Технологический процесс изготовления стеклотары, применяемое оборудование.

Технологический процесс изготовления стеклотары состоит из следующих этапов: приготовление шихты, стекловарение, формование стеклотары, отжиг стеклотары.

Основные условия получения нормальной, правильно приготовленной шихты:

применение обогащенных (если это необходимо для данного вида изделий) и подготовленных материалов;

точное отвешивание сырьевых материалов по заранее рассчитанному составу шихты;

тщательное перемешивание сырьевых материалов до полной однородности;

подача и загрузка шихты, исключающие возможность ее расслаивания .

Основное требование к шихте – высокая степень однородности. Однородная шихта облегчает процесс стеклообразования и исключает ряд пороков в готовом стекле.

Для обеспечения однородности шихты важное значение имеют  ее влажность и зерновой состав сырьевых материалов.

Зерна сырьевых материалов должны иметь определенный размер, так как от этого зависит равномерность их растворения и возможное расслоение шихты. При одинаковых размерах зерен шихта расслаивается тем больше, чем крупнее зерна.

Влага в небольшом количестве благоприятно влияет на однородность шихты. Вода подается непосредственно в смеситель или производится увлажнение песка при его взвешивании.

Влажность содовой шихты должна быть 3 – 5 %, сульфатной – до 7 % .

Для приготовления шихты сырьевые материалы подвергаются следующим операциям: измельчение, сушка, сортирование и обогащение.

Измельчение осуществляется истиранием; раздавливанием; ударами.

Применяемые на стеклозаводах машины для измельчения материалов разделяются на бегуны, дробилки (молотковые и щековые) и мельницы (шаровые).

         Истирание осуществляется в бегунах и шаровых мельницах; раздавливание – в бегунах и щековых дробилках; удары – в молотковых дробилках и шаровых мельницах.

Дробилки применяют для измельчения кусков материала с начальным размером 70 мм. Мельницы используются при начальных размерах кусков 2 – 20 мм для получения порошкообразного материала с размером частиц 0,1 – 0,5 мм .

На стеклозаводах также используются машины для разрыхления скомковавшихся, слежавшихся и не имеющих твердых включений материалов (соды, селитры, поташа). К этому типу относятся дезинтеграторы и протирочные машины.

Сушка. На стеклозаводах обычно сушат песок, мел, известняк, доломит, сульфат натрия.

Температура сушки песка составляет 700 – 800 °С; температура сушки мела, известняка и доломита не должна превышать 400 °С, так как при более высоких температурах начинается термическая диссоциация этих материалов.

Наиболее распространенным агрегатом для сушки сырьевых материалов является прямоточный сушильный барабан, представляющий собой металлический цилиндр, установленный с уклоном 3 – 4 ° к разгрузочному концу агрегата и снабженный внутри системой полок, способствующих лучшему соприкосновению высушиваемого материала с топочными газами. Эти газы (их температура равна 1000 – 1100 °С) поступают в смесительную камеру. Там они, смешиваясь с подсасываемым через окна камеры холодным воздухом, охлаждаются до нужной температуры и направляются во вращающийся барабан, где, соприкасаясь с влажными материалами, нагревают их и испаряют влагу.

Пройдя сушильный барабан, топочные газы охлаждаются до 100 – 105 °С и отсасываются вентилятором в мультициклон, в котором отделяется взвешенная пыль .

Песок можно активно сушить в установках с «кипящим слоем». Сушка проходит с помощью горячего воздуха или отходящих дымовых газов, которые, проходя под определенным напором через отверстия в поде, создают «кипящий слой». Высота уровня последнего определяется высотой расположения ссыпного отверстия.

Для сушки сульфата натрия могут применяться модернизированные сушильные барабаны или туннельные конвейерные печи.

 Сортирование и обогащение материалов. При сортировании из обрабатываемого материала выделяют и удаляют куски или частицы, размеры которых больше или меньше требуемых; материал также разделяют по крупности на несколько классов. При обогащении из материалов удаляют посторонние примеси.

Существуют следующие способы сортирования и обогащения материалов: механический (просеивание через сита), пневматический (воздушная сепарация), электромагнитный и химический.

Наиболее распространено механическое сортирование, осуществляемое с помощью машин, оснащенных ситами, решетками и колосниками, на которых сырьевые материалы стекольного производства просеиваются. Для данного процесса применяются сита-трясучки, сита-бураты и вибрационные сита. Рабочим органом сит являются проволочные сетки. Номер сетки соответствует номинальному размеру стороны отверстия.

Электромагнитное обогащение (магнитная сепарация) используется для очистки от железа материалов, в которых соединения железа находятся в виде минералов, притягиваемых магнитом. Магнитную сепарацию проходят пески , предназначенные для производства высококачественной обесцвеченной стеклотары. Данная операция осуществляется при помощи электромагнитных сепараторов (барабанных, дисковых, индукционно-роликовых и щелевых) .

После подготовки сырьевые материалы отвешивают. Это ответственная операция, от точности которой в значительной степени зависит качество стекломассы. Ошибки при взвешивании материалов приводят к изменению физико-химических свойств стекломассы.

Сырьевые материалы, которые подаются на приготовление шихты в больших количествах, отвешивают на весах большой грузоподъемности. Материалы, идущие в шихту в небольших количествах, взвешивают на более точных весах.

На стеклозаводах для отвешивания сырьевых материалов используют весы разнообразных конструкций. По принципу действия весы бывают:

стационарные, неподвижно смонтированные на одном месте, отвешивающие только один сырьевой материал (платформенные, и весы-воронка). На весы помещают вагонетку, в которой и отвешивается сырьевой материал;

стационарные автоматические и полуавтоматические, отвешивающие все сырьевые материалы поочередно. Данные весы снабжены бункером, над которым сходятся течки от расходных бункеров;

автоматические, устанавливаемые под каждым расходным бункером.

Взвешенные в соответствии с рецептурой шихты сырьевые материалы перемешиваются в специальных смесителях периодического или непрерывного действия.

Из смесителей периодического действия на стеклозаводах чаще всего используют барабанные смесители конусного действия и тарельчатые смесители.

Из смесителей непрерывного действия следует отметить двухвальный противоточный смеситель, который не получил широкого распространения.

Приготовленную шихту и стекольный бой подают к стекловаренным печам в кюбелях (специальных емкостях для транспортировки сыпучих материалов) при помощи электротельфера, бункерных вагонеток, ленточных транспортеров, или пневмотранспорта .