12. P. 353 -355.
 
 
© 2018 ООО «Стромизмеритель»
Карта сайта
Система
менеджмента
качества
603086 г. Нижний Новгород, ул. Совнаркомовская, 34-А
+7 (831) 435-13-70