Электромагнитные вибрационные системы подачи и загрузки печей для стекольной промышленности

Краткое содержание

В стекловарном производстве дозирование сырьевых материалов и их подача в печь непосредственно определяют составную стабильность и эффективность плавления расплавленного стекла. Такие сырьевые компоненты, как кварцевый песок, кальцинированная сода, известняк и стеклобой, обладают высокой абразивностью и образуют значительное количество пыли; традиционное дозирующее оборудование обычно страдает от трёх основных недостатков: быстрого износа желоба, низкой точности дозирования и чрезмерных выбросов пыли. Электромагнитные вибрационные питатели серии ATEPU RUI FZH/FZL специально оптимизированы для стекольной промышленности: их бункеры изготавливаются из высокоизносостойких материалов и могут комплектоваться футеровками, обеспечивая точность дозирования мелких партий на уровне ±0,3%; для подачи в печь применяется специализированный питатель типа FZH, оснащённый огнеупорным футерованным желобом, механизмом толкателя и автоматизированной системой управления; вся установка способна перемещаться по рельсовым путям, сочетая высокую термостойкость с удобством обслуживания печи.

Отраслевая история

Стекольная отрасль может казаться традиционной, однако требования к точности смешения компонентов здесь далеко не скромны. Светопропускание флоат‑стекла, светопропускание и ударостойкость фотоэлектрического стекла, а также цветовая однородность повседневного стекла — всё это в конечном счёте зависит от стабильности состава сырья. Более того, после пуска стекловаренной линии она обычно работает непрерывно 5–10 лет без остановок; если подающее оборудование не выдерживает износа и выходит из строя в середине процесса, это оборачивается потерей производственной мощности всей линии.

Электромагнитный вибрационный питатель ATBR преимущественно применяется на трёх этапах производства стекла: дозировании сыпучих сырьевых материалов, дозировании микро‑добавок (второстепенных компонентов) и загрузке в печь. Ниже они рассматриваются поочерёдно.

Этапы процесса и решения

1. Формулировка из сыпучего сырья — в первую очередь обеспечивается износостойкость.

Основными компонентами стекольной шихты являются кварцевый песок, сода, известняк, доломит, полевой шпат и другие вещества. Кварцевый песок обладает твёрдостью по шкале Мооса около 7; в сочетании с острыми краями и углами стеклобоя (переработанного стекла) он вызывает интенсивный абразивный износ желобов питательного оборудования.

В данных эксплуатационных условиях обычные желоба из углеродистой стали, как правило, разрушаются уже через шесть месяцев и требуют замены примерно в течение года. В компании Pu Rui применяется следующий подход:

• Субстрат корпуса желоба заменён на высокоизносостойкую легированную сталь. , либо установить сменные износостойкие вкладыши на внутреннюю стенку стандартного бункера (в качестве вариантов — высокохромистый чугун, керамические вкладыши и т. п.)
• Вкладыш крепится болтами или оснащён конструкцией с быстроразъёмным пазом и болтом; при износе заменяется лишь вкладыш — нет необходимости менять весь желоб, что снижает затраты на техническое обслуживание более чем наполовину.

В ходе практических испытаний шахта, оснащённая износостойкими вкладышами, продлила срок службы с менее чем одного года до свыше трёх лет при непрерывной подаче силикатного песка и дроблёного стекла, при этом общие затраты на техническое обслуживание сократились примерно на 40%.

2. Дозирование ингредиентов в малых количествах — как достигается точность ±0,3%?

Помимо основных сырьевых компонентов, стекольные составы включают также небольшие количества добавок: осветлителей (например, нитрат натрия), красителей (таких как оксид железа, оксид кобальта и оксид селена) и флюсов. Эти второстепенные ингредиенты применяются в крайне малых пропорциях — как правило, от нескольких до нескольких десятков килограммов на партию — однако требуют чрезвычайно высокой точности: избыток может негативно повлиять на цвет и образование пузырьков, тогда как недостаточное количество ухудшит осветляющий эффект.

Традиционный метод предполагает ручное взвешивание ингредиентов с последующим их пересыпанием в миксер, что не только неэффективно, но и чревато человеческими ошибками.

Решение для электромагнитных вибрационных питателей серии ATE PuRui FZH:

• Каждый вид ингредиента подаётся из соответствующего питателя, при этом узел бункер–питатель–весовой бункер образует самостоятельный узел дозирования.
• Скорость подачи непрерывно регулируется путём изменения тока в катушке, сопряжённого с обратной связью по замкнутому контуру от датчика нагрузки.
• Двухскоростной режим подачи: на высокой скорости подаётся 90–95% от заданного объёма, после чего переходит на низкую скорость для точной финишной дозаправки оставшихся 5–10%.
• Измеренная точность дозирования остаётся стабильной в пределах ±0,3%.

Данное решение автоматизирует ручной процесс взвешивания, существенно повышая скорость формирования партий и обеспечивая стабильность результатов от одной партии к другой, значительно превосходящую показатели, достигаемые при использовании ручных методов.

3. Загрузка печи — питатель печи типа FZH

После тщательного смешивания компонентов шихты они подаются в стеклоплавильную печь питателем. На этом этапе предъявляются наиболее жёсткие требования к контролю температуры, управлению пылеобразованием и обеспечению непрерывности процесса; при этом равномерность подачи шихты напрямую влияет на стабильность поверхности расплавленного стекла и качество расплава внутри печи.

Компания Pu Rui разработала специализированный питатель для печи типа FZH, предназначенный исключительно для загрузки печи; он полностью отличается от универсальных питателей, применяемых для дозирования. Этот питатель изготавливается по индивидуальному проекту с учётом эксплуатационных условий в районе головки печи.

Корпус резервуара из огнеупорного материала. Выпускной конец питателя выходит в загрузочное отверстие печи, непосредственно подвергаясь воздействию высокотемпературного излучения внутри. Корпус бункера футерован огнеупорным материалом, обладающим теплостойкостью, значительно превосходящей таковую у стандартных бункеров из нержавеющей стали, что обеспечивает отсутствие деформаций и трещин даже при длительном воздействии интенсивного тепла в головной части печи.

Механизм подачи материала. Желоб оснащён механическим толкателем; после поступления материала в желоб толкающее устройство равномерно подаёт его в печь по заданному циклу. Скорость и ход толкания регулируются, а в сочетании с точной дозировкой электромагнитного вибрационного питателя это обеспечивает стабильный объём загрузки и равномерное распределение материала внутри печи, предотвращая локальное накопление сырья, которое могло бы нарушить тепловой баланс печи.

Автоматическая система управления. Питатель оснащён отдельным шкафом управления и поддерживает программирование на основе ПЛК. Пользователи могут настраивать такие параметры, как частота подачи, количество подаваемого материала за один цикл и скорость подачи; устройство также может быть интегрировано с системой DCS печи. После получения обратной связи — например, уровня жидкости и температуры в печи — питатель автоматически корректирует режим подачи, обеспечивая работу в замкнутом контуре и подавая ровно столько материала, сколько требуется печи.

Конструкция на рельсовом креплении. Подающее устройство установлено на направляющей и в штатном режиме подаёт материал из головки печи. При необходимости проведения технического обслуживания или замены огнеупорных кирпичей подающее устройство полностью отводится вдоль направляющей, обеспечивая необходимое рабочее пространство. По завершении работ оно возвращается в исходное положение, что позволяет возобновить производство без необходимости многократной разборки и сборки оборудования.

Технические характеристики

Износостойкая конструкция продлевает срок между заменами. Основной материал бункера может быть либо высокоизносостойкой легированной сталью, либо обычной сталью с заменяемыми вкладышами. При износе вкладышей их можно заменять по отдельности, не прибегая к замене всего бункера. В условиях эксплуатации с кварцевым песком и дроблёным стеклом срок службы увеличивается с менее чем одного года до свыше трёх лет, а общие затраты на техническое обслуживание снижаются примерно на 40%.

Точное дозирование ингредиентов. Электромагнитное приведение в действие обеспечивает сверхбыстрый отклик (менее 50 мс), чёткое включение‑выключение и отсутствие остаточного хода. В сочетании с тензометрическим датчиком нагрузки реализуется двухскоростное замкнутое управление дозированием, поддерживая точность взвешивания компонентов на уровне ±0,3%. Повторяемость между партиями исключительно высока, что устраняет необходимость ручной проверки после каждой партии.

Загрузка печи — разработана по индивидуальному проекту без компромиссов. Камерный питатель типа FZH — это не простая модификация стандартного питателя; это специально спроектированное устройство с полностью переработанной архитектурой, включающей огнеупорную футеровку желоба, механизм подачи, рельсовый каркас и систему управления. Цикл подачи и скорость подачи могут независимо программироваться с помощью ПЛК, а при интеграции с DCS печи обеспечивается загрузка материала по требованию. Конструкция с рельсовым направлением движения позволяет полностью выдвигать агрегат на время технического обслуживания печи, что исключает необходимость его демонтажа.

Контроль пыли осуществляется эффективно. В процессе дозирования полностью закрытый питатель FZL, совмещённый с системой пылеулавливания, снижает выбросы пыли в местах разгрузки более чем на 90% по сравнению с открытыми питателями. Это не только соответствует требованиям органов охраны окружающей среды к уровню пылевых выбросов на стеклодозирующих установках, но и улучшает условия труда операторов.

Он способен выдерживать непрерывное производство. После розжига стекловарной печи она работает непрерывно, что требует также бесперебойной работы соответствующего питательного оборудования. И электромагнитный вибрационный питатель, и машина загрузки печи не имеют вращающихся деталей, подшипников или точек смазки; текущее техническое обслуживание сводится к проверке износа футеровки и очистке от накопившегося материала. Электромагниты рассчитаны на срок службы более 10 лет и способны работать непрерывно — 24 часа в сутки, 365 дней в году — без каких‑либо проблем.

Фактические эксплуатационные данные

Ниже приведены эксплуатационные данные систем дозирования и загрузки печи на линии по производству флоат‑стекла мощностью 600 тонн в сутки (с использованием питателей и загрузчиков печи серии Atopu Rui FZH/FZL):

Заключение

Стадия переработки сырья в стекольной промышленности постепенно переходит от грубого, непродуманного подхода к более точному — точность смешения компонентов напрямую влияет на качество продукции, соблюдение норм пылеудаления обеспечивает соответствие экологическим стандартам, а износостойкость оборудования определяет затраты на техническое обслуживание и риск простоев. Применение электромагнитных вибрационных питателей при подготовке шихты и загрузке печей по сути заменяет традиционные громоздкие системы с высокими эксплуатационными расходами на компактное решение с точным управлением.

Электронная почта:
atbr@atbr-china.com

Ватсап:
+86-335-6888046

Мобильный:
+86-400-050-0335

Адрес:
ул. Чжаоянху, д. 20, зона экономического и технологического развития, г. Циньхуандао, провинция Хэбэй