Расчет стекловаренного цеха

Главная » Рефераты

Разделы

Главная

Естествознание

Уголовное право уголовный процесс

Оккультизм и уфология

Литература языковедение

Маркетинг товароведение реклама

Краеведение и этнография

Кулинария и продукты питания

Информация

Расчет стекловаренного цеха

Міністерство освіти і науки України

Український державний хіміко – технологічний

Університет

Кафедра хімічної технології

кераміки та скла

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Тема: Проект цеху пляшкового коричневого

скла для сувенірної продукції

Виконав: студент групи 4-ТС-73 Огурцов Максим

В’ячеславович

Перевірив: доцент каф. ХТКС Максимович Світлана

Іллівна

Дніпропетровськ

2003 р.

Реферат

Аркушів 57 Таблиць 52 Рисунків 13

Курсова робота містить 7 розділів. У вступі розглянуто положення скляної

тари на споживчому ринку, її переваги та недоліки. Розділ 1 містить

характеристику та асортимент продукції стандарти на продукцію. В розділі

2 розглянуто сировинну базу підприємства, основні природні та штучні

джерела отримання необхідних оксидів, наведені вимоги стандартів. Третій

розділ присвячений опису технологічної схеми виробництва пляшок,

підготовка сировини, її обробка, виготовлення шихти, вимоги до неї. У

розділі 3 наведено технологічну схему виробництва пляшок. В розділі 4

детально розглянута технологія виготовлення склотари, а саме: процеси та

стадії підготовки та обробки сировини, скловаріння, виробки скломаси,

формування та відпалу виробів визначено необхідне для цього технологічне

устаткування: - обладнання для обробки сировини, завантажувачі шихти,

скловарна піч , живильники, склоформуючі машини, печі відпалу, а також

контроль якості та пакування виробів. Розрахунок матеріального балансу

міститься у розділі 5. Розділ 6 містить інформацію про контроль якості

продукції. У 7 розділі наведено вибір, розрахунки та технічна

характеристика устаткування.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: СКЛО, ТАРА, ПЛЯШКИ, СИРОВИНА, ПІСОК, КАОЛІН, КРЕЙДА,

ДОЛОМІТ, СОДА, СУЛЬФАТ НАТРІЮ, ШИХТА, ПІЧ, ВАРІННЯ, СКЛОМАСА, ФОРМУВАННЯ,

ВИРОБИ, ВІДПАЛ, ЯКІСТЬ, СКЛАД, ГРЕЙФЕРНИЙ КРАН, БУНКЕР, СТРІЧКОВИЙ

КОНВЕЄР, ЕЛЕВАТОР, ЩОКОВА ДРОБАРКА, МОЛОТКОВА ДРОБАРКА.

Зміст

Вступ 8

1.Асортимент та характеристика виробів. Вимоги стандарту

2.Характеристика сировини

2.1. Сировинні матеріали для введення SiO2

2.2. Сировинні матеріали для введення Al2O3

2.3. Сировинні матеріали для ведення оксидів лужноземельних металів

2.4. Сировинні матеріали для ведення оксидів лужних металів

2.5. Склобій

3. Технологічна схема виробництва

4. Опис технологічного та фізико – хімічних основ процесу

4.1. Складування та зберігання сировини

4.2. Оброблення сировинних матеріалів

4.2.1. Лінія підготовки піску

4.2.2. Лінія підготовки доломіту

4.2.3. Лінія підготовки соди та сульфату натрію

4.2.4. Лінія підготовки склобою

4.2.5. Підготовка інших матеріалів

4.3. Дозування компонентів та змішування шихти

4.4. Завантаження шихти та склобою у скловарну піч

4.5. Варіння скломаси

4.6. Підготовка скломаси до формування

4.7. Формування скловиробів

4.8. Відпал виробів

4.9. Нанесення захисного покриття

4.10. Контроль якості виробів

4.11. Пакування готових виробів

4.12. Внутрішньозаводське транспортування готових виробів

4.13. Складування готових виробів

5. Матеріальний баланс виробництва

5.1. Розрахунок виробничої програми

5.2. Визначення загальних технологічних показників цеху, що

проектується 27

5.3. Розрахунок шихти

5.3.1. Розрахунок необхідної кількості соди та сульфату натрію

5.3.2. Розрахунок необхідної кількості вугілля

5.3.3. Розрахунок вигоряння шихти

6. Контролювання якості виробів

7. Вибір, розрахунок, технічна характеристика устаткування

7.1. Розрахунок складу сировини

7.2. Розрахунок грейферного крану

7.3. Лінія піску

7.3.1. Розрахунок бункеру

7.3.2. Вибір лоткового живильника

7.3.3. Розрахунок стрічкового конвеєру

7.3.4. Розрахунок сушильного барабану

7.3.5. Вибір стрічкового конвеєру

7.3.6. Вибір сита

7.3.7. Розрахунок елеватора

7.3.8. Вибір стрічкового конвеєру

7.3.9. Вибір електромагнітного сепаратора

7.3.10. Розрахунок бункера вагової лінії

7.3.11. Вибір лоткового живильника

7.3.12. Вибір змішувача шихти

7.3.13. Вибір автоматичних терезів

7.4. Лінія каоліну

7.4.1. Розрахунок бункеру

7.4.2. Вибір лоткового живильника

7.4.3. Вибір стрічкового конвеєру

7.4.4. Вибір елеватора

7.4.5. Вибір сита

7.4.6. Розрахунок бункера вагової лінії

7.4.7. Вибір лоткового живильника

7.4.8. Вибір автоматичних терезів

7.5. Лінія доломіту

7.5.1. Вибір бункеру

45 7.5.2. Вибір лоткового живильника

45 7.5.3. Розрахунок щокової дробарки

7.5.4. Вибір стрічкового конвеєру

7.5.5. Вибір елеватора

7.5.6. Вибір сушильного барабану

7.5.7. Вибір стрічкового конвеєру

7.5.8. Розрахунок молоткової дробарки

7.5.9. Вибір стрічкового конвеєру

7.5.10. Вибір сита

7.5.11. Вибір елеватора

7.5.12. Вибір електромагнітного сепаратора

7.5.13.Розрахунок бункера вагової лінії

7.5.14. Вибір лоткового живильника

7.5.15. Вибір автоматичних терезів

7.6. Лінія соди

7.6.1. Вибір бункеру

7.6.2. Вибір лоткового живильника

7.6.3. Вибір стрічкового конвеєру

7.6.4. Вибір елеватора

7.6.5. Вибір сита

7.6.6. Вибір дробарки

7.6.7. Розрахунок бункера вагової лінії

7.6.8. Вибір лоткового живильника

7.6.9. Вибір автоматичних терезів

7.7. Лінія сульфату натрію

7.7.1. Розрахунок бункеру зберігання

7.7.2. Вибір лоткового живильника

7.7.3. Вибір стрічкового конвеєру

7.7.4. Вибір елеватора

7.7.5. Вибір сита

7.7.6. Вибір дробарки

7.7.7. Розрахунок бункера вагової лінії

7.7.8. Вибір лоткового живильника

7.7.9. Вибір автоматичних терезів

7.8. Лінія крейди

7.8.1. Розрахунок бункеру зберігання

7.8.2. Вибір лоткового живильника

7.8.3. Вибір стрічкового конвеєру

7.8.4. Вибір елеватора

7.8.5. Вибір сита

7.8.6. Розрахунок бункера вагової лінії

7.8.7. Вибір лоткового живильника

7.8.8. Вибір автоматичних терезів

7.9. Лінія вугілля

7.9.1. Розрахунок бункеру зберігання

7.9.2. Вибір лоткового живильника

7.9.3. Вибір стрічкового конвеєру

7.9.4. Вибір сита

7.9.5. вибір елеватора

7.9.6. Розрахунок бункера вагової лінії

7.9.7. Вибір лоткового живильника

7.9.8. Вибір автоматичних терезів

7.10.Лінія склобою

7.10.1. Розрахунок бункерів зберігання

7.10.2. Вибір лоткового живильника

7.10.3. Вибір щокової дробарки

7.10.4. Вибір стрічкового конвеєру

7.10.5. Вибір елеватора

7.10.6. Вибір електромагнітного сепаратора

7.10.7. Розрахунок бункера вагової лінії

7.10.8. Вибір лоткового живильника

7.10.9. Вибір мірного бункеру

Література

ВСТУП

„Склом називають всі аморфні тіла, одержані шляхом переохолодження

розплаву, незалежно від їх хімічного складу і температурної ділянки

твердіння. Внаслідок поступового підвищення в‘язкості вони набувають

властивості твердих тіл, при цьому процес переходу з рідкого становища у

склоподібне повинен бути зворотнім.”

Скло – штучний матеріал який має такі властивості, як прозорість.

Твердість хімічна стійкість, термостійкість. Крім того скло має

властивості, які залежать від його прозорості. Завдяки цьому скло широко

використовують майже у всіх галузях техніки, медицині, у наукових

дослідженнях , та у побуті.

Скло отримують шляхом термічної обробки шихти, яка є сумішшю природних

або штучних сировинних матеріалів. Шихту завантажують у піч, і при

визначеній температурі та витримці, отримують розплав – скломасу. При

охолодженні скломаси в‘язкість її зростає, що надає можливість формувати

вироби шляхом видування, прокатки, витягування, пресування чи

пресовидування.

В залежності від практичного використання скляних виробів змінюється

хімічний склад скла, форма, розміри, та спосіб їх виготовлення.

Сучасна скляна промисловість виготовляє найрізноманітніші вироби –

промислове та побутове листове скло, скляні труби і ізолятори, медичне та

парфумерне скло, тарне та сортове скло, піноскло, скловолокно, ситали та

інше.

Тарне скло займає досить велику частку від загального об‘єму продукції,

що виготовляють скляні заводи. Це відбувається тому, що тарне скло

використовується для фасування зберігання та транспортування різноманітних

рідких пастоподібних та твердих продуктів.

Перевагами скляної тари, що обумовлюють широке її використання у

різноманітних галузях промисловості та в побуті є: гігієнічність,

прозорість, можливість виготовлення тари різноманітних розмірів та форми,

можливість герметичного закривання та багаторазового використання, доступна

ціна.

Скло не виділяє шкідливих речовин, не має запаху, забезпечує тривале

зберігання продуктів, добре миється та дезінфікується, легко утилізується,

має добрі декоративні можливості. Крім того, скляна промисловість

забезпечена найбагатшими сировинними ресурсами.

1. Асортимент та характеристика виробів

Скляну тару класифікують:

по розміру шийки;

по кольору скла;

по типу шийки;

по призначенню.

По розміру шийки розрізняють вироби з вузькою шийкою ( внутрішній

діаметр горличка менше ніж 30 мм ) і вироби з широкою шийкою ( внутрішній

діаметр горличка більше ніж 30 мм).

Тара з вузькою шийкою використовується, як правило для розливу,

зберігання і транспортування вин (в тому числі й шампанських), лікеро –

горілчаної продукції, пива, безалкогольних напоїв, мінеральних вод, соків.

Виготовляють вироби з вузькою шийкою місткістю від 50 до 1000 мл. В разі

виникнення потреби можливе виготовлення тари з вузькою шийкою іншої

місткості, ніж вказані. Для виготовлення використовують безкольорове,

напівбіле, темно – зелене, і жовтогаряче скло. В пляшках виготовлених з

безкольорового скла припускається слабкі кольорові відтінки: зеленуватий,

блакитний, жовтуватий та сіруватий. В пляшках виготовлених з напівбілого

скла припускаються зелені, блакитні і жовтуваті відтінки. Тара з широкою

шийкою використовується для розфасовування, зберігання та транспортування

рідких, пастоподібних та твердих речовин. Широко використовується у

харчовій та хімічній промисловості. Виготовляють вироби з широкою шийкою

місткістю 500,700,1000,1500,2000,3000,5000 мл, а також місткістю 10, 15, 20

літрів. Для виготування тари з широкою шийкою використовують безкольорове

та напівбіле скло.

Пляшка – це споживча тара, найчастіше - циліндричної форми, з

плескуватим або увігнутим дном, зі звуженою шийкою, діаметр якої значно

менше ніж діаметр корпуса

Пляшки для харчових продуктів виготовляють великими партіями, якщо

виготовляються стандартні серійні вироби. Найчастіше вони є багато

обертовими, тобто, багато разів проходять цикл використання: розфасовка,

зберігання продукту, продаж продукту, повернення тари на повторне

використання. Цей цикл проходить між підприємствами харчової промисловості

та торговими організаціями. Скляні пляшки призначені для харчових рідких

продуктів відповідають ДСТу 10117-91

Таблиця 1.1 – типи, основні параметри і розміри скляних пляшок для

харчових рідин [1]

|І |Зелений, коричневий напівбілий,|700, 200 |К |

|ІІ |Зелений, безкольоровий |740, 400 |Ш або КПШ |

|ІІІ |Безкольоровий |500, |К |

| | |200, |К |

| | |100 |А або В1 |

|ІV |Безкольоровий, напівбілий |500, 250 |К |

|V |Безкольоровий |330 |КП |

|VI |Коричневий |700 |В |

|VII |Безкольоровий, напівбілий, |775 |КП або В |

|ІХ |Безкольоровий, напівбілий, |544 |К або В |

|Xа |Безкольоровий, напівбілий, |500 |КП |

|Xб |Зелений, коричневий |330 |КП |

|XI |Безкольоровий, напівбілий, |200 |КП |

|XII |Безкольоровий, зелений, |750, 500 |К або В |

|XIII |Безкольоровий, |750 |В |

Таблиця 1.2 – параметри пляшки типу ІІІ [1]

|місткість, | Розміри, мм |

|см3 | |

|зелене |71,2 |1,8 |0,3 |12,2 |14,2 |0,3 |0,15 |

|оливкове |71,2 |1,8 |0,3 |12,2 |14,2 |0,3 |0,1 |

|коричневе |71,2 |2,8 |0,5 |11 |14,2 |0,3 |0 |

|відхилення|±0,5 |±0,5 |±0,04 |±0,2 |±0,2 |±0,02 |±0,02 |

|, % | | | | | | | |

Вміст лужних оксидів збільшується при виробленні на видувних

автоматичних машинах дрібної склотари місткістю до 200 мл, а також склотари

з дрібною різьбою на горлі під гвинтовий ковпачок.

Іноді при формуванні вузькогорлої склотари зменшують вміст MgO до 0,8 –

1,5%. Зменшення вмісту MgO до 0,8 – 1,5% у складі скла знижує схильність

скломаси до кристалізації в температурному інтервалі формування, що

особливо відчувається в складі скла з підвищеним вмістом Al2O3.

При варінні безкольорового скла доречно замінити частину Na2O (до 3%)

на К2О, що широко використовується на провідних підприємствах. Це утворює у

склі ефект двох лугів, який дозволяє отримати підвищення хімічної стійкості

скла та поліпшити технологічні властивості при підвищеному вмісті лужних

оксидів.

2.1. Сировинні матеріали для введення SiO2.

Кварцовий пісок.

Кварцовий пісок являється основним матеріалом для введення в скло SiO2.

Якість кварцового піска визначається вмістом в ньому кремнезему та домішок.

Кварцові піски високої якості повинні містити 99 – 99,8% кремнезему та 1 –

0,2% домішок. Звичайно в кварцовому піску міститься домішки різноманітних

мінералів: магнезиту, польового шпату, каоліну, карбонатів кальцію, магнію

та ін. Для безкольорового скла найбільш шкідливими домішками є сполучення

заліза, які фарбують скло в зелений або жовтий колір. При температурах

варіння скла стійкими є дві форми: Fe2O3 та FeO, при чому, їх вплив на

колір скла різний. Fe2O3 надає склу жовтого кольору, а FeO надає синій.

Інтенсивність відтінку, який надає двохвалентне залізо у 15 більше ніж

трьохвалентне, а причиною появи зеленого кольору є те, що у склі одночасно

можуть існувати обидві оксидні форми. В залежності від того, яка форма

переважає скло набуває відповідного жовтувато зеленого, або синювато

зеленого кольору Крім сполучень заліза пісок може містити наступні фарбуючи

оксиди: Cr2O3 та ТІО2.

У виробництві різноманітних видів склотари дозволяється вміст оксидів

заліза в піску (в%):для безкольорової склотари до 0,1 для напівбілої

склотари до 0,3. Для виробництва склотари, особливо пофарбованої в зелений

колір, вміст оксидів заліза не нормується та у зв’язку з цим часто

використовуються піски, видобуток яких можна організувати неподалік від

скляного заводу. Розміри зерен піску, та особливо кількісне відношення

зерен по розмірам, дуже важливо враховувати при варінні скла. У випадку

використання однорідних за розмірами зерен піску досягається рівномірне їх

розчинення з утворенням гомогенного розплаву. У виробництві склотари бажано

вживати такі кварцові піски, в яких вміст фракції розміром 0,2 – 0,5мм

складає 85-90%. Бажано вживати дрібний, з гострокутною формою зерен, пісок

тому, що в цьому разі значно підвищується швидкість розчинення завдяки

збільшенню реакційної поверхні. Це в свою чергу прискорює процес варіння.

Хімічний склад піску(мас. %):

SiO2 – 98,64;

Al2O3 – 0,44;

Fe2O3 – 0,65;

в.п.п. – 0,21;

важка фракція – 0,54.

Пісок відповідає ДСТу 22551-77.

2.2. Сировинні матеріали для введення Al2O3.

Додавання Al2O3 в певних кількостях у склад скла сприяє зниженню КТР

скла, підвищує механічну та термічну витривалість, поліпшує кристалізаційні

властивості. АІ2О3 вводять у склад скла за допомогою технічного оксиду

алюмінію, гідрооксиду алюмінію, польових шпатів, каолінів та ін. Крім того

можна застосовувати відходи гірничо-збагачувальних фабрик, полевошпатного

та нефелінового концентратів. Для введення АІ2О3 також використовують

пегматити.

Пегматити уявляють собою природну суміш польових шпатів та оксиду

кременю. Вміст оксиду алюмінію в них може досягати 20-22%. У вигляді

супутніх домішок у пегматитах зустрічаються оксиди заліза, лужноземельних

металів, титану. На різницю від польових шпатів, в пегматитах оксиди заліза

містяться у вигляді крупнокристалічних включень, і легше піддаються

відділенню від основної породи. Al2O3 вводимо каоліном, що відповідає ДСТу

19609,0-89.

Каолін має наступний хімічний склад(мас. %):

Al2O3 – 36,7;

Fe2O3 – 0,52;

CaO – 1,18;

MgO – 0;

SiO2 – 46,35;

в.п.п. – 14,74;

волога – 0,51.

2.3. Сировинні матеріали для ведення оксидів лужноземельних металів

Матеріали, що утримують кальцій.

Оксид кальцію прискорює реакції силікатоутворення, сприяє полегшенню

варіння та освітлення, поліпшує виробку скломаси, підвищує його хімічну

стійкість.

Оксид кальцію вводять у скло за допомогою вуглекислих солей CaO –1,18,

MgO -0, які містять 56% СаО та 44% СО2. на підприємствах використовують

мінеральні різновиди вуглекислого кальцію. Серед них крейда, вапняк, мармур

та вапняковий шпат. В цих мінералах міститься до 90-98% СаСО3,а все інше

–домішки.

Оксид кальцію вводимо крейдою, хімічний склад якої відповідає ДСТу

12085-88.

Крейда Слав’янського родовища має наступний хімічний склад(мас. %):

?СаСО3*MgСО3 – 96,55;

СаСО3 – 95,51;

MgСО3 – 1,04;

Fe2O3 – 0,03;

волога – 0,07.

Крейда Бєлгородського родовища:

?СаСО3*MgСО3 – 96,65;

СаСО3 – 95,65;

MgСО3 – 1,00;

Fe2O3 – 0,02;

волога – 0,08.

Матеріали, що утримують магній.

Оксид магнію сприяє поліпшенню кристалізаційних властивостей скла,

зниженню КТР, підвищенню механічної витривалості. При одночасному введенні

Al2O3 та MgO поліпшується вироблення скла, підвищується його хімічна

стійкість. В якості сировини для введення MgO звичайно використовують

доломіт - СаСО3*MgСО3– природній подвійний карбонат кальцію та магнію.

Доломіт це гірська порода, тому крім СаСО3 і MgСО3 уній містяться домішки

SiO2, Al2O3, Fe2O3. в залежності від виду та концентрації домішок, доломіт

може набувати жовтого, бурого або сірого кольору. Припустимий вміст оксидів

заліза, при виготовленні тарного скла, складає не більше ніж 0,05%

У чистому вигляді доломіт містить 30,4% CaO, 21,9 MgO та 47,7% СO2.

Природні доломіти завжди містять домішки піску, глинозему і заліза. Тому

постійність складу та мінімальний вміст шкідливих домішок має дуже важливе

значення при виготовленні безбарвної тари. У якості матеріалів за допомогою

яких можна ввести MgO іноді використовують ( за умови постійності хімічного

складу ) магнезит MgСО3, доломітизований вапняк та ін. MgO вводимо

доломітом ДСТу23673,0-79.

Доломіт Докучаєвський(мас. %).

CaO – 34,69;

MgO – 13,64;

Al2O3 – 0,51;

Fe2O3 – 0.24;

SiO2 – 4,4.

Доломіт Новотроїцький

CaO – 37,82;

MgO – 14,75;

Al2O3 – 0,58;

Fe2O3 – 0.11;

SiO2 – 2,14.

2.4. Сировинні матеріали для ведення оксидів лужних металів

Матеріали, що містять натрій.

Основними матеріалами для введення у скло оксиду натрію є сода та

сульфат. У виготовленні скла в якості основного сировинного матеріалу, що

містить луги, використовують кальциновану соду, яка містить 58,5 Na2O та

41,5 СO2. температура плавлення соди 8510С. технічна сода для виготовлення

скла повинна утримувати не менш ніж 95% Na2СO3 і не більш ніж 1% Na2СІ.

Сульфат натрію використовують, як замісник соди тому, що він менш

дефіцитний і більш дешевий. При варінні скла сульфат важко і повільно

розкладається. Сульфат, що не розклався, неповністю засвоюється скломасою,

і за рахунок того, що він має меншу щільність, випливає на поверхню,

утворюючи луг. Для того, щоб полегшити розкладення сульфату і попередити

появу лугу, в шихту вводять відновлювач (вуглець) у вигляді вугілля, коксу,

антрациту, деревинного вугілля та ін.

Na2O вводять за допомогою сульфату в кількостях, які залежать від

призначення та способу виготовлення склотари. Таким чином, при виготовленні

забарвлених пляшок за допомогою сульфату вводиться 30% Na2O, і виготовленні

напівбілих пляшок – 25% Na2O, у виробництві безбарвних пляшок – 5% Na2O.

Оксид натрію частково можна ввести за допомогою гірничих порід, які

використовуються для введення інших основних оксидів, що утворюють скло,

наприклад Al2O3 (нефеліни, трахіти, польові шпати, та ін.).

Оксиди лужних металів вводимо за допомогою соди ДСТу 5100-85 та

частково сульфату.

Сода має наступний хімічний склад(мас. %):

Na2СO3>99,2 (після прожарення);

СІ-<0.5;

в.п.п.<0,8.

Сульфат натрію ОАО „Волжский орхиндоз”

ТУ-21-249-0020416892.

Na2SO4 – 99,4%.

Сульфат натрію ВАТ ”Черкаське хімволокно”

ТУУ 6-13697008 006-95.

Na2SO4 – 99,6%.

2.5. Склобій

Раніше існувала думка, що для поліпшення процесу варіння та підвищення

якості скла необхідним є введення у шихту певної кількості склобою, але це

уявлення не знайшло достатнього практичного підтвердження. Тому тепер

кількість бою, що вводиться у шихту, визначається лише кількістю відходів.

Разом з цим, введення склобою більше ніж 40% звареної скломаси, є

недоцільним, тому, що змінюються деякі властивості скла, пов’язані з його

тепловим минулим. Склобій повинен точно відповідати заданому хімічному

складу скла, не повинен містити забруднюючи домішки. Розмір кусків склобою

повинен бути не більше 80-100 мм [3].

4. Опис технологічного процесу та фізико – хімічних основ процесу

4.1. Складування та зберігання сировини[4]

Кожен вид сировини повинен зберігатися в умовах, котрі виключають його

забруднення або змішування різних матеріалів. Склади сировинних матеріалів

і складальні цехи розташовуються в одній будівлі, яка складається з трьох

приміщень: складу матеріалів, що

перевозяться в тарі; складу

матеріалів, що перевозяться навалом;

складального цеху з відділеннями, підготовки компонентів і приготування

шихти.

Склад матеріалів, що підвозяться навалом, обладнаний грейферним краном

та залізничною колією. Сировину розвантажують за допомогою механічних

завантажувачів у траншею складу.

Склад розділений підпірними стінами на відсіки по числу сировинних

матеріалів. Грейферними кранами матеріали переміщуються з траншеї у відсік

складу або безпосередньо у відповідний приймальний бункер.

Склад матеріалів, що поставляються у тарі є продовженням складу

матеріалів, що поставляються навалом. Підлога складу розташована на рівні

залізничних рейок, що введена у приміщення складу. Мішки розвантажуються і

укладуться в штабелі за допомогою механічного навантажувача. Висота

укладання мішків дорівнює 5 м. Площа складу розрахована на місячний запас

кожного виду сировини, крім піску (14 діб), сировини [4].

4.2. Оброблення сировинних матеріалів [4]

Потужність сучасних складальних цехів може становити близько 400-500 т

шихти за добу. Звичайно цех складається з відокремлених ділянок:

механізованого складу сировинних матеріалів з встановленим в ньому

устаткуванням для їх обробки та дозувально – змішувального відділення, у

якому розташовано бункери вагової лінії з підготовленими сировинними

матеріалами, автоматичні терези для дозування сировинних матеріалів,

збірний стрічковий конвеєр, на який висипаються зважені компоненти шихти,

змішувач, та проміжні бункери запасні бункери для шихти. Сировинні

матеріали підвозять залізничною колією, що проходить всередині складу.

Запас підготовлених сировинних матеріалів становить: пісок – 2 тижні;

каолін – 1 місяць; сода – 1 місяць; сульфат натрію – 1 місяць;доломіт – 1

місяць; крейда – 1 місяць. Висота укладення піску та кускових сировинних

матеріалів становить 7-7,5 м , мішків з сипучими матеріалами – 5 м.

Процес обробки сировинних матеріалів та приготування шихти включає

наступні основні операції: приймання, зберігання, обробку сировини,

дозування, зволоження, перемішування доз компонентів шихти.

Обробка сировинних матеріалів виконується на самостійних технологічних

лініях.

Залежно від виду, сировинні матеріали піддають відповідній обробці:

розтарювання, дроблення, сушіння, помел, просівання. Склобій може підлягати

магнітній сепарації, помелу, мокрому або сухому очищенню, просіванню [2].

Розтарювання та розпушення. Для розтарювання сировини, що поступає в

мішках , використовуються нестандартні установки для розтарювання з

одночасним руйнуванням. Для руйнування матеріалів, що злежуються та

грудкуються (сода, селітра та ін.) використовують дезінтегратори,

протиральні машини.

Дроблення та помел. Дробленню та помелу піддають: доломіт, склобій.

Для грубого помелу використовують щокові дробарки.

[pic]

Рисунок 4.1. – щокова дробарка

Для тонкого помелу використовують молоткові дробарки та кульові млини.

[pic]

а б

а – молоткова дробарка

б–схема кульового млина.

Рисунок 4.2. – устаткування для помелу.

Сушіння. Сушінню піддають пісок, крейду, вапняк, доломіт, сульфат

натрію, при умові, що їх вологість більша, ніж потрібно для складання

шихти.

Температури сушіння різних матеріалів відрізняються. Температура

сушіння піска становить 700-8000С. Температура сушіння крейди, доломіту та

вапняку не повинна перевищувати 4000С тому, що при більш високих

температурах починається термічна дисоціація цих матеріалів. Матеріали

вапнякової групи сушаться гірше ніж пісок, тому продуктивність сушильних

пристроїв в яких їх сушать значно менше.

Зволожений сульфат натрію часто висушують засобом добавки соди, яка

поглинає і зв’язує гігроскопічну вологу сульфату. Якщо вологість сульфату

перевищує 20%, то його сушіння дуже важке тому, що при 32.40С мірабіліт

розплавлюється у власній кристалізаційній воді і цей розплав прилипає до

стінок сушарень. Тому його подають в зону з температурами 650-7000С, тоді

поверхневий шар зерен швидко висушується і вони не прилипають до стінок

сушарень.

[pic]

Рисунок 4.3. - прямоточний сушильний барабан

Просівання. Всі сировинні матеріали просіюють. використовують сита-

бурати, вібраційні грохоти.

Транспортування. Для транспортування сировинних матеріалів

використовують ковшові елеватори, скіпові підіймачі, конвеєри стрічкові.

Технологія одержання пляшки включає наступні технологічні процеси:

підготовка сировинних матеріалів, дозування компонентів та змішування

шихти, завантаження шихти у скловарну піч, варіння скломаси, вироблення

скломаси та формування виробів, поверхневе зміцнення, відпал, контроль

якості отриманих виробів, пакування та транспортування до складу готової

продукції.

Розглянемо процес підготовки сировини більш докладніше.

4.2.1. Лінія підготовки піску

Пісок поступає на склад у залізничних вагонах. Вагони розвантажують за

допомогою механічного розвантажника, та переміщують грейферним краном у

відділення його зберігання. З цього відділення пісок поступає на сушіння до

сушильного барабану. Температура газів на вході в барабан, для сушіння

піскутемпература ення пісок поступає на сушіння до сушильного барабану.

трічковий конвеєр, аякий висипают ньому устаткуванням для становить 800-

9000С, а на виході – 160-2000С. Відпрацьовані гази відсмоктуються

ексгаустером через розвантажувальну камеру у мультициклон, де осаджується

пил. На виході з барабану пісок має температуру близько 900С, і для його

подальшого транспортування його охолоджують у трубчастих холодильниках.

Після просушування пісок подається на просіювання, та магнітну сепарацію, а

потім у бункери вагової лінії.

4.2.2. Лінія підготовки доломіту

З відповідних відсіків складу крупно кусковий доломіт поступає у

приймальний бункер щокової дробарки. Куски матеріалу після дроблення мають

розмір 4-7 см. Подрібнений доломіт поступає на сушіння у сушильний барабан,

де він висушується до остаточної вологості 0,1-1%. Для запобігання

термічної дисоціації доломіту його сушать при температурах не вище 4000С.

Для помелу доломіту можна використовувати молоткові дробарки. Після помелу

матеріал поступає на контрольний просів та магнітну сепарацію, а потім у

бункери вагової лінії.

4.2.3. Лінія підготовки соди та сульфату натрію

Сода та сульфат натрію розвантажуються, транспортуються, зберігаються

та оброблюються за однаковою схемою, тому, що на цей день переважно

використовуються синтетичні матеріали, які мають практично постійні

показники якості. Сода та сульфат натрію поступають на завод у паперових

мішках або навалом у критих вагонах. Якщо матеріали поступають фасованими,

то їх розтарюють за допомогою нестандартних машин. З цих машин соду та

сульфат натрію елеваторами подають у відповідні силосні банки. З силосних

банок соду та сульфат натрію елеватором подають на просів у сита-бурати,

які розташовано над бункерами вагової лінії.

4.2.4. Лінія підготовки склобою

Під час виробництва склотари утворюється 10-15% бою, який повторно

використовують під час варіння скломаси. Бой скла, що утворюється на різних

ділянках технологічного процесу, збирають у бункери та після відповідної

обробки використовують для варіння скла.

Обробка склобою включає промивку, подрібнення у щоковій дробарці

4.2.5. Підготовка інших матеріалів

Підготовка каоліну, вугілля зводиться до завантаження у приймальні

бункери, контрольного просіву та завантаження до бункерів вагової лінії.

4.3. Дозування компонентів та змішування шихти

Поточні лінії дозувально - змішувальної ділянки включають:

1) розташовані по горизонтальній осі бункери з готовими до змішування

сировинними матеріалами;

2) розташовані під бункерами автоматичні терези з пристроями для

завантаження та вивантаження відважених компонентів шихти у відповідності з

заданим рецептом;

3) збірний стрічковий конвеєр, який розташовано під терезами, на який

висипаються відважені порції сировинних компонентів, призначений для

подавання їх у змішувач;

4) змішувач періодичної дії;

5) транспортуючі пристрої для подавання готової шихти до ванної печі.

Для виготовлення шихти використовують підготовлені сировинні матеріали.

Зважування сировинних матеріалів виконують на окремих вагових лініях.

Шихту складають з сировинних матеріалів, які повинні відповідати певним

вимогам стандартів.

Пісок кварцовий ДСТу 22551-77;

Сода кальцинована ДСТу 5100-85;

Сульфат натрію ДСТу 6318-77;

Доломіт ДСТу 23762-79;

Каолін ДСТу 21285-75;

Крейда ДСТу 12085-88;

Барвники (якщо це потрібно).

Рецепт шихти на заданий хімічний склад скла розраховується лабораторією

заводу з урахуванням лужності, вологості сировинних матеріалів. Компоненти

шихти відважуються у відповідності до рецепту і в послідовності, яка

вказана у рецептурі. Для склотарного цеху послідовність від важення

сировинних матеріалів наступна: – пісок, каолін, сода, сульфат натрію,

крейда, доломіт, вода.

Вагове дозування компонентів шихти проводиться на дозуючих лініях, які

оснащенні вагами ДВСТ. Припустимі відхилення по вазі окремих компонентів

шихти вказані у таблицях 4.1 – 4.3. Приготована шихта повинна забезпечувати

отримання зеленого скла хімічного складу, який також наведено в таблицях

4.1 – 4.3.

Таблиця 4.1 – хімічний склад зеленого скла

|SiO2 |Al2O3 |Fe2O3 |СаО+MgО |Na2O |SO3 |Cr2O3 |

|71,2 |1,8 |0,3 |12,2 |14,2 |0,3 |0,15 |

|±0,5% |±0,5% |±0,04% |±0,2% |±0,2% |±0,02% |±0,02% |

Таблиця 4.2 – хімічний склад оливкового скла

|SiO2 |Al2O3 |Fe2O3 |СаО+MgО |Na2O |SO3 |Cr2O3 |

|71,2 |1,8 |0,3 |12,2 |14,2 |0,3 |0,1 |

|±0,5% |±0,5% |±0,04% |±0,2% |±0,2% |±0,02% |±0,02% |

Таблиця 4.3 – хімічний склад коричневого скла

|SiO2 |Al2O3 |Fe2O3 |СаО+MgО |Na2O |SO3 |

|71,2 |2,8 |0,3 |11 |14,3 |0,3 |

|±2% |±1,3% |±0,04% |±1,3% |±0,9% |±0,02% |

На шляху до печі розташовано резервні бункери для готової шихти, які

розраховано на дві зміни роботи печі.

4.4. Завантажування шихти[2]

Завантаження шихти у скловарну піч здійснюється за допомогою механічних

завантажувачів плунжерного типу. Принцип дії завантажувача полягає у

регулярному проштовхуванні порцій шихти і бою в піч за рахунок зворотного –

поступово руху плунжера. Шихту завантажують по всьому фронту

завантажувального кармана, ширина якого у сучасних печах практично дорівнює

ширині печі. Для спрощення конструкції та обслуговування заванжувачів їх

встановлюють 5-6 заванжувачів поряд. Режим живлення печі шихтою та боєм

виконується у відповідності до витрат скломаси на виготовлення виробів.

Годинна подача шихти та бою в піч повинна точно відповідати з`єму скломаси.

Співвідношення завантаженої шихти і склобою повинно знаходитися у межах:

шихти-бою70-30%, 60-40%, 50-50%. Відхилення від встановленого

співвідношення не повинно перевищувати ±5%.

Якщо об’єм подавання шихти буде відрізнятися від з’єму скломаси, то це

приведе до коливання рівня дзеркала в печі. В свою чергу це негативно

впливає на стан футерівки і якість скломаси, що виробляється. Коливання

рівня скломаси повинні складати не більше ніж ±0,5мм.

Для підтримання постійного рівня скломаси завантажувальники працюють в

автоматичному режимі і зв‘язані з рівнеміром “клюючого” типу.

4.5. Варіння скломаси[2],[3]

Процес варіння скла уявляє собою складний комплекс фізико – хімічних

перетворень, явищ тепло та масообміну, в результаті яких сировинні

матеріали – шихта перетворюється у розплав – скломасу із визначеними фізико

– хімічними властивостями. Шихта під дією високих температур, які виникають

під час спалення палива, розплавляється, гомогенізується, охолоджується та

поступає на виробляння.

Процес склоутворення протікає в декілька етапів.

Силікатоутворення. До кінця цього етапу у шихті не залишається окремих

компонентів. Більшість газоподібних компонентів вже видалено, складові

частки перетерпіли ряд фізичних та хімічних перетворень. Між компонентами

шихти пройшли всі основні твердофазні реакції і вона уявляє собою спечену

масу, яка складається з силікатів та оксиду кременю.

Склоутворення. Цей етап характеризується тим, що наприкінці етапу

скломаса стає прозорою. В ній вже відсутні не проварені частки шихти, адже

вона ще пронизана великою кількістю бульбашок та звивин і залишається

неоднорідною. Для звичайного тарного скла цей етап скінчається при 1150-

12000С. На цьому етапі проходить забарвлення скла. Забарвлення здійснюється

у відновлювальних умовах, які забезпечуються введенням вугілля. Скло

набуває коричневого кольору внаслідок утворення в ньому FeS по реакції, яку

у загальному вигляді можна записати:

[pic]

FeS – молекулярний барвник, має добрі захисні властивості по відношенню

до променів короткохвильової частини спектра, тому забарвлення сульфідом

заліза широко використовують у виробництві пляшок для пива, склотари для

дитячого харчування, медичної тари та ін. [2].

Освітлення. На цьому етапі скломаса стає менш в’язкою, звільняється від

видимих газоподібних включень. Для тарного скла освітлення закінчується при

1400-15000С. В’язкість скломаси при цьому складає близько 10-12Па*с.

Гомогенізація. Процес гомогенізації дуже важливий. В скловарних печах

для тарного скла гомогенізація повинна проходити дуже швидко тому, що

виробництво характеризується великими з`ємами.

На цьому етапі скломаса інтенсивно перемішується за допомогою бурління.

До кінця цього етапу скломаса звільняється від звивин, стає однорідною.

Бурління скломаси стисненим повітрям дозволяє підвищити виробництво печей

та покращити якість скломаси. Однак бурління застосовують лише на печах для

варіння темно-зеленого та коричневого скла. Сопла розташовуються в зоні

чистого дзеркала скломаси. Кількість сопел залежить від потужності печі.

Кількість сопел може становити від 7 до 13. Якщо кількість сопел дорівнює

7, то вони розташовані в ряд , якщо кількість сопел дорівнює 13 ,то

розташовані вони у шаховому порядку.

Охолодження скломаси. В’язкість провареної скломаси дуже низька для

виробки виробів. Тому для того, щоб можна було відформувати вироби

необхідно знизити температуру приблизно на 200-3000С порівняно з

температурами освітлення та гомогенізації. Охолодження скломаси протікає до

температури 12000С для створення необхідної в‘язкості при формуванні

виробів.

Дуже важливо, щоб під час охолодження не виникало порушення рівноваги

між розплавом та газами. В цьому випадку виникають пороки – бульбашки та

вторинна „мошка”, звільнитися від яких практично не можливо тому, що

в’язкість скломаси вже висока.

Ванна скловарна піч представляє собою складний теплотехнічний агрегат,

конструкція якого залежить від способу підігріву, напрямку руху димових

газів, способу розділення басейну та полум’яного простору. Вона складається

з робочої камери, пальників, пристроїв для використання тепла димових

газів, перевідних клапанів, фундаментів, опор та каркасу. Напрямок руху

газів в великих регенеративних печах поперечний, а в малих – підковоподібне

або поздовжньо – поперечне. При виробці склотари звичайно використовують

скловарні печі з поперечним напрямком руху полум’я, бо вони дозволяють

краще регулювати тепловий режим по довжині печі, створювати необхідні

теплові умови в зонах варіння, освітлення та гомогенізації. Схема печі

представлена на рисунку 4.4.

Рисунок 4.4. - схема регенеративної ванної печі з протоком з поперечним

напрямком полум’я.

В регенеративних печах з поперечним рухом полум’я можна використовувати

секційні регенератори, які дозволяють регулювати температуру підігріву

повітря для відповідного пальника. Найбільш продуктивними є проточні печі з

пристроєм для бурління скломаси, без виробного басейну. Крім того процес

перемішування та освітлення протікає у тонкому шарі скломаси. Перемішування

скломаси в зоні варіння бурлінням дозволяє прискорити процеси силікато – і

склоутворення. Тонкошарове освітлення дозволяє здійснити більш кращий

прогрів скломаси і інтенсифікувати процес. Завдяки цьому прямоточні печі

забезпечують високу продуктивність при досить невеликих розмірах.

Основною вимогою до конструкції високопродуктивних промислових

скловарних печей з полум’яним прогрівом - забезпечення високотемпературних

режимів варіння скла до 1600-16500С. Цьому повинні відповідати конструкції

завантажувальних кишень, газопальникових пристроїв і протоків.

Завантажувальні кишені повинні бути закритими, для попередження

вибивання факелу та підсмоктування холодного повітря. Особа увага повинна

приділятися до раціонального розміщення факелу та високому ступеню прогріву

повітря(до 1400-4500С).

Для варіння скломаси вибираємо ванну скловарну піч безперервної дії,

регенеративну, проточну, з поперечним напрямком руху полум’я. Піч має п’ять

пар пальників. Басейни варильної та робочої частин поєднані протоком.

Технічна характеристика скловарної печі[5]

Кладка ванної печі

Басейни варильної та робочої частин, відповідальні

конструкції – вльоти, проток, арка торцевої стіни

бакор.

Полум’яний простір варильного простору

бакор;

Робоча частина динас;

Дно печі шамот,

бакорова плитка

Головне зведення та зведення

робочої частини, зведення регенераторів

склодинас;

Регенератори динас,

шамот

Насадка

шамот.

Варіння забезпечується спалюванням газу у надлишку повітря ?=1-1,2.

повітря пропускається крізь регенератори де воно підігрівається до

температури 9000С. Якість проварювання забезпечується системою

барботування. На печі працює 13 точок , що розташовані у шаховому порядку.

Скломаса відбирається крізь п’ять фідерів, які мають самостійне

опалення природним газом і мають три робочі зони. Температура по зонам

задається в залежності від з’єму скломаси та асортименту на фідері

Параметри печі

Загальна площа печі, м2

130,7

Площа варильної частини, м2 122

Площа робочої частини, м2

8,7

Глибина варильного басейну , мм

900

Глибина виробного басейну, мм

500

Проток; довжина /висота/ширина, мм

1200/300/600

Рівень скломаси в басейні, мм

80± 1

Завантажувальна кишеня: ширина/глибина, мм

4000/1250

Кількість завантажувальних вікон, шт

Розмір вікна: ширина/висота, мм

850/420

Продуктивність печі (в залежності від з’єму скломаси), т/добу

115-160

Тиск у варильній та робочій частині

нейтральний або слабо позитивний, Па

1-3;

Газова середа

?=1-1,2

Паливо, ккал/мі природний газ,

калорійність 8000

Тиск газу на ГРП цеху, кгс/см2

0,53

Температурний режим варіння забезпечується трьома зонами горіння

Характеристика зон

1 зона 1 пара пальників ширина вльотів –

1600мм;

2 зона 2-3 пара пальників ширина вльотів –

1600мм;

3 зона 4-5 пара пальників (відповідно) ширина вльотів

– 1400 та 1200 мм.

Витрати газу по зонам:

1 зона 500

м3/год;

2 зона 600

м3/год;

3 зона 400

м3/год.

Тепловий режим

Температура в полум’яному просторі печі контролюється за допомогою

термопари ТПР-30/6, та утримується в наступних межах по зонам:

За 1 парою пальників

1485±50С;

За 3 парою пальників

1535±50С;

За 5 парою пальників

1510±50С;

В зоні виробки

1200±50С.

Температура визначається за показаннями термопар та контролюється

щогодини термоелектричними перетворювачами, що встановлені в склепінні печі

кожної зони. Термоелектричні перетворювачі опущені нижче склепіння печі на

50 мм. Контроль нагріву низу та верха насадок регенераторів виконується за

допомогою термоелектричних перетворювачів, що встановлені в рубашках

регенераторів.

Показання КІП архівуються та фіксуються контролером, а також

відмічаються в робочому журналі черговим скловаром кожні 30 хвилин.

Температура димових газів виміряється термопарою, що вставлена у кладку

піднасадочного каналу. Переведення полум’я виконується автоматично або

дистанційно через кожні 30 хвилин.

4.6. Підготовка скломаси до формування[2]

В сучасному виробництві склотари найбільш розповсюдженим э крапельне

живлення склоформуючих машин. Формування краплі проходить наступним чином:

скломаса з виробної частини печі надходить по каналу в чашу 1 живильника. В

дні чаші є отвір, який зачиняється очком 4. Над отвором очка в скломасу

занурений циліндричний вогнетривкий плунжер 2. Для утворення краплі з

скломаси, що витікає крізь очко плунжеру надають зворотно-поступального

руху. Процес утворення краплі за допомогою плунжера починається з моменту,

коли її відрізають ножицями 5. Скломаса, що виступає під очком витягується

і під дією сил поверхневого натягу округлюється. Коли плунжер рухається

вверх він затягує за собою скломасу, в наслідок чого залишок скломаси, що

виступає затягується всередину очка. При русі плунжера вниз крізь очко

виштовхується гаряча в’язка скломаса. При русі плунжера вверх виникає

стоншення (шийка) в струмені скла. Крапля відрізається в місці стоншення.

Для перемішування скломаси в чаші в деяких живильниках встановлюють

спеціальний вогнетривкий циліндр – бушинг 3, який обертається навколо

плунжера.

Існують пневматичні та механічні живильники. В пневматичних живильниках

синхронізація роботи та привід плунжера, ножиців і склоформуючої машини

відбувається за допомогою стисненого повітря. робота пневматичних

живильників непостійна із-за змін тиску в мережі стисненого повітря. В

механічних живильниках всі механізми приводяться у рух від електроприводу

або від механізму приводу склоформуючої машини.

[pic]

Рисунок 4.5 – схема утворення краплі на різних стадіях роботи

живильника

Крім того механічні живильники розділяються за способом обігріву

скломаси на 4 групи:

з рідинним опалюванням;

з газовим опалюванням;

з електричним опаленням;

з комбінованим опаленням.

До роботи живильника ставляться жорсткі вимоги. Він повинен в заданому

режимі видавати в форми склоформуючої машини порції скломаси у вигляді

крапель, які мають визначенні параметри: температуру(в’язкість),

масу(об’єм) і форму. Швидкість утворення крапель залежить від методу і

конструкції склоформуючої машини, від товщини виробів, їх форми, складу

скла. Частота відрізу крапель повинна бути рівномірною. Необхідно

дотримуватися синхронності роботи живильника та склоформуючої машини.

Скломаса повинна мати температуру, яка перевищує верхню межу її

кристалізації.

В’язкість і межі температур кристалізації скломаси залежать від її

хімічного складу. Маса краплі повинна відповідати масі виробу і знаходитися

в межах стандарту. На відхилення від цього стандарту, а також на зміну маси

і конфігурації краплі, можна впливати шляхом зміни температури. Форма

краплі повинна відповідати конфігурації формуючої частини чернової форми

видувної склоформуючої машини.

Стабільність об’єму (маси) краплі, що видається живильником,

забезпечується постійністю рівню скломаси в печі і в каналі живильника,

надійністю настройки механізмів живильника, своєчасним чищенням або заміною

очка живильника.

В сучасному виробництві склотари найбільш розповсюдженим э крапельне

живлення склоформуючих машин. Існують пневматичні та механічні живильники.

В пневматичних живильниках синхронізація роботи та привід плунжера, ножиців

і склоформуючої машини відбувається за допомогою стисненого повітря. робота

пневматичних живильників непостійна із-за змін тиску в мережі стисненого

повітря. В механічних живильниках всі механізми приводяться у рух від

електроприводу або від механізму приводу склоформуючої машини.