Производство пеностекла

Подготовка цветного стеклобоя.

Данное производство предусматривает использование цветного стеклобоя собираемого у населения и закупаемого у стекольных заводов. Цветной стеклобой может быть зеленым, коричневым или других цветов, он добавляется при смешивании компонентов стеклокомпозитной плитки для придания декоративного эффекта. Технологическая схема обработки представлена на рис.

Технологическая схема обработки цветного стеклобоя.

Рис.

 

Цветной стеклобой поступает в вагонах и разгружается грейферным краном в контейнеры. Контейнеры со стеклобоем подаются кран балкой на дробление в щековую дробилку, после дробления стеклобой ленточным конвейером в промывочный барабан, корпус которого исполнен из коррозионно-устойчивого материала. После промывки стеклобой ленточным транспортером и элеватором подается в бункер хранения стеклобоя. На ленточном транспортере происходит ручная отсортировка больших инородных включений. Стадии обработки стеклобоя происходят последовательно во времени на одной технологической линии для разных сортов стеклобоя.

Компоненты отвешиваются на весах автоматах и смешиваются в лопастном смесителе. Соотношение жидкого стекла и молотого гранулята 20 : 100. Соотношение цветного стеклобоя и стеклогранулята варьируется в зависимости от нужды в том или ином декоративном эффекте.

Чаша смесителя вращается вокруг вертикальной оси на четырех роликах, установленных на станине. В нижней части чаши с наружной стороны закреплен зубчатый венец, через который чаша приводится во вращение. Привод валов осуществляется от электродвигателя через ременную передачу. Компоненты загружаются в бункеры, а из бункеров они согласно рецепту поступают в чашу смесителя.

Для попадания компонентов в чашу включают электродвигатель, чаша и два вертикальных вала, несущий каждый по три лопасти вращаются в противоположных направлениях. Технические характеристики смесителя представлены в таблице.

 

 

 

          Таблица

Технические характеристики лопастного смесителя

Техническая характеристика	Значения
Тип смесителя	СБ - 138 Б
Объем загрузки сухими составляющими, л	1500
Объем готового замеса, л	1200
Число циклов работы в час	58
Продолжительность перемешивания, с	65
Крупность заполнителя, мм не более	70
Частота вращения ротора, об/мин	22,7
Установленная мощность электродвигателя, кВт	37
Масса, кг	3500
Габаритные размеры, мм длинна ширина высота	2850 2700 1860

 

 

Загрузка стекольного теста в формы

После смешивания стекольное тесто дискретным плунжерным загрузчиком загружается в пластиковые формы установленные на вибростоле. Перед загрузкой теста внутреннюю поверхность формы покрывают каолиновой пастой, предотвращающей прилипание пластичной массы к стенкам формы в процессе спекания.

            Спекание и отжиг в СВЧ-модуле

Спекание и отжиг пеностекла осуществляется в СВЧ - модуле, который состоит из следующих систем:

• двух последовательно соединенных СВЧ - камер, с помощью которых осуществляется объемный нагрев материала. Камеры имеют отверстие для ввода и вывода сушильного агента (воздуха);

• двух шлюзов, предназначенных для предотвращения утечек СВЧ - энергии;

• системы сбора теплого воздуха из системы охлаждения источников СВЧ - энергии.

Линия работает следующим образом. Формы укладываются в штабели и на тележках по рельсам, через загрузочный шлюз поступает в СВЧ - модуля. В камерах происходит спекание и отжиг стеклокомпозитной плитки с использованием СВЧ - энергии. Технические характеристики СВЧ - модуля представлены в таблице.

Таблица

Техническая характеристика СВЧ - модуля

Характеристики	Значения
1	2
Максимальный объем загрузки, м3	1,5
Общая потребляемая мощность, кВт	41
Загрузка	ручная, кассетная
Охлаждение установки	воздушное
Внешние условия работы установки	+10…40° С (закрытое помещение)
Питание установки	трехфазная сеть 220/380 В
Частота, Гц	50
Эвакуация паров воды	принудительная, с помощью вентилятора
Рабочая частота, МГц	2450
Габариты рабочей камеры, мм длина ширина высота	3500 1200 1400
Габариты установки, мм длина ширина высота	5500 1500 1700

 

 

 

Извлечение плит из форм

Форма представляют собой пластиковый каркас, разбитый на ячейки, каждая из которых снабжена незакрепленным дном. Продолжительность сушки и предварительного спекания при мощности излучения 20 % порядка 5 - 7 минут, далее мощность излучения увеличивается до 50 %, время спекания и отжига при этой мощности - 10 минут. После спекания и отжига тележка с формами толкателем извлекается из СВЧ - модуля, автоматическим укладчиком формы подаются на пластинчатый транспортер. По обеим сторонам транспортера расположены воздушные сопла для более быстрого охлаждения стеклокомпозитной плитки.

Шлифовка плит

В конце транспортера плитка извлекателем автоматически извлекается и поступает на шлифовальные машины, где шлифуется для придания товарного вида.

Формы поступают на обратный транспортер для обработки каолиновой суспензией и дальнейшей загрузки стекольного теста.

Шлифовальные машины снабжены системой аспирации и обратным транспортером. Пыль после шлифовки откачивается и подается в лопастной смеситель. Крупные остатки обратным транспортером подаются в шаровую мельницу для смешивания при помоле гранулята.

 

 

 

 

 

 

Транспортировка и складирование

Ошлифованная стеклокомпозитная плитка укладчиком послойно укладывается на деревянные поддоны и, вручную упаковывается в бумагу. Объем упаковки равен 1 м3.

После упаковки в бумагу и перетяжки пластиковой упаковочной лентой поддоны с плиткой с помощью грузового лифта и электропогрузчика доставляются на склад готовой продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологическая схема производства

4. Агрегатная технологическая схема

 

5. Описание принятого технологического процесса производства

  Физико-технические свойства пеностекла в значительной степени обусловлены способом его производства, составом стекла и пенообразующей смеси, природой, количеством газообразователя, режимом вспенивания и отжига. Изменяя эти факторы можно получить пеностекло с различной объемной массой, прочностью, структурой, водопоглощением, проницаемостью, теплопроводностью и морозостойкостью. Для изготовления пеностекла используют отходы стекольного производства и специально навариваемое стекло. При организации большого производства пеностекла, стекломассу наваривают в ванных печах любого типа и затем гранулируют мокрым или сухим способом.

Пеностекло представляет собой ячеистый теплоизоляционный материал, получаемый спеканием стеклянного порошка с одновременным вспучиванием его под действием газообразователя.

           В качестве сырья при получении пеностекла используют те же материалы, что и при производстве обычного стекла: кварцевый песок, известняк, соду или сульфат натрия. Применяют с этой целью отходы обычного стекла или легко спекающиеся горные породы с повышенным содержанием щелочей - трахит, сиенит, нефелин, обсидиан, вулканический туф. В качестве газообразователей применяют каменноугольный кокс, антрацит, известняк, мрамор. Углеродсодержащие газообразователи создают в пеностекле замкнутые поры, а карбонаты - сообщающиеся. Температура разложения газообразователя должна быть на 50-70 °С выше температуры размягчения стеклянного порошка.

          Технологический процесс производства пеностекла складывается из следующих основных операций. Кварцевый песок и измельчённый известняк сушат, размалывают в порошок, смешивают с содой и в ванных печах получают стекломассу, которую подают в бассейн с водой для грануляции. Полученный гранулят размалывают в смесителе с газообразователем (1-5%) в тонкий порошок и загружают в формы из жароупорного материала с меловой обмазкой. Формы на вагонетках или по роликовому конвейеру подают в туннельную печь.

Максимальная температура отжига - в зависимости от вида сырья - составляет 600-1000°С. Характерной особенностью режима отжига пеностекла является быстрый, за 2-3 часа, подъём температуры до максимальной с последующим медленным охлаждением до 20 ч. Под действием высокой температуры происходит размягчение частиц стеклянного порошка и его спекание. Газы, выделяющиеся при сгорании или разложении газообразователя, вспучивают вязкую стекломассу. При охлаждении образуется материал с ячеистой структурой. Медленное охлаждение способствует равномерному остыванию изделий по всему объёму. Поэтому в них не возникают внутренние напряжения, и не образуется трещин. Охлаждённые изделия распиливают и оправляют на циркульных пилах. При использовании в качестве сырья стеклянного боя или стекловидных горных пород в технологии производства пеностекла отсутствуют варка стекломассы и грануляция. Основным способом получения пеностекла во всем мире является порошковый метод, суть которого заключается в спекании смеси стекольного порошка с газообразователями: антрацитом, коксом, ламповой сажей, древесным углем.

 

 

 

 

 

 

 

  6. Режим работы цеха

 

Режим работы цеха круглосуточный, трехсменный, так как производство с непрерывным циклом работы. Номинальное количество рабочих дней в году 251, длительность остановок технологических линий на ремонт T1 = 15 - 25 сут.

Годовой фонд эксплуатационного времени в часах рассчитывают по формуле  

Г = 8(Тгод·n - T1) ,

 где  Т – число рабочих суток в году; n – число смен в сутки.

Г = 8(251·3-20) = 5864 (ч)

Годовой фонд времени работы технологического оборудования, на основании которого рассчитывается производственная программа предприятия, определяют по формуле

Фгод = Г × Ки ,

где Ки – коэффициент, учитывающий регламентирование затраты времени (перерыва); (К = 0,85 - 0,90).

Фгод =5864·0,85=4985 (ч)

 

Режим работы цеха и годовой фонд рабочего времени приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1. Режим работы цеха

Наименование цехов, отделений	Кол-во рабочих дней в году, Тгод	Кол-во смен в сутки, n	Годовой фонд эксплуатационного времени, Г, ч	Коэффициент использования, Ки	Годовой фонд рабочего времени, Фгод, ч
1	2	3	4	5	6
Производство пеностекла	251	3	5864	0,85	4985

 

       7. Производственная программа предприятия

 

Годовая производительность цеха Пгод определяется по формуле

 

 

где По - заданная годовая программа цеха; Б - брак и производственные потери, % (Б = 1 - 3 %).

    (м3/год)

 

Производительность цеха по готовой продукции в сутки, смену, час вычисляется по формулам:

; ; ,

где   Пгод –  годовая производительность, м3/год; С – количество рабочих суток в году; СМ – количество рабочих смен в году; Фгод – годовой фонд рабочего времени, ч.

(м3/сут);  (м3/см);

  (м3/ч)

 

 

 

 

Результаты расчетов приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Производственная программа цеха

Наименование продукции	Единица измерения	Производительность
		в год Пгод	в сутки Псут	в смену Псм	в час Пч
1	2	3	4	5	6
Мягкие минераловатные плиты	м3/год	30303	142	45	6