無機非金屬材料工程畢業(yè)論文

年產(chǎn) 8000 萬輸液瓶 玻璃工廠設計（重點 原料系統(tǒng) ） 內(nèi)容摘要 本設計的任務是設計 年產(chǎn) 8000 萬輸液瓶廠原料系統(tǒng)的設計 ，設計共分六部分，內(nèi)容如下： 一、設計總論。包括課題的提出及設計內(nèi)容。 二、全廠平面設計。包括廠址的選擇及全廠平面圖的設計、運輸?shù)取?三、原料車間的設計。這部分內(nèi)容包括原料的種類、成分的確定、燃料、生產(chǎn)方法確定、物料平衡計算及原料的加工、儲存及設備選型。 四、熔制車間設計。此部分對玻璃池窯的工作原理、作業(yè)制度、池窯結構、池窯的熱工計算。 五、退火成型檢包車間設計。包括 成型設備選型及退火過程，設備選型及產(chǎn)品質(zhì)量檢測與包裝。 六、經(jīng)濟技術評價。 由此六部分對輸液瓶的整個生產(chǎn)過程進行了全面的設計。 關鍵詞： 輸液瓶； 原料車間； 行列機； 原料 Abstract The design is about a glass factory which could produce 85million Canning jar. The melting workshop is the core of the design. 1) Design introduction. It concludes suggestion of projects and the contents of designing. 2) The entire factory horizontal plan design. It is consisted the factory site choice, the entire factory horizontal plan design, transportation and so on. 3) Raw materials workshop design .This department includes the kinds of them, fuel, the analysis of component, the equilibrium of the mass, the process and storage of them and the model of the machine. 4) The design of the melting department. This part describes the work mechanism and system of the kiln, the structure of kiln and thermal calculation. 5) Materials forming and packeting workshop design. Mainly it includes the annealing process machine, model indetail, testing of the product and package. 6) Economic and technical appraisal. From six parts of the design, It describes the whole product on process of Canning jar the factory. Key words: Infusion bottle； Workshop materials； Line machine； Raw material 目 錄 第一章 總論 . 1 1.1 設計原則 . 1 1.2 玻璃發(fā)展史 . 1 第二章 全場平面圖的設計 . 3 2.1 總平面圖設計基本原則 . 3 2.2 廠址選擇及平面布置要求 . 4 2.3 工廠組成及平面布置要求 . 7 2.4 廠區(qū)劃分 . 8 2.5 運輸設計及廠區(qū)綠化美化 . 10 2.5.1 運輸方式的選擇 . 10 2.5.2 廠區(qū)綠化與美化 . 11 第三章 原料車間 . 13 3.1 概述及生產(chǎn)方法的確定 . 13 3.1.1 原料的確定 . 13 3.1.2 原料的選擇 . 15 3.1.3 原料產(chǎn)地的確定 . 16 3.1.4 燃料 . 16 3.2 生產(chǎn)方法的確定 . 16 3.2.1 產(chǎn)品的品種、技術要求和質(zhì)量標準 . 17 3.2.2 成型方法的確定 . 17 3.3 玻璃成分的設計和確定 . 18 3.3.1 玻璃成分的設計原則 . 18 3.4 物料的初步計算及物料平衡 . 19 3.4.1 玻璃中各種氧化物含量的確定 . 19 3.4.2 物料平衡計算 . 19 3.5 原料的儲存及加工 . 25 3.5.1 原料儲存 . 25 3.5.2 料倉的選擇與計算 . 27 3.5.3 原料的加工 . 27 3.6 加工設備選型 . 28 3.6.1 原料破粉碎的設備選型 . 28 3.6.2 配合料制備設備 . 29 3.6.3 收塵設備 . 29 3.7 配合料制備 . 30 3.7.1 配合料制備工藝要點 . 30 3.7.2 配合料制備工藝 . 30 第四章 熔制車間 . 31 4.1 玻璃的熔制過程 . 31 4.2 窯型的選擇 . 32 4.2.1 玻璃池窯分類 . 32 4.2.2 工作原理及作業(yè)制度 . 33 4.3 玻璃池窯結構設計 . 36 4.3.1 玻璃池窯的結構設計及熱工計算 . 36 第五 章 退火成型檢包車間 . 39 5.1 退火過程和退火制 度 . 39 5.1.1 退火過程 . 39 5.1.2 退火制度 . 39 5.1.3 退火窯分類計選型 . 41 5.2 機械設備 . 41 5.2.1 供料機 . 41 5.2.2 制瓶機 . 42 5.3 產(chǎn)品的檢測與包裝 . 43 5.3.1 產(chǎn)品包裝 . 44 第六章 經(jīng)濟技術綜合評價 . 45 6.1 經(jīng)濟財務分析 . 45 6.1.1 估計建設資金 . 45 6.1.2 估算產(chǎn)品生產(chǎn)成本 . 45 6.1.3 償還貸款能力 的分析和計算 . 45 6.1.4 經(jīng)濟效果評價及社會效益 . 46 致謝 . 47 沈陽化工大學學士學位論文 第一章 總 論 1 第一章 總論 1.1 設計原則 1、技術先進，符合國情，即著眼于目前，又要有長遠打算。 2、經(jīng)濟合理，工藝符合要求。 3、設備國產(chǎn)化，選型標準化、系列化。 4、提高自動化水平，改善工人勞動環(huán)境，降低工人勞動強度。 1.2 玻璃發(fā)展史 玻璃的工業(yè)生產(chǎn)已有很久的歷史。 20 世紀以來，玻璃工業(yè)隨著人民日常生活、文化藝術、交通運輸、房屋建筑等的巨大需要，以及玻璃制品在科學技術與國民經(jīng)濟各個部門的廣泛應用，而獲得極為迅速的發(fā)展，并且起著非常重要的作用。 玻璃之所以獲得這樣廣泛的應用，主要是由于它具有一系列可貴的性質(zhì)和優(yōu)良的使用價值；玻璃透明而質(zhì)硬；有很高的化學穩(wěn)定性；有一定的耐熱性；可以用各種各樣的成型方法和加工方法，制成各種形狀和大小 的制品。而且按照應用目的的不同，可以通過玻璃的化學組成的調(diào)整和改變，在很大程度上改變其性質(zhì)，從而適應各種不同的要求。此外，玻璃的主要礦物原料如石英砂、石英巖、石灰石、白云石、長石等分布極廣，易于獲得，這也是促使玻璃發(fā)展的主要原因之一；特別是對于工業(yè)玻璃的生產(chǎn)，這是十分有利的條件。 最初，人們在生活實踐中經(jīng)過不斷的摸索熱得出制造玻璃的方法；其后，隨著社會的向前發(fā)展，科學技術不斷提高，因而玻璃制造的客觀規(guī)律逐漸的為人們所了解和掌握，這才逐步提高了制造技術。另一方面，由于制造所需的燃料、原材料和機械設備隨著社會生 產(chǎn)力的發(fā)展而相應地改善，這就為玻璃制造業(yè)的發(fā)展鋪平了道路。 19世紀中葉，發(fā)生爐煤氣和蓄熱式窯爐已應用于玻璃的熔制；隨后，機械生產(chǎn)的方法也應用于玻璃的成型和加工；同時，化學工業(yè)所提供的純堿以及優(yōu)質(zhì)耐火材料如熔融石英、電熔莫來石和鋯質(zhì)耐火磚的出現(xiàn)，對玻璃工業(yè)起了巨大的促進作用。目前，玻璃的制造技術和科學理論都達到了高度的水平。 沈陽化工大學學士學位論文 第一章 總 論 2 作為玻璃主要產(chǎn)品之一的玻璃瓶罐是價廉物美的包裝材料之一，是生活中不可缺少的主要玻璃制品。作為包裝容器來說，玻璃瓶罐具有美觀、清潔、透明、化學穩(wěn)定性良好、易于密封、價格低廉、可多次周轉應用 以及原料豐富等優(yōu)點。在食品、制藥以及其他工業(yè)迅速發(fā)展的同時，迫切的需要大量價廉而質(zhì)優(yōu)的玻璃瓶罐。這樣便要求玻璃瓶罐的生產(chǎn)向著機械化、連續(xù)化和自動化的方向發(fā)展。國外某些先進工廠生產(chǎn)過程已基本達到了全部自動化的程度，在占用勞動力最多的檢驗和包裝部分也開始采用機械化和自動化的裝備。池窯的熔化能力，由于采用了耐高溫及耐侵蝕的幼稚高級耐火材料，以及廣泛地利用電氣加熱等技術措施，使熔化能力提高至每平方米每晝夜達2.6噸的指標。成型方面大量采用生產(chǎn)效率高的雙腔?；蚨嗲荒＃怪破繖C的機速最高能達到每分鐘 250個左右。玻璃瓶 罐造型設計的改進，生產(chǎn)工藝的精密控制與改進，以及保護涂料的應用，已將大部分瓶罐的重量較 30 年前降低了三分之一或更多。許多新的技術成就正逐步在生產(chǎn)中加以應用。 我國的玻璃工業(yè)是在全國解放以后才飛速發(fā)展起來的。解放后，玻璃工業(yè)在生產(chǎn)，科學研究和技術力量的培養(yǎng)等各方面都獲得了飛躍的發(fā)展。隨著玻璃工業(yè)發(fā)展的需要，已經(jīng)建立了許多大型玻璃企業(yè)，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，技術力量日益雄厚。許多玻璃制品不但在質(zhì)量上和產(chǎn)量上有了很大的提高，而且很多工廠不斷增添現(xiàn)代化設備，某些工廠已經(jīng)開始走上自動化的道路。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 3 第二 章 全場平面圖的設計 2.1 總平面圖設計基本原則 總平面設計應遵循的基本原則如下： 1、各建筑物（及構筑物和堆場）的相應位置應盡量符合生產(chǎn)工藝流程的要求，且使運輸線路為最短，以保證生產(chǎn)過程最經(jīng)濟，最合理地進行。 2、原料、燃料、半成品和成品的運輸應當是連續(xù)的短距離徑直前進，避免交叉和往返運輸。 3、在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，做到合理地節(jié)約用地，提高廠區(qū)利用系數(shù)和建筑系數(shù)。 4、建筑物、構筑物的外形應滿足簡單規(guī)則，布置緊湊，以便使廠區(qū)達到最大限度。 5、適當?shù)貏澐謴S區(qū)，將廠區(qū)劃分成多個地段。廠內(nèi)行人來往的道路距離應最短，并盡 可能不與貨運路線相交叉，特別是在工作緊張和行人往返較多的地段內(nèi)。 6、輔助車間及倉庫應盡可能地配置于靠近它所服務的主要車間的地段，動力設施應盡量近于或深入負荷中心。 7、布置建筑物時應考慮日照方位及主導風向，應保證室內(nèi)天然采光，自然通風及防止日照輻射的侵入，盡量使大多數(shù)廠房向陽背風避免煙塵瓦斯等。 8、必須根據(jù)工廠的發(fā)展，預先考慮工廠將來擴建的可能性，以使用最少的投資，在不影響現(xiàn)有工廠的正常生產(chǎn)，不破壞原有總平面圖的基本精神和不拆毀原修建的較大型建筑物的條件下達到擴建的目的。 9、布置廠區(qū)的建筑物和構筑物必 須考慮地形起伏條件、工程地質(zhì)條件和水文條件，把主要建筑物、構筑物布置在條件好的地段。這樣能保證用少量的建筑投資達到較好的建筑質(zhì)量。 10、工廠的布置應使廠內(nèi)外鐵路、公路、動力線路、衛(wèi)生工程線路和本地的其他設施的連接合理，工廠與住宅區(qū)的聯(lián)系應當方便。 11、易燃和可燃材料及燃料倉庫必須設置在生產(chǎn)建筑物或構筑物的下風向方位。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 4 12、工廠總平面應有合理的建筑藝術，各建筑物、構筑物應考慮與周圍建筑物及地形相配合，外觀輪廓應系統(tǒng)化。合理地布置廣場及美化設施，使工廠成為一個建筑藝術的整體。 2.2 廠址選擇及平面布置要 求 (一 )廠址選擇 廠址選擇是基本建設中的一個重要環(huán)節(jié)，是一項政策性和技術性都很強的綜合性工作。廠址選擇是否得當，不僅影響工程項目的建設投資、建設進度，而且對工廠建設后企業(yè)的生產(chǎn)條件和經(jīng)濟效益都有著決定性影響。因此必須嚴肅認真對待這一工作。 廠址選擇必須認真貫徹基本建設的各項方針政策。要貫徹既有合理的工業(yè)布局，又要節(jié)約用地和有利生產(chǎn)、方便生活的原則。要根據(jù)當?shù)刭Y源、燃料供應、電力、水源、交通運輸、工程地質(zhì)、生產(chǎn)協(xié)作、產(chǎn)品銷售等建設條件，通過認真的綜合分析和技術經(jīng)濟比較，提出廠址選擇報告。 廠址選擇必須認真遵 循以下原則： 1、 必須在上級機關所指定的經(jīng)濟區(qū)域或行政區(qū)域內(nèi)選，保證工業(yè)布局合理，并兼顧建設地區(qū)的國民經(jīng)濟各部分的發(fā)展計劃。 2、 貫徹國家關于基本建設的有關方針政策，節(jié)約用地，進可能少占或不占糧田，盡量用坡地，荒地，基地。 3、 考慮近期建設和長遠發(fā)展的關系，廠區(qū)應既有發(fā)長能力，又不過早占用過多土地。 4、 廠址應接近原料、燃料產(chǎn)地和成品銷售地區(qū)，有勞動力資源，交通運輸方便。 5、 廠址應避開大型水庫、橋梁、鐵路樞紐、電臺、軍事基地、有開采價值的礦區(qū)及飛機場等。同時，應避開八級以上地震區(qū)、滑坡區(qū)、泥石流等不良地段 。 廠址選擇除應遵循上述基本原則外，玻璃工廠選廠還有一些具體的要求： 1、 廠址的面積和外姓應滿足生產(chǎn)工藝過程的需要，同時占地面積應盡量少，建設密度要合理，能按生產(chǎn)流程的次序布置建筑物和構筑物。 2、 廠址的地勢最好是平坦的，并具有內(nèi)外傾斜的一定角度，以滿足地面雨水順沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 5 利排除和減少建廠時的土方工程量。 3、 良好的水文地質(zhì)條件和工程地址條件。 玻璃廠的熱工設備及某些高層建筑物需較深的地基。因此，要求地耐力大 1.55 kg/cm2 為宜，不得小于 0.5 kg/cm2，以免熔窯沉陷。同時，廠址應適合于建筑基地，不需復雜的 基礎工程。由于熔窯有許多要道等地下工程，故廠址的地下水位最好低于地下建筑物及構筑物的深度。一般地下水位以 5m 為宜，不得小于 2m。 4、 良好的運輸條件。 玻璃工廠的原料、燃料及成品的運輸量較大，因此必須靠近原料基地以及交通運輸方便的地方，從而縮短原料、燃料、成品的運輸距離，縮短管線的長度。運輸量超過 4 萬噸 /年的工廠應考慮設鐵路專用線，同時接軌處要接近工廠。 5、 較好的協(xié)作條件。 為節(jié)約投資，廠址最好接近居民區(qū)及現(xiàn)有的動力供應和供水管道，或靠近其他已建或擬建工廠的工業(yè)區(qū)，以便組織廠際間的生產(chǎn)技術協(xié)作，這樣能夠在 修建道路、給排水、工廠技術管道等公共設施、居住或文化福利設施等方面配合公共使用，又便于充分利用城市現(xiàn)有的文化福利設施，選擇居民區(qū)應滿足衛(wèi)生防火要求，距廠不要超過30 分鐘路程。 6、 充足的水源和可靠的供電條件。 玻璃廠的用水量和用電量都很大，并且具有長時間連續(xù)生產(chǎn)的特點，一個生產(chǎn)周期至少持續(xù) 23 年以上。突然的停電事故，不僅會造成重大的經(jīng)濟損失，而且還可能造成安全事故。因此須具有可靠的供電條件。一般應滿足有兩個獨立電源，兩條回路同時供電的要求。同時，為保證生產(chǎn)的正常進行，應備充足的水源和不間斷的供水條件。 7、良好的衛(wèi)生條件。 玻璃工廠本身易散發(fā)粉塵和有害氣體等，故廠址應選在居民區(qū)的下風向。同時，不應設在渦風盆地或擬建污染較大工廠的下風向。亦不宜靠近傳染病發(fā)源地。 根據(jù)以上原則和要求，初步選定廠址在沈陽市工業(yè)比較集中的鐵西興華大街二段路東，廠址南側為北四路，北側與沈陽造紙廠相連，東與沈陽鼓風機廠相鄰。占地6.7萬平方米，其中廠區(qū)占地約為 5.4萬平方米。 （二）水文地質(zhì) 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 6 該廠地下水埋藏深度距地表 10 米以下，水質(zhì)條件適合于生產(chǎn)的要求。廠內(nèi)有兩眼深井，供水能力為 2764 噸 /天，并有 32 米高 150 噸水塔一座。廠內(nèi)還有循 環(huán)水系統(tǒng)。生活用水由自來水公司供應。 該廠沿興華大街呈長方形，分成南北兩部分，北側為廠區(qū)，南側為生活區(qū)。全廠東西長約 194米，南北長約 345米，其中北側廠區(qū)部分約 275米，南側生活區(qū)部分約70米。廠內(nèi)地形平坦，海拔標高約在 41.542.20米，廠區(qū)工程地質(zhì)屬于第四紀砂礫石層。地基土容許承載力為 18噸 /米 2。 地震基本裂度為 7級。 （三） 氣象資料 沈陽市氣象資料為： 1、氣溫：年平均溫度為 7.7oC 極端最高溫度 38.3oC 極端最低溫度 30.6oC 2、氣壓：夏季大氣壓力 750mmHg 冬季大氣壓力 766mmHg 3、濕度：夏季通風計算相對濕度 64% 最熱月月平均計算相對濕度 78% 4、風： 年主導風向 S 夏季主導風向 S 夏季平均風速 3.0m/s 冬季平均風速 3.2m/s 5、最大積雪深度： 20mm 6、最大凍土深度： 139mm 7、冬季日照率： 59% （四） 動力來源 1、水 本廠有深水井兩眼，日供水能力為 2764 噸。生活用城市自來水 400噸 /天，循環(huán)回收水 400噸 /天。廠里日用水量約為 2400噸 /天，故可以滿足要求。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 7 2、電 本廠有變電所兩處。一處在廠區(qū)，變壓器為 2 1600 千伏安（一用一備），并將兩回路 10 千伏電源線路接在同一變電所不同母線段上，可達到在特殊情況下停電時間不超過 15 分鐘的要求。另一處變電所設在熔制車間內(nèi)，內(nèi)設變壓器兩臺 2 1000千伏安（一用一備）。這樣足以滿足全廠日用量 36300度的要求。 （五） 交通運輸 廠內(nèi)有 200 米長鐵路專用線，可便于原材料、燃料及部分產(chǎn)品的運輸。 位于廠前的興 華大街與市區(qū)內(nèi)的交通干線建設大路相連。沈陽釀酒廠和沈陽啤酒廠為本廠市內(nèi)主要用戶，此二廠分別距本廠 300 米和 2000 米，為于興華大街和建設大路旁，運輸非常方便。 各種原材料、燃料及部分外發(fā)產(chǎn)品，依靠鐵路解決，市內(nèi)產(chǎn)品由用戶備汽車自行解決運輸。少量生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢料、雜物由本廠車輛解決外運問題。各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中運輸，將根據(jù)各車間需要添置一些鏟車及自卸汽車，部分工序之間聯(lián)系則用手推車解決。 （六） 衛(wèi)生條件 該廠址雖然地處工業(yè)區(qū)相鄰的是鼓風機廠和造紙廠，根據(jù)環(huán)境影響報告書，未發(fā)現(xiàn)有不良影響。 雖然在瓶罐玻璃行業(yè)的生產(chǎn)過 程中不可避免地產(chǎn)生粉塵、噪音、高溫和三廢等問題，但本廠地處下風向，且已綜合考慮了這些問題，并采取了相應的措施，使其影響控制在國家允許范圍以內(nèi)。 2.3 工廠組成及平面布置要求 工廠總平面必須充分滿足生產(chǎn)工藝要求，并達到經(jīng)濟合理的目的。為此，有必要初步了解玻璃工廠各生產(chǎn)部分的生產(chǎn)性質(zhì)、工藝特點與要求，以便合理布置總平面圖。 玻璃工廠的組成大致可以分為如下幾個部分： （一） 生產(chǎn)車間 生產(chǎn)車間是指直接負責制造成品、半成品或副產(chǎn)品的車間，一般包括： 1、 原料車間：其負責對進廠的各種原料進行加工，破碎，制成配合料。 2、 窯制車間：將配合料通過熔窯熔化成合于要求的玻璃液。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 8 3、成型 車間：通過機械或人工的方法使冷卻到成型溫度的玻璃液成型為制品，并經(jīng)退火消除內(nèi)部應力。 4、加工車間：通過各種冷加工或熱加工制成最后的成品。 （二） 輔助車間及設備 輔助車間是指動力設施，給排水，機修車間，中心實驗室等為主要生產(chǎn)車間服務的車間。 （三） 堆場和倉庫設施 既貯存原料、燃料、輔助材料、半成品及廢料等的設施。如各種原料的堆場、倉庫、貯煤場、總材料庫、金屬材料、鑄件堆場、易燃材料與危險品庫，廢料堆場等。 （四） 行政和生活福利設施 指供 給行政管理及職工生活設置的房屋建筑，包括行政辦公樓、食堂、收發(fā)室、托兒所、浴室、醫(yī)務所、禮堂、閱覽室、職工學校、生活室、消防車庫等。 （五） 運輸設施 指將原材料等運入廠內(nèi)和將成品、廢料運出廠外，以及堆場或倉庫到車間之間的運輸設施。 （六） 工程技術管線 指動力管線和給排水等設施的管線，包括通訊輸電線路、上下水道、煤氣管道、熱力管道、空氣管道等。 （七） 綠化及美化設施 指為職工創(chuàng)造良好的工作和休息條件所設的綠化區(qū)、噴水池、人行路、亭子、圍墻、雕塑等設施。 2.4 廠區(qū)劃分 按照生產(chǎn)工藝流程、衛(wèi)生、防火、安 全、運輸及企業(yè)管理的要求，全廠可以劃分為以下幾個部分： （一） 廠前區(qū) 廠前區(qū)是行政管理部門、技術研究部門、全廠性的文化福利設施的集中處，為非生產(chǎn)性建筑。既是對內(nèi)生產(chǎn)的中心，又是對外聯(lián)系的中心。主要組成為辦公室（或辦沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 9 公樓）、化驗室警衛(wèi)傳達室、車庫、食堂、托兒所、閱覽室、出入大門等，其主要特點及布置要求如下： 1、廠前區(qū)是居民區(qū)和工廠聯(lián)系的樞紐，其布置應面向居民區(qū)或城市規(guī)劃的街道，便于工人上下班及對外聯(lián)系。同時，應就近于工人最多的車間，以利于工廠的生產(chǎn)管理，便于為工人生活服務。 2、廠前區(qū)一般與人流出入口結合 ，布置于工廠的主要出入口，并應布置于整個工廠的上風向。玻璃工廠的貨運量較大，一般應將人流出入口與貨運出入口分開布置。 （二） 原料準備區(qū) 其主要組成為原料車間（包括破碎、配料、混合）、原料倉庫、原料堆場等。其主要特點及布置要求如下： 1、原料車間的主要任務是將進廠的各種原料進行加工和配料，制成合乎工藝要求的配合料并輸送至熔制車間，以縮短配合料的輸送距離，避免產(chǎn)生分料，影響熔化質(zhì)量。 2、原料準備區(qū)貨運量大，需有大量的堆場及庫房儲存各種原料。因此，要求能方便地引入鐵路線，并盡可能布置在鐵路、公路出入口處或?qū)?用碼頭附近，創(chuàng)造方便的裝卸運輸條件。 （三） 熔制區(qū) 其主要組成為熔制制瓶車間、肥熱鍋爐房、玻璃水池、耐火工段等，其主要特點及布置要求如下： 1、熔制制瓶車間是玻璃廠的 主要生產(chǎn)車間，與各車間關系密切，通常以此為中心進行廠區(qū)布置。其輔助生產(chǎn)設施（如空壓站、油泵房等）要合理布置，滿足生產(chǎn)、防火衛(wèi)生等要求，組成有機的整體。 2、熔制車間是高溫生產(chǎn)車間，宜設在較為開闊、通風良好的地段。 3、熔制車間高大，窯爐基礎要求沉陷小而均勻。應布置在工程地質(zhì)良好的地段。同時，應布置在地下水位較低的地段，以避免煙道浸水，影響 熔化質(zhì)量。 4、熔制車間用水、用電量均較大，并要求連續(xù)不間斷地供給，因此動力設施及工程設施應盡量靠近本車間。 （四） 成品及加工區(qū) 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 10 其主要組成為成品包裝、成品庫、加工車間等，其特點及布置要求如下： 1、瓶罐玻璃工廠無加工車間，熔制成型后即包裝入成品庫，故熔制制瓶車間應靠近成品庫。但玻璃工廠的特點是貨運量大，要求有良好的廠內(nèi)外運輸條件，并盡量創(chuàng)造裝卸運輸機械化條件。 2、本區(qū)工人較密集，要求有良好的采光、通風條件，并盡量合理安排人流物流。 （五） 動力及輔助生產(chǎn)區(qū) 其主要組成為機修車間、中心實驗室、動力設施、 公用工程設施等。其主要特點及布置要求如下： 1、動力及輔助生產(chǎn)擔負著不間斷地向生產(chǎn)車間供應電、氣及燃料的任務，應在滿足防火安全的條件下靠近主要生產(chǎn)區(qū)，使動力管線、公用工程管線的布置短捷，以減少損耗，并應有良好的通風條件。 2、因?qū)⒂蛶熘糜谌珡S的下風側，卸車用的鐵路線一般應采用盡頭式，并位于廠區(qū)邊沿，避免發(fā)生火災時其他建筑物遭到威脅。 （六） 倉庫及堆場區(qū) 該區(qū)內(nèi)布置全廠性生產(chǎn)用的倉庫和各種用途的堆場，如包裝材料庫、耐火材料庫、五金材料庫、總材料庫、廢料堆場、成品及半成品堆場或倉庫、易燃材料與危險品庫等，該區(qū) 面積較大。由于該區(qū)的運輸量很大，亦為全廠主要原料和產(chǎn)品、廢料的吞吐處，故應該近于鐵路或道路運輸方便之處，常沿鐵路線的兩旁進行布置。本區(qū)較為零亂，常位于廠區(qū)后部。 2.5 運輸設計及廠區(qū)綠化美化 運輸是工廠生產(chǎn)中不可缺少的一個環(huán)節(jié)。任何一個現(xiàn)代化的工廠能否順利進行生產(chǎn)，在很大程度上取決于運輸系統(tǒng)的正確組織和精確工作。 2.5.1 運輸方式的選擇 運輸方式可分為鐵路運輸、公路運輸、水運和特種運輸（管道和各種機械運輸）四種。 （一） 廠外運輸 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 11 廠外運輸?shù)娜蝿帐菍⒃?、燃料、輔助材料運送到廠內(nèi)及從企業(yè)內(nèi)運走成品、廢渣等。決定廠外運輸方式的因素有以下三種：運輸量與運距、地形條件、運輸成本。因本設計玻璃工廠無水運條件，故采用鐵路運輸與汽車運輸組合的運輸方式。年運輸量 4 萬噸以上而運距又較遠時采用鐵路運輸，而運距在 20 公里以內(nèi)，每晝夜運輸量在 200 噸以下時采用汽車運輸。 （二） 廠內(nèi)運輸 廠內(nèi)運輸?shù)娜蝿帐且瓿晒S內(nèi)部的貨物分配，進行倉庫與車間、堆場與車間、車間與車間之間的運輸。一般應根據(jù)貨物運輸量大小、搬運次數(shù)和運距以及貨物的外形、單重等條件，從減輕勞動強度、提高勞動生產(chǎn)率的要求決定運輸方式。從設備供應的可能性來決定運輸設 備的選用。常用的運輸工具有汽車、翻斗車、叉車、電瓶車、皮帶運輸機、氣力輸送（粉料）、管路輸送（流體）等。 2.5.2 廠區(qū)綠化與美化 綠化與美化是工業(yè)企業(yè)總平面設計的組成部分之一，它對保證職工身心健康、美化環(huán)境有重要意義。它不僅可以凈化空氣，改善廠區(qū)小氣候，消滅或減少噪音，防止部分車間的夏日曝曬，亦能起到防火防爆作用。 美化和綠化的對象主要是衛(wèi)生防護帶、廠區(qū)道路、廠前區(qū)、主要出入口、圍墻以及部分工程建筑物和預留擴建場地等。綠化是種植高大的喬木、低矮的叢生灌木和平坦的草皮，合理地配合襯托，組成綠化帶。在廠前區(qū) 適當布置小廣場、花壇、噴水池等形成花園，對美化廠區(qū)會起到非常好的作用。 全廠總平面圖的布置圖見圖 2 1。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 全場平面設計圖 12 北 西 東 南 1.熔制車間 2.原料車間 3.石英砂 堆場 4.石灰石堆場 5.純堿庫 6.小料庫 7.碎玻璃堆場 8.耐火材料庫 9.化驗室 10.長石堆場 11.儲油罐 12.模具修理車間 13.機電修理車間 14.成品加工車間 15.檢包車間 16.成品庫 17.宿舍樓 18.汽車庫 19.辦公室 20.食堂 21.澡堂 22.操場 23.水塔 24.空壓站 25.變電所 26.傳達室 27. 白云石堆場 圖 2 1 全廠總平面 1 19 14 15 16 17 22 18 10 13 12 2 11 23 3 5 6 7 9 8 24 25 4 21 20 側門 正門 27 26 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 13 第三章 原料車間 3.1 概述及生產(chǎn)方法的確定 原料車間的任務就是按照由設定玻璃成分及進廠玻璃原料成分計算出的配合料料單，將各種原料一一準確稱量，并且無漏失地送到混合機中，把所有這些原料均勻地混合成配合料，然后再以妥善的方式送至窯頭料倉，準備加入窯中。 組成玻璃配合料的各種物質(zhì)統(tǒng)稱為玻璃的原料。根據(jù)他們的用量和在玻 璃中的作用不同，可以分為主要原料和輔助原料兩類。 主要原料系指引入玻璃中各種組成氧化物的原料，如石英砂、石灰石、長石、純堿、石硼酸、鉛和鋇的化合物等。按所引入氧化物在玻璃結構中的作用，又分為玻璃形成氧化物原料、中間體氧化物原料和網(wǎng)絡外體氧化物原料。這些原料混合熔融的結果形成了玻璃。 輔助原料是指使玻璃獲得某些必要的性質(zhì)和促進玻璃加速熔化、澄清過程的原料。由于他們的用量較少，為此工廠又俗稱“小料”。根據(jù)其作用不同，又分為玻璃的澄清劑、助熔加速劑、氧化劑、還原劑、脫色劑、著色劑和乳濁劑等。 3.1.1 原料的確 定 1、引入二氧化硅的原料 石英砂 二氧化硅是構成硅酸鹽玻璃的一種主體氧化物，其含量一般都在 6575%之間。石英砂是引入二氧化硅的主要原料。 石英砂，也稱硅砂，主要是由石英顆粒所組成。質(zhì)地純凈的硅砂為白色，一般硅砂因含有鐵質(zhì)和有機物質(zhì)，故多呈淡黃色或黃白色。 石英砂的純度直接影響到玻璃的透明度，故本廠對石英砂作如下要求： SiO2 90%， Al2O35.2%， Fe2O30.35% 進廠水分 98%， NaCl1%， Na2SO420%， CaO32%， Fe2O30.15%。水分 1%。 粒度要求 20 目全通過。 5 引入 Al2O3的原料 主要有長石、粘土、蠟石、瓷石、氧化鋁等。 6、 澄清劑 主要是白砒、螢石。 7、碎玻璃 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的玻璃制品以及從熔爐放入的玻璃液經(jīng)水驟冷的玻璃碎塊、熔爐沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 15 翻建過程的爐底料與從社會上包括玻璃制品使用廠家和物質(zhì)回收部門收集的廢舊玻璃制品、碎片等統(tǒng)稱為碎玻璃。 碎玻璃在使用過程中又稱熟料，其應用對工藝制度影響很大。在玻璃瓶罐行業(yè)中，生產(chǎn)中使用的碎玻璃的 用量在 3060%。碎玻璃的使用，能夠降低生產(chǎn)成本、堿耗、能耗，增加熔爐出料率，消除廢渣公害和改善生態(tài)環(huán)境等。 對碎玻璃的要求是： 1)、成分與顏色應與熔制的玻璃相符合，否則將使玻璃體的組成不一致，易產(chǎn)生缺陷。所以當循環(huán)使用或是從外廠而來的碎玻璃時要進行化學成分分析，并補充其他原料以校正其化學組成。在循環(huán)使用時，主要由于堿金屬氧化物等的揮發(fā)，應進行揮發(fā)氧化物的補充。 2)、塊度大小不一的碎玻璃，會引起玻璃體的條紋等缺陷。因此要求同樣大小的碎玻璃應該有 90%，且粒度在 2050mm之間。 3)、在使用碎玻璃時 ，必須要進行挑揀、破碎、洗滌、除雜和磁選除鐵以保證碎玻璃的質(zhì)量。 3.1.2 原料的選擇 選擇原料的起碼前提是能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求和工藝要求。 1、料的質(zhì)量必須符合要求，且成分穩(wěn)定。 原料的化學成分、礦物組成、顆粒度都應符合規(guī)定要求。特別是原料的純度和鐵含量一定要在規(guī)定范圍之內(nèi)。此外，化學成分要穩(wěn)定。 2、價格低廉，運輸方便，供應有保障。 對于一個工廠，原料價格的高低將直接影響產(chǎn)品成本和工廠的效益，應在保證質(zhì)量的前提下，盡量采用價格低、產(chǎn)地近的原料。同時原料及時穩(wěn)定的供應與原料產(chǎn)地的地理位置、運輸條件極為相關 。 3、盡量少用質(zhì)輕、易飛揚的原料。 質(zhì)輕原料易飛揚，易分層，一則影響工人身體健康，二則易使玻璃產(chǎn)生缺陷。當然，原料的顆粒度大小也是影響粉塵的因素。 4、盡量少用有害和影響環(huán)境的原料。 對人體有害的白砒等應盡量少用，或與氧化二銻共用。使用鉛化合物時，要注意沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 16 勞動防護，并定期檢查身體。螢石、食鹽等對大氣的污染嚴重，應盡量少用或不用。 5、充分利用天然礦物原料。 在這方面，應首先了解產(chǎn)品的價值、用途、銷售對象，以便決定原料的等級。要權衡利弊，充分利用天然礦物原料。 6、少用對耐火材料侵蝕嚴重的材料。 為延長窯爐使 用壽命，對諸如螢石、冰晶粉、硝酸鈉、芒硝等助熔劑，因?qū)δ突鸩牧锨治g較大，應盡量少用或不用。 3.1.3 原料產(chǎn)地的確定 表 3-1 原料產(chǎn)地 原料名稱 產(chǎn)地 價格 石英砂 內(nèi)蒙古甘旗卡 - 純堿 大連化工廠 - 石灰石 本溪 - 白云石 大石橋 - 長石 河北省靈壽縣 - 硝酸鈉 螢石 - 白砒 碎玻璃 3.1.4 燃料 1、燃料的選用原則 1)、從我國燃料資源實際出發(fā)，堅持就地取材和物盡其用的原則。 2)、滿足工藝要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量，并為機械化、自動化生 產(chǎn)提供條件。 3)、來源廣泛，保證供應，能滿足生產(chǎn)需要。 2、 燃料的確定 本設計采用天然氣做燃料。天然氣與煤相比具有 綠色環(huán)保 、 經(jīng)濟實惠 、 安全可靠 、 改善生活 等優(yōu)點 。 3.2 生產(chǎn)方法的確定 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 17 3.2.1 產(chǎn)品的品種、技術要求和質(zhì)量標準 1、產(chǎn)品的品種 本設計產(chǎn)品為 輸液瓶 2、技術要求 見表 3-2 表 3-2 技術標準 項目名稱 指標 容量 500ml 口徑 32ml 直徑 85ml 全高 150ml 3、質(zhì)量標準 1)、不許有明顯的和影響使用的不透明砂粒、氣泡、合封線和炸裂紋。 2)、瓶口封合面上不許有影響密封性的缺陷。瓶口不許有尖刺。 3)、不許有大于 1.5mm的結石封鎖環(huán)上不許有結石， 0.31.5mm 且周圍無裂紋的結石不多于 2個 /cm2。 4)、不許有折光的裂紋。 5)、直徑大于 6mm的氣泡不許有， 16mm 的不能多于 3個，小于 1mm且能用肉眼看到的不多于 5個 /cm2。不許有破氣泡和表面氣泡。 6)、?？p線尖銳刺手的不許有，突出量不大于 5mm的可以有，初型模線明顯的不許有。 7)、嚴重明顯的皺紋、條紋、黑點、油斑和嚴重影響外觀光潔度的缺陷不許有。 3.2.2 成型方法的確定 本設計采用行列式制瓶機，這種制瓶機具有以下優(yōu)點： 1、行列機裝有導料系統(tǒng)，不另設分料。 2、行列機的每一機組是完全獨立的定時控制，可以單獨啟動和停車，不會影響其他機組，便于更 換模具和維修機器。 3、行列機生產(chǎn)范圍廣，既可用吹 吹法，又可用壓 吹法成型瓶罐，對不同尺寸和形狀的大口或小口瓶具有非常好的適應性和靈活性。在制瓶質(zhì)量和機速完全一沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 18 致，料形相近時，一個機組可以分別成型不同形狀和尺寸的產(chǎn)品。 4、行列機能夠使成型的瓶罐獲得較好的玻璃分布，且比其他成型機有較高的單機組生產(chǎn)效率。 5、如玻璃熔窯出料量減少，行列機可以減少運轉的組數(shù)進行生產(chǎn)。 6、行列機的主要操作機構不轉動，機器動作平穩(wěn)，操作條件良好。 本設計的 各原料的工藝流程具體見圖 33，配合料制備工藝流程。 小料 長石 石灰石 石英 砂 純堿 白云石 料倉 料倉 料倉 料倉 料倉 料倉 稱量 稱量 稱量 稱量 稱量 稱量 皮帶運輸 碎玻璃 破碎、除鐵、運輸 料倉 稱量 熔爐 加料機 窯頭料倉 混合機混合 圖 3 1 配合料制備工藝流程 注： 斗式提升機、貨運電梯或電動葫蘆垂直運輸 包括吸塵罩、管道及除塵器在內(nèi)的除塵系統(tǒng) 水分測定并補給、調(diào)整配方 均勻度測定。 3.3 玻璃成分的設計和確定 3.3.1玻璃成分的設計原則 1、根據(jù)組成、結構和性能的關系，使設計的玻璃能滿足預定的性能要求。 2、根據(jù)玻璃的形成圖和相圖，使設計的玻璃組成能夠形成玻璃，析晶傾向小。 3、根據(jù)生產(chǎn)條件，使設計的玻璃能適應熔制、成型、加工等工序的要求。 4、所設計的玻璃應當價格低廉，且原料易于獲得。 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 19 3.4 物料的初步計算及物料平衡 3.4.1玻璃中各種氧化物含量的確定 配方選擇 表 3-3 參考成分配方（ wt） 成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO R2O Fe2O3 含量 72.15 5.11 7.89 2.52 12 0.33 今按前述成分確定的原則及調(diào)整方法設計本設計工廠所采用的新成分表，并 對兩種成分產(chǎn)品的各項性能比較。本設計成份表列于表 3 5。 表 3-4 本設計 擬定 成份配方（ wt） 成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO R2O 含量 71.15 4.11 8.89 2.85 13 3.4.2物料平衡計算 表 3-5 物料平衡計算 原料名稱 產(chǎn)地 SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 R2O As2O3 H2O 石英砂 甘旗卡 91.22% 4.82% 0.5% 0.08% 0.41% 3.34% 6% 純堿 大連化工廠 98.77% 石灰石 本溪 50.12% 3.09% 0.11% 白云石 大石橋 2.4% 45% 長石 靈壽縣 70.0% 16.2% 0.15% 12.2% 硝酸鈉 36.35% 1% 螢石 68.40% 1% 白砒 99.90% 以 100 千克玻璃液為基準計算 ，取 0.01。 設需要石英砂 X kg 長石 Y kg 0.9122X+0.7Y=71.15 X=73.36kg 0.048X+0.162Y=4.5 Y=6.04kg 石英砂引入的 : SiO2 66.92kg Al2O3 3.54kg CaO 0.37kg MgO 0.06kg Fe2O3 0.30kg R2O 2.45kg 長石引入的： SiO2 4.56kg Al2O3 1.06kg Fe2O3 0.01kg R2O 0.80kg 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 20 純堿： 0.9877X+2.40+0.80=13 X=9.71kg 設需石灰石 X kg 白云石 Y kg 0.5012X+0.024Y+0.37=8.89 X=16.76kg 0.0309X+0.45Y+0.06=2.85 Y=5.00kg 石灰石中含 CaO 8.40kg MgO 0.52kg Fe2O3 0.02kg 白云石中含 CaO 0.12kg MgO 2.25kg 表 3-6 原料引入各種氧化物的量 原料 原料用量（ kg） 各原料中氧化物的含量（ kg） SiO2 Al2O3 CaO MgO R2O Fe2O3 石英砂 73.36 66.92 3.54 0.37 0.06 2.45 0.30 長石 6.04 4.56 1.06 0.80 0.01 純堿 9.71 9.71 石灰石 16.76 8.40 0.52 0.02 白云石 5.00 0.12 2.53 總計 110.87 71.48 4.60 8.89 2.83 12.96 0.33 計算輔助原料及揮發(fā)損失補充 考慮白砒作澄清劑為配合料的 0.2% 則白砒用量為： 107.96 0.2%=0.22kg 因白砒與硝酸鈉共用 設硝酸鈉的用量為白砒 的 6倍，則硝酸鈉的用量為： 0.22 6=1.32kg 硝酸鈉的化學成分 Na2O： 36.5% 則有硝酸鈉引入的 Na2O的為 1.32 0.365=0.48kg 相應的減去純堿用量： 0.48 100/98.77=0.49kg 考慮純堿的揮發(fā)量： y/（ y+9.71-0.49） 100%=3.0% y=0.29kg 則純堿的實際用量： 9.71-0.49+0.29=9.51kg 螢石的化學成分 CaO： 68.40% 螢石為助熔劑，以引入配合料的 0.5 氟計，則螢石大致為配合料的 1.03% 螢石用量為： 110.87 1.03%=1.14kg 由螢石引入的 CaO為： 1.14 0.684=0.78kg 相應的減去石灰石用量： 0.76 100/50.12=1.56kg 則石灰石的實際用量為： 16.76-1.56=15.2kg 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 21 熔制 100kg玻璃實際原料用量： 表 3-7 熔制 100kg 玻璃實際原料用量 石英砂 長石 純堿 石灰石 白云石 白砒 硝酸鈉 螢石 總量 73.36kg 6.04kg 9.51kg 15.2kg 5.00kg 0.22kg 1.32kg 1.14kg 111.79kg 計算配合料氣體率： 配合料氣體率 為：（ 111.79-100） /111.79=10.55% 玻璃產(chǎn)率為：（ 100-10.55） /100=89.45% 如果玻璃每次配合料量為 500kg，碎玻璃用量為 45% 碎玻璃用量： 500 45%=225kg 粉料用量： 500-225=275kg 增大倍數(shù)： 275/111.79=2.46 500kg玻璃中每份配合料用量： 表 3-8 500kg 玻璃中每份配合料用量 石英砂 長石 純堿 石灰石 白云石 白砒 硝酸鈉 螢石 總計 180.47 14.86 23.39 37.39 12.3 0.54 3.25 2.80 275 濕基用量： 濕基用量 =干基用量 /（ 1-水分 %） 石英砂濕基用量 =180.47/（ 1-6%） =191.99kg 硝酸鈉濕基用量 =3.25/（ 1-1%） =3.28kg 螢石濕基用量 =2.80/（ 1-1%） =2.83kg 表 3-9 配料單： 原料 熔制 100kg玻璃原料用量（ kg） 原料含水率 % 每次制備 500kg配合料減去碎玻璃后，各種原料用量（ kg） 干基 濕基 石英砂 73.36 6 180.47 191.99 長石 6.04 14.86 14.86 純堿 9.51 23.39 23.39 石灰石 15.2 37.39 37.39 白云石 5.00 12.3 12.3 硝酸鈉 1.32 1 3.25 3.28 螢石 1.14 1 2.80 2.83 白砒 0.22 0.54 0.54 總計 111.79 275 286.58 擬定配合料粉料中含水量 5%，計算加水量： 加水量 =粉料干基 /（ 1-水分 %） -粉料濕基 =275/（ 1-5%） -286.58=2.89kg 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 22 需加水： 2.89kg 各項性能比較 各階段溫度計算（ 奧霍琴法 ） T=Ax+By+Cz+D （ 3 1） 式中： T 某粘度值對應的溫度 x， y， z 分別是 R2O, CaO+ MgO， Al2O3 的重量百分數(shù) A ,B , C ,D 分別是 R2O, CaO+ MgO， Al2O3， ， SiO2的特性常數(shù)，隨粘度值而變化 表 3-10 特性常數(shù) 玻璃粘度 A B C D 102 -22.78 -16.10 6.50 1700.40 103 -17.49 -9.95 5.9 1381.40 108 -9.19 1.57 5.34 762.50 1012 -7.32 3.49 5.37 603.40 粘度值 102 ： T=-22.78 13-16.10 （ 8.89+2.85） +6.50 4.11+1700.40=1376.2 103 ： T=-17.49 13-9.95 （ 8.89+2.85） +5.90 4.11+1381.40=1141.03 108 ： T=-9.19 13+1.57 （ 8.89+2.85） +5.34 4.11+762.50=678.34 1012 ： T=-7.32 13+3.49 （ 8.89+2.85） +5.37 4.11+603.40=549.15 玻璃密度計算 ： 玻 =100/(P1/ 1+ P2/ 2+ +Pn/ n) 式中： 玻 玻璃密度 (g/cm3) P1,P2 Pn 玻璃中各氧化物的重量 % 1， 2 n 計算系數(shù)。取別里系數(shù)為： 表 3-11 別里系數(shù) SiO2 Al2O3 CaO MgO R2O n 71.15 4.11 8.89 2.85 13 根據(jù)表 3-10 得： 設計 =100/(71.15/2.20+4.11/2.75+8.89/4.30+2.85/3.60 +13/3.20)=2.45(g/cm3) 耐壓強度計算 ： (c) c=P 1C1+P2C2+P nCn 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 23 式中： P1， P2， P n 玻璃中各組分氧化物的重量 %； C1， C2， C n 為各組成氧化物的耐壓強度計算系數(shù)。 代入數(shù)據(jù)計算： 設計 ： c= 1.23 71.15+1.0 4.11+0.20 8.89+1.10 2.85+0.52 13=103.30(Kg/mm) 參考c= 1.23 72.15+1.0 5.11+0.20 7.89+1.10 2.52+0.52 12+0.9 0.33=104.74(Kg/mm) 熱膨脹系數(shù)計算 （ 10 -8） 玻璃的熱膨脹系數(shù)可以通過加和法進行計算： 玻 = 1P1+ 2P2+ + nPn 式中： 玻 玻璃的熱膨脹系數(shù) P1， P2 Pn 玻璃中各氧化物的重量 % 1， 2 n 計算系數(shù)。取值如下： 表 3-12 熱膨脹系數(shù) SiO2 Al2O3 CaO MgO B2O3 Na2O ( 10-8) 0.5 1.4 16.3 4.5 6.53 43.2 計算如下： 設計 =0.5 71.15+1.4 4.11+16.3 8.89+4.5 2.85+43.2 13 10-8 =760.67 10-8 參考 =0.5 72.15+1.4 5.11+16.3 7.89+4.5 2.52+43.2 12.00 10-8 =701.58 10-8 熱穩(wěn)定性計算 計算經(jīng)驗式如下： T=1150 10-6/( a1/2) 式中： T 耐熱急變溫差 (oC) 熱膨脹系數(shù) a 制品最大厚度 (mm) 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 24 計算結果如下： T 設計 =1150 10-6/(760.67 10-8 61/2)=61.7(oC) T 參考 =1150 10-6/(701.58 10-8 61/2)=66.9(oC) 化學穩(wěn)定性計算 化學穩(wěn)定性可用下式進行計算： D=-6.27+5.89 (N+A)-0.654 A 式中： D 化學穩(wěn)定性系數(shù) N 玻璃組成中 R2O的重量 % A 玻璃組成中 Al2O3的重量 % 計算結果如下： D 設計 =-6.27+5.89 (13+4.11)-0.654 4.11 =0.59 D 參考 =-6.27+5.89 (12+5.11)-0.654 5.11 =0.53 其他性能計算 1、相對機速 相對機速 =(S-450)/(S-A)+80 式中： S 軟化溫度 A 退火溫度 設計成分：相對機速 =(678.34-450)/( 678.34-549.15)+80=1.09 2、工作范圍指數(shù) 工作范圍指數(shù) =S-A 設計成分：工作范圍指數(shù) =678.34-549.15=129.19 3、料 滴溫度 料滴溫度 =2.63(S-A)+S 設計成分：料滴溫度 =2.63(678.34-549.15)+678.34=1018.11 (oC) 參考配方與設計的產(chǎn)品的各項性能進行比較，如表 3-15 表 3-13 參考配方與設計的產(chǎn)品的各項性能進行比較 性能 設計成分 參考成分 差值 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 25 密度 2.45 2.44 0.01 熱膨脹系數(shù) 857.21 10-8 875.58 10-8 -18.37 10-8 熱穩(wěn)定性 57.2 53.6 +3.6 化學穩(wěn)定性 0.59 0.53 +0.06 耐壓強度 103.30 104.74 -1.44 融化溫度 1376.23 軟化溫度 678.34 退火溫度 549.15 相對機速 1.09 工作范圍指數(shù) 129.19 料滴溫度 1018.11 注：表中“ +”表示提高，“ -”表示降低。 由上表可知，設計配方產(chǎn)品的各項性能都有所提高。因此， 此配方滿足設計要求，是較優(yōu)的配方。本設計選用此配方為生產(chǎn)依據(jù)。 3.5 原料的儲存及加工 3.5.1原料儲存 玻璃工廠的生產(chǎn)屬于連續(xù)的不間斷作業(yè)。由于原料廠內(nèi)外運輸，各工種倒班及機械設備的檢修都可能造成原料的供應中斷。因此，為保證不影響工廠生產(chǎn)要使原料由一定的儲存量。如果儲存量過少，則供不應求影響生產(chǎn)。但若儲量過多，則造成資金積壓，而且也增加了倉庫面積進行計算。 成型機選型： 本設計設計任務為年產(chǎn) 8000萬 只，凈重 400克 /個。取年工作日為 330天。每分鐘的出瓶個數(shù)： 0.801 08/（ 3302460 ） =168（個）。 選 6 段單滴四臺， 6 段單滴每分鐘出 48個瓶子，那么四臺每分鐘出 192個瓶子。 各原料日用量計算 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 26 本設計取 45%的碎玻璃用量 。 生產(chǎn) 100Kg 玻璃液所需要的碎玻璃及粉料量計算： 日用料量： 192 60 24 400 10-6=110.59（ t） 總碎玻璃用量： 110.59 45%=49.77（ t） 總粉料用量： 110.59 55%=60.82（ t） 干基量：石英砂 60.82/275=X/180.47 X=39.91 （ t） 以此類算則可得： 表 3-14 各原料日用量 石英砂 長石 純 堿 石灰石 白云石 硝酸鈉 螢石 白砒 總量 39.91t 3.29t 5.18t 8.27t 2.72t 0.72t 0.62t 0.12t 60.83t 表 3-15 濕基量 石英砂 長石 純堿 石灰石 白云石 硝酸鈉 螢石 白砒 總量 42.46t 3.29 t 5.18 t 8.27t 2.72 t 0.73 t 0.63 t 0.12 t 63.4 t 加水量 =60.83/（ 1-5%） -63.4=0.63 t 表 3-16 各原料 貯量 原料 干基用量 /t 水分 % 濕基用量 /t 貯料天數(shù) /天 所需貯量 /t 石英砂 39.91 6 42.46 30 1270.38 長石 3.92 3.29 30 90.87 純堿 5.18 5.18 30 150.54 石灰石 8.27 8.27 30 240.81 白云石 2.72 2.72 30 80.16 硝酸鈉 0.72 1 0.73 30 20.19 螢石 0.62 1 0.63 30 10.89 白砒 0.12 0.12 30 3.6 碎玻璃 3 天用量： 49.7730=1490.31 t 碎玻璃年用量： 49.77330=16424.1 t 原料儲存 一般地礦物原料應放在堆場內(nèi)，化工原料易吸水放在干燥的庫房內(nèi)。各倉庫面積計算如下： 堆場面積 =需求的堆積量 /（堆積高度 堆積系數(shù) 堆積密度） 石英砂 堆場： 堆場面積 =1270.38/（ 60.71. 4） =220(m2) 堆場尺寸：長 寬 =15 15=225(m2) 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 27 石灰石堆場 ： 堆場面積 =240.81/（ 30.71. 3） =100（ m2） 堆場尺寸：長 寬 =10 10=100（ m2） 純 堿 庫 ： 堆場面積 =150.54/（ 60.7 1.1） =40（ m2） 堆場尺寸：長 寬 =5 8=40（ m2） 白云石堆場： 堆場面積 =80.16/（ 30.71. 3） =30（ m2） 堆場尺寸：長 寬 =4 8=32（ m2） 長石堆場： 堆場面積 =90.87/（ 30.71. 35） =40（ m2） 堆場尺寸：長 寬 =5 8=40（ m2） 小 料 庫 ： 小料庫尺寸取：長 寬 =5 7=35 (m2) 碎玻璃堆場：堆場面積 =1490.31/（ 60.71.4 ） =260(m2) 堆場尺寸：長 寬 =16 17=272（ m2） 3.5.2料倉的選 擇與計算 料倉的選擇 本設計選用雙排倉，且其卸料口不在料斗的正中間。而是向一側略有偏斜，這樣可以防止物料結拱等。如表 3-16 表 3-17 各原料在料倉中的容量 原料 日用量 儲存天數(shù) 儲存重量 重容比 充滿系數(shù) 料倉容量 石英砂 42.46 3 127.38 1.4 90 101.1 長石 3.29 3 9.87 1.35 90 8.1 純堿 5.18 3 15.54 1.1 90 15.7 石灰石 8.27 3 24.81 1.3 90 21.2 白云石 2.72 3 8.16 1.3 90 7.0 小料 1.48 3 4.44 1.2 90 4.1 碎玻璃 49.77 3 149.31 1.4 90 118.5 料倉尺寸的計算 本設計采用矩形組合料倉，其容積為： V=At h+h1 （ At+Ab+AtAb） /3 其中： At 上表面面積 Ab 下表面面積 h 長方體的高 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 28 h1 梯形臺的高 Ab=a2 其中： a 下料口的邊長 流角選擇 30度角 計算得梯形臺的高 h1=3.3m V梯形臺 =3.3 （ 9+0.09+9 0.09） /3=11m3 V=2 2 3+4.7=42.5m3 表 3-18 各種料倉的尺寸設計 原料 長 寬 h h1 a V 流角 尺寸 3 3 3.5 3.3 0.3 42.5 30 根據(jù)以上計算結果今擬定各原料的倉數(shù)，如表 3-18 表 3-19 各原料擬用倉數(shù) 原料 石英砂 長石 純堿 石灰石 白云石 小料 碎玻璃 倉數(shù) 3 1 1 1 1 1 3 共用 11個料倉 3.5.3 原料的加工 石灰石的加工 石灰石 槽式給料機 顎式破碎機 錘式破碎機 篩分 （合格）入倉 不合格的要經(jīng)過中間 倉 錘式破碎機 入倉 碎玻璃 接料斗 手送機 破碎機 水槽 篩子 破碎機 磁選機 進倉 3.6 加工設備選型 3.6.1原料破粉碎的設備選型 粉碎分為粗碎、中碎和細碎。粗碎后粒度為 100 25mm，中碎后粒度為 25 6mm，細碎后粒度為 0.8 0.075mm。 顎式破碎機 錘式破碎機 除鐵設備 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 29 3.6.2配合料制備設備 原料儲存及給料機械 按其用途及容量大小，可將儲量設備分為料庫、料倉、料斗三類。 物料的卸出速度： 物料的寫出速度與物料粒度、均一性系數(shù)、水分、顆粒強度及料倉的裝料高度有關。 一般為 0.5 2.0m/s。本設計采取加振動加料器。 料位測定裝置： 料位測定裝置的作用是測定并指示料面高度的指示裝置。本設計采用探錘，為機械傳動方式。 給料機： 給料機又叫加料機，是料倉系統(tǒng)中不可分割的組成部分。在配合料制備中廣泛使用的是電磁振動給料機、電機振動給料機。本設計采用電磁振動給料機。 混料機械 在硅酸鹽工業(yè)中，輪碾機用于粉碎粘土、長石、石英、粘土熟料等物料。 QH 混料機的混合均勻度可達 98.4%以上，混合時間每次約 3.5min。結構簡單維修方便，密封性好，并有灑水的噴霧頭，可防粉塵飛揚。 所以本設計選用的為 QH 式混合機。 輸送機械 物料在輸送過程中的機械設備包括水平方向的皮帶運輸機、裝載機等，以及垂直方向的斗式提升機、電動葫蘆、爬斗式運輸機、電梯等。 3.6.3收塵設備 本設計收塵設備采用袋式收塵器。另外在有些無法密封的收塵器（卸料口）或無法妥善密閉的廠房，撒以微細的水霧（噴霧降塵），使懸浮在空氣中的粉塵清洗下來，并使地面濕潤，防止落在地面上的粉塵再次飛揚。 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 原料車間 30 3.7 配合料制備 3.7.1配合料制備工藝要點 配合料制備工藝： 即配料車間工藝。它是在熔制以前，經(jīng)過干燥脫水、粉碎、運輸篩分 、稱量、攪拌、混合等工藝組成。它對后面的熔制玻璃成型以及玻璃產(chǎn)品的質(zhì)量有著重大的影響。 工藝過程要點 : 原料化學分析 硅砂水分測定：含水量（ %） =（濕重 -干重） /濕重 100% 配合料的均勻度 配合料最佳混合時間 粒度 3.7.2配合料制備工藝 配合料的制備工藝有多種，如排倉 配合料制備工藝、群倉式配合料制備工藝、雙排倉式配合料制備工藝等。本設計采用排倉 配合料制備工藝。 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 熔制車間 31 第四章 熔制車間 4.1 玻璃的熔制過程 玻璃生產(chǎn)工藝中最重要的過程就是玻璃的熔化，玻璃的熔化是在玻璃熔窯中進 行的。玻璃熔窯在玻璃生產(chǎn)中起著十分重要的作用，它是生產(chǎn)玻璃的關鍵熱工設備，可以說玻璃熔窯是玻璃工廠的“心臟”。 將配合料經(jīng)過高溫加熱形成均勻的，無氣泡的，符合成型要求的玻璃液的過程，稱為玻璃的熔制。 玻璃的熔制是一個很復雜的過程，它包括一系列的物理的、化學的、物理化學的現(xiàn)象和反應。全部的玻璃熔制過程可以分為以下五個階段： 第一個階段 硅酸鹽的形成。 1。配合料各組分在加熱過程中經(jīng)過了一系列的物理變化和化學變化， 2?；镜墓滔喾磻瓿?3。大部分氣態(tài)產(chǎn)物逸散，到這一階段結束時配合料變成了由硅酸鹽和二氧化硅組成的 燒結物。制造普通的鈉 -鈣 -硅玻璃時，這一階段在 800900 C終結。 第二個階段 玻璃的形成。 1 燒結物開始熔融。 2 硅酸鹽和剩余的二氧化硅相互溶解。 3再沒有未起反應的配合料顆粒了。不過玻璃液仍帶著大量氣泡，而玻璃液本身在化學成分和性質(zhì)上也不均勻，有很多條紋。熔制普通玻璃時這一階段在 1200終結。 第三個階段 澄清。 1溫度升高，玻璃液粘度降低 2并開始放出氣態(tài)混雜物，即進行玻璃去除可見氣泡的過程 澄清。熔制普通玻璃時這一階段在溫度為14001500玻璃液粘度 100泊時終結。 第四個階段 均化。 1玻璃液長時間處在高溫下，其化學成分即逐漸趨向均一。由于擴散作用玻璃中消除了條紋。玻璃液是否均一可由不同地段的玻璃液的折射率的一致程度來鑒定（光學玻璃折射率的一致性的差別不大于 nD 0.0005）。熔制普通玻璃時這一階段可在低于澄清的溫度下終結。 第五個階段 冷卻。將玻璃液的溫度降低 200300以便使玻璃液具有成型所必須的溫度，并在冷卻時不損壞玻璃的品質(zhì)。 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 熔制車間 32 玻璃熔制過程的五個階段，互不相同，各有特點。但是這些階段又互相密切聯(lián)系，在實際熔制過程中常常不一定嚴格地按照這樣的順序進行。例如，生成硅酸鹽和形成玻璃的過程或者澄清和均化過程可能是同時進行的，這主要決定于熔制的工藝制度和玻璃熔窯結構的特點。 玻璃熔化的任務就是用氣體或液體燃料把符合質(zhì)量要求的配合料，在熔窯中加熱熔化，制得化學質(zhì)量均勻的玻璃液供成型用。 4.2 窯型的選擇 4.2.1玻璃池窯 分類 玻璃池窯是使用最普遍的一種玻璃熔窯。其分類有 按使用熱源分類：火焰窯，電熱窯（電爐），火焰 電熱窯。 按熔制過程連續(xù)性分成：間歇式窯，連續(xù)式窯。 按煙氣余熱回收設備分成：蓄熱式窯，換熱式窯。 按窯內(nèi)火焰流動的方向分成：橫焰窯，馬蹄焰窯，縱焰窯 按火焰空間分隔形式分為：不分隔式，半分隔式，分隔式。 按玻璃液分隔情況分成：流液洞池窯，無工作池池窯。 按窯的規(guī)模分成 :大、中、小型： 按窯產(chǎn)量分 大型窯 日產(chǎn)玻璃液 150 400噸 中型窯 日產(chǎn)玻璃液 50 150噸 小型窯 日產(chǎn)玻璃液 50噸 按熔化池面積分 大型窯 80m2以上 中型窯 20 80m2 小型窯 20m2以下 生產(chǎn)瓶罐玻璃用的池窯，其尺寸和結構取決于產(chǎn)量，玻璃的顏色和成型方法，熔化池的深淺決定于玻璃的顏色，這于玻璃的熱透性有關，熔化深色玻 璃料時為 0.6到 0.9米 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 熔制車間 33 利用廢氣余熱來預熱空氣和煤氣，可以提高窯內(nèi)溫度并降低燃料消耗。主要有蓄熱和換熱兩種方式。蓄熱室可把熱量傳給空氣或發(fā)生爐煤氣。換熱器只能預熱空氣。蓄熱式熔窯的熱效率高，產(chǎn)量較大，易于控制，并具有堅固嚴密，穩(wěn)妥可靠，使用壽命長等優(yōu)點。 連續(xù)作業(yè)池窯可根據(jù)玻璃熔制的過程的不同分為：熔化部，澄清部，作業(yè)部。根據(jù)燃燒火焰流動方向不同分為：縱火焰：馬蹄型火焰。橫火焰。根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和方式選用適當?shù)?池窯 形式。 為了便于實現(xiàn)窯內(nèi)所需的作業(yè)制度，窯池和火焰空間都設有分隔裝置。 本設計選擇蓄熱式馬蹄 焰池窯，并設有半分格熱裝置和流液洞，全爐采用全保溫措施，以節(jié)約能源，熔化率為 2.2噸 /平方米 天。 本設計選用蓄熱式馬蹄焰流液洞池窯 ，簡稱馬蹄焰池窯。與橫火焰相比，馬蹄焰具有以下優(yōu)點： 1)、火焰行程長，燃燒完全，燃耗較低。 2)、只需在窯端部設一對小爐，占地少，投資省，操作維護簡便。 3)、火焰對成型部分有一定影響，在個別情況下可借以調(diào)節(jié)成型部分的溫度。 馬蹄焰池窯的熔化面積為 640m2，最大可達 90m2 左右。以流液洞為玻璃液的分隔設備。廣泛應用于制造各種空心制品（如瓶罐、器皿、化學儀器、玻璃管等）、壓制品和玻璃珠。本設計玻璃工廠主要生產(chǎn)輸液瓶，故選用蓄熱式馬蹄焰流液洞池窯。 4.2.2工作原理及作業(yè)制度 工作原理 玻璃池窯工作原理是指窯池內(nèi)玻璃液的流動和窯內(nèi)熱交換。 玻璃液的流動 1 液流作用： 玻璃液的液流概括起來說有四個方面的作用：有利于熔化操作，加速配合料的熔化，增加了熱量損失和增加了對窯體的侵蝕。 2 玻璃液產(chǎn)生流動的主要原因： 窯池內(nèi)的玻璃液流按其產(chǎn)生原因不同，有生產(chǎn)流（成型流）和熱對流（自然對流）之分 。 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 熔制車間 34 3 影響玻璃液流動的因素 （ 1）玻璃液內(nèi)的溫差 （ 2）玻璃液的性質(zhì) :玻璃液的密 度、玻璃液的粘度、玻璃液的透熱性和導熱性 （ 3）熔窯結構：窯池的深度及液流流程、玻璃液分隔設備對玻璃液流的影響 （ 4）玻璃液內(nèi)鼓泡作用 （ 加速了玻璃液的澄清與均化；控制和穩(wěn)定玻璃液的表面流，防止跑料，也保證了配合料有足夠的澄清和均化時間；氣泡能把料堆擴散，加速熔化；鼓入空氣后，能加強氧化反應有利于玻璃的脫色。 ） 玻璃池窯內(nèi)的熱交換 傳熱有三種方式：傳導、對流、輻射 火焰空間內(nèi)的熱交換 配合料內(nèi)的導熱 玻璃液內(nèi)的 熱 交換 作業(yè)制度 溫度制度 ： 溫度制度一般用溫度曲線 （圖 4-1） 表示。溫度曲線是一條有幾個溫度測定點的溫度值連成的折線。 A玻璃液形成 b 玻璃液澄清與均化 c 玻璃液冷卻與成型 圖 4-1 池窯內(nèi)溫度制度曲線 壓力制度： 窯內(nèi)壓力在熔化部接近玻璃液面處最好是零壓，并要求穩(wěn)定。這樣既沒有冷空氣沈陽化工大學學士學位論文 第四章 熔制車間 35 吸入，也沒有火焰從孔口逸出，但零壓較難控制，通常是控制微正壓（ 510Pa）。 泡界線制度： 泡界線是由玻璃液對流形成的。 泡界線的位置和形狀是判斷熔化作業(yè)正常與否的標志。還影響著窯的產(chǎn)量和玻璃的質(zhì)量。 液面制度： 玻璃液面的波動不僅能加快池壁磚的蝕損，還嚴重影響成型作業(yè)。波動過劇時會 產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，蝕損胸墻磚和小爐底版磚。故必須保持穩(wěn)定，但實際生產(chǎn)中難以做到連續(xù)投料，所以事實上液面總是有波動的，應力求波動小些，波動范圍在 0.250.5mm之間。 氣氛制度： 窯內(nèi)氣體分為氧化氣氛、中性氣氛和還原氣氛三種。 火焰制度： 玻璃液在熔制過程中，火焰的控制是否合理會影響到窯內(nèi)的溫度制度 。 池底鼓泡： 玻璃液面的生產(chǎn)流大大加強，使部分尚未熔化澄清好的玻璃液混入生產(chǎn)流，被帶到作業(yè)部，縮短了玻璃液在熔化區(qū)的作業(yè)時間，致使玻璃液的化學均儀性與溫度均勻性降低。最經(jīng)濟實惠的方法：鼓泡攪拌澄清。鼓入氣泡， 1帶走較小氣泡，強化澄清過程。 2上下翻動，加強熱交換 3。擋著未熔化的配合料進入作業(yè)部，加速了熔化均化過程。 脈沖頻率控制制度 玻璃池窯的結構 根據(jù)我國目前能源情況，基本上都是采用火焰池窯。和一般的工業(yè)窯爐相同，火焰池窯構造分為：玻璃熔制、熱源供給、余熱回收、排煙供氣四大部 分。 玻璃熔制部分： 相應于玻璃熔制過程，池窯整體沿長度方向分成熔化部（包括熔化帶和澄清帶）、冷卻部和成形部。 熱源供給部： 為供給熱源設置了燃料燃燒設備。本設計采用重油小爐，只要空氣通道，較簡單。 余熱回收部分： 為了提高窯內(nèi)火焰溫度，設置了煙氣余熱回收設備。本設計采用蓄熱室來回收余熱。 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 熔制車間 36 排煙供氣部分 ： 首先將煙氣抽進小爐，再到蓄熱室加熱格子磚，經(jīng)煙道到達煙囪 4.3 玻璃池窯結構設計 表 4-1 原始數(shù)據(jù) 序號 指標名稱 計量單位 實際指標 1 產(chǎn)品品種 輸液瓶 2 單重 克 /個 400 3 合格率 % 92 4 制瓶機機速 個 /分 126 5 制瓶機年工作日 天 /年 330 6 窯型 蓄熱式馬蹄焰流液洞池窯 7 窯齡 年 5 8 窯平均年工作日 天 /年 330 9 日出料量 噸 /天 110.59 10 燃料 天然氣 11 燃料熱值 千卡 /千克 9200 12 空氣預熱溫度 oC 500 13 TY型天燃氣噴槍壓縮空氣 占空氣總量 % 3 14 空氣總量 11 18 15 壓縮空氣量 0 34 17 玻璃形成熱 千卡 /千克 690 18 噴火口處排煙溫度 1400 19 窯墻溫度 1500 20 空氣過剩系數(shù) 1.2 21 熔化率 噸 /米 2天 2.4 4.3.1玻璃池窯的結構設計及熱工計算 熔化池面積 （ 1）熔化池面積：本設計熔化率取 2.3噸 /平方米 天，熔化面積： F=G/K 注： F 熔化面積（平方米） G 日出料量（噸 /天） K 溶化率 （噸 /平方米 天） 則熔化面積為： F=110.59/2.3=48.08m2 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 熔制車間 37 （ 2）熔化池尺寸確定 根據(jù)熔化池長寬比和經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定熔化池的長度和寬度。有工作部且熔化面積大于 40m2的馬蹄焰池窯的長寬比為 1.5 2.0 之間，本設計取 1.5 計算可得 :熔化池尺寸：長 寬 =8.5 5.7 實際長寬比為： 8.5 5.7=1.5 實際熔化面積： F= 8.5 5.7+0.5 2 0.3 (5.7-1/2)=50.01m2 實際熔化率： K= 110.59/50.01/2=1.11 噸 /平方米 天 火焰空間計算 （ 1）胸墻 胸墻在長度方向與窯池等長，但在窯寬方向每側移出窯內(nèi) 壁 200mm，所以，胸墻比池壁寬出 400mm。胸墻高度取 900mm胸墻厚取 500mm（不包括保溫層）。 （ 2）大碹 一般地，按經(jīng)驗數(shù)值，碹股高與火焰空間比為 1/8。大碹厚度取 300mm。 所以 ， 火焰空間跨度（ B）為： 5700+2 200=6100mm 碹股高（ h）為： h=（ 1/8） 6100=763mm 大碹內(nèi)半徑 R為： R=h/2+B2/8h=763/2+6100 6100/（ 8 763） =6478mm 碹腳角 ： cos=B/2R= 6100/2 6478=0.4706， = 62 中心角 ： =2 （ 90 ） =2（ 90 62） =56 (3)火焰空間容積： V 空 =0.9+(2 0.763/3) 8.7 6.1=73m3 火焰空間容積熱強度： P =（每小時熱負荷 熔化池面積 4.210 3） /（ 3600 火焰空間容積） =（ 17.41 50.01100004.210 3） /（ 3600 73） =139073W/m2 在經(jīng)驗值 104500140000W/m2范圍之內(nèi)，符合設計要求。 表 4-2 窯爐主要技術參數(shù)表 序號 指標名稱 單位名稱 尺寸型號 1 窯型 蓄熱式馬蹄焰窯 2 燃 料種類及產(chǎn)地【 9】 天然氣，遼河油田 3 產(chǎn)品品種 640ml翠綠色啤酒 瓶 4 成型設備規(guī)格及數(shù)量 1 5670 2560 3600 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 熔制車間 38 5 產(chǎn)品單重與機速 克，個 /分 540， 126 6 玻璃料別與成分 色澤，組成 翠綠色 7 碎玻璃摻入量 % 8 設計爐齡 月 60 5年 9 熔池尺寸 (長寬高 ) mm 9700*4900 10 熔化面積（ F熔） m2 49.06 11 加料口尺寸 (長寬高 ) mm 12 流液洞尺寸 (長寬高 )mm mm 1200*300*500 13 鼓泡孔到流液洞距離 mm 4400 13 窯坎至流液洞距離 mm 2400 14 窯坎尺寸 (長寬高 ) mm 4300*300*800 15 工作部面積 m2 7.5 16 工作部形狀 半圓 17 火焰分隔形式 18 火焰空間體積 m3 65.9 19 火焰空間熱負荷 W/m2 14079.9 20 F 噴 /F熔 % 2.5 21 小爐口熱負荷 W/hm2 475.3 22 格子體尺寸 (長寬高 ) mm 9492*4600*3220 23 蓄熱室空氣流速 m/s 24 蓄熱室廢氣流速 m/s 2 25 廢氣之煙道面積 ,尺寸 m2， mm 1.36 2200*1100*730 26 煙囪尺寸 (直徑高 ) mm 2850 69000 27 供料道條數(shù)加熱方式 1，電加熱 28 供料道尺寸 (長寬高 ) mm 5000*600*300 29 燃氣消耗 立方米 /天 9354.10 30 出料量 噸 188.7 31 熔化率 T/m2h 1.9 沈陽 化工大學學士學位 論文 第五章 退火成型檢包車間 39 第 五 章 退火成型檢包車間 5.1 退火過程和退火制度 5.1.1 退火過程 玻璃退火就是將有 永久應力的玻璃制品重新加熱到玻璃內(nèi)部質(zhì)點可以移動的溫度。利用質(zhì)點的位移使應力松弛，從而消除或減弱永久應力。 玻璃制品的殘余應力在一個允許的范圍內(nèi)。這就要有一個合理的退火制度。通常，退火可分為以下幾個階段： （ a） 加熱階段（ b）保溫階段（ c）慢冷階段（ d）快冷階段 5.1.2 退火制度 退火溫度計算 ： 在原料部分已計算過。其值 Tmax=549.15 ，取退火溫度為 100 ，故 低 退火溫度為 449.15 。 退火時間計算 ： 輸液瓶 最大壁厚 a=6mm， 進出溫度為 250 和 25 。 加熱速度： h=30/a2=30/0.32=84(/min) 加熱時間： t1=(549.15-250)/84=3.6(min) 由于采用低溫長時間的退火制度，故用最大壁厚計算。 保溫時間： t2=102a2=1020. 62=10.72min 慢冷時間： 最終應力小于 5nm/cm 利用公式求冷卻速度 h0=0.4/a2,h=(h0/2)1+2 (T -T)/20； 慢冷時間： 10/h0 各計算列于表 5 1, 冷卻速度及冷卻時間。 沈陽 化工大學學士學位 論文 第五章 退火成型檢包車間 40 表 5-1 冷卻速度及冷卻時間 冷卻溫度范圍（ ） 冷卻速度（ /min） 冷卻時間 t(min) 549.15 549.15 540.06 540.06 530.06 530.06 520.06 520.06 510.06 510.06 500.06 500.06 490.06 490.06 480.06 h0=0.4/0.62=1.12 h=(h0/2） 1+ (560.06-550.06)/20=10.78 h=(h0/2） 1+ (560.06-540.06)/20=13.40 h=(h0/2） 1+ (560.06-530.06)/20=17.09 h=(h0/2） 1+ (560.06-520.06)/20=22.33 h=(h0/2） 1+ (560.06-510.06)/20=29.72 h=(h0/2） 1+ (560.06-500.06)/20=10.35 h=(h0/2） 1+ (560.06-490.06)/20=14.16 10/1.12=8.93 10/10.78=0.93 10/13.40=0.75 10/17.09=0.59 10/22.33=0.45 10/29.72=0.34 10/10.35=0.97 10/14.16=0.71 冷卻時間 ： 510.06冷卻速度大于 25 /min，對自然冷卻難以到達，故仍按 22.33 /min的冷卻速度一直冷卻到室溫。 t3=8.93+0.93+0.75+0.59+0.45+（ 510.06+460.06） /22.33=11.34 t4=（ 460.06-25） /22.33=14.48 /min 所以，所需的退火時間為： t=t1+t2+t3+t4=3.1+10.72+11.34+14.48=39.64min （ 3）退火窯長度的計算 計算退火所需網(wǎng)帶面積為 F（ m2）按 F=（ Z n f） /K （ 5 4） 式中： Z 總退火時間， min n 成形機機速，個 /min f 每個制品所占面積， m2 K 網(wǎng)帶面積利用率，與制品品種，形狀等有關，通常取 0.7。 F=（ Z n f） /K =（ 39.64 48 10-4） /0.7=48.47m2 計算網(wǎng)帶工作長度 制品在網(wǎng)帶上排布時，網(wǎng)帶邊緣并未被瓶子占滿，通常各邊要留出 15cm 左右距離。因此，實際應用的網(wǎng)帶看有效寬度 b（ m）應按下式計算： b=所選網(wǎng)帶寬度 -2 0.15=3-2 0.15=2.70m （ 5 5） 網(wǎng)帶工作長度 l0，則有 l0=F/b=48.47/2.7=18m （ 5 6） 計算網(wǎng)帶運行速度 v=l0/ （ 5 7） 式中： v（ m/min）網(wǎng)帶運行速度； （ min）總退火時間 則 v=18/39.64=0.45m/min 沈陽 化工大學學士學位 論文 第五章 退火成型檢包車間 41 計算退火窯各段長度 加熱段長： L1= 1v=3.1 0.45=1.4m 保溫段長： L2= 2v=10.72 0.45=4.82 m 冷卻段長： L3= 3v=11.34 0.45=5.10m 快冷段長： L4= 4v=14.48 0.45=6.52 m 5.1.3 退火窯分類計選型 通常按照制品的移動情況可將退火窯分成間歇式、半連續(xù)式和連續(xù)式三種。 本設計選用 THL-D3000 電加熱風循環(huán)網(wǎng)帶式退火窯，主要技術參數(shù)如表 5-2, THL-D3000電加熱風循環(huán)網(wǎng)帶式退火窯主要技術參數(shù)，所示： 表 5-2 THL-D3000 電加熱風循環(huán)網(wǎng)帶式退火窯主要技術參數(shù) 序號 項目 單位 主要技術參數(shù) 1 網(wǎng)帶寬度 mm 3000 2 爐膛長度 mm 17500 3 爐頭尾輥中心距 mm 24814 4 配套制瓶機 六段單滴行列 5 電機總功率 kw 6 長 設備形狀尺寸 寬 高 mm 25050 4440 2675 7 電加熱器功率 kw 280 8 網(wǎng)帶運行速度 m/min 0.05 0.5 9 允許制品最大高度 mm 350 10 網(wǎng)帶允許最大負荷 kg/m2 90 11 加熱方式 電加熱 12 溫度控制方式 自動控制 13 允許最高退火溫度 630 14 上網(wǎng)帶平面高度 mm +1000 5.2 機械設備 5.2.1 供料機 本設計選用的 A 型供料機主要技 術性能如表 5-3, A 型供料機主要技術性能參數(shù)，所示： 沈陽 化工大學學士學位 論文 第五章 退火成型檢包車間 42 表 5-3 A 型供料機主要技