Научно-технические основы высокоэффективных промышленных технологий и оборудование для производства стекольной шихты

• Автор: Субботин, Константин Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.11, 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 289 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СВОЙСТВА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ, ШИХТЫ, СТЕКЛА И

ДИНАМИКА ИХ ВЗАИМОСВЯЗИ.

1.1. Зависимость свойств стекла от его структуры и химического состава.

1.2. Физикохимические и механические свойства сырьевых материалов

1.3. Влияние гранулометрического состава сырья на качество шихты и варку стекла

1.4. Связь нестабильности химического состава сырьевых материалов, шихты и стекла

1.5. Динамика изменения химического состава стекломассы в процессе варки и формования

Выводы по главе 1.

Глава 2. КАЧЕСТВО СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДЫ ЕГО
ПОВЫШЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ НАЧАЛЬНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ
2.1. Кремнеземсодержащее сырье.
2.2. Требования к химическому составу и обогащение кварцевых песков и песчаников
2.3. Щелочесодержащие сырьевые материалы.
2.4. Силикаты щелочных металлов
2.5. Карбонатное сырье.
2.6. Глиноземсодержащее сырье
2.7. Сырьевые материалы для введения оксидов бора, фосфора, свинца
2.8. Стеклобой как компонент шихты.
2.9. Ускорители варки и красители стекла.
Выводы по главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА, ХРАНЕНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ И ЗАГРУЗКИ ШИХТЫ В СТЕКЛОВАРЕННУЮ ПЕЧЬ 1 Об
3.1. Теоретическое и экспериментальное исследование процесса дозирования сырьевых компонентов стекольной шихты
3.2. Обоснование точности дозирования компонентов стекольной шихты 1
3.3. Повышение однородности сырьевых материалов и шихты
3.4. Интегральный критерий качества шихты.
3.5. Физикохимические процессы при хранении и транспортировании стекольной шихты.
3.6. Нетрадиционные технологии стекольной шихты.
Выводы по главе
Глава 4. ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ, ХРАНЕ1ШЯ, ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ, ЗАГРУЗКИ СЫРЬЯ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ.
4.1. Основные направления развития технологии и оборудования для дозирования материалов.
4.2. Дискретнонепрерывный универсальный метод дозирования сырьевых материалов
4.3. Дозирование сыпучих и слабокомкуютцихся компонентов стекольной шихты.
4.4. Дозирование комкующихся и гигроскопичных материалов.
4.5. Дозирование малых компонентов
4.6. Оптимизация процесса приготовления шихты.
4.7. Передвижные тензометричские весовые дозаторы
4.8. Совершенствование . оборудования . для составных и массозаготовительных цехов.
4.9. Линии дозированной подачи шихты и боя в стекловаренную печь

4 Дифференцированная загрузка шихты и боя в стекловаренную печь. .
Выводы по главе
Глава 5. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ В ПРОЦЕССЕ ПРОИЗВОДСТВА СТЕКОЛЬНОЙ ШИХТЫ И
МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ.
5.1. Транспортные потоки сырьевых материалов
5.2. Пневмотранспорт сырья для производства многокомпонентных смесей.
5.3. Загрузка и разгрузка бункеров шихты
5.4. Загрузка шихты в стекловаренную печь.
5.5. Дозировочносмесительный комплекс для жидких и сыпучих компонентов
5.6. Автоматизированный технологический комплекс приготовления стекольной шихты АТК шихта
Выводы по главе
Глава 6. ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НОВЫХ И РЕКОНСТРУКЦИИ ДЕЙСТВУЮЩИХ СОСТАВНЫХ И МАССОЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ.
6.1. Проектирование и реконструкция цехов для производства шихты листовою и тарного стекла
6.2. Новые составные цеха для производства теплоизоляционных материалов из стекловолокна
6.3. Проектирование систем аспирации в составных цехах стекольных заводов
6.4. Экологическая безопасность при производстве стекольной шихты .
6.5. Система менеджмента качества цеха приготовления шихты
6.6. Эффективность внедрения усовершенствованной технологии и оборудования для производства многокомпонентных смесей.
Выводы по главе
Общие выводы по работе.
ЛИТЕРАТУРА


При температуре варки стекла С вязкость стекла состава листового, тарного меняется от до 2 Пас. В температурном интервале формования
0С вязкость стекла Г1ас и при температуре твердого состояния 0С вязкость стекла Пас. Принимая в качестве реологического уравнения модель Макс ведовского тела 4,7, запишем его в тензорной форме
Т 7Г 1. V коэффициент вязкости в модуль сдвига. Процесс вязкого течения и релаксации изотермической стабилизации в стеклах сопровождается изменением структуры и свойств. По Максвеллу связь между вязкостью и временем релаксации г описывается соотношением у т0. Причем, время релаксации имеет следующую зависимость от вязкости таблица 1. Таблица 1. Ьт ст. Ьа у 1 Ьт 1. В твердом состоянии т 5 7. Тогда, как следует из 1. Гука. Однако поведение стекла зависит не только от вязкости, но и от скорости механического воздействия на расплав. В качестве примера можно привести поведение стекломассы при формовании полых изделий на прессовыдувных машинах. Скорость пуансона может достигать мс и даже более. В этом случае в очень короткое время расплав стекла испытывает большие деформации и ведет себя не как Ньютоновское тело вязкая несжимаемая жидкость с мгновенной релаксацией напряжений, а как вязкоупругое тело, модель которого описывается законом Гука. Напряжения формования не успевают релаксировать. И это приводит к трещинам и посечкам, особенно на горлышке бутылок. Поэтому следует строго стабилизировать свойства расплава в интервале формования, что, в свою очередь, связано со стабилизацией температурного регламента формования, состава стекла, и будет рассмотрено в последующих разделах. Таким образом, в качестве реологической модели расплавленного стекла можно принять вязкую Ньютоновскую жидкость, а твердого стекла упругое тело. При охлаждении стекла переход от вязкого в упругое состояние проходит в аномальном интервале. Причем, быстрое нарастание вязкости препятствует упорядочению структуры кристаллизации. В отличие от силикатных стекол для органических полимеров характерен переход от вязкого к упругому состоянию через высокоэластичное состояние. Из изложенного выше следует, что по своим реологическим свойствам силикатные стекла заметно отличаются от органических полимеров и металлов. Не менее существенными являются различия и в теплофизических свойствах 8. Теплообменные процессы играют очень важную роль в технологии стекла и в значительной степени определяют процессы варки, формования и отжига. Стекло состава листового, неокрашенного тарного, медицинского, электровакуумного, светотехнического относительно прозрачно в области спектра от видимой до 2,7 мкм, менее прозрачно в области 2,7 4,4 мкм и совсем непрозрачно выше 4,4 мкм. При температурах до 0С большая часть излучения приходится на длинноволновую часть спектра. Поэтому при этой температуре в органических полимерах и неорганических стеклах излучение играет малую роль. Строго говоря, теплообмен в стекломассе необходимо рассматривать с учетом всех трех составляющих лучистой, кондуктивной и конвективной 8,9. Я1 излучение элементарного слоя х с2 поглощение слоем х внешнего излучения излучения от факела и ограждающих поверхностей Яз поглощение элементарным слоем х излучения от других слоев кондуктивный тепловой поток конвективный тепловой поток. Из сказанного следует, что введение в состав стекла малых по содержанию компонентов, например, окрашивающих его сырьевых материалов, существенно влияет на его технологию. Сыпучую среду можно определить как совокупность мелких тврдых, частиц, между которыми имеет место трение внутреннее трение и некоторое сцепление. Величина внутреннего трения измеряется углом внутреннего трения р, а величина сцепления коэффициентом сцепления, отнеснным к единице площади. Кроме внутреннего трения и сцепления, сыпучий материал характеризуется такими физикомеханическими свойствами, как распределение гранулометрического состава, плотность частиц, насыпная плотность, химический и минералогический составы, влажность, гигроскопичность, твердость частиц, когезия, адгезия. В таблице 1.