СССР 1964-2020. Освобождение России

Глава 27. Виртуальная экскурсия по заводу.

Преподаватель предложил посмотреть процесс производства листового стекла методом плавающей ленты. Надели шлемы, компьютерные перчатки и оказались в сквере на территории большого завода. Преподаватель сказал:

-- У нас основным сырьем для производства листового стекла является битое условно бесцветное стекло, которое везде собирается в специальные контейнеры, зеленое и коричневое стекло перерабатывают на бутылки. Но довольно большое количество для производства стекла идет и природного сырья. Стеклобой поступает напрямую в основной цех, а из природного сырья в составном цехе приготавливается смесь, называемая шихта. Сейчас мы пройдем в составной цех и посмотрим, как обрабатывается и смешивается сырье.

В цеху преподаватель сказал, что основными видами природного сырья для производства стекла являются кварцевый песок, доломит и кальцинированная сода, также добавляются мел, полевой шпат, сульфат натрия, в очень малых количествах уголь. Оксид кремния (кремнезем) вводится кварцевым песком, оксид натрия кальцинированной содой, оксиды магния и кальция вводятся доломитом. Мел добавляют с целью стабилизации содержания оксида кальция в стекле, так как соотношение оксидов магния и мела в доломите в различных партиях немного отличается, и чтобы скомпенсировать эти колебания, рассчитан состав стекла так, что оксида кальция в доломите немного не хватает для данного состава стекла, и нехватка вводится мелом, количество которого варьируется с целью полной компенсации колебания состава доломита. Полевой шпат используют для введения глинозема, примесь которого очень мешает кристаллизации стекла. Смесь сульфата натрия и угля используются для облегчения удаления пузырьков газа из расплава стекла, правильно именуемого стекломассой. Доломит и кварцевый песок привозили в вагонах насыпью, а соду, мел (отход иного химического производства), полевой шпат, сульфат натрия и уголь в огромных бумажных мешках. Таня обратила внимание на то, что доломит и песок имели светло-серый цвет, песок был мелкий, но не пылеватый как плывун, и очень однородный состав по размеру частиц. Спросила, почему не используют чистенький речной желтый песок. Преподаватель объяснил, что есть болотная железная руда желтого цвета, называющаяся лимонит. Почти в чистом виде эта руда иногда встречается в болотах, но в качестве примеси очень широко распространена. Весь желтый песок, желтый мел, и желтый доломит окрашены именно примесью лимонита. А железо является самой распространенной вредной примесью в стекле, и именно железо окрашивает стекло в зеленый цвет. А вот коричневые бутылки окрашены именно элементарной серой из-за чрезмерного восстановления сульфата натрия, который обычно переходит благодаря примеси угля в оксид натрия и диоксид серы.

В цеху обычно только песок и доломит проходят сушку в сушильном барабане, остальное сырье уже высушенное, и потому в мешках. Зимой еще мерзлый песок перед сушкой дробят. Доломит на самом месторождении дробят. Потом все сырье дополнительно просеивают и прогоняют через магнитный сепаратор для отделения от случайных частиц железа, потом поступает сырье в бункера с весами на автоматической линии. Далее на автоматической линии автоматически взвешиваются очень точно порции сырья, и эти порции перемешиваются в смесительных установках до как можно более однородной массы под названием шихта, для устранения пыления добавляется немного воды. Партии шихты поступают на ленточные конвейера и по конвейерам через галерею поступают в бункера загрузки стекловаренной печи, в эти бункера также поступает битое стекло как привезенное, так и брак продукции. Битое стекло только дробится на умеренно крупные куски и проходит через магнитный сепаратор.

Группа прошла по цеху, посмотрела на сушильный барабан, автоматические сита под ленточными конвейерами, потом прошла около линии дозировки сырья и прошла к смесителю. Преподаватель открыл крышку, и все увидели внутренне устройство смесителя. Это был цилиндр, в котором вращалась внутри крестовина, на каждом конце крестовины вращалась балка как пропеллер, а на концах балок были закреплены вращающиеся валы с лопастями, перемешивающие сырье. Спросила Грета, почему не используют смесители непрерывного действия вместо таких, как увидели, смесителей периодического действия. Преподаватель ответил, что система периодического действия намного точнее выдерживает равномерность и точность состава шихты и стекла. Только для жидких и газообразных веществ просто использовать непрерывное смешивание. Для сыпучих тел выгоднее и точнее использование периодического смешивания и дозировки. Попытки создания точных непрерывных систем себя не оправдали или по точности, или из-за высокой цены для моделей с допустимой погрешностью. В основной цех прошли по галерее, хотя, в модели было предусмотрено и перемещение через поверхность земли.

Попали на систему переходов, галерей и конвейеров. Оказались близко к высокому потолку длиннющего цеха. Преподаватель рассказал, что в реальности летом на галереях над печью жарко, как в сауне, а зимой 20-30 градусов тепла. Показал на длинное строение внутри цеха из керамических огнеупорных блоков и сказал, что это стекловаренная печь, мощностью свыше тысячи тонн стекла в сутки, площадь поверхности расплава почти тысячу квадратных метров. Данная печь была смешанного обогрева, газоэлектрическая. В качестве газа использовался водород, получаемый из воды электролизом на территории завода. Трубы не было видно над печью, но преподаватель сказал, что продукты горения через регенератор внизу выходят к дымовой трубе по расположенному внизу каналу. Там, где они зашли в цех, загрузчики тонким слоем пропихивали сыплющуюся из бункеров шихту и стеклобой в торцевую стенку печи.

Показал экскурсовод на комнату рядом с печью и сказал, что там операторы с помощью видеокамер в печи по экранам наблюдают за процессами производства стекла. Там же система управления процессом расположена. Преподаватель сказал, что благодаря тому, что это виртуальная экскурсия, можно напрямую увидеть процессы в печи и что-то переключил. Все поднялись к печи и прошли сквозь стенку печи. Оказались в длинном сводчатом помещении, заполненном вязкой желтой полупрозрачной жидкостью. Сырье плавилось, пузырилась вся масса стекла, медленно пузырилась и перемешивалась. Сверху по поверхности расплава слались огромные языки пламени из горелок, водород для горения снизу через горелку и сверху кислород через короткий горизонтальный керамический тоннель поступали с одной длинной стороны печи и, продукты горения вылетали в такой же керамический горизонтальный тоннель с другой длинной стены печи. Не такие потоки пламени, как из газовой обычной горелки или реактивного двигателя грели стекло сверху, а языки пламени как в костре, только горизонтальные, грели расплав сверху. Кроме того, на дне печи были установлены керамические электроды, греющие стекломассу снизу.

Вся эта масса стекла медленно вытекала через широкий проход в другую часть печи, где немного охлаждалась, дополнительно перемешивалась и выравнивалась по температуре. Уровень расплава в обоих частях печи был одинаковый. Но в дальнем конце печи водопадом по керамическому лотку стекломасса выливалась в другое помещение на расплав серебристого цвета. Преподаватель рассказал, что это расплав сверхчистого олова, а состав атмосферы в помещении строго контролируется и состоит из смеси сверхчистого азота и водорода, допускается содержание паров воды и углекислого газа не более одной тысячной процента, а кислорода еще меньше в два раза. В этом помещении расплав стекла медленно растекался по расплаву олова. Лужа стекла зубчатыми шестернями на валах, входящих в помещение из продольных стенок, растягивалась в бесконечную ленту, которая вытягивалась в дальний торец помещения по отношению к печи, все время остывая. Дальше лента попадала в печь отжига, где остывала достаточно медленно для снятия напряжений в стекле до нужного уровня. Между печью отжига и ванной вытягивания ленты специальным роликом с огнеупорной тканью счищались редкие частицы окислившегося олова. Преподаватель рассказал, что на старых машинах вертикального вытягивания стекла и отжиг был плохой, и стекло намного более волнистое получается, то есть перепады толщины имеются, искажающие изображение, да и на стеклопакеты такое стекло непригодно. А неотожженное стекло нельзя нормально резать. Ни алмазной циркулярной пилой с водяным охлаждением, ни стеклорезами его невозможно качественно порезать, потому что такое стекло без качественного отжига из-за неснятых напряжений раскалывается непредсказуемым образом при попытке порезать. Отожженное стекло легко алмазной пилой режется с обильным водяным охлаждением, даже можно с водяным охлаждением дома на наждачном кругу резать.

Далее после печи отжига бесконечная лента стекла на роликовом конвейере ползла на участок резки на форматы. По пути делал на ленте поперечные надрезы автоматический стеклорез. Причем линия реза шла наискосок ленты со строго рассчитанным углом реза и скоростью стеклореза так, что в итоге надрезы были строго перпендикулярны оси ленты стекла. Отклонение от перпендикуляра линии реза было меньше миллиметра при ширине непрерывной ленты стекла пять метров. После этого лента с надрезами наползала на ролик, установленный немного выше других, и на ролике по надрезам откалывались листы стекла и позли на участок резки на форматы и упаковки. Там предварительные листы присосками автоматически укладывались на столы. На участке резки вырезались стеклорезами на столах листы стекла заданных размеров и упаковывались. Битые листы и края ленты со следами шестерен шли на переплавку.

- Вот самое основное вам и рассказал", - сказал преподаватель и вышли из системы. - Есть и другие такие экскурсии.

Вся экскурсия заняла чуть больше часа. Поблагодарили и пошли посмотреть, как на улице проводят физкультуру.