Справочный центр: 8 (800) 707-37-99

Подготовка шихты

Шихта – это специальная смесь определённых составляющих, из которой впоследствии получают стекломассу. Подготовка шихты представляет собой достаточно сложный и ответственный процесс, так как именно от верно подобранных пропорций зависит качество и свойства стекла.

Стандартное прозрачное листовое стекло имеет строго регламентируемую ГОСТом рецептуру, однако она допускает некоторые вариации и замещения составляющих.

Весь состав шихты разделяется на две категории:

  • основной – сюда входят базовые составляющие, придающие стеклу его ключевые свойства;

  • дополнительный – эти части отвечают за дополнительные характеристика стекла.

В зависимости от того, какие именно свойства требуются для той или иной партии материала, подбираются соответствующие компоненты.

Процедуры подготовки шихты для стекла

Подготовка шихты для стекла начинается с расчетов и составления формулы. На этом этапе решается, будет использоваться стандартная рецептура, которая состоит из песка, известняка и соды, или же некоторые составляющие будут замещены другими аналогичными компонентами. К примеру, нередко в основной состав включают мел и стеклобой. Последний нужен для стабилизации и большей однородности и плавкости всей смеси.

Перед тем, как попасть в смесь, все составляющие основы проходят ряд очищающих процедур:

  1. Песок. Из него удаляются все железные примеси, а сам он просеивается для удаления слишком больших фрагментов.

  2. Известняк. Как правило, также проходит процедуру просеивания и при необходимости дробления.

  3. Сода. Так как поставляется уже готовой, то просто просеивается через сито определенного размера.

  4. Стеклобой. Для того чтобы избежать неравномерности стекломассы, стеклобой в обязательном порядке гранулируется.

Дополнительные составляющие добавляются в состав с целью улучшения определенных характеристик стекла. К примеру, оксид бора понижает температуру плавления,  а сульфат натрия ускоряет процесс осветления стекла. Однако чаще они используются для придания листу определенного цвета или светопроницаемости – такая продукция активно применяется в современном дизайне.

Варка стекла: влияние шихты

Процесс варки стекла является ключевым этапом всего производства стекла, так как именно он показывает, насколько пригодна для дальнейшего использования стекломасса. Для определения этого в течение определенного времени делаются 2-3 пробы, по которым и выносится решение о пригодности.

В частности, к стекломассе выдвигаются следующие требования:

  • однородность состава в любой момент времени;

  • определенная зернистость;

  • отсутствие уплотнений или иных неоднородностей массы.

Только при положительных результатах стекломасса допускается к следующему этапу. В противном случае конечный продукт получит совершенно не те характеристики, которые от него ожидаются. Это приведет к браку всей партии.

Таким образом, подготовка шихты является важным этапом, к которому необходимо отнестись с максимальным вниманием.

Предварительные этапы подготовки шихты

Подготовка песка

В стекольной промышленности очень большую роль играет качество сырья, используемого для изготовления конечной продукции. Материалы должны быть чистыми, иметь однородный состав. Для повышения качества производится дополнительная обработка сырья для стекла.

Кварцевый песок – основной компонент, используемый для изготовления стекла. Он должен отвечать определенным стандартам:

  • не содержать вредоносных примесей;
  • иметь фракцию нужного размера;
  • не превышать допустимый уровень влажности.

Самый чистый песок, в котором практически отсутствуют оксиды железа и алюминия, залегает пластами между слоев осадочных пород. Его добывают открытым способом. В России есть множество карьеров, поставляющих песок для нужд стеклопромышленности.

Добыча этого сырьевого материала начинается с геологической разведки. После обнаружения месторождения песка проводят анализы для того чтобы определить его химический состав. Если уровень содержания примесей соответствует норме, то начинается добыча.

Часто рядом с карьерами строят специальные обогатительные фабрики. Если же завод, для которого предназначается песок, имеет полный цикл, то его доставляют прямо с места добычи без дополнительных манипуляций.

Обработка сырьевых материалов, в том числе и песка, начинается в цехе подготовки. Там производят очистку, просеивание, сушку. Все эти процессы называют обогащением.

Очистка песка

На качестве стекла сильно сказывается наличие железистых веществ в песке. При их высоком содержании ухудшается светопропускание, прочность, увеличивается количество дефектов.

Для удаления или уменьшения количества примесей в песке используют очистку. Есть четыре основных метода:

  • воздушное сепарирование;
  • флотационное обогащение;
  • флотооттирочный метод;
  • электромагнитное сепарирование.

Воздушный сепаратор помогает отсеять из песка мелкие фракции доломита, мела, известняка. Этот прибор состоит из двух конусов.

При подаче в них материала производится запуск лопаток, угол наклона которых регулирует тонкость отсеиваемой фракции. При их вращении легкие примеси выводят через вытяжку, а песок, осевший в нижних частях конусов, отправляют на дальнейшую переработку.

Флотационный метод – самый популярный в стекольной промышленности. Он основан на способности некоторых материалов смачиваться в воде. В песке ими являются зерна кварца.

Сырье смешивают с водой и добавляют сульфатное мыло. Зерна кварца набирают влагу, вследствие чего остаются на дне, а несмачиваемые оксиды прилипают к пузырькам воздуха и попадают в пену, которая образовывается на поверхности воды.

Флотооттирочный метод является разновидностью флотационного. Помимо описанного в предыдущем абзаце процесса производится оттирка. Она основана на том, что кварц имеют большую прочность, чем оксид железа. Это приводит к тому, что при взаимном трении зерен песка пленка оксида разрушается.

Данный метод позволяет снизить процент содержания железа с 0,11 до 0,03 – 0,04%, то есть получить песок высшего сорта.

Чтобы удалить лишнюю влагу после флотации, производится отжим песка в специальных центрифугах или вакуум-фильтрах.

Электромагнитное сепарирование основано на способности разных материалов по-разному реагировать на воздействие магнитом. Оксиды железа притягиваются к магниту. Кварц же является полностью инертным к такому воздействию.

По специальному конвейеру песок направляют к электромагниту. Зерна кварца проходят мимо этого прибора и ссыпаются в специальный отсек. Частицы оксида же под воздействием магнита меняют свою траекторию движения и отсеиваются.

Сушка песка

Влажный песок плохо поддается переработке: он комкается, не пересыпается. Чтобы устранить эти недостатки, его сушат.

Кроме обезвоживания в центрифугах и вакуум-фильтрах производят сушку в специальных аппаратах.

Сушилка представляет собой барабан с полками для песка. При вращении происходит частичное удаление влаги. Кроме того, через барабан пропускают газ температурой 700-800ºС.

После этого песок просеивают. Это делают для того чтобы выровнять гранулометрический состав. Для просеивания песка используют сита-бураты с 81 отверстием на 1 см².

Очищенный и обезвоженный песок отправляют в цех подготовки шихты.

Подготовка известняка

Известняк и его аналоги (доломит, мел), которые служат источником кальция, поступают на стекольные заводы в виде крупных кусков. Для того чтобы этот материал был пригодным для производства его дробят, размалывают, сушат и просеивают.

Сначала известняк попадает в специальные щековые дробилки. Они посредством механического воздействия измельчают его до кусков размером 2-3 см.

Далее известняк, мел или доломит поступает в барабанную сушилку. Тут температура в два раза меньше, чем при подготовке песка. При сушке известняка она не должна превышать 450ºС, ведь при больших показателях начинается химическое разложение этого материала.

Далее источник кальция размалывают в аэробильных мельницах и просеивают в ситах 91 отв/см2.

Подготовка соды

Обработка для производства стекла соды заключается в ее просеивании и измельчении. Они осуществляются в ситах 64 отв/см² и аэробильных мельницах соответственно.

Предварительная обработка соды наименее трудозатратна, ведь она поступает на стекольные заводы уже подготовленной.

Если вместо соды используют сульфат натрия, то также производят сушку, ведь этот материал гигроскопичен и быстро набирает влагу.

Сушат сульфат в барабанах при температуре 600-700ºС, а дробят в специальных шаровых мельницах.

Подготовка стеклобоя

Стеклобой – отход производства. Его утилизация осуществляется прямо на промышленном объекте, где он и возник.

Стекольный бой добавляют в шихту для того чтобы облегчить ее плавку. Кроме того, этот материал существенно ускоряет процесс стекловарения и сокращает необходимое для производства количество дефицитных материалов, таких как сода.

Далее производят гранулирование. Стеклобой разогревают до 100ºС, после чего обдают холодной водой. Резкая смена температуры приводит к распаду вторсырья на гранулы.

Если на производственном объекте не хватает своего стеклобоя, то его закупают «на стороне». Привозное вторсырье имеет другой состав, нежели то, которое получают на заводах. Потому стеклобой стороннего происхождения тщательно проверяют на наличие примесей камня, металлов, песка.

Обычно в шихту добавляют 25-30% стеклобоя. Повышенное содержание вторсырья может ухудшить однородность стекломассы, что приведет к возникновению дефектов.

Технология переработки стекла постоянно совершенствуется, что позволяет получать более дешевую и экологически чистую продукцию.

Приготовление шихты

После первичной обработки песка, известняка и соды происходит подготовка шихты – однородной смеси всех компонентов стекла. В зависимости от количества используемых материалов она бывает трех-, четырех-, пятикомпонентной и т. д. В стеклопроизводстве чаще всего применяют пяти- и шестикомпонентную шихту.

Подготовка шихты к плавке осуществляется в четыре этапа:

  • расчет состава;
  • взвешивание отдельных компонентов;
  • смешивание;
  • контроль качества.

Чтобы получить стекло определенного химического состава, производят предварительные расчеты и подбор материалов. При этом учитывают улетучивание и разложение определенных элементов при варке.

Расчет обычно начинают вести с компонентов, содержащих большое количество стеклообразующих оксидов.

Замер компонентов осуществляется на специальных весах. Взвешивают каждый материал по отдельности, порциями по 50-150 кг.

Далее составляющие стекла объединяют в тарельчатом смесителе и отправляют в индукционные печи, где происходит варка.

Однородность шихты имеет огромное значение. Ее нарушение приведет к остановке всего производственного цикла.

Химический состав, зернистость и однородность шихты проверяют 2-3 раза в сутки. Контроль производится при помощи специальных щупов. Если результаты анализов сходны, то шихту признают пригодной для изготовления хрупкого материала.

Особенности подготовки шихты для стекла

Подготовка шихты для стекла – один из самых важных технологических процессов, который может существенно повлиять на качество выпускаемой продукции.

Шихта представляет собой смешанные в определенной пропорции материалы. Иными словами, это смесь, которая впоследствии используется в высокотемпературных процессах типа выплавки или производства стекла или цемента.

Подготовка шихты для стекла включает в себя, прежде всего, обработку исходного сырья:

  • песка;
  • известняка (доломит или мел);
  • соды;
  • стеклобоя (добавляется не всегда).

В зависимости от того, насколько качественно будут обработаны и подготовлены исходные материалы, находится надежность стекла.

Компоненты для подготовки шихты для стекла

Прежде чем что-либо из списка выше отправится в шихту, оно должно будет пройти ряд процедур по улучшению качества.

Каждый компонент имеет свои особенности обработки:

  1. Песок. Удаляются железистые примеси (за счет этого повышается прочность и светопропускание). Для этого используется один из четырех методов: воздушное или электромагнитное сепарирование, флотационное обогащение, флотооттирочный метод. Далее песок тщательно просушивается и просеивается для достижения более однородной фрактации.

  2. Известняк. Как правило, поступает в виде цельного куска, поэтому нуждается в дроблении. После этого полученную смесь просушивают при температуре 450ºС, а потом размалывают и просеивают.

  3. Сода. Как правило, вся подготовка заключается в просеивании и измельчении, так как данное сырье поступает на заводы в уже готовом виде.

  4. Стеклобой. Данное сырье гранулируется (разогревается до 100 ºС, а потом обдается холодной водой). В саму шихту попадает не более 30% стеклобоя, так как большее количество может ухудшить качество конечного продукта.

Подготовка шихты для стекла начинается только после того как все компоненты пройдут должную обработку.

При этом важно понимать, что каждый конкретный вид стекла имеет свою рецептуру и пропорции.

Приготовление шихты после обработки компонентов

Как только все компоненты готовы, начинается непосредственное приготовление шихты. А именно происходит:

  1. Расчет. В зависимости от необходимых свойств стекла варьируются и пропорции, в которых следует добавлять компоненты.

  2. Взвешивание. На основе расчетов тщательно отмеряется количество сырья.

  3. Смешивание (варка). Самый сложный процесс, так как от однородности шихты зависит, пойдет ли она дальше в производство или весь процесс остановится. Состояние проверяется 2-3 раза в сутки, и если все заборы примерно одинаковы, то такая смесь признается пригодной для использования.

Если же заборы показали различные результаты или сама смесь имеет недостаточную зернистость и однородность, то она не допускается для производства стекла. В противном случае конечный продукт может не только приобрести недостаточную прозрачность, но и потерять часть своих характеристик, среди которых и прочность.

Подготовка шихты для стекла на этом заканчивается, а сама смесь передается на следующие этапы производства, где из заготовки уже создается конечное изделие из хрупкого материала.

В Москве в ЦВК «Экспоцентр» пройдет тематическая экспозиция «Мир Стекла». Организаторы данного мероприятия приглашают всех заинтересованных людей посетить выставочный комплекс.

На выставку приедут передовые российские и мировые стеклопроизводители. Организаторы приложили все усилия, чтобы создать наиболее благоприятные условия для хорошего времяпрепровождения и заключения договоров о деловом сотрудничестве.

Чтобы узнать больше о технологиях подготовки шихты для получения стекла, приходите на выставку!

Шихта для стекла
Системы загрузки и удаления шихты
Завалочные машины для загрузки шихты