Стеклоплавильные аппараты двустадийного получения стекловолокна из стали 20
Стеклоплавильные аппараты для двустадийного получения стекловолокна из стали 20 — это фильерные питатели и платиновые узлы, в которых элементы конструкции, работающие вне прямого контакта с расплавом, изготовлены из конструкционной качественной стали 20 (ГОСТ 1050). Двустадийная схема предполагает раздельное плавление стекломассы в варочном бассейне и последующую гомогенизацию в питателе, поэтому корпусные и несущие детали аппарата испытывают постоянные тепловые нагрузки, но не контактируют с агрессивным расплавом стекла.
Конструктивное исполнение и роль стали 20
В двустадийном аппарате сталь 20 применяется для рамных конструкций, фланцев, кронштейнов крепления фильерных пластин, элементов системы токоподвода и кожухов тепловой изоляции. Материал сохраняет прочность до 350–400 C, что соответствует температуре наружных зон питателя при рабочей температуре стекломассы 1150–1250 C внутри платинородиевого узла.
- Рамы и опорные плиты питателя — сварные и болтовые соединения по ГОСТ 1050
- Фланцы крепления фильерной пластины — механическая обработка до Ra 3,2
- Кронштейны токоподводящих шин — изоляция от корпуса
- Кожухи тепловой изоляции — защита от конвективных потерь
- Элементы системы натяжения — регулировка положения фильеры
Технические параметры стали 20 в составе аппарата
| Параметр | Значение | Условие | Единица | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Предел текучести | 245 | 20 C | МПа | ГОСТ 1050 |
| Предел прочности | 410 | 20 C | МПа | ГОСТ 1050 |
| Относительное удлинение | 25 | 20 C | % | ГОСТ 1050 |
| Твёрдость | 156–197 | HB | — | ГОСТ 1050 |
| Рабочая температура | до 400 | длительно | C | — |
Условия эксплуатации в двустадийном процессе
При двустадийном получении стекловолокна варочная часть и питатель работают независимо, что снижает тепловую нагрузку на стальные элементы по сравнению с одностадийными аппаратами. Сталь 20 в составе рам и фланцев подвергается циклическому нагреву при пуске и остановке питателя, поэтому критично соблюдение режимов термообработки сварных швов и контроль остаточных напряжений.
- Стекловаренные печи непрерывного действия — производство ровинга и комплексных нитей
- Линии получения штапельного волокна — питатели с числом фильер 200–1200
- Установки производства стеклосетки — двустадийная схема с гомогенизацией
- Агрегаты для базальтового и стеклянного волокна — комбинированные питатели
Технологические требования
Сталь 20 поставляется в виде листа, сортового проката и поковок. Для деталей питателей применяют нормализацию или улучшение. Сварные конструкции проходят контроль по ГОСТ 3242. Контакт стали 20 с расплавом стекломассы не допускается — для этого используются платинородиевые сплавы ПлРд-10 или ПлРд-7.
Вопросы и ответы
Почему в стеклоплавильных аппаратах применяется именно сталь 20?
Сталь 20 обеспечивает сочетание достаточной жаропрочности до 400 C, технологичности сварки и низкой стоимости для несущих элементов, не контактирующих со стекломассой.
Какие элементы аппарата нельзя изготавливать из стали 20?
Фильерные пластины, питательные сосуды и элементы, контактирующие с расплавом, изготавливаются из платинородиевых сплавов. Сталь 20 применяется только для несущих и вспомогательных конструкций.
Какой прокат стали 20 используется для рам питателей?
Применяется лист по ГОСТ 19903, сортовой прокат по ГОСТ 2590 и поковки по ГОСТ 8479 в зависимости от габаритов и нагрузок конкретного узла.
Требуется ли термообработка сварных конструкций из стали 20?
Да, для ответственных сварных рам и фланцев рекомендуется нормализация или высокий отпуск для снятия остаточных напряжений и стабилизации структуры.
