книги из ГПНТБ / Производство стеклянных волокон и тканей

раторах и регенераторах подогревается воздух, необходимый для

торым сверху вниз движутся горячие дымовые газы. Каналы сло­ жены из огнеупорных керамических трубчатых элементов. Воздух,

а дымовые газы из левого регенератора 6 направляются в дымо­ вую трубу. Левый воздуховод 1 перекрыт поднятым левым шибе­ ром 5. При опускании левого шибера воздух поступает в левый регенератор, в то время как дымоход правого регенератора откры­ вается и дымовые газы направляются в дымовую трубу.

При рекуперативном обогреве воздуха устанавливают только один шибер в борове (горизонтальном участке дымохода между рекуператором или регенераторами и дымовой трубой), который служит для регулирования тяги дымовой трубы.

60

Дымовые газы удаляются из пламенного пространства печи бла­ годаря тяге, создаваемой в дымовой трубе, которая возникает вследствие разности плотностей газов в трубе и воздуха. Тяга в дымовой трубе создает разрежение в дымоходах печи, измеряе­ мое в миллиметрах водяного столба. Обычно в борове устанавли­ вают разрежение 9—12 мм вод. ст.

Неотъемлемой частью печи является ее обвязка, представляю­ щая собой сложную систему металлических конструкций (рис. 3.6). Эти конструкции воспринимают распор свода и давление стекло­ массы на стены бассейна; они служат для подвески стен пламенно­ го пространства и свода печи, а также предупреждают разрушение кладки при ее расширении или усадке.

Основным элементом обвязки являются вертикальные колон­ ны 2, обычно изготовляемые из спаренных стальных швеллеров. Колонны крепятся на швеллерной балке 9, наглухо прикрепленной к поперечным двутавровым балкам 8, на которые уложено дно бас­ сейна. Каждый брус ложится на две металлические полосы 7. Дав­ ление стекломассы в бассейне воспринимается болтами 6, имею-

61

Для подвески стен пламенного пространства на колоннах уста­ навливают кронштейны 5, на которые укладывают чугунные пол­ ки 4 (лафеты), непосредственно несущие кладку стен.

Свод подвешивают аналогично на кронштейнах 3.

Вверху противоположные колонны связаны между собой свя­ зями / из стали круглого сечения, которые затягиваются гайками, что позволяет по мере надобности регулировать степень затяжки.

Материалы для кладки стекловаренных печей

Стекловаренные печи кладут из огнеупорного материала. Экс­ плуатация печи происходит при высоких температурах, значитель­ ных механических нагрузках, в условиях разъедающего действия стекломассы. Поэтому к огнеупорам предъявляются следующие требования:

1) механическая прочность, позволяющая выдерживать давле­ ние стекломассы, вес кладки, распор свода;

2)жаростойкость, т. е. способность выдерживать длительные механические нагрузки при высоких температурах;

3)высокая стеклоустойчивость;

4)достаточная термостойкость, т. е. способность не разру­ шаться при резкой смене температуры;

5)правильность формы и точность размеров брусьев или кир­ пичей, обеспечивающая возможность кладки печи без их обтесы­ вания.

62

стекломассу. Когда толщина брусьев бассейна уменьшается до 100—150 мм, большое влияние на их дальнейшую устойчивость оказывает охлаждение (обду­ вание). При обдувании брусьев холодным воздухом стекломасса в пристенном слое охлаждается и ее разъедающее действие уменьшается, начинается так назы­

250 мм и различной длины, но не более 1000 мм. При кладке окружки из плавлен­

мешивают с сырой пластичной глиной. Из такой массы готовят изделия. Донные и стеновые брусья формуют трамбованием, нормальные кирпичи — прессовани­

речисленные брусья применяют для кладки бассейна печей при варке экспери­ ментальных стекол, а также о к р у ж к и выработочной части при варке алюмобо­ росиликатного стекла. При нагревании каолиновые и высокоглиноземистые брусья могут дать усадку до 1% .

Э л е к т р о п л а в л е н ы е огнеупоры получают путем плавления вы­ сокоглиноземистого сырья с различными добавками в электропечах с графито­ выми электродами. Расплав отливают в разборные графитовые формы. Д л я это­

А12 Оа ; эти огнеупоры изготовляются путем плавки технического глинозема и циркона в электропечах.

63

Топливо для обогрева стекловаренных печей

Д ля обогрева стекловаренных печей применяют только жидкое

ляют собой обычные трубы диаметром 51—76 мм, перекрываемые

в атмосфере печи, препятствует удалению сернистого газа из стек­ ломассы и таким образом ухудшает ее осветление.

В соответствии с ГОСТ 1501—52 мазут подразделяется на шесть марок: 20, 40, 60, 80, 100 и 200. Чем выше марка, тем гуще мазут и тем быстрее он застывает, т. е. тем ниже его качество. Так, мазут марки 20 застывает при 5°С, а марки 200—при 36 °С. Для предот­ вращения застывания мазута в мазутопроводах и для хорошего распыления в форсунках его подогревают в мазутохранилищах. Мазутопроводы обычно прокладывают вместе с паропроводами и покрывают теплоизоляцией. Чем выше марка мазута, тем до более высокой температуры его следует подогревать. Необходимую тем­ пературу подогрева мазута определяют по номограмме. Мазут марки 200 для отопления стекловаренных печей не применяется, так как застывает в мазутопроводах. Мазут марок 80 и 100 также может застывать в трубопроводах, особенно в холодное время года. Для отопления стекловаренных печей наиболее пригоден ма-. зут марок 40 и 60, который достаточно подогревать до 80—100 °С.

Мазут сжигают в форсунках, распыляющих топливо паром (или сжатым воздухом). На рис. 3.7 представлена форсунка Шухова. Во внутреннюю трубку 5 через патрубок 3 подается мазут, а в по­ лость между внутренней и внешней трубкой 2 через патрубок 6— пар. Подачу мазута в форсунку регулируют вентилем .4, а подачу пара —поворотом внешней трубки 2. При работе форсунки пар,

* Количество тепла в килокалориях, которое выделяется при сжигании 1 кг твердого или жидкого топлива или 1 ж3 (приведенного к нормальным условиям) газообразного топлива.

64

вылетая с большой скоростью из сопла /, увлекает за собой мазут и распыляет его.

Мазут

Пар

Рис. 3.7. Форсунка Шухова для сжигания мазута:

Пар для распыления мазута подают в форсунку под давлением 4,5—5,5 кгс/см2. На 1 кг мазута расходуется 0,7—0,8 кг пара. Форсунку закрепляют в горелке.

РЕМОНТ И ОБСЛУЖИВАНИЕ СТЕКЛОВАРЕННЫХ ПЕЧЕЙ

Ремонты стекловаренных печей подразделяются на текущие, горячие и холодные. На заводах стеклянного волокна проводят только текущие и холодные ремонты. Горячие ремонты, во время которых требуется прекратить выработку на некоторое время, обычно экономически невыгодны. Горячий ремонт производится че­ рез 8—10 месяцев после начала кампании печи; в процессе такого ремонта предусматривается смена насадок, регенераторов.

щем ремонте выполняют следующие работы: замену заклинков, прогоревших в процессе эксплуатации, заделку смотровых окон, ремонт горелок на ходу с частичной заменой влетов и зубьев, очистку регенераторов (или газовых каналов рекуператоров) от оплавившейся шихты и шихтной пыли продувкой сжатым воздухом

печи через 11 —18 месяцев ее работы. При холодном ремонте может быть полностью заменена вся кладка рабочей камеры при сохране­

нее выпускают стекломассу. За 2—3 ч до выпуска стекломассы прекращают загрузку шихты, а температуру в печи поднимают на 20—30 °С выше обычной, чтобы прогреть нижние слои стекломассы. Стекломассу выпускают через пробитую внизу в стене бассейна летку по заранее выложенному лотку. Лоток сделан из металли­ ческого каркаса, футерованного изнутри огнеупорным кирпичом. Для того чтобы стекломасса стекала по лотку, угол наклона его должен быть не менее 15°. Стекломассу выпускают в яму, которая может быть заполнена водой на 200—250 мм. Во время выпуска стекломассу обильно поливают водой из шлангов. Так как удален­ ная из печи стекломасса используется затем для наварки печи и

ной лампой. При кладке смежные брусья укладывают так, чтобы отбитые углы и грани оказались снизу. Брусья, имеющие сколы свыше 15 мм, бракуют. Горизонтальность кладки дна проверяют по уровню. При кладке бассейна одновременно производят обвязку брусьев.

Лафеты и кронштейны для подвесных стен пламенного про­ странства и сводовых плит устанавливают строго по уровню. Под­ весные стены должны быть параллельны продольной оси печи; их кладут на глинисто-динасовом растворе (6 вес. ч. молотого динаса, просеянного через сито № 1, и 1 вес. ч. огнеупорной глины, замешан­ ные на воде до сметанообразной консистенции). Чтобы слой раство­ ра между динасовыми кирпичами был возможно более тонким, его выжимают из швов постукиванием по кирпичам деревянной киян­ кой. Толщина стен должна составлять 500 мм. Стены пламенного пространства и бассейна кладут по отвесу.

Свод печи кладут на опалубку, которую после окончания клад­ ки разбирают и удаляют из печи. Опалубку устанавливают строго по уровню, и она должна иметь правильное сочетание с главными пятами свода. Чтобы опалубка не деформировалась под весом кладки, кружала устанавливают на расстоянии не более 75 см друг от друга. Для кладки свода применяют жидкий глинисто-ди- насовый раствор.

Особое внимание уделяют качеству кирпичей: на стороне, обра­ щенной внутрь печи, не должно быть отбитых углов. Толщину свода делают равной 300 мм; для перевязки поперечных швов свода нельзя применять половинки кирпичей, для этой цели служат полуторные кирпичи.

ОдновременнЪ ремонтируют горелки и регенераторы (или реку­ ператоры). Своды горелок кладут так же, как и свод печи. Для стен регенераторов (или рекуператоров) используют шамотные кирпичи класса А (сорт 1), которые кладут на глинисто-шамот-

66

увеличение объема при этих температурах связано с изменением структуры кремнезема, из которого состоит динас.

Для контроля подъема свода при разогреве печи устанавли­ вают маяки: три на своде варочной части, два на своде рекупера­ тора и один на своде выработочной части. Температуру контроли­ руют термопарами, которые размещают в варочной и рабочей час­ ти печи и в рекуператоре (регенераторах). Температуру до 450°С контролируют ртутным термометром, который помещают в за­ клинок.

Выводку печи начинают с разогрева рекуператоров (регенера­ торов). Для этого под ними устраивают топку для дров или керо­

более или менее равномерно. После перехода на разогрев основ­ ными горелками резко меняется газовый режим печи, так как ды­

в свою очередь, создать большое разрежение в печи и вызвать под­ сос холодного воздуха, сопровождающийся растрескиванием брусьев бассейна вследствие быстрого охлаждения. Поэтому до наварки бассейна стекломассой необходимо поддерживать в печи положительное давление.

Иногда при работе печи на горючем газе для разогрева ее используют дополнительные газовые горелки, размещенные по периметру варочной части печи.

Во время выводки печи необходимо внимательно наблюдать за ее состоянием, особенно за сводом. При увеличении размеров свода следует постепенно ослаблять связи. Регулировку натяжения связей начинают при 120 и заканчивают при 1200 °С; в интервале температур 120—700 °С ее проводят через каждый час, а при тем­ пературах от 700 до 1200°С — два раза в смену. Слишком затяну­ тые связи вызывают деформацию кладки, образование трещин, прогиб колонн и даже разрыв связей; ослабленные связи — нерав ­ номерную осадку свода и образование широких зазоров между кирпичами, что может привести к проваливанию свода.

или стеклянной тканью в два слоя, изоляцию свода снимают при 500°С. При температуре около 1350°С начинают наварку печи, сначала загружают только бой, а затем бой с шихтой. Следующую порцию шихты и боя засыпают только после окончательного рас­ плавления предыдущей порции.

Стекловаренная печь является сложным агрегатом и требует внимательного обслуживания. Стекловару строго воспрещается оставлять без надзора работающую печь, он обязан постоянно сле­ дить за устойчивым горением топлива в горелке, за давлением газа или мазута и пара, положением воздушных шиберов (при регенеративном отоплении), за подачей воздуха и воды для охлаж­ дения печи и приборов. Запрещается регулировать форсунки и га­ зовые горелки во время горения или изменения направления пла­ мени. Наблюдать за печью через смотровые окна можно только в синих защитных очках, а взятые из печи пробы стекла следует рассматривать в простых защитных очках, так как проба может внезапно растрескаться и поранить глаза.

В случае прекращения подачи топлива в печь необходимо не­ медленно перекрыть газопровод (или мазутопровод) для пре­ дупреждения взрывов и вспышек при неожиданном возобновлении подачи топлива. Для предотвращения быстрого остывания печи

68

следует прекратить выработку стекла, закрыть все окна • печи и опустить дымовой шибер. При прекращении подачи воды необ­ ходимо перейти на аварийный запас, а в случае его отсутствия—• извлечь уровнемер и все приборы, имеющие водяное охлаждение, и отсоединить отходящие патрубки холодильников от магистрали для выпуска пара.

Особое внимание необходимо уделять газовому хозяйству печи, так как смесь 5—15% природного газа с воздухом взрывоопасна. При снижении или повышении давления в газоходах выше допус­ тимого надо немедленно прекратить подачу газа, затем перекрыть все задвижки и, открыв краны, соединить газоходы со свечами бе­ зопасности. После восстановления нормальной подачи газа, прежде

в полном прекращении поступления газа в ванную печь, переклю­ чают шиберы, после чего открывают переводную задвижку газа противоположной горелки. Для предотвращения случайного откры­ вания или закрывания газовых кранов с них следует снимать руч­ ки, но они всегда должны быть в наличии.

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ВАРКИ СТЕКЛА

Режим варки стекла контролируется и регулируется с по­ мощью различных приборов и автоматических регуляторов, описы­ ваемых ниже.

У р о в е н ь с т е к л о м а с с ы в ванных печах измеряется и ре­ гулируется уровнемером, который устанавливают в выработочной части печи. На рис. 3.9 показан поплавковый уровнемер-регулятор. Колебания уровня стекломассы 6 воспринимаются шамотным по­ плавком 5 и передаются охлаждаемой водой штангой 4 рычагам 3. Выходной рычаг этой системы при достижении заданного мак­ симального уровня стекломассы в печи размыкает, а при падении уровня до установленного минимального значения замыкает кон­ такты 7, которые соответственно останавливают или включают электродвигатель загрузчика шихты.

Кроме того, уровнемер при помощи системы, состоящей из индукционных катушек 9 и 10 с сердечниками 8 и 2 и рычагов /, связан с пером 11 самопишущего устройства, записывающего коле­ бания уровня.

Т е м п е р а т у р а измеряется термопарами и пирометрами. Тер­ мопары применяют наиболее часто.

Для измерения температур не выше 1000 °С служат хромельалюмелевые термопары; для измерения более высоких темпера-

69