1174471731日產(chǎn)150噸高白酒瓶玻璃廠熔制車間工藝設(shè)計

1、i日產(chǎn)150噸高白酒瓶玻璃廠熔制車間工藝設(shè)計摘 要本次設(shè)計是日產(chǎn)150t高白酒瓶熔制車間，內(nèi)容包括對廠址的合理選擇，工廠車間的布局，熔制車間的設(shè)備選型，玻璃的組成，窯爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計等進(jìn)行了具體的設(shè)計和論證。采用池底鼓泡技術(shù)以提高出料量得到優(yōu)質(zhì)玻璃制品，最后進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價。關(guān)鍵詞：熔制車間，玻璃成分，工藝設(shè)計，高白料瓶罐vtechnological design of melting workshop produced 150t/d expensive white glass bottlesabstract meltingworkshop which can produces 150t high

2、 white glass bottle per day was designed. includes the selection of proper factory sites.the layout of the workshop.the selection of the equipment of the melting workshop.the composition of the glass.the stucture of the furance etc were detailed design and demonstration.bubbling technique was used t

3、o speed up the melting ratio and gained high quality glass products.technical and economic evaluation in the end.key words：melting workshop，glass composition , process design, high white glass 目 錄摘 要iabstractii1 緒論12 設(shè)計內(nèi)容22.1 設(shè)計依據(jù)22.2 設(shè)計要求22.3 廠址選擇報告22.3.1 工程位置和氣象22.3.2 原料、燃料供應(yīng)及其運輸情況23 工廠總平面布置43.1 總

4、平面布置原則43.1.1 一般工廠總平面設(shè)計原則43.1.2 玻璃工廠總平面設(shè)計原則43.2 玻璃工廠總平面布置及論述53.2.1車間分布53.2.2廠區(qū)劃分54 玻璃成分的確定和物料衡算84.1 玻璃成分的確定84.1.1 概述84.1.2 白酒瓶對成分的要求84.1.3 擬定玻璃組成84.1.4 設(shè)計玻璃與參考玻璃性能的論證94.1.5 對本設(shè)計玻璃成分的論證134.2 原料的選擇144.2.1 原料選擇的原則144.2.2 原料的確定144.3 物料衡算164.3.1 生產(chǎn)能力的計算165 熔制車間的組成及工藝流程175.1 車間說明和組成175.2 車間的工藝流程175.2.1 工藝流

5、程布置原則175.2.2 總工藝流程175.2.3 各工段工藝流程175.3 車間職責(zé)和工作制度175.3.1 車間職責(zé)175.3.2 車間工作制度186 熔制車間主要設(shè)備選型196.1 窯爐選型196.1.1 窯爐選型的依據(jù)196.1.2 窯爐選型論證196.2 窯爐196.2.1 玻璃熔窯的選型和部分計算196.2.2 窯爐各個部分耐火材料選擇226.2.3 新技術(shù)的應(yīng)用256.3 上料系統(tǒng)266.3.1 上料方式266.3.2 上料系統(tǒng)的優(yōu)缺點266.4 窯頭料倉266.5 加料機(jī)276.6 行列式制瓶機(jī)的選型276.6.1 行列式制瓶機(jī)的特點276.6.2 行列機(jī)的主要參數(shù)286.7

6、供料機(jī)選型286.8 輸瓶機(jī)296.8.1 輸瓶機(jī)的用途及工藝布置方式296.8.2 輸瓶機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)296.9 推瓶機(jī)296.9.1 選型296.9.2 主要性能296.10 退火爐306.10.1 退火的目的及原理306.10.2 退火曲線的確定306.10.3 退火曲線316.10.4 退火爐分類及選型316.11 風(fēng)機(jī)326.11.1 瓶模冷卻風(fēng)機(jī)326.11.2 流液洞冷卻風(fēng)機(jī)326.11.3 池壁冷卻風(fēng)機(jī)337 熔制車間的工藝布置347.1 工藝布置原則347.2 車間的總體布置347.2.1 廠房跨度、長度的確定347.2.2 廠房層高的確定357.3 車間工藝布置357.4

7、 燃耗計算367.4.1 耗油量計算367.4.2 空氣消耗量及煙氣生成量的近似計算367.4.3 煙道及交換器的計算367.5 儀表室及各設(shè)施的安置378 輔助車間及設(shè)施要求388.1配料車間388.2 油庫388.3 空壓站388.4 鍋爐房388.5 質(zhì)檢室388.6 模具維修車間399 對其它專業(yè)的要求409.1 水409.1.1生產(chǎn)用水409.1.2生活用水409.1.3消防用水409.2 電409.3 氣409.4 土建40致 謝41參 考 文 獻(xiàn)42i日產(chǎn)150噸高白酒瓶玻璃廠熔制車間工藝設(shè)計1 緒論 玻璃是熔融冷卻，固化的非晶態(tài)物體。玻璃的歷史悠久，據(jù)稱有五千年以上，一般認(rèn)為玻

8、璃起源于公元前30002000年的美索不達(dá)米亞時代，當(dāng)時用砂加硝石為原料，用木柴做燃料，木柴燃燒后的草木灰也混入玻璃中，成為玻璃成分之一，于是得到鈉鈣鉀硅酸鹽玻璃。玻璃在我國具有悠久的歷史，我國玻璃開始于公元前457221年的戰(zhàn)國時代，出土的玻璃壁、玻璃耳擋等飾品，根據(jù)化學(xué)分析為鉛鋇玻璃，1915年出現(xiàn)了硼硅酸鹽玻璃，該成分系統(tǒng)已成為儀器玻璃、工業(yè)玻璃的重要成分，1959年研制成低膨脹微晶玻璃。 現(xiàn)在玻璃大致分為：日用玻璃，建筑用玻璃，電真空和照明玻璃，光學(xué)玻璃等幾種。其中日用玻璃包括瓶罐，器皿，工藝美術(shù)品等，大多作為包裝容器。建筑玻璃包括窗用玻璃，玻璃磚飾面，隔熱的泡沫玻璃等用于建筑之中。電

9、真空和照明玻璃利用了玻璃的氣密、透明、絕緣、易于密封和容易抽真空的性質(zhì)，是制造電子管、顯像管、電燈等不可取代的材料。光學(xué)玻璃是制造光學(xué)儀器的核心部件，廣泛用于科研國防等領(lǐng)域，做一些高精度的鏡頭及復(fù)雜的光學(xué)儀器。 解放以后，我國玻璃工業(yè)生產(chǎn)，科研和技術(shù)力量的培養(yǎng)等各方面都得到了飛躍的發(fā)展，取得了很大的成績。許多自行設(shè)計的大型玻璃工廠已經(jīng)投入生產(chǎn)。玻璃的科學(xué)研究與設(shè)計機(jī)構(gòu)以及高等學(xué)校的玻璃專業(yè)已經(jīng)建立起來。工人和工程技術(shù)人員的隊伍不斷增長，生產(chǎn)技術(shù)和科研水平逐年提高。現(xiàn)在某些制品，如玻璃瓶罐的生產(chǎn)以達(dá)到自動化的程度，玻璃的品種基本上已能適應(yīng)我國的需求。我國的玻璃原料和能源都很豐富，玻璃工業(yè)的發(fā)展有

10、著廣闊的前途。但是科技水平和工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比還有一定的差距，為此，必須積極開展玻璃的科學(xué)研究，提高生產(chǎn)技術(shù)，改革生產(chǎn)工藝，改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，提高耐火材料質(zhì)量、熔窯效率和勞動生產(chǎn)率，研制新品種玻璃，使玻璃工業(yè)達(dá)到更高的水平。畢業(yè)設(shè)計（論文）題目2 設(shè)計內(nèi)容2.1 設(shè)計依據(jù)以陜西科技大學(xué)材料學(xué)院玻璃專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書所提供的數(shù)據(jù)及要求為設(shè)計的依據(jù)，以畢業(yè)實習(xí)期間所收集的相關(guān)資料、數(shù)據(jù)與其它文獻(xiàn)、書籍為設(shè)計參考。并嚴(yán)格按照國家規(guī)定設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。2.2 設(shè)計要求本設(shè)計以工藝設(shè)計（其中包括主要的熱工設(shè)備設(shè)計）與總平面設(shè)計為重點，其它為非重點。對于非重點部分只進(jìn)行敘述，提出要求，而不進(jìn)行具體設(shè)計。設(shè)計中應(yīng)適

11、當(dāng)考慮盡量符合工廠的發(fā)展。2.3 廠址選擇報告廠址選擇是基本建設(shè)中的一個重要環(huán)節(jié)。是一項政策性和技術(shù)性都很強(qiáng)的綜合性工作。廠址選擇是否得當(dāng)，不僅影響工程項目的建設(shè)投資、建設(shè)進(jìn)度、而且對工廠建成后企業(yè)的生產(chǎn)條件和經(jīng)濟(jì)效益都有決定的影響。因此玻璃廠在選廠址時應(yīng)遵循以下條件：（a）玻璃廠應(yīng)該靠近產(chǎn)品的主要銷售區(qū)域。（b）玻璃廠必須具有可靠的供電條件。（c）良好的運輸條件。（d）充足的水源。（e）較好的工程地質(zhì)條件。2.3.1 工程位置和氣象廠區(qū)地址位于廣東省佛山市南海區(qū)羅村鎮(zhèn)，廠區(qū)地勢平坦，絕對標(biāo)高在33.233.5米左右，地下水位為-1.20m。月最低平均氣溫為8，最高月平均氣溫為38，極端最高溫

12、度43，極端最低溫度5。平均風(fēng)速為夏季1.6m/s，冬季3.2m/s，夏季多為東南風(fēng)，冬季多為北風(fēng).年降水量為781.9mm。2.3.2 原料、燃料供應(yīng)及其運輸情況（1）主要原料的供應(yīng)主要礦石原料由公路運輸，其它料通過鐵路運輸至附近車站再由公路轉(zhuǎn)運。（2）燃料燃料選用重油，購買議價油料，通過公路運輸。（3）水電供應(yīng)43日產(chǎn)150噸高白酒瓶玻璃廠熔制車間工藝設(shè)計供電可以接入當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)，并與水庫發(fā)電站接入，構(gòu)成雙回路電源，保證一級用電。（4）交通運輸本廠臨國家公路，汽車運輸方便。原料，燃料主要靠公路運輸，產(chǎn)地遠(yuǎn)的通過鐵路運輸汽車轉(zhuǎn)運的方法。產(chǎn)品由汽車運輸或通過水路運輸。3 工廠總平面布置3.1 總平

13、面布置原則3.1.1 一般工廠總平面設(shè)計原則一般工廠平面設(shè)計原則為：（a）貫徹黨和國家的各項方針和政策，注意節(jié)約用地，盡量不占用耕地和居民區(qū)，減少投資，降低建廠成本。（b）符合工廠工藝要求，是生產(chǎn)作業(yè)線通順、連續(xù)和短捷，盡量避免主要生產(chǎn)作業(yè)線交叉往返。（c）廠房建筑物之間必須滿足防火、衛(wèi)生、安全等要求，通過相關(guān)部門的審查；應(yīng)將產(chǎn)生大量煙塵和有害氣體的車間布置在廠房下風(fēng)處。（d）因地制宜，結(jié)合廠址的地形、地質(zhì)水文、氣象等條件進(jìn)行總圖布置。（e）考慮工廠的發(fā)展，是近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展結(jié)合，應(yīng)避免近期建設(shè)集中避免過早或過多占用土地。（f）滿足地上、地下工程管線設(shè)計要求。（g）建廠同時建好防塵、防噪音、

14、污水處理等配套設(shè)施，保護(hù)好生態(tài)環(huán)境，符合國家可持續(xù)發(fā)展的策略。3.1.2 玻璃工廠總平面設(shè)計原則作為玻璃工廠設(shè)計除了遵循以上一般工廠設(shè)計的原則以外，針對玻璃這一特殊產(chǎn)品還應(yīng)該遵守以下原則：（a）玻璃工廠多位于城市或近郊地區(qū)，建筑物、構(gòu)筑物布置一般采用區(qū)帶形式，豎向布置一般采用連續(xù)式系統(tǒng)（對于山區(qū)建的玻璃廠應(yīng)結(jié)合地形選擇布置系統(tǒng)）。（b）玻璃工廠是連續(xù)不間斷的生產(chǎn)企業(yè)，玻璃又是易碎品，應(yīng)將原料車間、熔制聯(lián)合車間、成品庫緊接布置，使生產(chǎn)作業(yè)連續(xù)、順直及短捷，以改善熔化質(zhì)量、減少玻璃半成品搬運距離，應(yīng)使玻璃成品能直接裝車外運，以減少裝卸環(huán)節(jié)，減少玻璃破損。輔助設(shè)施要合理配置，保證不間斷輸送，達(dá)到簡化

15、生產(chǎn)、運輸、裝卸過程，節(jié)省勞動力，提高機(jī)械化水平，減少設(shè)備損耗，從而降低成本。（c）玻璃工廠熔制車間屬于高溫生產(chǎn)車間，對操作人員身體健康有較大影響，應(yīng)布置在較為開闊、通風(fēng)的地段。原料車間散發(fā)一定的硅塵及堿塵，一般應(yīng)布置在廠區(qū)邊緣及下風(fēng)地帶，使工廠絕大部分設(shè)置避免受到影響。（d）玻璃工廠原料車間、熔制車間荷重較大，地下構(gòu)筑物多而深，沉陷量要求小而均勻，應(yīng)在滿足生產(chǎn)情況下，結(jié)合自然條件，布置在土質(zhì)均勻，土壤承載力較大，地下水位較低的地段。（e）玻璃工廠總平面布置應(yīng)力爭將近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展相結(jié)合，要有利于挖潛改造。3.2 玻璃工廠總平面布置及論述3.2.1 車間分布 生產(chǎn)車間玻璃工廠主要的生產(chǎn)車間如

16、表3-1所列 表3-1 玻璃工廠主要的生產(chǎn)車間原料車間熔制聯(lián)合車間玻璃加工車間原料選礦車間原料吊車庫原料破碎工段原料配料工段原料混合階段天橋熔制車間耐火工段玻璃水池?zé)焽柰嘶鸶G切裝車間包裝車間其它深加工車間（2） 生產(chǎn)服務(wù)設(shè)施（a）動力和公共工程設(shè)施：變電所、空壓站、鍋爐房、油站、水泵房、水池、沉淀池、水塔、冷卻塔、污水泵房、污水處理站、上水管、下水管、循環(huán)水池、循環(huán)水管、熱力通道。（b）倉庫堆場設(shè)施：原料倉庫、原料堆場、碎玻璃堆場、成品庫、材料庫、設(shè)備倉庫、包裝箱回收堆場、桶裝油庫。（c）全廠性設(shè)施：辦公室、化驗室、警衛(wèi)室、食堂、醫(yī)務(wù)室、哺乳、圍墻、大門、出路門、消防設(shè)施、自行車棚、三班宿舍、

17、招待所、浴室、體育場地、宣傳設(shè)施、廁所、綠化、環(huán)保設(shè)施。3.2.2廠區(qū)劃分為了節(jié)約土地，建立良好的建筑整體，應(yīng)根據(jù)工廠的生產(chǎn)性質(zhì)和規(guī)模，進(jìn)行廠區(qū)劃分。（1）廠前區(qū)主要組成為辦公室、化驗室、警衛(wèi)傳達(dá)室、汽車庫、食堂、醫(yī)務(wù)室、哺乳、圍墻、大門等。其主要特點如下：廠前區(qū)是宿舍和工廠聯(lián)系的樞紐，其布置要有利于工廠的生產(chǎn)管理，便于為工人生活服務(wù)，要照顧工人的整體，又符合城市規(guī)劃要求。廠前區(qū)一般與人流入口結(jié)合，應(yīng)使廠前區(qū)位于整個工廠的上風(fēng)位廠前區(qū)。玻璃廠的貨運量大，一般應(yīng)將人流入口與貨運入口分開設(shè)置。（2)原料準(zhǔn)備區(qū) 主要組成為：原料車間（包括破碎、配料、混合）主要特點及布置要求如下： （a）原料車間的主

18、要任務(wù)是將進(jìn)廠的各種原料進(jìn)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。（b）原料準(zhǔn)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)Ｓ么a頭附近，創(chuàng)造方便的裝卸運輸條件。 熔制車間 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：（a）熔制制瓶車間是玻璃廠的 主要生產(chǎn)車間，與各車間關(guān)系密切，通常以此為中心進(jìn)行廠區(qū)布置。其輔助生產(chǎn)設(shè)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(jī)的整體。（b）熔制車間是高溫生產(chǎn)車

19、間，宜設(shè)在較為開闊、通風(fēng)良好的地段。（c）熔制車間高大，窯爐基礎(chǔ)要求沉陷小而均勻。應(yīng)布置在工程地質(zhì)良好的地段。同時，應(yīng)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。（d）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(shè)施及工程設(shè)施應(yīng)盡量靠近本車間。 成品及加工區(qū)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：（a）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(yīng)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(jī)械化條件。（b）本區(qū)工人較密集，要求有良好的采光、通風(fēng)條件，并盡量合理安排人流物流。 動力

20、及輔助生產(chǎn)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(yīng)該近于鐵路或道路運輸方便之處，常沿鐵路線的兩旁進(jìn)行布置。本區(qū)較為零亂，常位于廠區(qū)后部。（6）堆場及貯罐區(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(yīng)該近于鐵路或道路運輸方便之處

21、，常沿鐵路線的兩旁進(jìn)行布置。本區(qū)較為零亂，常位于廠區(qū)后部。4 玻璃成分的確定和物料衡算4.1 玻璃成分的確定4.1.1 概述（1）設(shè)計玻璃成分組成的原則（a）根據(jù)組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的關(guān)系，使設(shè)計的玻璃能滿足預(yù)定的性能要求。（b）根據(jù)玻璃成形圖和相圖，使設(shè)計的組成能夠形成玻璃，析晶傾向小。（c）根據(jù)生產(chǎn)條件使設(shè)計的玻璃能適應(yīng)熔制、成形、加工等工序的實際要求。（d）玻璃的化學(xué)組成設(shè)計必須滿足白色、環(huán)保的要求。（e）所設(shè)計的玻璃應(yīng)當(dāng)價格低廉，原料易于獲得。（2）瓶罐玻璃應(yīng)滿足的要求（a）玻璃質(zhì)量方面：玻璃應(yīng)當(dāng)熔化良好而均勻，盡可能避免結(jié)石、條紋、氣泡等缺陷。無色玻璃透明度要高；顏色玻璃其顏色要穩(wěn)定，并

22、能吸收一定波長的光波。（b）物理化學(xué)性能方面：應(yīng)具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，不能與盛裝物發(fā)生作用而影響其質(zhì)量；具有一定的熱穩(wěn)定性，以保證在殺菌以及其他加熱或冷卻過程中破損率達(dá)到極??；具有一定的械強(qiáng)度，以承受內(nèi)部壓力和在搬運與使用過程中所遇到的震動和沖擊力、壓力等。4.1.2 白酒瓶對成分的要求（1）易熔化、澄清、不易產(chǎn)生結(jié)石、氣泡等缺陷，同時外表光澤度好，實用。（2）化學(xué)穩(wěn)定性好，不與內(nèi)裝物發(fā)生反應(yīng)。耐熱性好，以保證殺菌及其他加熱、冷卻過程中最低破損；機(jī)械強(qiáng)度高，以承受內(nèi)部壓力和在搬運與使用過程中所遇到的震動和沖擊力、壓力等、外表透明；（3）成型質(zhì)量方面：玻璃瓶罐應(yīng)按照一定的容量，質(zhì)量和形狀成形，不

23、應(yīng)當(dāng)有歪曲變形，表面不光滑平整和裂紋與不飽滿等缺陷，玻璃分布要均勻，不允許局部過薄過厚，特別是口部要圓滑平整，以保證密封。（4）成本價格低，原料易于獲得。4.1.3 擬定玻璃組成鈉鈣瓶罐玻璃成分是在na2o-cao-sio2三元系統(tǒng)的基礎(chǔ)上添加和,與平板玻璃區(qū)別之處在于瓶罐玻璃中含量比較高, 含量也比較高,而含量較低。不論何種類型的成型設(shè)備,也不論是啤酒瓶、酒瓶、罐頭瓶均可用此類型成分,只需工廠根據(jù)實際情況作一些微調(diào)即可。其成分范圍為：70%73%、2%5%、7.5%9.5%、1.5%3%、13.5%14.5%。此類型成分的特點是含鋁量適中,可利用的硅砂,或采用長石引入堿金屬氧化物,以節(jié)約成本

24、。量比較高,硬化速度比較快,能適應(yīng)較高的機(jī)速,用一部分代替，防止玻璃在流液洞、料道和供料機(jī)處析晶。適中的可提高玻璃的機(jī)械強(qiáng)度與化學(xué)穩(wěn)定性。國內(nèi)高白料白酒瓶為了提高折射率除含bao外還加入0.5%的zno。本次設(shè)計中為了有利于機(jī)制成形將降低到8.0%，使玻璃的料性變長（硬化速度變慢），為了降低熔化溫度減少能耗，也降低了含量。設(shè)計為14.5%。表4-1 初選玻璃的化學(xué)組成/(mass%)成分sio2al2o3caomgona2obaozno參考配方72.51.58.52.014.50.50.5設(shè)計配方72.51.48.01.7514.51.250.64.1.4 設(shè)計玻璃與參考玻璃性能的論證(1）驗

25、證熱膨脹系數(shù) （4-1） 玻璃的熱膨脹系數(shù)，； 玻璃中氧化物的含量，重量%；組成氧化物的熱膨脹系數(shù)，計算系數(shù)見表表4-2 氧化物的熱膨脹系數(shù)氧化物sio2al2o3na2ocaomgobaozno2.6716.6733.316.670.33310.006.00根據(jù)公式計算： a1= 85.1 a2= 85.3（2）驗證玻璃密度 加和法則計算 100/d=/ （4-2）玻璃的密度，或；玻璃中氧化物的含量，重量%。組成氧化物的密度計算系數(shù)，表4-3 組成氧化物的密度計算系數(shù)氧化物sio2al2o3na2ok2ocaomgobaozno2.242.753.203.204.303.257.205.94

26、根據(jù)公式計算：d1= 2.49d2= 2.47（3）驗證抗張強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度 （4-3） （4-4），玻璃的抗張強(qiáng)度和耐壓強(qiáng)度，（）；玻璃中各組成氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；各種組成氧化物的抗張計算系數(shù)；各組成氧化物的抗壓強(qiáng)度計算系數(shù)。zno表4-4 組成氧化物的抗壓強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度計算系數(shù)氧化物na2omgocaobaoznosio2al2o3抗壓強(qiáng)度系數(shù)0.521.100.200.651.601.231.00抗張強(qiáng)度系數(shù)0.020.010.200.050.050.090.05抗張強(qiáng)度：8.71；8.67抗壓強(qiáng)度：102.91；102.74（4）驗證硬度 （4-5）玻璃的硬度；氧化物硬度系數(shù)；玻璃中氧化

27、物的含量，重量%。表4-5 組成氧化物的硬度計算系數(shù)氧化物sio2al2o3na2ocaomgobaozno+10-3.5-3.7-4.3-0.7-0.6根據(jù)公式計算： 6.26.3(5）驗證比熱容（）玻璃的比熱容可以用加和法則計算近似值=/ （4-6） 玻璃在常溫下的比熱容，； 玻璃中氧化物的含量，重量%。 各組成氧化物的比熱容系數(shù)，；表4-6 組成氧化物的比熱容系數(shù)氧化物al2o3na2ocaomgobaozno0.19130.20740.26740.19030.24390.06730.1248根據(jù)公式計算：cp1=0.002026cp2=0.002014(6) 粘度及粘溫曲線的繪制用“奧

28、霍琴法”計算粘度，計算公式； （4-7）x、y、z分別為，的重量百分?jǐn)?shù)；a、b、c、d 分別為，的特性常數(shù)，隨粘度值而變化。若含量不等于3%，則t值必須校正。表4-7 玻璃粘度計算相應(yīng)溫度的常數(shù)表玻璃的黏度/pa·s系數(shù)數(shù)值以1%mgo替代1%cao引起相應(yīng)的溫度升高/abcd102-22.87-16.006.501700.409.0103-17.49-9.955.901381.406.0104-15.37-6.255.001194.225.0105-12.19-2.194.58980.723.5106-10.36-1.184.35910.862.6107-8.710.474.248

29、15.891.4108-9.191.575.34762.501.0109-8.751.925.20720.801.01010-8.472.275.29683.801.510 11 -7.463.215.52632.902.010 12 -7.323.495.37603.402.51013-6.925.245.24551.503.0設(shè)計配方的黏度溫度t為（因mgo含量不為3%，需調(diào)整）：t=102 =1233 t=103=1053 t=104=924 t=105=819 t=106= 788 t=107=740 t=108=690 t=109=630 t=1010=590 t=1011=573

30、t=1012=560 t=1013=532 表4-8 溫度與黏度值(pas)t（參考）t（設(shè)計）(pas)t(參考)t（設(shè)計）10212481233109635630103106610531010606590104956924101158257310583481910125715601068007881013538532107764740108715690圖4-1 黏度溫度曲線表4-9 設(shè)計組成與參考組成的各粘度參考點數(shù)據(jù)粘度參考點應(yīng)變點轉(zhuǎn)變點退火點變形點軟化溫度操作溫度自動供料13.612.41210.56.83-6.62.5no.15455725655947801066-7871233no

31、.25355665605857721053-7681233（7）計算熔化溫度 =sio2+al2o3/(na2o+k2o) （4-8）表4-10 不同的值對應(yīng)不同的熔制溫度 值6.55.54.84.2熔制溫度1450-146014201380-14001320-1340 參考上表：1=5.20 2=5.10通過設(shè)計組成與參考組成的比較，得到以下結(jié)論：參考玻璃中的含量較高，為了有利于機(jī)制成型，將降低到8.0%，使玻璃的料性變長（硬化速度變慢），為了降低熔化溫度，適當(dāng)降低了al2o3的含量。此外，為了提高折射率除含bao外還加入0.6%的zno。因此設(shè)計組成的性能優(yōu)于參考組成。4.1.5 對本設(shè)計

32、玻璃成分的論證（1）二氧化硅sio2的玻璃形成氧化物，以硅氧四面體的結(jié)構(gòu)單元組成不規(guī)則的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)狀，成為玻璃的骨架。由石英砂引入，能降低玻璃的膨脹系數(shù)，提高玻璃的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、軟化溫度、耐熱性、硬度、機(jī)械強(qiáng)度等，但是其含量較高時需要高的熔融溫度，而且導(dǎo)致析晶。（2）氧化鋁al2o3屬于中間體氧化物，當(dāng)玻璃中na2o與al2o3的分子比大于1時，形成鋁氧四面體并與硅氧四面體形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)其分子比小于1時則形成鋁氧八面體，處于硅氧結(jié)構(gòu)的空穴中。al2o3能提高玻璃黏度，降低玻璃析晶傾向，提高玻璃化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度等。al2o3用量過高的話熔融溫度將升高，燃料消耗也會增加，所以

33、減少了其用量。（3）氧化鈣cao為網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，作為玻璃結(jié)構(gòu)中的調(diào)整劑，能提高化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，引入cao的目的是降低玻璃的高溫黏度，有利于玻璃的熔化和澄清，同時又能提高玻璃的低溫黏度，使玻璃的成型溫度范圍縮小，有利于提高機(jī)速。（4）氧化鎂mgo為中間體氧化物，以mgo代替部分cao，可降低玻璃的析晶能力和調(diào)整玻璃的料性。（5）氧化鈉na2o為網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，鈉原子居于玻璃結(jié)構(gòu)的空穴中，起斷鍵作用，因而可以降低玻璃的粘度使玻璃易熔，但引入過多會使玻璃的熱膨脹系數(shù)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度降低，故不能引入過多。4.2 原料的選擇4.2.1 原料選擇的原則原料選擇原則為：（a）原料的質(zhì)

34、量必須符合要求，而且穩(wěn)定。（b）易于加工處理。（c）成本低，能大量供應(yīng)。（d）少用過輕或?qū)θ梭w健康、環(huán)境有害的原料。（e）對耐火材料的侵蝕要小。4.2.2 原料的確定結(jié)合以上原則和本地實際情況對原料的選擇見表4-11。表4-11 原料的化學(xué)組成(mass%)原料名稱化學(xué)組成/mass%石英砂99.500.210.015氫氧化鋁63.480.04純堿58.08方解石1.960.1953.750.11氧化鎂98.00碳酸鋇76.15氧化鋅98.00硝酸鈉36.00表4-12 設(shè)計玻璃的化學(xué)組成成分sio2al2o3caomgobaona2ozno百分含量72.51.48.01.751.2514.5

35、0.6表4-13 根據(jù)計算熔制100kg各原料用量/kg石英砂氫氧化鋁純堿方解石氧化鎂碳酸鋇氧化鋅合計72.51.9224.9215.41.781.280.61118.46（8）輔助原料及揮發(fā)損失澄清劑由氧化鈰引入，其用量為配合料的0.2%，則氧化鈰用量為：118.460.2%=0.237kg，氧化鈰要與硝酸鈉共用，設(shè)硝酸鈉是氧化鈰的5倍為：0.2375=1.185kg，由硝酸鈉引入的為：1.18536.00%=0.43kg則純堿實際用量為：24.97-0.43=24.54kg考慮到的揮發(fā)，的揮發(fā)損失為本身重量的3.2%，作為則應(yīng)補充的為：24.543.2%=0.78kg則純堿的實際用量為：2

36、4.54+0.78=25.32kg表4-14 熔制100kg玻璃原料實際用量/kg石英砂氫氧化鋁純堿方解石氧化鎂碳酸鋇氧化鋅硝酸鈉合計72.51.9225.3215.41.781.280.611.18118.81配合料的氣體率為：（118.81-100）/118.81=15.87% 對于鈉-鈣硅酸鹽玻璃來說，其氣體率為1520%，設(shè)計符合要求。單元料罐為1000kg/罐，所以每次取的配料量為1000kg，設(shè)碎玻璃使用量為30%，其中na2o的揮發(fā)不計，則：碎玻璃用量：1000×30%=300kg單元料罐為1000kg/罐，所以每次取的配料量為1000kg，設(shè)碎玻璃使用量為30%，其中

37、na2o的揮發(fā)不計，則：碎玻璃用量：1000×30%=300kg增大倍數(shù)為：5.691000kg配料中各原料的用量=原100kg玻璃中用量×增大系數(shù)，石英砂：72.5×5.69=322.85kg方解石：15.4×5.69=87.63kg純堿：25.32×5.69=144.1kg氫鋁：1.92×5.69=10.92kg氧化鎂：1.78×5.69=10.13kg碳酸鋇：1.28×5.69=7.28kg氧化鋅：0.61×5.69=3.47kg總計：736.1kg配合料粉料中含水5%，則：加水量=粉料干基/（1-

38、水分%）-粉料濕基=16.95kg4.3 物料衡算4.3.1 生產(chǎn)能力的計算（1）日有效生產(chǎn)時間除去每班20min時間，每天共有3班，即每天60min，所以日有效生產(chǎn)時間1380min/d.（2） 時間利用系數(shù)=0.958（3） 行列機(jī)機(jī)速取110個/min日毛產(chǎn)量=機(jī)速×24×60×瓶單重（kg）×10-3=63.4t/d日凈產(chǎn)量=日毛產(chǎn)量×合格率×時間利用系數(shù)=63.4×90%×0.958=53.39t/d（4）年工作日的確定熔窯冷修：五年一次，每次30天，即6天每年，在此時期同時進(jìn)行成形機(jī)大修。成形機(jī)中修：半

39、年一次，每次5天，即10天每年。成形機(jī)小修：每月兩次，每次4個小時，即4天每年。所以年有效工作天數(shù)為 365-6-10-4=345天（5）年凈產(chǎn)量=日凈產(chǎn)量×全年有效工作天數(shù)=53.39×345=18420噸/（年·臺）（6）成形機(jī)臺數(shù)：150×365/18420=2.97臺，取3臺（7）實際產(chǎn)量計算：使用三臺qd6六組雙滴料行列式制品機(jī)日凈產(chǎn)量53.39×3=160.17t日毛產(chǎn)量63.4×3=190.2t,滿足設(shè)計要求4.3.2 配合料用料計算（1） 玻璃的日毛產(chǎn)量為190.2t，配合料中碎玻璃占30%，玻璃產(chǎn)率為84.17%，設(shè)

40、每天配合料中需要粉料xt，碎玻璃yt，則有：x:y=7:3 x=150.1t82.1%×x+y=190.2 y=64.3t所以每天需要粉料150.1t，需要碎玻璃64.3t。（2）外購碎玻璃量本廠碎玻璃=成形機(jī)回收碎玻璃+成形機(jī)中小修放料量=年毛產(chǎn)量-年凈產(chǎn)量+日毛產(chǎn)量×成形機(jī)中小修天數(shù)×每日修理耗料率（取0.35）=65619-55258.65+190.2×（10+4）×0.35=10365.3t/年外購碎玻璃量=年需碎玻璃量-本廠碎玻璃量=64.3×345-10365.3=11818t/年5 熔制車間的組成及工藝流程5.1 車間說

41、明和組成熔制車間在日用玻璃的生產(chǎn)中是極為重要的一個環(huán)節(jié)，尤其是窯爐部分，曾經(jīng)有人把它比作是玻璃工廠的“心臟”。熔制車間的主要作用是把符合一定質(zhì)量要求的配合料，熔制成一定質(zhì)量的玻璃液，再制成玻璃制品，并負(fù)責(zé)檢驗、包裝、運輸?shù)匠善穾靸?nèi)。一般把車間分為三個工段：熔化工段，成形工段，退火、包裝、檢驗工段。 5.2 車間的工藝流程5.2.1 工藝流程布置原則熔制車間的生產(chǎn)工藝流程的選擇原則為：能使生產(chǎn)工藝流程暢通，有利于生產(chǎn)、管理、操作，有利于玻璃的熔化、退火等。5.2.2 總工藝流程配料車間熔制玻璃5瓶罐成形退火檢驗包裝成品出廠5.2.3 各工段工藝流程（1）熔制工段窯頭料倉加料機(jī)熔化池流液洞工作池供

42、料道（2）成形工段供料機(jī)行列機(jī)輸瓶機(jī)（3）退火工段輸瓶機(jī)推瓶機(jī)熱端噴涂退火爐冷端噴涂檢驗包裝成品出廠 5.3 車間職責(zé)和工作制度5.3.1 車間職責(zé)（1）熔化工段本工段是將在原料車間混合均勻，制成的含有一定水分的配合料，用提升設(shè)備運送到窯頭料倉，用加料機(jī)加入窯內(nèi)，在高溫作用下，混合料在窯內(nèi)經(jīng)一系列物理化學(xué)反應(yīng)過程，熔制成均勻的玻璃液，其職責(zé)為：（a）對窯爐控制系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，負(fù)責(zé)對池窯的溫度、壓力、液面、氣氛、火焰燃燒情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。（b）對加料機(jī)等設(shè)備的使用情況負(fù)責(zé)。（c）對調(diào)整參數(shù)后的變化負(fù)責(zé)，違反操作規(guī)則后果自負(fù)。（d）對窯爐的運行情況進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，定期測量池底的溫度和窯爐池壁的

43、溫度，特別是加料口附近和流液洞旁的溫度，防止漏料。（e）定期清洗油槍，一般為每班清洗一次。（2）成形工段將經(jīng)過澄清、均化，具有一定成形特性的玻璃液經(jīng)供料道調(diào)節(jié)到合適的溫度并分配給供料機(jī)，按制品的特點，由供料機(jī)制成一定重量和形狀的料滴，供給制瓶機(jī)成形，將成形的制品送入退火爐退火，其職責(zé)為：（a）對供料的溫度控制，對料滴溫度、性狀、重量調(diào)節(jié)，對行列機(jī)、推瓶機(jī)的調(diào)節(jié)、保養(yǎng)并負(fù)責(zé)。（b）對違反操作規(guī)程引起的問題，后果自負(fù)。（c）對玻璃制品的外觀形狀、質(zhì)量和檢驗情況負(fù)責(zé)。（3）退火、檢驗、包裝工段將玻璃制品退火，對成品進(jìn)行外觀、質(zhì)量檢驗，包裝入庫，其職責(zé)為：（a）調(diào)節(jié)退火溫度制度，對退火質(zhì)量負(fù)責(zé)。（b）

44、對產(chǎn)品外觀、質(zhì)量檢驗情況負(fù)責(zé)，記錄相關(guān)情況，發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時向有關(guān)部門反應(yīng)并協(xié)助解決。（c）對產(chǎn)品包裝負(fù)責(zé)。5.3.2 車間工作制度鑒于玻璃工廠熔窯的連續(xù)生產(chǎn)特性，參與生產(chǎn)的崗位大多數(shù)需連續(xù)工作，否則將會造成很大的損失和管理混亂，所以除部分管理人員、電工、修機(jī)工、后勤人員外，其余所有崗位均采用輪休，實行三班倒制度。6 熔制車間主要設(shè)備選型6.1 窯爐選型6.1.1 窯爐選型的依據(jù)選擇合理的窯爐至關(guān)重要，選擇合理則產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)量高，燃耗低，窯齡長，選擇不合理則反之。該設(shè)計產(chǎn)品為高白料瓶罐玻璃，質(zhì)量要求較高，產(chǎn)量為日產(chǎn)150噸較小產(chǎn)量，再綜合考慮到熔化溫度，成形制度，燃料種類，投資費用等因素，根

45、據(jù)我國當(dāng)前現(xiàn)狀和現(xiàn)有資料，本設(shè)計選用燃油燃燒蓄熱式馬蹄焰流液洞池窯。該窯型有合理的蓄熱室結(jié)構(gòu)，提高了熱能利用率和工作效率。采用鼓泡技術(shù)，提高熱效率，降低能耗。6.1.2 窯爐選型論證（1）馬蹄焰池窯的優(yōu)點(與橫火焰窯相比)（a）火焰行程長，燃燒完全，同時窯體表面積小，熱散失量較少，可提高熱利用率，降低燃料消耗。（b）只需在窯端部設(shè)一對小爐，占地小，投資省，燃耗較低，操作維修方便。（c）火焰對成形部分有一定影響，在個別情況下可借以調(diào)節(jié)成形部分的溫度。（2）馬蹄焰池窯的缺點（a）窯長方向上難以建立必要的熱工制度，火焰覆蓋面積小，在爐寬度上的溫度分布不均勻，尤其是火焰換向帶來的周期性的溫度波動和熱點

46、的移動。（b）一對小爐限制了爐寬，也就限制了窯的規(guī)模。（c）燃料燃燒時噴出的火焰有時對配合料料堆有推料作用，不利于配合料的熔化澄清，并對花格墻、流液洞蓋板和冷卻部空間砌體有燒損作用。6.2 窯爐6.2.1 玻璃熔窯的選型和部分計算窯型確定為燃油燃燒蓄熱式馬蹄焰池窯。（1）熔化部設(shè)計（a）熔化率的選擇出料量為50t/d以上的瓶罐玻璃窯爐要求熔化率k=（22.3）t/d·m2。由于近年來我國窯爐熔化技術(shù)水平的提高及高質(zhì)量耐火保溫材料的應(yīng)用使k可達(dá)到2.6t/d·m2，窯齡設(shè)計為5年。由于本設(shè)計產(chǎn)量較小，所以取k=2.2t/m2·d，基本可以達(dá)到要求。 f= q/k=1

47、90.2/2.2=86.45m2 (6-1）式中f熔化面積，m2； q熔窯出料量，t/d； k熔化率，t/（m2·d）。（b）長寬的確定熔窯的長度要保證玻璃液在窯爐中充分熔化澄清，寬度要考慮火焰的擴(kuò)展范圍，使其充分燃燒，本設(shè)計取長寬比為1.8，設(shè)長為a，寬為b，則： a/b =1.8 a=12.47m a×b =86.45 b=6.93m f熔=12.47×6.93=86.42m2， 實際熔化率為k實=2.21t/（m2·d）（c）窯池深度的確定由于瓶罐玻璃池一般深為1.31.5m，由于本設(shè)計產(chǎn)量小所以取1.4m 玻璃液的密度取2.5×103k

48、g/m3，v為池窯的容積即v=68.25×1.4=95.55m3,玻璃液在池內(nèi)停留的時間為t=1.26d（d）熔化池設(shè)窯坎，以強(qiáng)化熔化效率,窯坎高800mm，置于熔化池2/3熱點處。（e）火焰空間設(shè)計長度與池窯相等 l=12470mm，寬度比池窯寬400mm（每側(cè)寬出200mm）b=7330mm，窯碹升高取h/l=1/8,h=l/8×7000=916m,胸墻高取1200mm，所以火焰空間高度為：h=1200+916=2116mm,火焰空間容積：v=b×l×（h+f×2/3）=165.5m3 圖6-1 火焰空間設(shè)計(f）加料口設(shè)計本設(shè)計采用加料機(jī)

49、雙邊加料方式，加料口寬稍大于加料機(jī)寬則可，取長為1350mm，內(nèi)寬800mm，外寬600mm，深1000mm，加料口向噴火口方向傾斜。(g）流液洞流液洞能大大降低玻璃液的溫度，減少玻璃液的循環(huán)對流，還可以擴(kuò)大熔化區(qū)的面積，提高熔化率，即使在橋墻附近的玻璃液面上還有未熔化好的粉料，也不會進(jìn)入冷卻部，只有當(dāng)它熔化好以后，才能進(jìn)入流液洞，降低燃料消耗，本設(shè)計采用下沉式流液洞。圖6-2 流液洞設(shè)計根據(jù)國內(nèi)一般經(jīng)驗，流液洞采用：長：1200mm 寬：600mm 高：400mm 沉浸深度：1000mm流液洞流量負(fù)荷：k流=190.2×103/（60×40×24）=3.31kg

50、/（cm3·h） 根據(jù)資料知流料量為120-200t/d的熔窯流液洞流量負(fù)荷應(yīng)為2.84.6 kg/（cm3·h），該設(shè)計在允許范圍內(nèi)，滿足要求。（2）冷卻部設(shè)計冷卻部即成形部，此設(shè)計中采用扇形，扇形冷卻部單位散熱表面大，并減少了兩側(cè)的死角。由扇形的中部與兩角引出3條供料槽給三臺成形機(jī)供料。由經(jīng)驗得知，馬蹄焰窯冷卻部面積應(yīng)為熔化部面積的（10-20）%，本設(shè)計取冷卻部面積為熔化部面積的13%，則f冷=77.22×14%=12.1m2，半徑r取2.9m。冷卻部池深取比熔化池淺400mm，為1000mm。（3）小爐設(shè)計 每個小爐下面設(shè)4支高壓外混油噴嘴，屬gnb型，共8支，直徑30mm，油噴嘴間距600mm。將油噴嘴適當(dāng)后移，可以克服高壓外混油噴嘴霧化黑區(qū)長、射程過遠(yuǎn)的弊病，后移后可以提高熔化面積利用率，又能合理控制熱點位置。本設(shè)計油噴嘴后移300mm。油嘴中心距液面高350mm,油嘴距池墻外壁300mm。 （a）空氣通道空氣出口面積，據(jù)經(jīng)驗，一只通道出口面積/熔化部面積=（23