Производство листового флоат-стекла (Завод по производству листового флоат-стекла)

По современному уровню техники, флоат-методом возможно изготовить лист стекла размером 3.210 x 6.000 мм и таким образом необходимо исходить из ширины полотна стекла 3.550 мм, а производственное оборудование расчиты-вать соответственно этому размеру полотна стекла.

Исходя из вышеуказанной ширины исходного полотна, обычная (оптимальная) производительность варки при толщине стекла от 3 до 19 мм составляет примерно 400 - 800 тонн в сутки.

Выход готовой продукции - в зависимости от производимого ассортимента - составляет от 80 до 85%.

Профиль производства: листовое стекло толщиной 3 - 19 мм.
Максимальный размер листов стекла: 3.210 x 6.000 мм.
Производительность: 400, 600, 700, 800 тонн в сутки (или иная производительность).

Оборудование для производства флоат-стекла состоит из следующих основных объектов.

- Склад сырьевых материалов.
- Склад стеклобоя и участок переработки стеклобоя.
- Шихтосмесительная установка с высотными сило.
- Ванная печь.
- Участок флоат-расплава.
- Линия резки, складирования и отгрузки стекла.
- Система возврата стеклобоя.

Для эксплуатации стеклозавода необходимы ещё и следующие объекты.

- Заводское сооружение для снабжения производства электроэнергией.
- Распределительная станция.
- Батарейная установка (USV).
- Ремонтная мастерская.
- Пожарный водоём.
- Высотный резервуар воды.
- Производство азота.
- Производство водорода.
- Установка обратного охлаждения для H2 и N2.
- Резервуары для H2 и N2.
- Смесительная станция для смешивания H2 и N2.
- Котельная.
- Производство сжатого воздуха.
- Циркуляция охлаждительной воды, включая установку охлаждения.
- Административное здание (офисы).
- Склад древесины.
- Склад SO2.
- Лаборатория.
- Дымоотводная труба.
- Склад запасных частей.
- Установка рекуперации тепла.
- Склад транспортировочных ящиков и мастерская.
- Площадка для хранения контейнеров.

Короткое описание оборудования.

Шихтосмесительная установка.

Установка подготовки шихты, взвешивания, смешивания и дозировки конципирована в виде линии, расположенной в один ряд.
Для основных сырьевых материалов (т.е. для песка, соды и доломита) предусмотрено по два суточных бункера, а для всех остальных видов сырья - по одному бункеру.
На пневматически загружаемых бункерах расположены фильтры. Контроль за минимальным и максимальным уровнями наполнения бункеров осуществляется автоматически, посредством уровнемеров.
Специальные вспомогательные соскабливающие приспособления способствуют улучшеннию разгрузки сырьевых материалов из бункеров. Для каждого вида сырья имеются отдельные контейнерные весы. Дозировка весов в случае песка осуществляется посредством дозировочного желоба, а в случае всех остальных сырьевых материалов - посредством дозировочных шнеков.
После взвешивания, сырьё разгружается на сборный конвейер, транспортирующий сырьевые материалы в шаржировочный смеситель.
Все места, где возникает пыль, оснащены локальными пылесборными установками, а собранная пыль возвращается в производственный процесс в качестве сырья.
После прохождения через смеситель, шихта подаётся по дозировочному жёлобу на транспортную установку. Стеклобой добавляется к шихте в соответсвующей пропорции, слоями, непрерывным потоком.



Стекловарительный агрегат.

Для варки стекла предусматривается регенеративная печь с поперечным пламенем, обогреваемая природным газом.
Стекловарительная ванная состоит из следующих составных частей.
- Загрузочная часть.
- Варочная часть.
- Зона отстоя с дополнительной гомогенизацией.
- Зона гомогенизация.
- Зона охлаждения.
- Канал перелива.

Далее, в комплектацию печи входят также и следующие части.
- Регенераторы в качестве секционных камер.
- Канал отходящих газов с дымоходной трубой.

При подборе применяемых в печи огнеупорных материалов принимаются во внимание все имеющиеся на сегодняшний день знания и опыт в области оптимальной кладки и изоляции флоат-печей, с учётом максимальной экономии энергии и максимального срока службы печи.
Для укладки предусматривается специальная машина.

Система управления и контроля предусматривает полностью автоматический режим работы стекловарильного агрегата. Сенсоры этой системы автоматически измеряют значения температуры, давления и расходуемые объёмы.
Все технологические параметры регулируемого процесса производства обычно устанавливаются на предельные значения, контролируются и регулируются автоматически. При превышении предельных значений срабатывает предупре-дительная сигнализация.

Система управления процессом варки стекла предназначена для автоматического управления процессом, для контроля, для предупреждающей сигнализации, а также для регистрации (записи) всех важных данных процесса производства. Производственные данные записываются на носителях информации и архивируются.
Для избежания неоднородности стекла, в зоне между участком отстаивания и участком охлаждения предусматривается установка гомогенизации.




Ванна расплава.

Стекломасса, выходящая из секции отстаивания варочной установки, посредством сливного канала поступает в ванну расплава. Стальной корпус всей ванны расплава опирается на отдельные опоры и поэтому зависим от конструкции здания. Футеровка ванны должна быть выполнена специальными огнеупорными материалами.
В этой огнеупорной ванне находится жидкое олово, по которому протягивается полотно стекла, осуществляя этим основной формующий элемент флоат-процесса.

Для установки трансформаторов электрического обогрева ванны и для крепления навеса из огнеупорных материалов над ванной, применяется стальная опорная конструкция по всей длине ванны.
С обеих сторон ванны расплава находятся различные приспособления, применяемые в зависимости от толщины изготавливаемого стекла и от применяемого способа протягивания.
В ванне имеется возможность изготавливать любую толщину стекла в пределах от 2 до 12 мм.
Контроль и управление производственного процесса стекловарильного агрегата и ванны расплава осуществляется с центрального пульта управления.



Канал охлаждения.

Канал охлаждения предназначен для охлаждения бесконечного полотна стекла и расположен непосредственно после ванны расплава. Полотно стекла транспортируется на стальных роликах.
В зависимости от применяемой технологии, канал охлаждения разделяется на отдельные зоны по всей длине канала.

На входе в участок охлаждения расположены обогревательные батереи для не-посредственного подогрева полотна стекла. Обогревательные батереи расположены снизу и сверху полотна стекла. На этом участке температура стекла поддерживается на постоянном уровне.
Привод осуществляется двигателями постоянного тока. На передаточном вале расположен привод трёхроликового разгрузочного устройства. Первые ролики регулируемые по вертикали к исходной высоте. Вся длина канала охлаждения подразделяется на корпусные секции. Для посредственного охлаждения стекла применяются воздуходувные сопла.
Опоры корпуса располагаются частично на рельсах. Сквозь смотровые окна имеется возможность наблюдать за полотном стекла.


Линия резки стекла.

Линия резки стекла расположена непосредственно после канала охлаждения. Компенсация полотна стекла (по причине перепада температуры) между обоими технологическими участками (т.е. канала охлаждения и линии резки) осуществляется при помощи роликового конвейера.

В цеху резки осуществляются: оптимированный раскрой, дополнительная обработка, сортировка, штабелирование, упаковка и складирование готовых листов флоат-стекла, а также погрузка готовой продукции на транспортные средства.

Вырезание больших форматов (PLF), а также средних форматов (DLF) осу-ществляется на главной машине разрезания, а надламывание посредством главного надламывающего вала и подрезание кромок - посредством моста продольной резки.

Посредством специального контрольного аппарата распознаются внутренние дефекты стекла и листы автоматически отсортировываются на годные, частично годные и бракованные. Из частично годных листов вырезаются годные части, согласно заданной программе оптимирования.

Для непрерывного удаления отходов стеклобоя от производственной линии, предусмотрена автоматическая система ленточных конвейеров и транспортёров.

При стартовом запуске производства или при аварийном сбое, имеется возможность посредством системы аварийной резки транспортировать стекло посредством роликового конвейера со стрелочным переводом к дробилке стекла и направлять щебень на слад стеклобоя.

На линии резки стекла возможно реализовать следующую программу резки флоат-стекла.
- Резка больших форматов (PLF): длина до 6.000 мм, ширина нетто: 3.210 мм.
- Резка средних форматов (DLF): длина: произвольная, ширина нетто: половина ширины ленты стекла.

Для изготовления нестандартных форматов, желаемых заказчиком, возможно располажить режущие аппараты за главным мостом резки, если это необходи-мо, или разрезать из больших форматов (PLF) более мелкие форматы на отдельных столах резки.

Возврат битого стекла на склад стеклобоя.

Бой листового стекла, возникающий на линии резки, передается из бункеров дробления посредством вибрационных желобов на накопительный конвейер и по наклонному конвейеру транспортируется дальше в загрузочный бункер (т.н. переливочный бункер) склада стеклобоя.
Другой наклонный конвейер транспортирует стеклобой, возникщий на аварийной дробилке, в тот же загрузочный бункер.
Посредством системы ленточных конвейеров измельчённый стеклобой от дробилки может транспортироваться непосредственно от линии резки или со склада стеклобоя в сило стеклобоя шихтосмесительной установки.
Все места, где возникает пыль, оснащены локальными пылеулавливателями, а накопленная стекляная пыль снова возвращается в производственный процесс в виде сырья.

Центральный пульт управления.

По причине жёсткой связи между отдельными технологическими этапами поточного производственного процесса изготовления флоат-стекла, необхо-дима централизация технологического контроля за процессами варки, фор-мовки, охлаждения и резки, а также технологического участка снабжения производства энергоносителями и сырьём.

Некоторые важные узлы различных технологических этапов, таких как приготовление шихты или линия резки стекла, оснащены своей локальной системой управления, однако передают производственную информацию на центральный пульт управления обслуживающему персоналу для контроля.

На центральном пульте управления создаются три секции контроля, которые отвечают за качественную варку, формовку и охлаждение флоат-стекла, а также за надлежащее снабжение производственного процесса необходимыми энергоносителями и сырьевыми материалами.
С этого места имеется возможность задавать все желаемые параметры для многочисленных регулировочных контуров, а также контролировать текущие параметры производства.

Все регулирующие инструменты расположены в шкафах системы управления и легко доступны для операторов. Здесь контролируются все измеряемые параметры, установленные на оптимальный режим производства, а в случае выхода за оптимальные параметры – автоматически подаётся предупредительный сигнал.
Центральная система аварийной сигнализация обеспечивает обслуживающему персоналу оптимальный обзор всего комплекса технологических процессов.
Все сбои или отклонения от заданных параметров автоматически регистрируются в протоколах.

Все важные вентиляторы, насосы и т.д. имеются в наличии в двойном коли-честве, т.е. при сбое в работе одного из агрегатов, автоматически приводится в действие резервный агрегат. При этом на пульте управления включается сигнальное сообщение от точки сбоя о необходимости ремонта или замены вышедшего из строя агрегата.
Всё производство обычно работает полностью в автоматическом режиме.

Снабжение энергоносителями и сырьевыми материалами.

Для поточной и надлежащей эксплуатации флоат-производства требуются различные энергоносители и сырьевые материалы, т.к.: электроэнергия, природный газ, сжатый воздух, вода технологическая, вода охладительная, водород, азот, диоксид серы и т.д.

Электроэнергия.
Снабжение поточного производства стекла электроэнергией должно осуществляться с высокой степенью надежности. Для этого необходимо организовать подачу электроэнергии на завод через две независимые друг от друга системы электроснабжения.
Во избежания повреждений отдельных узлов оборудования, необходимо установить установку аварийного электроснабжения (дизельные агрегаты), для поддерживания работы некоторох установок в случае сбоя в сети электроснабжения.
Особо важные узлы производственного процесса оснащены системой бесперебойного снабжения электроэнергией („USV“), с целью преодолеть время, необходимое для старта аварийной подачи электроэнергии от дизельных электрогенераторов (например: для систем управления и регулирования, для приводов канала охлаждения стекла, для аварийного дробителя стекла и т.д.).

Сжатый воздух.
Большому числу узлов и компонентов оборудования необходим сжатый воздух, к которому в большинстве случаев предъявляются высокие требования. Главными потребителями сжатого воздуха являются: пневматическая регулировочная арматура, измерительные и регулировочные инструменты, требующие продувки и охлаждения, а также элементы линии резки стекла, работающие при помощи сжатого воздуха.

Природный газ.
Природный газ преимущественно применяется в виде топлива для отопления
стекловарочного агрегата. Снабжение природным газом должно осуществляться также с высокой степенью надежности.
Альтернативно здесь также может применяться и другой вид топлива, например, дизельное топливо, сжиженный газ (пропан/бутан) или мазут. В тех местах, где поточное снабжение природным газом по каким-либо причинам может быть проблематичным, вышеуказанные прочие виды топлива могут быть применены для аварийного снабжения беспрерывного производственного процесса в случае сбоя в системе снабжения природным газом

Вода технологическая / Вода охладительная.
Вода применяется преимущественно для охлаждения. Основными потребителями воды являются те части оборудования, которые размещаются в горячей зоне производственного процесса (т.е. стекловарительный агрегат, ванна расплава и т.п.), а также компоненты, приспособления и измерительные приборы линии, расположенные в этой зоне.

Снабжение охладительной водой также должно осуществляться бесперебойно. Такой режим обеспечивается либо с помощью напорного резервуара, который может предоставить необходимый объём воды до срабатывания аварийного снабжения электроэнергией, или с помощью установки „USV“ (бесперебойное электроснабжение), которая снабжает электроэнергией потребителей (насосы, охладительные башни и т.д.) вовремя перехода на аварийное электроснабже-ние.
Система воды охлаждения работает в замкнутом цикле, т.е. расход воды полу-чается только за счёт испарения и за счёт замены воды, которая насытилась
солями.

Водород.
Водород применяется для изготовления защитного газа и должен быть высокой степени чистоты. Защитный газ применяется в ванне расплава, где доля водорода должна связывать проникающий кислород и, тем самым, предотвращать окисление олова.

Водород поставляется либо в газообразном виде в грузовых цистернах и пред-варительно хранится в напорных резервуарах, либо производиться на месте, на одной из относящихся к заводу производственных установках в необходимом для производства объёме, путём гидролиза.

Возможно также применение сжиженного водорода. Установки для производства сжиженного водорода обычно располагаются на территории завода и эксплуатируются либо поставщиком технических газов и изготовленный на месте газ продается непосредственно пользователю флоат-оборудования, либо производитель стекла эксплуатирует эту установку сам.

Азот.
Азот применяется в качестве второго компонента к изготовлению защитного газа (а также для прочего применения) и должен быть также высокой степени чистоты.
Азот в защитном газе образует газ-носитель для водорода. Производство азота осуществляется при помощи криогенной воздухоразделительной установки. Эксплуатация этой установки происходит аналогично установке по производству водорода.
В смесительной станции (рядом с ванной расплава) азот и водород смешиваются и подаются в ванну расплава. Соотношение обоих газов регулируется, с учётом фактически необходимой минимальной дозы водорода в ванне расплава.

Диоксид серы.
Диоксид серы впрыскивается в небольших количествах непосредственно после ванны расплава на нижнюю сторону ленты стекла. Благодаря химической реакции частиц стекла с диоксидом серы, на нижней поверхности стекла образуется защитный слой, который защищает ленту стекла от больших механических нагрузок при контакте со стальными роликами канала охлаждения.
Диоксид серы обычно хранится в баллонах или в бочках и дозируется в производственный процесс по мере надобности.

Проектирование строительства и строительные услуги.

Для надлежащей эксплуатации флоат-оборудования необходимо возвести следующие строительные сооружения.

- Шихтососмесительный цех, включая склады для сырья и стеклобоя.
- Цех ванной печи, цех флоат-установки с участками варки стекла, ванны
расплава, зоны охлаждения, а ткже цех для резки стекла.
- Здания для технических установок (для установки производства азота, для
установка производства водорода, для установки воды охлаждения с
насосной станцией и резервуаром воды охлаждения, для газо-регулирующей
станции, для удаление стеклобоя с отводным каналом и складом для
стеклобоя, а также для дымоотводной трубы с высотным резервуаром воды).
- Технические сооружения для установок аварийного электроснабжения,
компрессорных установок, мастерских и складских помещений для
технического обслуживания.
- Комплекс складских помещений с транспортировочным отделом.
- Административное здание, включая сооружения для выполнения задач по
управлению, наблюдению и контролю за изготовлением стекла, а также
сооружения для погрузки и отгрузки готовой продукции.
- Внешние инфраструктуральные сооружения (т.е. улицы, дороги и площадки,
рельсовые пути для привязки к железной дороге, ограждение завода и
озеленение.
- Сооружения для снабжения завода сырьём и энергоносителями, такими как
электрический ток, природный газ, питьевая вода, вода для охлаждения,
технологическая вода, дождевая вода, а также для систем коммуникации и
связи.
- Оснастка стройплощадки со всеми необходимыми принадлежностями,
необходимыми для надлежащей эксплуатации крупной стройплощадки.

Проектирование строительсва.
- Проектный менеджмент и координирование.
- Планирование объектов, включая услуги по наблюдению за строительством.
- Услуги, связанные с инженерными строительными конструкциями и плани
рованием путей сообщения.
- Проектирование несущих конструкций.
- Техническое оборудование (внутриплощадочная техника).
- Услуги по проектированию ландшафта.
- Услуги по строительной физике и звукозащите.

Проектирование оборудования.
- Проектирование объёма поставки (проектирование шихтосоставного
оборудования, оборудования стекловарения, оборудования технологии
обработки стекла и т.д.).
- Проектирование местных поставок, выполняемых заказчиком.

В зависимости от возможностей местных поставок выполняемых заказчиком, данная часть проектирования включает в себя следующее: данные по технологическому процессу, по местам подачи материалов и подключению электроэнергии, по проектированию и исполнению строительных работ, по вспомогательному и дополнительному оборудованию.

По стальным конструкциям, выполняемым заказчиком, поставляеется следующее: проектные чертежи (со всеми системными и монтажными размерами, со всеми размерами профилей (профили по стандарту DIN), рекомендации по оформлению подсоединений, список материалов, статические расчёты в соответствии с предписаниями ЕС с применением стандиртизованных обознпачений и формул.

Поставка оборудования и услуг.
- Поставка оборудования по паритету EXW, FCA или CIP.
- Менеджмент проекта.
- Техническая реализация проекта.
- Шеф-монтаж оборудования.
- Пуско-наладочные работы.
- Инструктаж обслуживающего персонала заказчика.


Упрощённая схема технологического процесса: