книги из ГПНТБ / Производство стеклянных волокон и тканей
..pdf
П Р О И З В О Д С Т В О
С Т Е К Л Я Н Н Ы Х
волокон
И Т К А Н Е Й
Под редакцией М. Д. ХОДАКОВСКОГО
МОСКВА
И З Д А Т Е Л Ь С Т В О « Х И М И Я » 1973
У Д К 666.189.21 П 80
Г О С . |
П У Б Л И Ч Н А Я |
ъъэ^ |
|
Н А У Ч : 0 - Т Е Х ! І И Ч С С К А Я |
|||
к и ? і л / ю т е к л с с с р |
! |
||
|
Производство |
стеклянных волокон и тканей. Под |
|
ред. Ходаковского М. Д. М., «Химия», 1973. |
|||
312 |
с ; |
16 табл.; |
143 рис . ; список литературы 37 ссы |
лок . |
|
|
|
|
В |
книге изложены основы производства непрерыв |
|
ного стеклянного волокна. Описаны свойства стекла и технология изготовления стеклянных шариков, свой ства стеклянного волокна, технология и оборудование для его выработки и переработки в изделия, контроль производства, виды брака изделий и способы его устра нения; рассмотрены области применения непрерывно го стеклянного волокна.
Книга предназначена в качестве учебного пособия для рабочих заводов стеклянного волокна и стеклопла стиков. Она может быть полезна инженерно-техниче ским работникам этих заводов.
А в т о р ы . Бадалова Э. И., Бардушкина В. П., Вой-
цехович Н. Я., Горелкина Н. И., Житкевич 3. В., Колесов Ю. И., Кондратенкова С. В., Островская Л. С , Ходаковский М. Д.
131
п050(01)-73
© Издательство «X и м и я», 1973 г.
|
|
|
|
|
|
|
С О Д Е Р Ж А Н И Е |
|
|
|
||||
Предисловие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
Введение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Классификация стеклянных волокон по видам изделий |
9 |
|||||||||||||
Изделия |
из |
стеклянного |
волокна |
|
|
|
9 |
|||||||
Изделия из штапельного стеклянного волокна |
|
11 |
||||||||||||
Классификациястеклянных волокон по |
способам |
производства . . |
12 |
|||||||||||
Области |
применения |
стеклянного |
волокна |
|
|
17 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РАЗДЕЛ I |
|
|
|
|
|
ТЕХНОЛОГИЯ |
СТЕКЛА ДЛЯ |
ПРОИЗВОДСТВА НЕПРЕРЫВНОГО |
|
|||||||||||
|
|
|
|
СТЕКЛЯННОГО ВОЛОКНА |
|
|
25 |
|||||||
Г л а в а |
1. |
Стекло и его физико-химические свойства |
|
25 |
||||||||||
Стеклообразное состояние и структура стекла |
|
25 |
||||||||||||
Химический состав стекол для стеклянного волокна |
27 |
|||||||||||||
Свойства стекол в жидком состоянии |
|
|
|
28 |
||||||||||
Свойства |
стекол |
в |
твердом |
состоянии |
|
|
|
32 |
||||||
Г л а в а |
2. |
Приготовление шихты |
|
|
|
|
36 |
|||||||
Сырьевые |
материалы |
|
|
|
|
|
|
|
36 |
|||||
Основные |
материалы |
|
|
|
|
|
|
36 |
||||||
Вспомогательные |
материалы |
|
|
|
|
38 |
||||||||
Хранение |
сырьевых |
|
материалов |
|
|
|
|
40 |
||||||
Обработка |
сырьевых |
материалов |
|
|
|
|
40 |
|||||||
Контроль |
сырьевых |
|
материалов |
|
|
|
|
45 |
||||||
Расчет |
шихты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
45 |
||
Взвешивание |
сырьевых |
материалов |
|
|
|
|
49 |
|||||||
Смешение, |
контроль |
|
и хранение |
шихты |
|
|
|
50 |
||||||
Г л а в а |
3. |
Технология |
|
варки |
стекла |
|
|
|
|
51 |
||||
Физико-химические процессы при |
варке |
стекла |
|
51 |
||||||||||
Варка |
стекла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
54 |
||
Конструкции стекловаренных печей, материалы для их кладки и топ |
|
|||||||||||||
ливо |
для |
обогрева |
|
|
|
|
|
|
|
|
57 |
|||
Конструкции |
стекловаренных |
печей |
|
|
|
57 |
||||||||
Материалы для |
кладки |
стекловаренных |
печей |
|
62 |
|||||||||
Топливо для обогрева стекловаренных печей |
|
64 |
||||||||||||
Ремонт и |
обслуживание стекловаренных |
печей |
|
65 |
||||||||||
Контрольно-измерительная |
аппаратура |
и |
средства автоматизации |
|
||||||||||
для |
регулирования |
параметров |
процесса |
варки |
стекла |
69 |
||||||||
3
Г л а в а |
4. |
Производство |
стеклянных |
шариков |
|
|
|
|
|
72 |
|||||||
Выработка стеклянных |
шариков |
|
|
|
|
|
|
|
72 |
||||||||
Прессование |
стеклянных |
шариков |
|
|
|
|
|
|
72 |
||||||||
Механизированная |
выработка стеклянных |
шариков |
|
|
|
73 |
|||||||||||
Сортировка и калибровка стеклянных шариков |
|
|
|
77 |
|||||||||||||
Основные виды пороков стеклянных шариков |
|
|
|
79 |
|||||||||||||
Методы определения качества стеклянных шариков |
|
|
80 |
||||||||||||||
Основные технико-экономические показатели производства |
стеклян |
|
|||||||||||||||
ных |
шариков |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
83 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РАЗДЕЛ I I |
|
|
|
|
|
|
|
|
ПРОИЗВОДСТВО |
НЕПРЕРЫВНОГО |
СТЕКЛЯННОГО ВОЛОКНА |
. . |
84 |
|||||||||||||
Г л а в а |
5. |
Механизм |
процесса формования |
непрерывного |
стеклянного |
|
|||||||||||
|
|
волокна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
84 |
|
Течение |
стекломассы |
через |
фильеру |
|
|
|
|
|
|
84 |
|||||||
Утонение стекломассы в зоне формования |
|
|
|
|
|
92 |
|||||||||||
Стабильность |
процесса |
формования |
волокна |
|
|
|
|
|
100 |
||||||||
Г л а в а |
6. |
Влияние процесса формования на некоторые свойства стек |
|
||||||||||||||
|
|
лянного |
волокна и нити |
|
|
|
|
|
|
|
102 |
||||||
Г л а в а |
7. |
Влияние физико-химических свойств стекла на процесс |
фор |
|
|||||||||||||
|
|
мования непрерывного стеклянного волокна |
|
|
|
112 |
|||||||||||
Г л а в а |
8. |
Технологический |
процесс |
получения |
непрерывного стек |
|
|||||||||||
|
|
лянного |
волокна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
118 |
||||
Плавление стекла и подготовка его к формованию в стеклоплавиль |
|
||||||||||||||||
ном |
сосуде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
118 |
|
Охлаждение стекломассы в подфильерной зоне |
|
|
|
|
128 |
||||||||||||
Производительность |
установок для выработки |
|
волокна |
и |
влияние |
|
|||||||||||
на |
нее технологических |
параметров |
|
|
|
|
|
|
135 |
||||||||
Влияние колебаний технологических параметров на процесс формо |
|
||||||||||||||||
вания волокна и качество нити |
|
|
|
|
|
|
|
141 |
|||||||||
Контроль производства |
стеклянной |
нити |
|
|
|
|
|
148 |
|||||||||
Г л а в а |
9. |
Оборудование для |
производства |
непрерывного |
стеклянного |
|
|||||||||||
|
|
волокна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
149 |
|
Электропечь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
152 |
||
Система |
загрузки |
стеклянных |
шариков |
|
|
|
|
|
|
155 |
|||||||
Система подачи и нанесения замасливателя |
|
|
|
|
|
156 |
|||||||||||
Электрооборудование СПА и цеха электропечей |
|
|
|
160 |
|||||||||||||
Наматывающий аппарат для вытягивания волокна и получения па |
|
||||||||||||||||
ковки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
166 |
|
Техника |
безопасности |
в цехах электропечей |
|
|
|
|
|
175 |
|||||||||
Г л а в а |
10. Замасливатели для стеклянного волокна |
|
|
|
177 |
||||||||||||
Текстильные |
замасливатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
179 |
|||||||
Характеристика |
компонентов |
текстильных |
замасливателей |
. . |
179 |
||||||||||||
Приготовление замасливателя «парафиновая эмульсия» . . |
. . |
180 |
|||||||||||||||
Прямые |
замасливатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
180 |
|||||
Характеристика компонентов прямых замасливателей . . |
. . |
184 |
|||||||||||||||
Приготовление |
прямых замасливателей |
|
|
|
|
|
187 |
||||||||||
Оборудование |
для |
приготовления |
замасливателей |
|
|
|
192 |
||||||||||
Гигиена |
труда |
и техника |
безопасности при |
работе |
с |
прямыми |
|
||||||||||
|
замасливателями |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f 192 |
|||||
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РАЗДЕЛ HI |
|
|
|
|
|
|
||
ТЕКСТИЛЬНАЯ |
ПЕРЕРАБОТКА СТЕКЛЯННЫХ |
ВОЛОКОН |
|
|||||||||||||||
И |
МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ |
|
ИЗДЕЛИЙ НА ИХ ОСНОВЕ . . . |
195 |
||||||||||||||
Г л а в а |
11. |
Технологические |
свойства стеклянного |
волокна |
196 |
|||||||||||||
Г л а в а |
12. |
Размотка, |
кручение |
и |
трощение стеклянных |
нитей . . . |
197 |
|||||||||||
Общие сведения о кручении и намотке стеклянной нити |
|
197 |
||||||||||||||||
Размотка и первое кручение стеклянных нитей |
|
|
|
206 |
||||||||||||||
Размоточно-крутильная машина РКС-83 |
|
|
|
|
207 |
|||||||||||||
Технологический |
|
расчет |
размоточно-крутильных машин Р К С - |
|
||||||||||||||
|
83 |
и РКС-83-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
213 |
|||||
Трощение |
и |
второе |
кручение |
|
|
|
|
|
|
|
|
216 |
||||||
Тростильно-крутильные машины ТКС-88, |
УТКС-76 |
и |
ТКС-132 . . . . |
218 |
||||||||||||||
Технологический расчет тростильно-крутильных машин ТКС-88, |
|
|||||||||||||||||
УТКС-76, ТКС-132 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
221 |
|||||||
Качество продукции |
и основные виды брака крученой стеклянной ни |
|
||||||||||||||||
ти |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
224 |
Г л а в а |
13. |
Перематывание |
стеклянных |
нитей |
|
|
|
|
224 |
|||||||||
Бобинажно-перемоточная |
машина |
для |
перематывания |
стеклянных |
|
|||||||||||||
нитей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
225 |
|
Характеристика, схемы и детали машины |
|
|
|
|
225 |
|||||||||||||
Расчет производительности бобинажно-перемоточной машины |
228 |
|||||||||||||||||
Пороки |
и |
отходы при |
перематывании стеклянных |
нитей |
229 |
|||||||||||||
Г л а в а |
14. |
Подготовка уточной нити к ткачеству на уточно-мотальном |
|
|||||||||||||||
|
|
|
автомате |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
229 |
|||
Уточно-мотальный автомат УА-300-С1 |
|
|
|
|
|
230 |
||||||||||||
Пороки |
и |
отходы |
при |
перематывании |
уточных |
|
стеклянных нитей . |
233 |
||||||||||
Г л а в а |
15. |
Снование |
основных |
стеклянных нитей |
|
|
234 |
|||||||||||
Расчет |
технологических |
параметров снования |
|
|
|
|
236 |
|||||||||||
Сновальная |
машина |
СЛ-140-Х со шпулярником |
Ш-400-С |
237 |
||||||||||||||
Сновальный барабан и его тормоз |
|
|
|
|
241 |
|||||||||||||
Механизм |
пуска |
и останова |
машины |
|
|
|
|
241 |
||||||||||
Механизм |
автоматического |
перемещения |
машины |
|
243 |
|||||||||||||
Сновальная машина СЛ-140-ШЛ2 |
|
|
|
|
|
|
243 |
|||||||||||
Производительность |
ленточных |
|
сновальных |
машин |
|
244 |
||||||||||||
Пороки |
и |
отходы |
при |
сновании |
|
|
|
|
|
244 |
||||||||
Г л а в а |
16. |
Пробирание |
основных |
стеклянных |
нитей |
|
245 |
|||||||||||
Г л а в а |
17. |
Ткачество |
стеклянной |
нити |
|
|
|
|
|
247 |
||||||||
Стеклянная ткань и ее образование на ткацком станке |
|
247 |
||||||||||||||||
Челночные |
ткацкие |
станки для |
|
выработки стеклянной |
ткани . . . |
249 |
||||||||||||
Привод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
249 |
||||
Основный |
тормоз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
253 |
||||||
Товарный |
регулятор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
255 |
|||||||
Зевообразовательный |
механизм |
|
|
|
|
|
257 |
|||||||||||
Боевой |
механизм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
261 |
||||||
Батанный |
механизм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
262 |
|||||||
Предохранительные |
механизмы |
|
|
|
|
•. |
263 |
|||||||||||
Механизм |
автоматической |
смены |
шпуль |
|
|
|
|
263 |
||||||||||
Рапирный ткацкий станок «Уанмак» типа SB |
|
|
|
|
264 |
|||||||||||||
Производительность |
ткацкого |
станка |
|
|
|
|
|
266 |
||||||||||
Отходы |
при ткачестве |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
267 |
|||||||
Контроль |
|
качества |
стеклянной |
|
ткани |
|
|
|
|
|
268 |
|||||||
5
Г л а в а |
18. |
Тканая |
стеклянная лента |
и технология |
ее изготовления . |
269 |
|||||
Г л а в а |
19. |
Нетканые материалы |
из |
стеклянного |
волокна |
273 |
|||||
Нетканые стекловолокнистые материалы, получаемые физико-хими |
|
||||||||||
ческими |
способами |
|
|
|
|
|
|
274 |
|||
Нетканые стекловолокнистые материалы, получаемые механическим |
|
||||||||||
способом |
|
|
|
|
|
|
|
|
293 |
||
Г л а в а 20. |
Методы физико-механических испытаний текстильных изде |
|
|||||||||
|
лий |
из стеклянного волокна |
|
296 |
|||||||
Определение |
диаметра |
стеклянного |
волокна |
|
298 |
||||||
Определение толщины нити, пряжи и жгута |
|
299 |
|||||||||
Определение крутки нити и пряжи |
|
|
300 |
||||||||
Определение массы тканей, лент и нетканых материалов |
300 |
||||||||||
Определение |
плотности |
тканых |
материалов |
|
300 |
||||||
Определение |
толщины |
тканых |
и |
нетканых материалов |
301 |
||||||
Определение содержания веществ (замасливателя, шлихты, аппрета), |
|
||||||||||
удаляемых |
при |
прокаливании |
|
|
|
301 |
|||||
Определение |
содержания |
влаги |
|
|
|
|
301 |
||||
Определение |
разрывной |
нагрузки |
|
|
|
302 |
|||||
Определение изгибоустойчивости нитей и тканей |
|
305 |
|||||||||
Оценка |
старения |
текстильных материалов |
|
306 |
|||||||
Приложение |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
308 |
Приложение |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
309 |
Литература |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
310 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
Способность стекломассы растягиваться в тонкие длинные волокна известна людям очень давно. Украше ния из стеклянного волокна обнаружены при археоло
гических раскопках |
древних захоронений |
(до |
нашей |
зры) в различных частях земного шара, в |
том |
числе и |
|
на территории нашей |
страны. |
|
|
ВIX веке н. э. цветные стеклянные нити научились применять для декорирования сортовой стеклянной по суды (Италия). В России в середине XIX века из стек лянного волокна изготавливались различные украшения, но мода на них из-за ворсистости волокон была недол гой.
ВСоветском Союзе основы технологии непрерывного стеклянного волокна созданы в конце тридцатых годов работами лаборатории стеклянного волокна Государст венного института стекла. Впоследствии (в 1946 г.) эта
лаборатория была преобразована во Всесоюзный науч но-исследовательский институт стеклянного волокна
(ВНИИСВ) . В 1963 г. он стал именоваться |
Всесоюзным |
|||
научно-исследовательским |
институтом |
стеклопластиков |
||
и стеклянного волокна |
(ВНИИСПВ); |
в |
лабораториях |
|
и опытных производствах этого института |
продолжается |
|||
совершенствование |
технологии стеклянного |
волокна. |
||
Промышленное |
производство непрерывного стеклян |
|||
ного волокна впервые организовано в |
Советском Союзе |
|||
в 1942 г. на Гусевском заводе стеклянного волокна. Этот завод стал кузницей кадров новой, быстро развивающей ся отрасли промышленности. Изделия на основе стек-
7
лянного волокна занимают важное место в обеспечении технического прогресса нашей страны.
После выхода в свет первой в СССР книги по техно
логии стеклянного волокна — «Непрерывное |
стеклянное |
||
волокно*» — прошло |
10 лет. За |
этот период |
существенно |
усовершенствована |
технология |
получения |
стеклянного |
волокна и расширились представления о |
процессах, |
||
протекающих при его производстве. Все это нашло от ражение в предлагаемой читателю книге.
Предисловие, введение, главы 5—9 написаны М. Д. Хо-
даковским, главы |
1, 3 — 3. |
В. |
Житкевичем, |
2, |
4 — |
Ю. И. Колесовым, |
10 — Н. |
Я. |
Войцехович, |
11, |
12 — |
С. В. Кондратенковой и В. П. Бардушкиной, 13—18— Н. И. Горелкиной, 19 — Э . И. Бадаловой, 20 — Л . С. Ост ровской.
* Непрерывное стеклянное волокно. Под ред. Черняка М. Г. М., «Химия», 1965. 320 с.
В В Е Д Е Н И Е
КЛАССИФИКАЦИЯ СТЕКЛЯННЫХ ВОЛОКОН ПО ВИДАМ ИЗДЕЛИЙ
Стеклянным называют химическое неорганическое волокно, из готовленное различными способами из расплавленного стекла.
Стеклянное волокно обладает редким сочетанием свойств •— высокой прочностью на изгиб, растяжение и,«-£жатие, негорю честью, температуроустойчивостыо, низкой гигроскопичностью, стойкостью к химическому и биологическому воздействию, сравни
тельно низкой плотностью. |
Из |
него изготавливают |
материалы |
с отличными электро-, тепло- |
и |
звукоизоляционными |
свойствами. |
Стеклянное волокно способно пропускать свет, обладает полупро водниковыми свойствами, прозрачно для радиоволн и поглощает рентгеновские и более коротковолновые лучи.
На основе стекловолокнистых материалов изготавливают тыся чи различных видов изделий, которые не только заменяют с высо кой эффективностью традиционные материалы (натуральные и ис кусственные волокна, лучшие марки стали и цветные металлы, строительные материалы и т. д.), но и имеют самостоятельное зна чение и области применения.
Изделия из стеклянного волокна
Различают два вида стеклянных волокон: непрерывное, со стоящее из упорядоченно расположенных одиночных волокон боль шой длины (сотни и тысячи метров), и штапельное, состоящее из коротких отрезков (до 50 см) одиночных волокон (штапелек). По внешнему виду непрерывное стеклянное волокно напоминает нату ральный шелк или нити из искусственных волокон, а штапельное — хлопок или шерсть. Из непрерывного волокна получают однона правленные волокна, тканые материалы, нетканые материалы и волоконные световоды.
Однонаправленное стеклянное волокно представляет собой короткие пряди волокон или нитей, срезанных с бобин. Длина од нонаправленного волокна зависит от периметра бобины или бара
бана, на |
который оно |
наматывается. Однонаправленное волокно |
с бобин |
имеет диаметр |
6—10 мкм и длину до 0,8 м; волокна, ере- |
9