Скло (для тари) може бути:
а) безкольоровим;
б) знебарвленим (напівбіле);
в) пофарбовано в захисні кольори (темно-зелений, жовтогарячий та ін.), щоб запобігти впливу кольору на вміст тари.
Вибір складу скла для того чи іншого виду тарних виробів залежить від призначення й способів виготовлення цих виробів. Окрім основних компонентів скла SiO2, CaO i Na2O, у складі звичайних тарних стекол також присутні в невеликих кількостях Al2O3 i MgO для покращення їх вироблення та фізико-хімічних властивостей. Вміст MgO в склі може бути доведений до 3,0 - 3,5 %. Вміст же Al2O3 в склі, яке виробляють на автоматах з крапельним живленням, може бути доведено до 3-4 %, а в склі, яке виробляють на вакуумних автоматах – до 5-7 %. Разом з тим, вакуумні автомати можуть виробляти скло складом, яке призначене для машин з крапельним живленням [ 3 ].
Благоприємно впливає на фізико-хімічні властивості та вироблення скла введення в його склад до 1 % В2О3. Вміст SO3 в склі не повинен перевищувати 0,5 %.
Вибір хімічного складу визначається в більшій мірі способом формування виробів. При виробленні вузькогорлої тари на автоматичних машинах з крапельним живленням застосовують склади стекол з вмістом, % по масі:
SiO2 + R2O3 – 73-76; RO – 8-11; R2O – 14-16.
При виробці вузькогорлої тари на машинах з вакуумним живленням застосовують склади стекол з вмістом, % по масі:
SiO2 + R2O3 – 75-76; RO – 11-13; R2O – 12-13.
У виробництві широкогорлої тари на пресовидувних машинах застосовують склад стекол з вмістом, % по масі:
SiO2 + R2O3 – 74,6-75; RO – 8,5-10; R2O – 14,5-16,7.
В таблиці представлені хімічни склади деяких промислових стекол.
При варінні скла для тари, так як і в виробництві листового скла, застосовують високі температури. В теперішній час наряду з вітчизняними й зарубіжними скляними заводами скло варять при 1480-1500 оС [4].
Для інтенсифікації процесу скловаріння відповідного, що не підлягає зміні, складу скла автор [ 5 ] рекомендує три основних прийоми:
- високотемпературне варіння;
- застосування високодисперсної шихти або найбільш тугоплавких її компонентів;
- введення в шихту хімічно активних добавок, які прискорюють процес варіння, але мало змінюють хімічний склад скла.
Однією з таких добавок може бути скло бій, який знаходить все більш широке застосування [ 5 ]. Введення в шихту бою до 30 % прискорює варіння скла, інтенсифікує процеси силікато- та склоутворення. Швидкість варіння підвищується за рахунок збільшення інтенсивності утворення піни, яка утворює щільне покриття дзеркала скломаси, за рахунок збільшення константи швидкості реакції в шихті. Проте введення склобою може призвести до зниження кількості лужних оксидів, а через це вимагає коректування шихти содою.
В практиці скловаріння для інтенсифікації процесів варіння все більше використовують такі засоби, як бурління скломаси, додатковий електропідігрів, кисневе дуття [ 3 ] для ефективного спалювання палива. Дослід ряда заводів показує, що застосування бурління скломаси допомагає добитися підвищення продуктивності скловарених печей на 20-25 %. Застосування додаткового електропідігріву за деякими закордонними данними допомагає підвищувати питоме знімання скломаси до 3000-3500 кг/м2 в одну добу, а тепловий к.к.д. печі збільшити на 30-40 % [ ].
Для підвищення економії і також для інтенсифікації процесу скловаріння застосовують попередній підігрів шихти й бою, а також підвищення температури й ступеню чорноти факелу для збільшення тепловвіддачі випромінюванням [ 3 ].
Пропонується матеріал [ 3 ] для нанесення покритті на поверхню порожнистої склотари, маскує, що утворилися на них в процесі використання подряпини, виколи та інші дефекти поверхні. Матеріал містить в собі плівкотворні компоненти у вигляді ефірів моно- і дикарбонових кислот із сумарним вмістом до 40 атомів вуглецю в молекулі, переважно ефірні масла з вмістом 10-32 атомів вуглецю, наприклад, етилгексилетигексаноат, ізопропилмирістат, бутилстеарат, бутиллаурат та ін. В масло додатково може бути введено до 10 довголанцюгових алкилмодифіцированих силоксанів. Вказані плівкотворні компоненти наносятся на поверхню скляної тари у вигляді емульсії, яка містить, %: 1-40 одного чи декількох плівкотворних компонентів; 0,5-12 негалогенного емульгатора; 0-5 згущувача, 0-2 консервуючого агента і 41-98,5 води [ 5 ].
Також патентується технологія нанесеня оксидного покриття на поверхню скляних виробів, наприклад, пляшок, банок та інших видів аналогічної продукціїї з метою захисту їх від пошкодження. Покриття наносять у процесі транспортування виробів у нагрітому стані (при температурі біля 315 оС) через зону електростатичного поля. У вказану зону подають пари залізоорганічних сполук (наприклад, тетраізопорпилтитаната, тетрабутилпирконата та ін.) в струмі сухого азоту з випарника. Пари заліза електростатично осаджуються на нагріту поверхню скляного вироба, потім покриття окислюється в результаті взаємодії з киснем з утворенням тонкої плівки, наприклад, оксиду титану. Покриття можуть бути нанесені як на “холодному”, так і на “гарячому” кінці технологічної лінії. Пристрій забеспечує можливість нанесення другого шару покриття [ 4 ].
В теперішній час безліч вчених для покращення виробництва винаходять найновіше устаткування. Патентується система, яка забеспечує синхронний розподіл крапель скломаси, що подаються до форм при виробництві скловиробів. Краплі скломаси подаються на лотки, поворот яких забезпечує подачу краплі до відповідного вузла або формовочної машини. Робота кожного поворотного приладу, який має свій електропривід і редуктор, синхронізована й керується центральною системою. Приводиться опис технологічного процесу розподілу крапель скломаси, схема автоматичного управління цим процесом та синхронізації роботи вузлів системи подачі скломаси до формуючих вузлів машини [ 7 ].
Пропонується конструкція механізму, призначеного для використання в машині для формування склотари та забезпечуючого процес формування та переміщення цих виробів. Відмічається, що в складі механізму, який пропонується, передбачається використання нового комплексу пристроїв для прибирання готових виробів із форм і транспортування їх на конвейєр. Механізм, який розглядають, дозволяє здійснити переміщення виробів з мінімальним ризиком їх ушкодження. Розглянуто процеси формування та переміщення склотари за технологією, яку пропонують, і приведено креслення, опис конструкції та принцип дії механізму, що пропонують [ 7 ].
Розроблено пристрій для зняття скляних виробів з конвейєра, причому забезпечується прибирання осколків скла без зупинок потока виробів, які поступають з конвейєра. У цьому пристрої зостосовується приймальна платформа, яка примикає до конвейєру в зоні проходження стрічки по приводному ролику. Приймальна платформа включає прямокутну пластину з пальцями, в якій виконано декілька поперечних прорізів. Пластина з пальцями встановлюється з можливістю обмеженого скользіння відносно плоскої опорної поверхні поперечного кронштейна [ 7 ].
Також патентується механізм захвату, який призначений для фіксації та переміщення склотари в процесі її виробництва або обробки. Механізм, що пропонується, заключає пристрій, який забезпечує захват та фіксацію скляних виробів за горловину й може бути використано для подальшого переміщення тари в зонах її обробки. При використанні механізму, який пропонується, забезпечується зберігання виробів і виключається можливість їх цілосності. Приводяться креслення, опис конструкції та принципу дії данних модифікацій захвату конструкції, що розглядається [ 3 ].
Для прискорення варіння дуже ефективним є застосування тонкоподрібненої шихти, особливо для багатокомпонентних стекол [ 3 ].
Гарний ефект також дають каустифікація шихти, її компактування або грануляція [ 3 ].
Таким чином для інтенсифікації процесу скловаріння визначеного, що не підлягає змінюванню, складу скла автор [ 5 ] рекомендує три основних заходи:
- високотемпературну варку;
- застосування високодисперсної шихти або найбільш тугоплавких її компонентів;
- введення в шихту хімічно-активних добавок, які прискорюють процес варіння, але мало змінюють хімсклад скла.
Однією з таких добавок є склобій, який знаходить все більш широке застосування [ 3 ]. Введення в шихту бою до 30 % прискорює варку скла, інтенсифікує процеси силікато- та склоутворення. Швидкість варки підвищується за рахунок збільшення інтенсивності утворення піни, яка створює щільне покриття дзеркала скломаси, за рахунок збільшення константи швидкості реакції в шихті. Але введення склобою може призвести до зниження кількості лужних оксидів, і тому потребує підшихтовки содою.
Для інтенсифікації процесу скловаріння та підвищення економії застосовують передній підігрів шихти та бою, а також підвищення температури її ступеню чорноти факелу для збільшення тепловіддачі випромінюванням.
Висновок: в першому розділі було проаналізовано вітчизняна та зарубіжна література. Розглянуто обладнання, сировинні матеріали, склади скла, які можуть застосовуватися для виробництва високоякісної склотари. Визначено, що найбільш ефективною для варіння скла являється регенеративна піч безперервної дії з підковоподібним напрямком полум’я.
1. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
1.1. Розрахунок виробництва
Цех у рік випускає 70 млн. шт. на рік. Продуктивність роботи скловарної печі між капітальними ремонтами залежить від конструкції печі, складу шихти, якості вогнетривів, що застосовують, газового режиму, температури варіння шихти, системи охолодження брусів і від інших факторів, які впливають на зношування вогнетривів. Міжремонтний період для ванних скловарних печей складає 3-5 роки. Приймаю строк експлуатації печі - 4 роки.
Тривалість холодного ремонту – 40 днів. Тоді загальна кількість робочих днів ванної печі в рік складатиме: