Рассматривая вопрос о непрерывном вспенивании ленты пеностекла, остановимся на схемах, рекомендуемых зарубежными специалистами. Среди них представляют интерес установки для получения пеностекла методом плавающей ленты (рис. 1. 17 и 1. 18).

Согласно работе [21], листы пеностекла толщиной в несколько сантиметров целесообразно получать спеканием и последующим вспениванием пенообразующей смеси на горизонтальной поверхности расплавленного металла, который находится в ванне с неокислительной атмосферой (рис. 1. 17). Регулирование ширины ленты пеностекла осуществляется двумя продольными бортами, выполненными из не смачиваемого стеклом материала. В начале ванны пенообразующая смесь вспенивается, затем при дальнейшем продвижении лента пеностекла постепенно охлаждается, затвердевает и, наконец, вытягивается с поверхности расплава в отжигательную печь, в которой пеностекло затвердевает окончательно. Другой вариант [22] получения пеностекла методом плавающей ленты заключается в том, что на поверхности расплавленного металла сначала вытягивают ленту обыкновенного стекла, на которую после некоторого продвижения ее вперед через отверстие в своде насыпают слой пенообразующей смеси (рис. 1. 18).

Рис. 1.17. Схема получения пеностекла методом плавающей ленты

Рис. 1.17. Схема получения пеностекла методом плавающей ленты [21]: 1 — ванна для расплава металла; 2 — расплав олова или сплав олова; 3 — верхний уровень расплава металла; 4 — торцовые стенки ванны; 5 — загрузочное отверстие; 6 — отверстие для вытягивания ленты пеностекла; 7 — подсводное пространство; 8 — свод бассейна; 9 — разделительная стенка; 10 — трубопровод для подачи инертных газов в зону вспенивания; 11— регуляторы подачи газов; 12 — каналы для подачи инертных газов; 13 — нагреватели; 14 — боксы для охлаждения ленты пеностекла; 15 — печь отжига; 16 — входное отверстие печи отжига; 17 — терморегуляторы; 18 — емкость для пенообразующей смеси; 19 — пенообразующая смесь; 20 — ленточный транспортер; 21 — выравнивающий валик; 22 — слой пенообразующей смеси; 23 — начало вспенивания ленты пеностекла; 24 — вспененное пеностекло в виде ленты; 25 — вращающиеся ролики; 26 — приводные ролики для транспортировки ленты пеностекла.

Лента, состоящая из слоя стекла и сплавившегося с ним слоя пеностекла, при дальнейшем продвижении вперед по поверхности расплавленного металла охлаждается и затвердевает. В полученном таким способом листовом материале слой пеностекла высотой 20 — 60 мм прочно соединен с подложкой из плотного стекла толщиной до 8 мм.

Следует заметить, что в обоих случаях толщина ленты пеностекла небольшая, всего лишь несколько сантиметров. И это не случайно. Во-первых, основное количество тепла, необходимое для вспенивания, можно подвести больше снизу без ущерба для структуры пеностекла, что в случае размещения нагревателей в расплаве металла более легко выполнимо. Во-вторых, значительно упрощается режим вспенивания, поскольку в тонком слое изменение теплофизических свойств формирующегося пеностекла в меньшей мере отражается на процессе формирования его структуры. И наконец, переработка тонкого листового пеностекла на изделия менее трудоемка и более экономична.

Анализ литературных данных [1, 3, 18—22] и результатов исследования работы установок на Гомельском (АУП-1) и Саратовском (АУП-2) заводах позволяет сформулировать некоторые общие закономерности по данному вопросу.

Способ непрерывного получения пеностекла, несомненно, перспективен. Несмотря на отмеченные выше недостатки, он должен совершенствоваться в направлении конструктивного оформления тепловых установок. Основными причинами неудачного освоения установок такого типа являются отсутствие данных о закономерностях механизма формирования и развития структуры пеностекла, изменение деформационно-упругих свойств пеномасс на стадиях их стабилизации и отжига. Это подтверждается различием конструкций тепловых установок, предназначенных для вспенивания и формования ленты пеностекла. Только лишь по этой причине предложенные к внедрению установки оказались громоздкими, сложными в конструктивном оформлении и практически неработоспособными.

В связи с отсутствием данных об изменении реологических свойств пеномасс в зависимости от их структуры, давления газов внутри ячеек и температуры нет также единого мнения о характере температурной кривой вспенивания и формования пеностекла, конфигурации ленты и ее оптимальных линейных размерах по сечению. Литературные сведения по затронутым нами вопросам различны, а иногда противоречивы. Это является результатом различного рода допущений, положенных в основу расчетов при проектировании установок для непрерывного вспенивания пеностекла.

5. Анализ результатов изучения заводской технологии и задачи экспериментального исследования

Изучение общего состояния заводской технологии и систематизация полученных данных показали, что освоенная ранее в СССР технология производства пеностекла за последние 15—20 лет существенно не изменилась. Широкое распространение получил одностадийный способ производства пеностекла в туннельных печах с многоярусной садкой форм.

Обобщение результатов натурных исследований показало, что на конечные свойства пеностекла оказывают влияние, технологические параметры подготовки пенообразующих смесей, их состав и физико-химические свойства, определяемые условиями синтеза, теплообмен в дисперсной среде, пиропластическом спеке и пеностекле на различных стадиях его формирования, динамика фазовых превращений, обусловливаемая изменением реологических свойств расплава и его кристаллизацией, реакции взаимодействия между газообразователями и компонентами стекла, условия стабилизации структуры и отжига пеностекла и др.

Так, по данным различных исследователей, продолжительность подогрева пенообразующей смеси до температуры спекания может быть разной. Например, по данным, полученным при работе печи с одноярусной садкой форм на заводе «Автостекло», это время равно 70 мин [13]. Согласно данным чехословацкого патента № 92076 [23], время подогрева до той же температуры (690 °С) составляет 15 мин, а по данным патента США № 2544954 [24], подогрев до 760 °С и последующее спекание в интервале 760—880°С производятся в течение 40 мин. Э. О. Шульц [25] подогрев смеси производил в интервале 600—680 °С в течение 2 ч, но в работе [2] приводятся данные со ссылкой на Э. О. Шульца, по которым это время составляет 15 мин.

СТРАНИЦЫ: