Расчет состава шихты шлакоситалла

При расчете состава шихты исходят из заданного химического состава стекла, выраженного в массовых процентах, а также химического состава сырьевых материалов, применяемых для варки стекла.

Шихту рассчитывают на 100 вес. ч. шлакового расплава, что дает представление о составе стекла, а в условиях производства упрощает калькуляцию себестоимости готовой шлакового расплава. Расчет шихты по заданному составу стекла производят путем решения системы уравнений.

Рассчитать состав шихты для варки шлакоситалла следующего химического состава (в %): SiO₂ – 50; Al₂O₃ – 10; CaO – 20; MgO – 12; Na₂O -2; Fe₂O₃ -6. Химический состав сырьевых материалов, применяемых для ввода в состав шихты этих оксидов, приведен в таблице 1.8 ниже.

Химический состав сырьевых материалов и шихты

Чтобы определить необходимое количество каждого материала в составе шихты, составляют расчетные уравнения. Количество таких уравнений обычно равно числу оксидов, содержащихся в стекле. Для этого вводим обозначения: количество песка - x, доменный шлак - y, сода – z, кристаллизатор – q.

SiO₂ вводят в шлаковый расплав с песком, причем на 100 вес. ч. шлаковой шлакового расплава с песком будет введено 0,9895·x SiO₂. Кроме того, SiO₂ будет введен в шихту со шлаком (0,38·y). В 100 вес. ч. шлаковой шлакового расплава должно быть 50 вес. ч. SiO₂. Уравнение для SiO₂ имеет вид:

50 = 0,9895·x + 0,38·y

Аналогичные уравнения составляем и для других оксидов стекла.

для Na₂O: 8 =0,013·y + 0,578·z + 0,4369·q

для CaO: 20 = 0,0058·x + 0,483·y

для MgO: 12 = 0,063·y + 0,0023·q

для А1₂О₃: 4 = 0,0064·x + 0,0067·y

для Fe₂О₃:6 = 0,0013·x

Решая эти уравнения, находим значения неизвестных, получим:

x = 46,15; y =60,3; z = 4,11; q=3,54.

В процессе варки улетучивается 3,2 % соды и катализатора поэтому количество ее нужно соответственно увеличить:

Сода: 4,11 1,032 = 4,24

Катализатор: 3,54·1,032= 3,65 вес. ч.

В состав шихты на 100 вес. ч. шлакового расплава необходимо ввести:

песка 46,15

доменного шлака 60,3

соды 4,24

катализатор 3,65.

Итого: 114,34

Определяем количество оксидов, вводимых в стекломассу (в %):

С песком	С доменным шлаком	С содой
SiO2 46,15·0,985=45,46 CaO: 46,15·0,37=17,055 А12О3: 46,15·0,064=2,95 Fe2О3:46,15 0,13=0,059	SiO2 60,3·0,38=3,5074 Na2O 60,3·0,0013= CaO: 60,3·0,47=4,458 MgO 60,3·0,063= 11,99 А12О3: 60,3·0,067=6,184	Na2O 4,24·0,578=2,45
С доменным шлаком
Na2O 3,65·0,437=1,59

Окончательные составы шихты и стекла приведены в таблице 1.9

Количество полученного стекла определяют из соотношения 142,03 вес. ч. шихты - 100 вес. ч стекла

100 вес. ч шихты - х вес. ч. стекла:

Потери при стеклообразовании составляют 100-87,4=12,5 %.

Результаты расчета рецепта

В настоящее время существует два основных способа производства шлакоситалловых изделий: конвейерный способ производства листового шлакоситалла методом непрерывных проката; конвейерный способ производства прессованных шлакоситалловых плит методом прессования. Разработанные способы производства листового шлакоситалла в основном базируются на технологии стекольного производства и состоят из следующих основных последовательных операций: приготовление шихты, варка стекла, формование ленты, кристаллизация ленты, резка ленты шлакоситалла.

В ходе разработки и освоения промышленной технологии производства листового шлакоситалла были найдены оригинальные решения и проведены работы по созданию новых конструкций оборудования. Разработка технологии изготовления шлакоситалловых плит также проводилась в направлении создания механизированного поточного производства.

На рис 1.1 показана схема поточной линии для производства листового шлакоситалла. Линия состоит из ванной регенеративной печи 1 с автоматическим управлением тепловым, газовым и материальным режимами; прокатной машины 2 оригинальной конструкции, приспособленной для прокатки легко кристаллизующихся стекол; кристаллизатора 3 с газовым отоплением с автоматическим регулированием температуры; комплекта устройств для резки ленты стекла 4 на заданные размеры и подачи их на склад.

Рисунок 1.1 Схема поточной линии производства листового шлакоситалла

1. 
   Ванная печь; 2 – питатель; 3 – пресс; 4 – конвейер; 5 – кристализатор; 6 – склад готовой продукции;
   

- подгатовка сырьевых материалов

- приготовление шихты

- варка шлаквого стекла

- формавание

- кристализация

Подготовка сырьевого материала и приготовление шихты не имеют существенных отличий от известных методов стекольной технологии. Исключение составляет гранулированный доменный шлак, для которого разработана своя технологическая схема обработки. Усредненный шлак сушится в сушильном барабане при температуре 520-540℃ до установленной влажности 0,2%. После помола в шаровой мельнице просеивают через сито-бурат 64 отв/см² поверхность частиц должна быть в пределах 300 – 340 см²/г. Приготовленный таким образом шлак поступает в расходный бункер составной линии, отвешивается на автоматических весах и далее подается в смеситель для приготовления шихты.

Из отсеков склада кварцевый песок грейферным краном подается в приемные бункера отделений сушки песка (в каждом отделении имеется по две линии обработки песка). В зимнее время производится предварительный разогрев песка на решетке бункера с помощью газовых горелок. Из приемных бункеров песок поступает на лотковый питатель, предназначенный для равномерной подачи песка на ленточный конвейер. По ленточному конвейеру песок поступает в сушильные барабаны, которые отапливаются природным газом. Температура отходящих газов должна быть не более 150^оС, а температура песка, выходящего из сушильного барабана, должна быть не более 100^оС. Из сушильных барабанов песок по течке поступает для просева на грохот. Просеянный песок поступает в расходные бункера дозировочных линий, из которых затем поступает на весовые дозаторы линий дозирования. Из весового дозатора песок проходит через страховочную сетку поступает на сборочный ленточный конвейер.

Отсевы песка, как после сушильных барабанов, так и после грохотов ссыпаются на складе в специально отведенное место в соответствии с утвержденной схемой склада. Затем грейферным краном грузятся в полувагоны и вывозятся со склада. Отсевы песка с участка ЛТФ подвергаются повторной обработке на участке ДСО. Применение отсевов песка, после повторного просева на участке ДСО, в производстве шихты не допускается.

Поступающие сырья на предприятие кальцинированная сода, гранулированный уголь дополнительной обработке не подвергаются.

В зависимости от конструкции склада соду разгружают силосные банки, обычно рассчитанные 15-суточный запас.

Соду просеивают на грохотах или виброситах с двойными сетками, имеющими для тяжелой соды сетку № 1,4 (16-25 отв/см²). Просеянная сода поступает в расходный бункер, а отвесы домалывают в молотовой дробилке. Во избежание слеживания соды в силосах их дно продувают воздухом (аэрируют).

Общая схема подготовки сырьевых материалов указаны по 1.1