Оборудование для безлодочного способа вертикального вытягивания листового стекла (бввс)

Этот способ, называемый также вытягиванием стекла со свободной поверхности, был разработан изобретателем Грегориусом и впервые внедрен в производство американской фирмой «Питгсбург» в 1928г. Отсутствие лодочки позволило резко улучшит» качество ленты (отсутствие полосноети и волнистости) и добиться более высоких скоростей вытягивания. Стекло при БВВС вытягивают при более высоких температурах (1020 -1050°С), чем при ВВС, соответствующих вязкости 10⁵³Пас, при этом нет опасности кристаллизации. Этим объясняется длительная работа машины по вытягиванию ленты стекла, достигающая 2000 часов и более. Повышение скорости добились использованием более «короткого» стекла с меньшим, чем при ВВС содержанием щелочей.

Таблица 21 – Типовой состав стекла для БВВС

SiO2	А1203	Fe203	СаО	MgO	Na2O	К2О Взамен Na2O	SO3
72.0±0.3	1.5	до 0.1	8.4±0.2	3.5±0.2	13.5±0.3	0.5-1.5	0.4

Выработочные каналы варочных печей при БВВС отличаются более развитой площадью и глубиной (до 1250 – 1400 мм), что обеспечивает лучшую стабилизацию потоков стекломассы, движущихся после заградительных устройств к машинам, и более интенсивный обмен стекломассы за счет конвекции. Наиболее часто используются системы из 4, 6, 8 и 10 машин БВСС (рис. 71).

Рисунок 71

Оси машин расположены ближе к выработочному бассейну, отстоят от продольной оси печи дальше, чем последующие. Это делается для того, чтобы обеспечить поступление ко всем машинам стекломассы с одинаковой температурой. При БВВС температура в выработочяом канале в среднем на 150°С выше, чем при ВВС.

Таблица 22 – Температура стекломассы в выработанных каналах при лодочном и безлодочном способе вытягивания на расстоянии 1200мм от оси машины.

Способ формования	Температура, °С
	На поверхности	На глубине 300 мм	Средняя по потоку
Лодочный	1040-1060	1070-1090	1050-1075
Безлодочный	1180-1220	1220-1240	1200 - 1220

Метод БВВС более чувствителен к колебаниям температурного режима формования, поэтому колебание температуры газовой среды в контрольных точках не должно превышать ± 1°С.

При БВВС ванные печи имеют хальмовочные карманы за экраном в студочной части. Площадь хальмовочных карманов составляет 10% от площади зеркала студочной части. При устройстве двух пар карманов больших размеров создаются мощные поперечные потоки стекломассы, увлекающие в карманы случайно упавшие обломки огнеупоров, не проварившиеся частицы шихты, пену и другие включения. Загрязненную стекломассу из хальмовочного кармана периодически удаляют, что предотвращает попадание некачественной стекломассы в выработочный канал.

Принцип формования и конструкция подмашинной камеры БВВС. Подмашинная камера при БВВС (рис. 72) ограничена пространством между погруженным в стекломассу на 350 – 420 мм противосвильным мостом 2 и торцевой стенкой. Мост образует технологический барьер между бассейном печи и подмашинной камерой, глубина его погружения регулирует потоки стекломассы, притекающие к луковице, и позволяет регулировать их. Мост устанавливают на расстоянии 1200 – 1600 мм от вытягиваемой ленты. Мост имеет форму сапога, что улучшает условия обтекания и обеспечивает более благоприятные условия для равномерного притока и повышения однородности стекломассы, поступающей к месту формования. Ширина подмашинной камеры обычно на 450 – 500 мм больше ширины вырабатываемой ленты.

Рисунок 72

1 – погруженное шамотное тело; 2 – противосвильный мост; 3 – L-образные блоки; 4 – основные холодильники; 5 – дополнительные холодильники; 6 – нижняя часть шахты машины БВВС; 7 – боеулавливающие короба; 8 – сводовые холодильники; 9 – бортоформующие ролики с чашами

Схема формования стекла методом БВВС представлена на рис. 73.

Рисунок 73

1 – стекломасса; 2 - L-образный блок; 3 – холодильник; 4 – тянульные валки; 5 – луковица ленты; 6 – центральное погруженное тело

При безлодочном способе формования необходимое для вытягивания поле вязкости в подмашинной камере получают путем оконтуривания зеркала стекломассы подвесными шамотными элементами в виде блоков L-образной формы 2. Блоки подвешивают над зеркалом стекломассы на расстоянии 55 – 70 мм, а с торцевой стороны (со стороны цеха) на высоте 20 – ЗО мм. Под внутренним контуром этих блоков, за счет охлаждения, создают необходимый для формования перепад вязкостей, а, изменяя конфигурацию этих блоков, регулируют степень натяжения бортов ленты, обеспечивая необходимое распределение температур стекломассы по длине луковицы.

Другим конструктивным элементом, влияющим на процесс формования, является, погруженное в стекломассу на глубину 70 -120 мм и ориентированное вдоль оси машины, шамотное тело (поплавок) 1. Это тело регулирует скорость движения, чему способствуют силы смачивания огнеупора стекломассой, и условия охлаждения потоков стекломассы, поступающих к луковице над его поверхностью. Глубина погружения поплавка жестко зафиксирована при монтаже подмашинной камеры и не регулируется в течение всего времени работы печи.

На ряду со сплошными погруженными телами применяют (за рубежом) тела с центральной щелью, что обеспечивает более высокие скорости вытягивания. Погруженное тело и противосвильный мост изготавливают из высококачественных электроплавленных огнеупоров (корхарт, цак-178 или бакор-41).

Ленту вытягивают при помощи валков машины БВВС, так же, как при лодочном производстве. Отличительным признаком БВВС является более интенсивное охлаждение ленты стекла в подмашинной камере, позволяющее вытягивать стекло с большей скоростью, и наличие бортоформующих роликов, способствующих получению ленты заданной геометрии. Для охлаждения ленты стекла в подмашинной камере двумя и даже тремя парами холодильников. Основные холодильники L-образной формы устанавливают на расстоянии 150 мм от зеркала стекломассы, в качестве дополнительных холодильников используются трубчатые.

Для формования и удержания бортов ленты стекла используют ролики с водяным охлаждением принудительного вращения. Оптимальное положение роликов относительно вытягиваемой ленты устанавливается и регулируется во время работы. Диаметр роликов 50 – 60 мм, длина - 45 – 50 мм. Бортоформующие ролики обычно вращаются с окружной скоростью, равной 50 - 60% скорости движения ленты. Скорость их вращения можно регулировать с помощью реостата. При больших скоростях вращения роликов в бортовую зону ленты подается избыточное количество стекломассы, которую машина не успевает вытягивать и борт провисает. При малых скоростях вращения роликов под ними накапливается стекломасса, и борт становится тоньше из-за вытягивания ленты. Для лучшего сцепления с бортом ленты боковая поверхность валков имеет насечки. Под валками устанавливается стальная чаша диаметром 70 мм с вырезом для формования контура борта, обращенным к ленте стекла.

В качестве затвора между L-блоками и чугунной шахтой машины БВВС служат плиты из огнеупорного материала или холодильники (соединительное звено - гроб здесь отсутствует). Для улавливания боя стекла нижняя часть машины перекрыта кедобаш* (коробом) из жароупорной стали. Первую пару валков машины располагают на расстоянии 950 - 1000 мм над уровнем стекломассы. С торцов подмашинную камеру закрывают стальными крышками с асбестовой изоляцией, имеющими смотровые окна и прорези для основных и дополнительных холодильников.

Устройство и техническая характеристика машин. Машины БВВС по своему устройству, за исключение отдельных узлов, принципиально не отличаются от машин ВВС. Наиболее существенные отличия:

1. Большая высота (до i 1* .&м);

2. Большее число транспортирующих роликов (от 18 до 31 пары);

3. Отсутствие соединительного эвена - гроба;

4. Наличие газовых горелок внутри вертикальной шахты для регулирования температурного режима.

Наиболее часто применяются машины ВВС2А, ВВС2, ВВС2АМК, ВВСЗА. Они позволяют вырабатывать ленты стекла шириной 2, 2.5 и З м и толщиной от 2 до 6мм.

Скорость вытягивания для стекол толщиной 2, 3 и 6 мм составляет соответственно ПО - 130, 75 - 90 и 30 – 37 м/час. Коэффициент использования стекломассы для БВВС (0.74 - 0.82) меньше, чем для ВВС, что объясняется большей шириной бортов до 10 см с каждой стороны.

У машины ВВСЗА в шахте установлена 31 пара тянульных валков покрытых асбестом. В зоне ответственного отжига (1-16 пара валков) внутренняя поверхность шахты покрыта теплоизоляционными материалами: боковые стенки - асбестовым картоном, лобовые стенки - перлитоцементными плитами. Внутри шахты для улавливания стекольного боя имеется 9 пар стационарных и 2 пары поворотных скатов. Один валок каждой пары неподвижен, а другой может отодвигаться от него на 40 мм для пропускания затравочной рамки. Заданный температурный режим в шахте машины поддерживается системой газового обогрева и системой охлаждения ленты воздухом, подаваемым вентилятором. В период работы машины горелку под третьей парой валков используют для подачи на ленту сернистого газа для улучшения качества поверхности.

Особенности пуска и обслуживания машины. Так как температура стекломассы при формовании методом вытягивания со свободной поверхности выше, разогрев стекломассы занимает меньше времени и составляет 2-4 часа. Пуск машины не отличается от пуска машины ВВС.

Отжиг и охлаждение. Температурные параметры отжига аналогичны параметрам отжига для ВВС. Отжечь ленту стекла, полученную БВВС, значительно сложнее из-за разнотолщинности бортовых участков и значит, скорости охлаждения должны быть ниже.

Нарезка, отломка, отбортовка, резка, сортировка и упаковка стекла. Все операции аналогичны ВВС и осуществляются на комплексных типовых механизированных линиях 4ЛОСТ и 6ЛОСТ.

Безлодочный способ вертикального вытягивания обладает рядом заметных преимуществ:

1. Более высокие скорости формования, особенно при вытягивании толстого стекла (более 3 мм.);

2. Повышенное качество стекла по волосности и волнистости, так как формующие элементы не касаются непосредственно с формуемой поверхностью;

3. Увеличенный срок непрерывной работы машины без обновления ленты;

Казалось бы, что этот способ должен был быстро заменить способ ВВС. Однако этого не произошло, что можно объяснить следующими причинами:

1. Сравнительно высокие капитальные затраты;

2. Трудности вытягивания тонкого стекла (до 2 мм);

1. Высокая чувствительность к колебаниям параметров режимов варки и термической подготовке стекломассы;

2. Пониженный коэффициент использования стекломассы.