Міністерство освіти і наукиУкраїни
Національний технічнийуніверситет „Харківський політехнічний інститут”
Кафедра технології кераміки,вогнетривів, скла та емалей
ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ
за дисципліною «Основитехнології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів»
Тема дипломного проекту:«ТЕХНОЛОГІЯ МЕДИЧНОГО СКЛА»
Керівник роботи: доц.Саввова О. В.
Виконавець: студент групи НЗ-34Алад’їн М. А.
Харків – 2010 р.
Зміст
Вступ
1. Аналітичнийогляд
1.1 Сучаснийстан виробництва медичного скла
1.2 Особливостівикористання сучасного технологічного обладнання у виробництві медичного скла
1.3Використання високотехнологічних матеріалів
2. Вибірта техніко-економічне обгрунтування району будівництва заводу
3. Технологічначастина
3.1Вибір складу скла та характеристика сировини
3.2Обробка сировинних матеріалів
3.3Дозування компонентів та приготування шихти
3.4Завантажування шихти
3.5Технічна характеристика обладнання складового цеху
3.6Розрахунок шихти
3.7Розрахунок складу сировини
3.8Вибір і обґрунтування конструкції електричної печі
3.9Фізико-хімічні процеси, які відбуваються при варінні скломаси
3.10Конструкційний розрахунок електричної печі
3.11Теплотехнічний розрахунок
3.12Автоматична виробка виробів
3.13Випал виробів
3.14Контроль якості виробів
3.15Пакування готових виробів
3.16Внутрішньозаводське транспортування готових виробів
3.17Складування готових виробів
3.18Автоматизація роботи скловарної печі
4. ЕКОНОМІЧНАЧАСТИНА
4.1Розрахунок плану виробництва
4.2Розрахунок вартості і потреби сировини і матеріалів
4.3 Визначеннявитрат та вартості енергоресурсів
4.4 Розрахунокамортизаційних відрахувань
4.5 Розрахуноквитрат на оплату праці
4.6Розрахунок витрат на утримання та експлуатацію устаткування
4.7 Розрахунокзагальновиробничих витрат
4.8 Калькуляціясобівартості продукту
5. ОХОРОНАПРАЦІ
5.1Загальна характеристика умов виконання технологічного процесу
5.2Промислова санітарія
5.3 Заходи безпеки
5.4. Пожежна безпека
6. Цивільнаоборона
Висновок
Списоквикористаних джерел інформації
Вступ
Склом називають всі аморфні тіла, отримані шляхомпереохолодження розплаву, незалежно від їх хімічного складу і температурноїділянки твердіння. Внаслідок поступового підвищення в’язкості вони набуваютьвластивості твердих тіл, при цьому процес переходу з рідкого стану усклоподібне повинен бути зворотним.
Скло – штучний матеріал, який має такі властивості якпрозорість, твердість, термічну і хімічну стійкість. Крім того скло маєвластивості, які залежать від його прозорості. Завдяки цьому скло широковикористовується майже у всіх галузях техніки, у наукових дослідженнях,медицині та у побуті.
Скло отримують шляхом термічної обробки шихти, яка є сумішшюприродних або штучних сировинних матеріалів. Шихту завантажують у піч і, привизначеній температурі та витримці, отримують розплав – скломасу. Приохолодженні скломаси в’язкість її зростає, що надає можливість формувати виробишляхом видування, прокатки, витягування, пресування чи пресовидування.
В залежності від практичного використання скляних виробівзмінюється хімічний склад скла, форма, розміри та спосіб їх виготовлення.
Сучасна скляна промисловість виготовляє найрізноманітнішівироби – промислове та побутове листове скло, скляні труби та ізолятори,медичне та парфумерне скло, піноскло, скловолокно, ситали тощо.
Виробництво тарного скла – найбільша галузь скляноїпромисловості в Європі. Тара для напоїв складає біля 75% по масі від загальноїкількості виробляємої тари: близько 20% займає виробництво тари для харчовоїпромисловості. При цьому важливою частиною сектора являється також виробництвоємностей для фармацевтичної та парфумерної промисловості, що складає близько5%. Медичне скло займає досить високу частку від загального об’єму тарноїпродукції. Вона використовується для фасування, зберігання та транспортуваннярізноманітних пастоподібних та твердих медикаментів.
Перевагами скляної тари, зокрема медичної, є: гігієнічність,прозорість, можливість виготовлення тари різноманітних розмірів та форми,можливість герметичного закривання, доступна ціна.
Скло не видаляє шкідливих речовин, не має запаху, забезпечуєтривале зберігання продуктів, добре миється і дезінфікується, легкоутилізується, має добрі декоративні властивості. Крім того, склянапромисловість забезпечена найбагатшими сировинними ресурсами.
1. Аналітичний огляд
1.1 Сучасний стан виробництва медичного скла
Виробництво медичного скла займає важливе місце у склянійпромисловості. Медичне скло в основному використовується для зберіганнямедикаментів. До цього виду скла належать такі марки стекол як НС-1 ГОСТ19808-86, УСП-1 ТУ У 00480945-002-96 та інші. Данні види стеколвикористовуються для виготовлення ампул і флаконів для ін’єкційних препаратів.
Медичне скло може бути прозорим або забарвленим в захиснийколір для недопущення впливу світла на вміст тари. У виробництві забарвленихсвітлозахисних стекол використовують катіони заліза.
В якості відновлювачів найбільш раціональне застосуваннякоксу, антрацита або графіту, так як вуглець, який знаходиться в такій формі,важче піддається вигоранню в порівнянні з борошном, цукром, яківикористовувались раніше на деяких скляних заводах. Важливою сировиною длявведення сульфатів є солі натрію, калію, магнію, марганцю, кальцію. Так як Na2SO4 є самим стабільним, всі іншіз’єднання в присутності Na+ у розплаві перетворюються в сульфат натрію, який вводять ускляну шихту, частіше за все замінюючи соду. На думку Шебсена-Марведеля, цязаміна можлива до співвідношення 1:5, в крайньому випадку 1:3,5. На практиці всклад шихти вводять 0,3 – 0,5 мас. % Na2O сульфатом натрію [2,3].
Л.С. Павловою, Д.Ф. Ушаковим і Ю.М. Петренко при дослідженнілужносилікатних стекол було встановлено, що збільшення вмісту Fe2О3за рахунок SiO2 до 5 мол. % (12 мас. %) приводить до значногозменшення втрат ваги зразків під час їх випробувань у кислих розчинах, а самедо збільшення хімічної стійкості. При більшому вмісті Fe2О3стійкість стекол до кислоти різко падає. Водостійкість, при зміні SiO2на Fe2О3, безперервно зростає, стійкість до дії 2н NaОН зі збільшенням вмісту залізапрактично не змінюється. Визначенням кристалізаційної здатності буловстановлено, що при введенні до 5 мол. % Fe2О3 стекла,стійкі до розстекловування, при 5 – 10 мол %, кристалізуються з поверхні, а прибільшому вмісті Fe2О3 – кристалізується об’ємно.Дилатометричні виміри показали, що при вмісті Na2O 20 мол. % заміна SiO2 наFe2О3 до 15 мол. % не приводить до зміни ТКЛР ітемператури розм’якшення.
До виробів медичного скла належать прозорі та світлозахисніампули. Згідно з ТУ У 00480945-005-96 до ампул пред’являються такі вимоги:
1) Ампули повинні бути вироблені із медичного скла марки УСП-1ТУ У 00480945-002-96 або інших марок медичного скла, які дозволені дозастосування.
2) На поверхні і в середині скла ампул не допускаються:
– свіль, відчутна рукою, а також скловидні включення, ісвіль, що супроводжується внутрішніми напругами, питома різниця ходу променівяких більше 8 млн-1;
– відкриті, продавлені капіляри і пузирі;
– не продавлені капіляри шириною більше 0,1 мм;
– інші включення;
– посічки, сколи, тріщини.
3) Відхилення від круглої форми в любому поперечному перетиніампул, яке визначається різницею двох взаємоперпендикулярних діаметрів, неповинно перевищувати граничних відхилень на діаметр.
4) Не допускаються в ампулах внутрішні залишкові напруги, якістворюють питому різницю хода променів більше 8 млн-1.
5) На внутрішній і зовнішній поверхні ампул не повинно бутиневідмиваючих забруднень і скляного пилу.
6) Радіальне биття розтяжки ампули відносно корпусу неповинно перевищувати:
– 1,0 мм – для ампул ИП-В, ИП-С, ИП-ВКИ, ИП-СКП ємністю 1 мл,2 мл;
– 1,2 мм – для ампул ИП-В, ИП-С, ИП-ВКИ, ИП-СКП ємністю 3 мл,5 мл, 10 мл, 20 мл, та ВПО-10 і ВО ємністю 1 – 2 мл;
– 1,5 мм – для ампул типу ВО ємністю 5 мл;
– 2,0 мм – для ампул типу ВО ємністю 10 мл;
7) Краї ампули повинні бути оплавлені.
8) Дно ампули повинно забезпечувати стійкість порожньоїампули на горизонтальній поверхні.
9) Сила злому ампули повинна відповідати:
– 30 – 80 Н – для ампул ємністю 1 мл, 2 мл, 3 мл, 5 мл;
– 30 – 90 Н – для ампул ємністю 10 мл;
– 30 – 100 Н – для ампул ємністю 20 мл.
Скло для ампул повинно бути прозорим або мати колір, якийвизначений стандартом. Оцінка кольору може проводитись по еталонам, щоузгоджений між постачальником та покупцем.
1.2 Особливості використання сучасного технологічногообладнання у виробництві медичного скла
Країни ЄС до 2012 року повинні знизити викиди «парникових»газів у повітря на 8 % по відношенню до рівня 1990 року. В 2008 – 2012 р.р.буде діяти програма зниження викидів, першим етапом якої повинна статиреєстрація викидів по окремим країнам ЄС. У зв’язку з цим розглянутийенергетичний баланс скловарних печей і їх енергетична ефективність. Особливаувага приділена зниженню тепловтрат через кладку печей і ефективністьрегенераторів. У статті розглянуті міри по підвищенню енергетичної ефективностіпечей [5].
Піч для варки скломаси без викиду тепла і шкідливих речовин вповітря має ізольований від навколишнього середовища пічний простір зрозміщеними в об’ємі печі нагрівачами шихти і скломаси, виконаними у виглядітруб з тугоплавкого матеріалу. На вході вказаних труб в пічний простірспалюється суміш палива та окислювача. Після виходу пічного просторуз’єднується з високотемпературним електролізером для розділення на водень ікисень перегрітого водяного пару з температурою близько 1500 0С,який є продуктом спалювання у вказаних трубах суміші водню-палива такисню-окислювача. Згаданий електролізер з’єднаний трубами із сховищами водню такисню, з яких водень і кисень по трубах подають на спалювання. Тугоплавкийматеріал для виготовлення труб вибирають з групи матеріалів, не змінюючих своєїформи при температурі водневого факелу. Технічний результат: раціональневикористання теплової енергії [6].
З метою підвищення КПД скловарної печі за рахунокінтенсифікації теплообміну у варочній зоні пропонується додаткове введення втехнологічну схему двохсекційного бака-акамулятора, бакові стінки, дно такришка якого облицьовані теплоізолюючим матеріалом. При роботі печі теплоносій,після додаткового охолодження зовнішньої поверхні панелей системи випарногоохолодження з температурою 80 – 100 0С, подається в обидві секціїбака-акумулятора, в якій він нагріває завантажувальний склобій до температуригарячого теплоносія, після чого теплоносій виводять через відстійник в нижнійчастині бака-акамулятора [7].
Застосування в печах електричної енергії, як джерела тепладля варіння скла, основане на властивості скляної маси промислового складуставати провідником електричного струму при високих температурах (від 1000 –1100 0С і вище), коли електричний опір змінюється на декількапорядків.
При проходженні електричного струму через розтоплену склянумасу видаляється тепло, кількість якого може бути визначена за закономДжоуля-Ленца:
Q = I2 R r,
де Q –кількість тепла, Дж; I – сила електричного струму,що проходить через скляну масу, А; R – електричний опір скляної маси, Ом; r – час, на протязі якого проходитьелектричний струм, с.
У скловарних електричних печах використовується тількизмінний струм, що запобігає електролізу скляної маси. Електричне нагрівання скляноїмаси відбувається при відносно низьких напругах (80 – 120 В) і високій силіструму (≈ 10000 А).
Електричні печі для варіння скла за принципом перетворенняелектричної енергії в тепло поділяється на три групи: печі опору прямогонагрівання; печі опору непрямого нагрівання і високочастотні печі. Найбільшезастосування мають печі опору прямого нагрівання. Інші печі використовуютьсядля варіння в горщиках спеціальних типів скла при особливих умовах [8].
Використання електродів
Матеріал, з якого виготовляють електроди, повинен бутистійким до дії розтопленої скляної маси при температурах до 1500 – 1700 0С,мати низький питомий електричний опір в порівнянні з опором скляної маси івисоку механічну міцність при робочих температурах. В промислових електричнихванних печах, використовують металеві електроди переважно із молібдену, графітута оксидоолов’яної кераміки (на основі SnO2).
Основною перевагою металевих електродів є те, що вони добрезмочуються скляною масою і на контакті метал-скляна маса не виникає великогоперехідного (контактного) опору. Електроди з низько вуглецевої сталі можутьвикористовуватись максимально до температури 13800С. Електродивиготовленні з хромонікелевих або хромонікельмолібденових стопів можутьвикористовуватися тільки до температури 1250 0С. При більш високихтемпературах електроди із цих матеріалів вимагають інтенсивного охолодження(повітрям або водою), що збільшує теплові витрати (на 4 – 10 %) і знижує КПДпечі.
Найбільш широке застосування мають молібденові електроди.Висока температура топлення (2630 0С) дозволяє використовувати їхпрактично для всіх існуючих температурних режимів варіння скла. Молібден маєвисоку електропровідність, добре змочуються скляною масою, на контактімолібден-скляна маса не виникає великих електричних опорів, що дає можливістьвикористовувати електроди невеликого діаметра (30 – 50 мм), і тим самим значнозменшити від них теплові втрати.
Молібден легко окислюється на повітрі вже при температурі 6000С. Для запобігання окислюванню при високих температурах потрібно,щоб молібденові електроди були покриті шаром розтопленої скляної маси. Вмісцях, де електрод виступає із розтопленої маси, потрібно, щоб молібден доводоохолоджуючого держака був покритий склоподібним шаром.
Молібден при високих температурах в печі рекристалізується істає крихким. Тому необхідно уникати механічних ударів. В процесі експлуатаціїмолібденові електроди поступово розчиняються у скляній масі, тому їх потрібнопересувати далі в піч через певний інтервал часу.
Молібденові електроди виготовляють за технологією порошковоїметалургії, у вигляді стрижнів діаметром 31, 50 і 75 мм, а також у форміпластин розміром 200 х 300 мм.
Основною вимогою до молібдену є мінімальний вміст в ньомувуглецю (не більше 50 мг/кг), який не тільки погіршує механічні властивості,але і викликає утворення бульбашок у склі.
Графіт і молібден можуть відновляти деякі оксиди у склі,особливо PbO. Тому вони непридатні для електричноговаріння таких типів скла і для цього використовують електроди на основі SnO2.
Електроди виготовляються ізостатичним пресуванням з подальшимспіканням двооксиду олова при високих температурах. При спіканні густинавідпресованого матеріалу підвищується до 6,5 – 103 кг/м3. Електродипереважно виготовляють у формі блоків або стрижнів діаметром 65 – 85 мм ідовжиною 300 мм.
Електроди на основі SnO2 не можна встановлювати або міняти в процесі експлуатації,які це звичайно буває при використанні молібденових і графітових електродів.
Двооксид олова є провідником другого роду, його опір значнознижується з підвищенням температури, в результаті чого навантаження на одиницюповерхні електродів збільшується. Це дозволяє виготовляти електроди (стрижні)невеликого діаметра.
При варінні звичайних силікатних типів скла, що маютьпорівняно слабу кородуючу дію, можна використовувати дисиліцидмолібденовіелектроди.
Використовуючи такі електроди, не має потреби охолоджувати їхдержаки водою, тому що MoSi2,на відміну від молібдену, не окислюється при високих температурах.
Графітові електроди менше руйнуються скляною масою. Вонидешеві, ніж металеві. Крім того, їх густина менша, ніж густина скла, і, якщоелектрод зламається, він не занурюється на дно печі, як це має місце зметалевими електродами, а випливає на поверхню скляної маси. Графітовіелектроди мають достатньо довгий термін експлуатації, і в самих гарячих зонахпечі він досягає 12 місяців. При комбінованому газоелектроварінні скла термінслужби електродів – до 24 місяців.
Недоліком графітових електродів є високий перехідний опір наконтактній поверхні графіт-скляна маса, в результаті чого навантаження наодиницю поверхні електродів знижується. Якщо робоча густина струму намолібденових електродах 1,5 А/см2 (максимальна ≈ 3 – 3,5 А/см2),то на графітових – 0,3 А/см2. Поверхня графіту не змочується скляноюмасою, а через невисоке навантаження електричного струму на одиницю поверхнінеобхідно збільшувати діаметр електродів до 150 – 200 мм.
При використанні графітових електродів для варіння скламожуть відновлюватись деякі оксиди і надавати склу небажаного забарвлення. Томуграфітові електроди не застосовують для варіння боросилікатних, окремихкольорових типів скла і кришталю.
Кріплення електродів здійснюється за допомогоюелектродержаків із жаростійкої сталі, що охолоджуються водою [8].
1.3 Використання високотехнологічних матеріалів
Багато підприємств скляної промисловості використовуютьхімічно осаджену крейду в якості компонента при виробництві скла. Вона міститьдомішки: фторид кальцію (до 1 %), фосфат кальцію (до 2,5 %), карбонат стронцію(до 1,5 %). Крейда пожежо і вибухобезпечна, володіє гарною текучістю, не злежуєтьсяв бункерах і силосах на відміну від доломітового борошна і природної крейди.Крейда містить низьку кількість фарбуючих скло домішок, що дозволяєвикористовувати її при виробництві скла по євростандартам [9].
Розроблений замінювач кальцинованої соди, що являє собоюпорошок білого кольору, який істотно відрізняється по хімічному ігранулометричному складу від кальцинованої соди. Для досліджень обрана пробанаступного хімічного складу, %: SiO2 – 78,3; Na2O – 21,23; Fe2O3 – 0,06; TiO2– 0,06.
По окислювально-відновленому потенціалу матеріал подібний докальцинованої соди. Мінералогічний склад матеріалу представлений аморфною тадвома основними кристалічними фазами: низькотемпературним кварцом таметасилікатом натрію, виявлена невелика присутність гідроксиду і карбонатунатрію. Встановлено, що процеси силікатоутворення в дослідному склі іззамінювачем соди закінчується раніше 80 0С, скло утворення – на 40°С, ніж в контурному склі на основі кальцинованої соди. Розчинення залишковогокварцу і освітлення експериментального скла відбуваються з більшою швидкістю.Використання розробленого замінювача дозволило скоротити витрату палива на 10 –12 %, скоротити час провару і освітлення, збільшити вихід готового скла на 5 –7 %, зменшити пилоутворення і викид в повітря вуглекислого газу, оксидів азотуі сірки [10].
Висновки:
З використанням научно-технічної та спеціальної літературивстановлені перспективи виробництва медичної тари.
Приведені вимоги нормативних документів до виробів медичногоскла.
Розглянуті особливості використання сучасного технологічногообладнання, яке дозволяє знизити викиди шкідливих речовин в атмосферу тараціонально використовувати теплову енергію.
Приведена характеристика електродів, що використовуються упромислових електричних ванних печах.
Були розглянуті особливості використання нових техногеннихматеріалів у виробництві медичної тари.
2. Вибір та техніко-економічне обґрунтування районубудівництва заводу
Для будівництва заводу по виробництву медичного скла булообрано місто Полтава.
Таке розташування заводу повністю забезпечує Полтавську тавсі прилеглі області зазначеними виробами. Завдяки тому, що Полтавська областьзнаходиться в центральні часті України і по її території проходять всінайбільші транспортні і залізничні шляхи, зменшуються витрати натранспортування продукції.
Для будівництва заводу обрано ділянку, яка відповідає вимогамспеціальної інструкції, яка затверджена Міністерством промисловості будівельнихматеріалів.
Основні вимоги зводяться до наступного.
Розмір території ділянки повинен бути прийнятий мінімальним,з урахуванням раціональності щільності будівництва, відсутності надлишківрезервних площин та великих розривів між будівлями.
Територія ділянки для будівництва обирається з урахуваннямвимог економічної експлуатації підприємства. Розміри ділянки та її конфігураціяповинні дозволити розташувати будівлі та споруди відповідно до послідовностівиробничого процесу.
Територія для розселення робочих та площадка для промисловогопідприємства обирається одночасно. Житло для робочих повинно бути неподалік відзаводу.
Якщо необхідно прокласти залізничну колію то ділянку длябудівництва слід розташувати так, щоб можна було приєднатися до найближчоїзалізничної станції або розташованому поблизу заводу залізничному шляху безтяжких земляних робіт та штучних споруджень, які дорого коштують.
Ділянку для будівництва слід обирати по можливості з відноснорівною поверхнею та нахилом для відведення поверхневої та стічної води.Планування будівлі не повинно бути пов’язано з великим об’ємом земляних робіт.
Грунт ділянки повинен бути таким, щоб при будівництвібудівель та споруджень не потрібно було будувати фундаменти, які дорогокоштують. Рівень ґрунтових вод повинен бути нижче за рівень підвалів і тунелів.Ділянка не повинна затоплюватися паводковими водами.
Кадри. Завод розташований в межах багаточисельного міста, щозабезпечує постійну наявність робочих кадрів.
Транспорт. Для постачання на завод вантажів місцевогопоходження та вивозу готових виробів передбачені гарні автомобільні дороги,зручні під’їзди та місця для паркування вантажного транспорту. Поблизу заводупролягає залізнична колія.
Паливо. Основне технологічне обладнання, скловарні печі,обладнанні електронагрівачами, що зменшує витрати на паливо. На заводі такожвикористовують природний і штучний газ.
Електро- та водопостачання. Завод розташований таким чином,що є можливість отримувати електроенергію від існуючих ліній електропередач.Для електропостачання збудовано трансформаторну підстанцію.
Так як великі механізовані заводи витрачають значну кількістьводи, питання водопостачання мають важливе значення при обранні місцябудівництва. Водопостачання заводу здійснюється з діючого міського водоканалу.
Сировинні матеріали. Завод розташований відносно близько довсіх баз сировинних матеріалів. Пісок та крейда отримуються з Харківськоїобласті, каолін – з Вінницької, сода постачається з Луганської області.
Висновки. Проаналізувавши всі вимоги, які висуваються дорайону будівництва, було обрано та обґрунтовано місце розташування заводу повиробництву медичного скла. Місцем розташування буде місто Полтава.
3. Технологічна частина
3.1 Вибір складу скла та характеристика сировини
Склад медичного скла, призначений для механізованоговироблення масових виробів, по вмісту основних компонентів можна вважатистабілізованим.
Основні оксиди, що утворюють скло (при виготовленнісвітлозахисного медичного скла), містяться в ньому в наступних кількостях, мас.%:
Таблиця 3.1 – Хімічний склад прозорого медичного склаНазва Склад оксидів, мас. %
SiO2
B2O3
Al2O3
Na2O
К2О СаО MgO УСП-1 74 8.3 5.4 7.9 1 1 2.2
Сировинні матеріали для введення SiO2
Кварцовий пісок являється продуктом руйнування гірськихпорід, складається в основному із зерен кварцу і зазвичай містить різнідомішки. Домішки в піску бувають механічні та хімічні. Всі домішки можнарозділити на групи: шкідливі (оксиди заліза, хрому, титану, марганцю) інешкідливі (оксиди алюмінію, кальцію, магнію, калію, натрію та інші). Першінадають склу забарвлення, другі, зазвичай, входять у склад промислових стекол івимагають врахування їх тільки при розрахунку складу шихти.
Якість пісків для скловаріння оцінюють за їх хімічним ізерновим складами. Головна вимога до пісків – максимальний вміст двооксидукремнію і мінімальний вміст забарвлюючих домішок.
Для скловаріння використовують піски, які містять не менше 95% кремнезему і строго регламентовану кількість забарвлюючих домішок.
Серед забарвлюючих домішок найбільше розповсюдженим являєтьсяоксид заліза, в тій чи іншій концентрації, що міститься у складі всіх кварцовихпісків.
Іони заліза в промислових стеклах містяться в двох- ітрьохкомпонентному стані. Концентрація трьохкомпонентного заліза, зазвичай,більша і тільки в умовах відновлюваного середовища знижується при підвищенніконцентрації двохкомпонентного заліза. Рівновага між цими ступенями окисленнязаліза може бути змінена також під впливом температури і складу: підвищеннятемператури і зниження кількості оксидів лужних металів збільшує концентраціюіонів Fe2+, додавання окислювачів (з¢єднань марганцю та інших)збільшує відносний вміст іонів заліза Fe3+.
Вплив Fe2O3 i FeO на забарвлення скла різне: Fe2O3 надає склу жовтувато-зелений абожовтий відтінок, FeO –синювато-зелений або синій відтінок. Інтенсивність забарвлення, яку викликаєдвохвалентне залізо, приблизно в 15 раз сильніше, ніж забарвленнятрьохвалентним залізом.
Другою забарвлюючою домішкою, що міститься в багатьох пісках,є двооксид титану. В присутності заліза він забарвлює скло в жовтий колір. Причиноюцього вважають утворення залізотитанових компонентів.
Державними стандартами визначені технічні умови на пісоккварцовий, мелений піщаник, кварцит і жильний кварц для скляної промисловості.Передбачено 15 марок піску для різних типів виробів зі скла. В залежності відмарки, доля оксиду заліза коливається в межах 0,01 – 0,25 % за масою.Відповідно зі стандартом вміст оксиду заліза для різних виробів складає, % замасою:
оптичне скло… небільше 0,01;
кришталь (свинцевий і без свинцевий) ................................0,01– 0,015;
технічне скло ............................................................................0,03– 0,07;
віконне скло ..............................................................................0,05– 0,15;
скловата (пляшки, банки) ........................................................0,05– 0,25.
Стандартом передбачено, що відхилення у складах окремихпартій не повинні перевищувати по SiO2 – (± 0,15 – ± 0,25 %), по Al2O3 – (± 0,05 – ± 0,5%) за масою.
Для виробів високої світло-прозорості (оптичне, кришталеве,сортове та інші стекла) використовують перші чотири марки, для яких вмістважкої фракції (Cr2O3, TiO2, V2O3) не перевищує 0,05 % за масою.
Вміст вологи в збагачених пісках не більше 0,5 %, а унезбагачених – 7 % за масою.
Коливання оксиду заліза в складі піску, що перевищують вимоги,передбачені стандартом, приводять до однорідності скломаси, порушенню процесівформування, випалу тощо.
Піски збагачують різними методами в залежності від характерудомішок: промивкою збагачують безплівочні піски, підтиркою – плівочні піски,флотацією – піски, які містять зерна залізистих мінералів, флотовідтиркою –піски з домішками глинистих і полевидних частинок, наявністю залізистої плівки,магнітною обробкою – неглинисті, безсплівочні піски, які містять магнітнідомішки, хімічною обробкою – за допомогою кислот, солей.
Збагачення пісків – досить складна операція і, в основному,виконується на збагачувальних фабриках на місцях родовищ пісків.
За нормами ПТЕ (правила технічної експлуатації) пісок назаводах просівають через сито № 08, відсіваючи зерна більше 0,8 мм. Всі дрібнізерна при цьому потрапляють в шихту. Більш придатними для скловаріння являютьсяпіски з зерновим складом в межах 0,1 – 0,4 мм.
Стандартом, при збагачені піску, обмежена концентраціякрупних і дрібних зерен: кількість зерен більше 0,8 мм повинна бути не більше0,5 %, а зерен менше 0,1 мм – не більше 5 %.
SiO2вводимо з кварцовим піскомНовоселівського місцезнаходження в Харківській області. Пісок відповідає ДСТУ22551-77.
Хімічний склад Новоселівського кварцового піску, мас.%: SiO2 – 98,64; Al2O3 – 0,44; Fe2O3 – 0,65; в.п.п. – 0,27; важка фракція– 0,54.
Сировинні матеріали для введення B2O3
Оксид бору B2O3 вводимо у скломасу безпосередньо задопомогою борної кислоти.
У чистому виді борна кислота представляє собою білі кристали.В її склад входять 56,45 % B2O3та 43,55 % Н2O. При нагріванні борна кислотавтрачає рідину і переходить у борний андегрид B2O3.
Оксид бору у складі скла сприяє зниженню коефіцієнтатермічного лінійного розширення (КТЛР) і тенденції кристалізації скла, підвищеннютермічної та хімічної стійкості скла і швидкості його провару, поліпшеннюосвітлення скла.
Борна кислота відповідає ДСТУ 18704-78.
Хімічний склад борної кислоти, мас.%: B2O3 – 98,6; в.п.п. – 1,4.
Сировиною для введення оксиду магнію є доломіт. Це джерело магнію працює якстабілізатор для покращання загального опору до фізичних та хімічнихпошкоджень. Хімічний склад доломіту, мас. %: СаО – 32; МgO – 19; Fe2O3 – 0.05; волога – 2%
Сировинні матеріали для введення Al2O3
Додавання Al2O3 в певних кількостях у склад скла сприяє зниженню КТР скла,підвищує механічну та термічну стійкість, поліпшує кристалізаційні властивості.Al2O3 вводять у склад скла за допомогоютехнічного оксиду алюмінію, гідроксиду алюмінію, польових шпатів, каолінів таінших. Крім того можна застосовувати відходи гірничо-збагачувальних фабрик,польовошпатового та нефелінового концентрату. Для введення Al2O3 також використовують пегматити.
Пегматити являються собою природну суміш польових шпатів таоксиду кремнію. Вміст оксиду алюмінію може досягати 20 – 22 %. У виглядісупутніх домішок у пегматитах зустрічаються оксиди заліза, лужноземельнихматеріалів, титану. На відміну від польових шпатів, в пегматитах оксиди залізамістяться у вигляді крупнокристалічних включень, і легше піддаються відділеннюосновної породи.
Al2O3 вводимо каоліном, що відповідає ДСТУ 196090 – 89. Каолін маєнаступний хімічний склад, мас. %: Al2O3 – 36,7; Fe2O3 – 0,52; СаО – 1,18; SiO2 – 46,35; в.п.п. – 14,74; волога –0,51.
Норми на кількість заліза у склі.
Нормами допускається наступна кількість окису заліза у склі,мас. %:
оптичне такришталь....................................................................0,012;
поліроване.............................................................................0,05;
аптекарське, хімічне та медичне..........................................0,2;
листове віконне......................................................................0,1;
сортове посудне..................................................................0,025;
пляшкове напівбіле..................................................................0,3;
пляшкове темно-зелене........................ … ненормується.
Сировинні матеріали для введення Na2O
Na2O вводимо содою Na2CO3. Сода буває кристалічною Na2CO3×10Н2О і безводною Na2CO3. У скловарінні використовуютьголовним чином безводну соду, яка містить 58,5 % Na2O і 41,5 % CO2. Крім того, соду розділяють наштучну, природну, легку і важку. Природну соду добувають із содових озер.Використовується вона рідко, тому що містить до 15 – 20 % забруднюючих домішок:сульфату натрію, хлористого натрію тощо.
В промисловості використовують переважно штучну легку соду(щільність 0,7 – 0,8 г/см3) у вигляді порошку білого кольору,гігроскопічного, розчинного у воді. Вважають, що утворені при зволоженні шихтигідрати карбонату натрію сприяють розшаруванню шихти тим краще, чим більш тонкодисперсною являється сода.
Na2CO3 добре розчиняється у воді і при цьому виділяє тепло врезультаті утворення гідратів соди, що містить від 1,5 до 10 молекул Н2О.Згідно нормативних документів вміст Na2CO3 в прожареній соді повинен бути не менше 99 %, залишковийвміст хлоридів не більше 0,8 %, Fe2O3. Na2CO3 плавиться при температурі 852 0Сбез розкладу. Сода постачається з заводів Донецької та Луганської областей.
Хімічний склад соди Na2CO3, мас. %: Na2O – 58,5; в.п.п. – 41,5.
Сировинні матеріали для введення К2О
Основним матеріалом для введення в скломасу оксиду калію єпоташ К2СО3.
Поташ – штучний зернистий білий порошок, легко розчиняється уводі, гігроскопічний (легко поглинає вологу з повітря), комкується. Згіднонормативних документів безводний поташ повинен вміщувати не менш 98 % К2СО3.Розрізняють поташ кристалічний К2СО3×2Н2О ікальцинований К2СО3. В скляному виробництвівикористовують переважно кальцинований поташ.
Одержують поташ з мінералів, що містять з¢єднання калію із попелурослин (соняшника). Зберігати його слід в щільно закритих ємностях, в сухомуприміщенні.
Питома маса поташу К2СО3 – 29 г/см3,температура плавлення 881 0С. В процесі варки скла він розкладаєтьсяна К2О і СО2.
Найчистіший поташ одержують із солі KHCO3×MgCO3, яку отримують в результаті дії СО2на розчин KCl і вуглемагневу сіль.
Оксид калію К2О, ведений в скло, блиск іпрозорість, зменшує нахил до кристалізації. Поташ відповідає ДСТУ 10690-73.
Хімічний склад поташу К2СО3, мас. %: К2О– 68,2; в.п.п. – 31,8.
Сировинні матеріали для введення СаО
Оксид кальцію СаО вводимо у склад шихти з вуглекислимкальцієм (карбонат кальцію) СаСО3, що використовується у виглядівапняку, крейди і рідко мармуру; вміщує 56,08 % СаО та 43,92 % СО2.
Вапняки являють собою усадочну гірську породу білого кольоруабо забарвлену у різні – жовтий, червонуватий та інші – кольори в залежностівід кількісного вмісту в них окислів заліза. Зустрічаються вапняки різноїчистоти. У вапняках, які застосовуються для варки скла, повинно міститись неменше 53 % оксиду кальцію і не більше 0,2 % окислів заліза.
Крейда являє собою усадочну породу білого кольору, якаскладається в основному з найдрібніших аморфних частинок вуглекислого кальцію (≈98 %).
Мармур являє собою гірську породу, в якій міститься до 99 –99,5 % СаСО3. Він відрізняється від вапняку і крейди високим вмістомосновної речовини СаСО3, постійністю хімічного складу і незначноюкількістю окислів заліза (до 0,015 %).
Оксид кальцію, що являється однією з головних складовихчастин скла, сприяє полегшенню варки та освітлювання, а також надає склухімічної стійкості.
Склобій
Раніше існувала думка, що для поліпшення процесу варіння тапідвищення якості скла необхідним є введення у шихту певної кількості склобою,але це уявлення не знайшло достатнього практичного підтвердження. Тому теперкількість 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 і не повиненмістити забруднюючих домішок. Розмір кусків склобою повинен бути не більше 80 –100 нм [49].
3.2 Обробка сировинних матеріалів
Підготовка піску
Більшість природних сировинних матеріалів (вапняк, пісок таінші) не можуть бути використані для складання скляної шихти без попередньоїпідготовки. Тому їх приходиться піддавати спеціальній обробці. Найскладнішійобробці піддається пісок.
Підготовка піску заключається в його збагаченні, сушці,просіюванні. При збагаченні піску виділяються органічні і залізні домішки,пиловидні фракції. Збагачують пісок методами флотовідтирки (видаленнязабруднюючих домішок) і магнітної сепарації (сушка в сушильних барабанах).
Для рівномірної подачі піску в сушильні барабани, при їхпаралельній роботі, використовують дросель з механізмом качання. Барабан,нахилений до горизонту під кутом 4 – 5 є, обертається зі швидкістю 2 – 8 об/хв.Пісок, який поступає через тічку у найвищій точці барабана, при обертанніперемішується і просушується димовими газами. Для кращого перемішування ізбільшення шляху руху матеріалів, барабан всередині має лопаті.
Рух матеріалу може бути прямоточним (паралельним руховігарячого повітря або газу) або протиточним. При сушці піску використовують прямоточнібарабани.
Температура сушки піску – (700 – 800) 0С.Температура висушеного піску – (85 – 90) 0С.
При просіюванні (грохочені) з піску видаляють крупні зерна івключення. Використовують вібраційні або барабанні грохоти із сітками, що мають81 отв./см2 (сітка № 08).
Для транспортування насипних матеріалів використовуютьковшові елеватори.
Просіяний пісок зберігають в бункерах, з розрахунку не меншедвохдобової потреби. Великі частки відсіяного піску вивозяться у відвал.
Підготовка крейди
Шматки крейди розміром не більш 150х150 мм з приймальногобункеру, за допомогою лоткового живильника, подаються на стрічковий конвеєр, апотім у сушильний барабан. Розмір шматків крейди після щокової дробарки неповинен перевищувати 50 мм по найбільшому виміру, температура сушіння – небільше 400 0С. Вологість після сушіння повинна бути не більше 0,5 %,температура вихідних газів – не більше 300 0С. Висушений матеріал ізсушильного барабану потрапляє в молоткову дробарку, потім ковшовим елеваторомподається у ситоборат з сіткою № 0,09 – 0,36 ГОСТ 3826-82. Після просіюваннякрейда потрапляє у витратний бункер. Відсіяна направляється на домелювання вмолотковій дробарці. Запас крейди в бункері повинен бути не менш двохдобовоїпотреби.
Підготовка кальцинованої соди
З відсіку складу сода в мішках на піддоні тельфером подаєтьсядо перетирочної машини для подрібнення і просіювання, потім елеваторомтранспортується у витратний бункер. Запас соди в бункері повинен бути не меншедвохдобової потреби.
Підготовка сульфату натрію
Із відсіку складу мішки з сульфатом натрію на піддонітельфером подаються на просіювання до сита-трясучки з сіткою № 1,1 – 0,28 ГОСТ3826-82. Мішки розшиваються, сульфат натрію просіюється і збирається в металевікасети, які тельфером подаються на вагову, де зберігаються в ларі в кількостіне менше одної змінної потреби. Відсіяний матеріал збирається в кюбель і, помірі накопичення, тельфером подається в перетирочну машину, після чогозбирається в касети і направляється на вагову.
Підготовка поташу
Заключається в розтарюванні за допомогою спеціальної машиниУРБ – 1. Поташ зберігається в проміжному бункері. Елеватором транспортується напросіювання і протирання через сита № 1,4 – 1,2 (16 – 32 отв./см2)за допомогою протирочної машини. Після підготовки поташ в касетах подається навагову для дозування у відповідності із рецептом лабораторії. Зберігається вбункерах, але запас поташу не робиться через те, що він комкується.
Підготовка каоліну
У зв’язку з тим, що завод отримує збагачений каолін,додатковій підготовці він не підлягає. Каолін в паперових мішках із відсікускладу на піддонах тельфером подається на вагову, де розтарюється і дозується увідповідності з рецептом лабораторії.
Підготовка борної кислоти
Борна кислота поступає у м’яких контейнерах і не потребуєдодаткової підготовки. Матеріал із відсіку складу подається на піддонітельфером на вагову, де розтарюється і дозується у відповідності з рецептомлабораторії.
Підготовка склобою
Під час виробництва медичного скла утворюється 20 – 30 % бою,який повторно використовується під час варіння скломаси. Бій скла, щоутворюється на різних ділянках технологічного процесу, збирають в бункери і,після відповідної обробки, використовують для варіння скла. Обробка склобоювключає промивку, подрібнення в щоковій дробарці.
3.3 Дозування компонентів та приготування шихти
В підготовлені сировинні матеріали не допускаєтьсяпотрапляння відсіяних часток інших включень.
Температура сировинних матеріалів: піску, крейди, які йдутьна приготування шихти, повинна бути не вище 60 0С. Інші компоненти,які не підлягають тепловій підготовці, подаються на дозування при температурінавколишнього середовища.
Зважування компонентів і подача їх у змішувач здійснюється внаступній послідовності: пісок зважується в першу чергу, потім у змішувач, щообертається, подається вода в кількості 4 л під час використання борноїкислоти. На зволожений пісок у змішувач подаються інші компоненти шихти унаступній послідовності: сода, борна кислота, крейда, каолін, поташ, сульфатнатрію. Тривалість циклу змішування компонентів – 12 хвилин.
Після закінчення циклу змішування сипуча шихта потрапляє вкюбель. Для забезпечення контролю якості шихти кюбель підкочується на візку взону дії монорельса і електротельфером встановлюється на майданчику для проведеннялабораторного аналізу. Сипуча шихта, яка готується на борній кислоті, післязмішувача подається безпосередньо в бункер екструдера, не потрапляючи в зонудії монорельса.
Сипуча шихта, яка пройшла аналіз, після заключеннялабораторії про її якість, подається тельфером в бункер, який знаходиться надекструдером для гранулювання.
З бункеру сипуча шихта подається в блок підготовки, де вонадодатково перемішується. Однорідна сипуча шихта потрапляє в екструдер, під часвільного падіння зволожується водою через форсунки до набуття нею пластичності.Сюди ж подається пар під тиском дві атмосфери (196,2 КПа) або гаряча вода зрозмежувального бачка.
Перемішуючись лопатями змішувача блоку екструзування, сипучашихта, стаючи однорідною по вологості, рівномірно поступає у вузолпластифікації. З вузла пластифікації гаряча пластифікована шихтова масапоступає у вузол екструзування, який складається із випарної лопаті і філь’єри,де екструзується в гранули діаметром 10 – 12 мм, довжиною 20 – 50 мм.
Гранули шихти далі поступають на сітку сушильного конвеєра,де при температурі 530 – 550 0С сушаться до вологості не більше 6 %.Із сушильного конвеєра системою елеватора і конвеєрів гранули шихти подаютьсядо скловарних печей.
Гранули шихти з використанням борної кислоти сушать притемпературі 50 – 65 0С до вологості 8 – 9 %.
Скляний бій повинен бути розміром не більше 50 мм, чистим, незабрудненим боєм скла іншої марки та іншими включеннями.
Скляний дріт, який був не прийнятий ВТК, в пучках на ручнихвізках підвозиться до приймального отвору подрібнюючого вузла і вручнузавантажується в роторну дробарку. Чистий бій, у вигляді відходів виробництвацехів по переробці склодроту доставляється до вузла подрібнення ізавантажується в дробарку.
Подрібнений склобій ковшовим елеватором подається в бункернад дозувальними вагами, які розміщені над стрічковим конвеєром, що транспортуєекструзовану шихту. Відважування бою здійснюється на шихту через 12 хвилин позвуковому сигналу у відповідності із циклом змішування і екструзування автоматично.
Шихта зі склобоєм поступають в ковшовий елеватор, якимподаються на конвеєр з плужковими скидувачами, що доставляє їх в бункеризавантажувачів шихти. Запас шихти і бою в бункерах двохзміний.
3.4 Завантажування шихти
Завантаження шихти у скловарну піч здійснюється за допомогоюмеханічних завантажувачів плунжерного типу. Принцип дії завантажувача полягає врегулярному проштовхуванні порцій шихти і бою за рахунок зворотно-поступовогоруху плунжера. Шихту завантажують по всьому фронту завантажувального кармана,ширина якого у сучасних печах практично дорівнює ширині печі. Для спрощенняконструкції та обслуговування завантажувачів, їх встановлюють 5 – 6 поряд.Режим живлення печі шихтою та боєм виконується у відповідності до витратскломаси на виготовлення виробів. Годинна подача шихти та бою в піч повиннаточно відповідати з’єму скломаси. Співвідношення завантаженої шихти і склобоюповинно знаходитися в межах шихти-бою 70 – 30 %. Відхилення від встановленогоспіввідношення не повинно перевищувати ± 5 %.
Якщо об’єм подачі шихти буде відрізнятися від з’єму скломаси,то це приведе до коливання рівня дзеркала в печі. В свою чергу це негативновпливає на стан футерівки і якість скломаси, що виробляється. Коливання рівняскломаси повинні знаходитися в межах ± 0,5 мм.
Для підтримки постійного рівня скломаси завантажувальнимипрацюють в автоматичному режимі і пов’язані з рівнеміром „клюючого” типу.
3.5 Технічна характеристика обладнання складового цеху
Кран грейферний. Призначений для подачі піску, крейди в приймальнібункери ліній переробки. Вантажоємкість – 5,0 т; проліт – 13,5 м; висотапідйому
– 7,5 м; установлена потужність – 43,2 кВт.
Живильник лотковий ПЛ-33. Призначений для подачі піску всушильний барабан та крейди в щокову дробарку. Продуктивність – 60 т/год;робоча ширина – 750 мм; установлена потужність – 2,8 кВт.
Конвеєр стрічковий КЛС-500. Призначений для подачі піску всушильний барабан, сировинних матеріалів в змішувач, екструзивної шихти вбункери завантажувачів. Продуктивність – 60 т/год; установлена потужність –0,75 кВт. Сушильний барабан. Призначений для сушки піску,крейди. Продуктивність – 2 т/год; кількість обертів – 4,5 – 6,3 об./хв.;установлена потужність – 5,5 кВт.
Елеватор ковшовий ЕЛМ-250. Призначений для подачі сировиннихматеріалів, склобою, шихти. Продуктивність – 12 м3/год.; установленапотужність – 2,8 кВт.
Сито-бурат. Призначений для просіювання піску, крейди. Продуктивність –0,6 т/год.; установлена потужність – 0,6 кВт.
Щокова дробарка СМ-11Б. Призначена для подрібнення крейди.Продуктивність – 19 м3/год.; установлена потужність – 28 кВт.
Молоткова дробарка СМ-218 М. Призначена для подрібнення крейди.Продуктивність – 12 м3/год.; встановлена потужність – 17 кВт.
Перетирочна машина. Призначена для подрібнення соди.Продуктивність – 0,5 т/год.; установлена потужність – 4,5 кВт.
Сито-трясучка. Призначена для просіювання сировинних матеріалів.Продуктивність – 0,5 т/год.; установлена потужність – 2,2 кВт.
Ваги РП-1Г13 (М). Призначені для дозування компонентів шихти і скляногобою. Інтервал зважування 25 – 500 кг.
Тарілчастий змішувач СТ-700. Призначений для приготування шихти. Продуктивність– (10 – 12) т/год.; установлена потужність – 17 кВт.
Тельфер ТЕ-1-521. Призначений для подачі сульфату та поташу надозування, кюбелів із шихтою для створення буферного запасу, в бункер блокупідготовки екструзованої шихти. Вантажоємкість – 1 т.; висота підйому – 12 м;установлена потужність – 2,5 кВт.
Прес брикетування. Призначений для приготування екструзованої шихти.Продуктивність – 2,5 т/год.; установлена потужність – 20 кВт.
Стрічкова сушарка. Призначення для сушіння екструзованої шихти.Продуктивність – 2,5 т/год.; установлена потужність – 4,5 кВт.
Завантажувач шихти ЗШ-2. Призначений длязавантажування шихти і склобою. Продуктивність – 2,7 т/год.; установленапотужність – 17 кВт.
3.6 Розрахунок шихти
Завод випускає 10 млн. штук виробів на рік. Продуктивністьроботи скловарної печі між капітальним ремонтом залежить від конструкції печі,складу шихти, якості вогнетривів, що застосовують, газового режиму, температуриваріння шихти, системи охолодження та інших факторів, які впливають назношування вогнетривів. Міжремонтний період для печей складає 3 – 5 років.Тривалість холодного ремонту 40 днів. Тоді загальна кількість робочих днів печів рік складатиме:
(3 365 – 40) / 3 = 351 день.
Розраховуємо продуктивність заводу в добу:
Вага однієї ампули – 2г.;
за рік – 2 10-6 10 106 = 20 т скла;
за добу 20 / 351 = 0,057 т скла;
за зміну 0,057 / 3 = 0,019 т скла.
Хімічний склад сировинних матеріалів для виготовлення скланаведений у таблиці.Назва Склад оксидів, мас. %
SiO2
B2O3
Al2O3
Na2O
К2О СаО MgO УСП-1 74 8.3 5.4 7.9 1 1 8
Таблиця 3.6.2 – Хімічний склад сировинних матеріалів длявиробництва медичного склаМатеріал Вміст оксидів, мас. %
SiO2
B2O3
Al2O3
Fe2O3
Na2O
K2O CaO MgO в.п.п Пісок 98,64 0,44 0,65 0,27 Каолін 46,35 36,7 0,52 1,18 15,25 Кальцинована сода 58,5 41,5 Крейда 1,78 1,0 0,27 54,33 42,62 Борна кислота 98,6 1,4 Поташ 68,2 31,8 Доломіт 0.05 32 19 48.95
Необхідно розрахувати шихту для виготовлення скла в кількості0,057 т.
Na2O вводиться у склад скла содою. Їїкількість у шихті визначаємо так:
100 мас.ч. соди містить 58,5 мас.ч. Na2O
х мас.ч. соди треба взяти для введення 7,9 мас.ч. Na2O
Звідки, х = 100 · 7,9 / 58,5 = 13.5 мас.ч.
Враховуючи, що 3 % соди при температурі варки склазвітрюється, потрібно ввести в шихту соди на 3 % більше, а саме:
13.5 +3%= 13.9 мас.ч. соди.
Оскільки сода кальцинована не містить в своєму хімічному складініяких інших компонентів, то ця сировина нічого більше не внесе у склад скла.
СаО вводиться у склад скла крейдою. Його кількість у шихтівизначаємо так:
100 мас.ч. крейди містить 54,33 мас.ч. СаО
х мас.ч. крейди треба взяти для введення 1,0 мас.ч. СаО
Таким чином, х = 100 · 1,0 / 54,33 = 1,841 мас.ч. крейди.
Далі розраховуємо кількість домішок, які увійдуть у складскла з 1,841 мас.ч. крейди.
Крейда внесе у склад скла:
SiO2 (1,841 · 1,78) / 100 = 0,033 мас.ч.;
Al2O3 (1,841 · 1,0) / 100 = 0,018 мас.ч.;
Fe2O3 (1,841 · 0,27) / 100 = 0,005 мас.ч.
Al2O3 вводиться у склад скла каоліном. Його кількість у шихтівизначаємо так:
100 мас.ч. каоліну містить 36,7 мас.ч. Al2O3
х мас.ч. каоліну треба взяти для введення 5.4 мас.ч. Al2O3
Таким чином, х = 100 · 5.4 / 36,7 = 14.7 мас.ч. каоліну.
Далі розраховуємо кількість домішок, які увійдуть у складскла з 14.7мас.ч. каоліну.
Каолін внесе у склад скла:
SiO2 (14.7· 46,35) / 100 = 6.8 мас.ч.;
Fe2O3 (14.7 · 0,52) / 100 = 0,08 мас.ч.;
СаО (14.7 · 1,18) / 100 = 0,17 мас.ч.
B2O3 вводиться у склад скла борноюкислотою. Визначаємо її кількість у шихті так:
100 мас.ч. борної кислоти містить 98,6 мас.ч. B2O3
х мас.ч. борної кислоти треба взяти для введення 8.3 мас.ч. B2O3
Звідки, х = 100 · 8.3 / 98,6 = 8.4 мас.ч. борної кислоти.
SiO2 вводиться у склад скла піском. Деяка кількість SiO2 введена крейдою і каоліном. Такимчином, залишається ввести SiO2:
74 – 0,033 – 6.8 = 67.167 мас.ч.
Визначаємо кількість піску в шихті саме за цією кількістю SiO2:
100 мас.ч. піску містить 98,64 мас.ч. SiO2
х мас.ч. піску треба взяти для введення 67.167 мас.ч. SiO2
Отже, х = 100 · 67.167/ 98,64 = 68.1 мас.ч. піску.
З такою кількістю піску у склад шихти ввійде домішок:
Al2O3 (68.1 · 0,44) / 100 = 0,3 мас.ч.;
Fe2O3 (68.1 · 0,65) / 100 = 0,442 мас.ч.
К2O вводиться у склад скла поташем. Йогокількість у шихті визначаємо так:
100 мас.ч. поташу містить 68,2 мас.ч. К2O
х мас.ч. поташу треба взяти для введення 1,0 мас.ч. К2O
Звідки, х = 100 · 1,0 / 68,2 = 1,466 мас.ч. поташу.
MgO вводиться у склад доломітом. Його кількість у шихті визначаємо так:
100 мас.ч. доломіту містить 19 мас.ч. MgO
Х мас.ч. доломіту треба взяти для введення 2.2 мас.ч. MgO
Звідки, х= 100 · 2.2 / 19 = 11.6 мас.ч. доломіту.
З такою кількістю доломіту в шихту війде:
СаО 11.6 32 / 100 = 3.7 мас.ч.
Таким чином, склад шихти становить:
Таблиця 3.6.3 – Отриманий розрахунковий склад шихти Матеріал Кількість у шихті, мас.ч. Пісок 68.1 Борна кислота 8.4 Сода 13.9 Поташ 1.466 Каолін 14.7 Крейда 1,841 Доломіт 11.6 Разом шихти 120
Фактичний склад скла, який може бути отриманий з цієї шихти,не збігається повністю із заданим, оскільки сировинні матеріали, які буливикористані, вносять у скло додатково такі оксиди, яких немає в заданому складіскла. Це певною мірою впливає на загальну масу скла і робить її більшою за 100мас.ч. Перед тим як визначити кількість шихти для отримання 100 мас.ч. скла,необхідно розрахувати його фактичний склад. Цей розрахунок полягає у визначеннісумарної кількості оксидів, які вносяться у скло усіма сировинними матеріалами,вміст яких у складі шихти було визначено вище. Результати цих розрахунківзаносимо у таблицю.
Таблиця 3.6.4 – Фактичний склад склаМатеріал Кількість матеріалу в шихті, кг Кількість оксидів, що вносяться у скло сировиною
SiO2
B2O3
Al2O3
Fe2O3
Na2O
K2O MgO CaO Разом, кг Пісок 68.1 67.167 0,3 0,442 67.9 Борна кислота 8.4 8.3 8.3 Сода 13.9 7,9 7,9 Поташ 1,466 1,0 1,0 Каолін 14.7 6.8 5.4 0,08 0,17 12.45 Крейда 1,841 0,033 0,018 0,005 1,0 1,056 Доломіт 11.6 2.2 1 3.2 Разом 120 74 8.3 5.7 0.531 1.0 2.2 2.17 101.8 У перера-хунку на 100 кг скла 117.8 72.7 8.2 5.6 0.5 7.8 1 2.2 2.1 100
З таблиці видно, що загальна маса скла, яку розраховано наоснові фактичного складу скла, становить 101.8 мас.ч. Для отримання такоїкількості скла необхідно взяти 120 мас.ч. шихти. Для отримання 100 мас.ч. склапотрібно взяти 117.8 мас.ч. шихти.
Отже, кількість кожної сировини у 109,965 мас.ч. шихтистановить:
піску 117.8 · 68.1/ 120 = 66.9 кг;
борної кислоти 117.8 8.4 / 120 = 8.2 кг;
соди 117.8 · 13.9/ 120 = 13.6кг;
поташу 117.8 · 1,466 / 120 = 1,4 кг;
каоліну 117.8 · 14.7/ 120 = 14.4 кг;
крейди 117.8 · 1,841 / 120 = 1.8 кг;
доломіту 117.8 · 11.6 / 120 = 11.4 кг.
Розраховуємо кількість шихти для виготовлення 0,057 т скла.
Для 100 кг скла необхідно мати 117.8 кг шихти
для 57кг скла необхідно мати х кг шихти
Звідки, х = 57 · 117.8 / 100 = 67 кг шихти.
Кількість кожної сировини у 67кг шихти становить:
піску 67 · 66.9/ 117.8 = 38 кг;
борної кислоти 67 · 8.2 / 117.8 = 4.7 кг;
соди 67 13.6 / 117.8 = 7.7 кг;
поташу 67 1,4 / 117.8 = 0.8 кг;
каоліну 67 14.4 / 117.8 = 8.2кг;
крейди 67 11.4 / 117.8 = 6.7кг
доломіту 67 11.6 / 117.8 = 6.6 кг.
Визначаємо вихід скла із шихти:
117.8 мас.ч. шихти дають 100 мас.ч. скла
100 мас.ч. шихти дадуть х мас.ч. скла
Звідки, х = 84.9 мас.ч. шихти.
Тобто, з 100 мас.ч. шихти можна отримати 84.9 мас.ч. скла.
Вихід скла по його відсотковому відношенню до маси становить:
100 мас.ч. шихти становлять 100 %
90,94 мас.ч. скла становлять х %
Звідки, х = 84.9% від маси шихти.
Витрати шихти на угар та вивітрювання становлять 15.1%.
3.7 Розрахунок складу сировини
Розрахунок площі складу для зберігання сировиннихматеріалів
Таблиця 3.7.1 Норми запасу сировиниНайменування матеріалу Норма запасу, діб Висота насипу, м
Насипна вага, т/м3
Витрата матеріалу з
урахуванням витрат, т/доб Пісок 30 6 1,8 0,038 Борна кислота 30 4 1,1 0,0047 Сода 30 4 0,7 0,0077 Поташ 30 4 0,7 0,0008 Каолін 30 4 1,7 0,0082 Крейда 30 6 1,7 0,0067 Доломіт 30 4 1.8 0.0066
Площу відсіків у складі визначаємо за формулою:
F= d l / г з h,
де d – добова витрата матеріалу, т; l – норма запасу, діб.; г – насипна вага матеріалу, т/м3; з – коефіцієнт корисної площі відсіку(для насипних матеріалів – 0,8, для тарних – 0,6); h – висота насипу, м.
для піску 0,038 · 30 / 1,8 ·0,8 · 6 = 0.04 м3;
для борної кислоти 0,0047 · 30 / 1,1 · 0,6 · 4= 0,002 м3;
для соди 0,0077 · 30 / 0,7 ·0,6 · 4 = 0.005 м3;
для поташу 0,0008 · 30 /0,7 · 0,6 · 4 = 0,0005 м3;
для каоліну 0,0082 · 30 /1,7 · 0,6 · 4 = 0,002 м3;
для крейди 0,0067 · 30 / 1,7 ·0,8 · 6 = 0,008 м3
для доломіту 0.0066 · 30 / 1.8 · 0.8 · 4 = 0.001 м3
Отже, загальна площа відсіків для сировини складає:
F1 = 0.04 + 0.002 + 0.005 + 0.002 + 0.008 + 0.001= 0.0225 м3
Розрахунок бункерів для сировинних матеріалів
Всі оброблені матеріали або компоненти зберігаються увитратних бункерах складового цеху, які розраховані для зберігання запасу, щоприймають згідно з нормативами: пісок – 2 доби, сода – 2 доби, крейда – 2 доби,каолін – 2 доби, борна кислота – 2 доби, доломіт– 2 доби, поташ – 2 доби.
Бункери сталеві. Висота їх однакова, а довжина і шириназалежить від об’єму.
Розрахунок бункерів проводимо за формулою:
V = d S t c / г h,
де d – годинна витрата матеріалу, т; S – кількість змін за добу; t – тривалість зміни, год; c – добовий запас, т; г – об’ємнавага, т/м3; h – коефіцієнт корисної ємності бункера.
Годинна витрата матеріалу з урахуванням втрат при обробці:
піску 0,038 / 24 = 0,0015 м3;
борної кислоти 0,0047 / 24 = 0,0002 м3;
соди 0,0077 / 24 = 0,0003 м3;
поташу 0,0008 / 24 = 0,00003 м3;
каоліну 0,0082 / 24 = 0,0003 м3;
крейди 0,0067 / 24 = 0,0003 м3;
доломіту 0.0066 / 24 = 0.0003 м3.
Об’єм бункерів:
для піску 0,0015 · 3 ·8 ·2 /1,8 · 0,8 = 0,05 м3;
для борної кислоти 0,0002 · 3 ·8 ·2 / 1,1 · 0,6= 0,015 м3;
для соди 0,0003 · 3 ·8 ·2 /0,7 · 0,6 = 0,034 м3;
для поташу 0,00003 · 3 ·8·2 / 0,7 · 0,6 = 0,0034 м3;
для каоліну 0,0082 · 3 ·8·2 / 1,7 · 0,6 = 0,386 м3;
для крейди 0,0067 · 3 ·8 ·2 / 1,7· 0,8 = 0,231 м3;
для доломіту 0.0066 ·3 ·8 ·2 / 1.7 · 0.8 = 0.231 м3.
3.8 Вибір і обґрунтування конструкції електричної печі
Промислові електричні скловарильні печі – це печі опору прямогонагрівання. Їх використовують у всіх галузях скляної промисловості.
В даному проекті я пропоную використовувати електричні печі,тому що вони мають ряд переваг у порівнянні з полум’яними, а саме:
– конструкція електричних печей компактніша, значно меншірозміри вимагають менше матеріалів і коштів на їх спорудження, меншихвиробничих площ;
відсутні продукти горіння палива в робочій камері печі івитрати тепла з вихідними газами;
– мале забруднення довкілля продуктами звітрювання окремихкомпонентів шихти (лужних компонентів, оксидів бору) та забезпеченняоднорідності скла.
Електричні печі опору прямого нагрівання мають високийкоефіцієнт корисної дії (до 85 %). Питоме знімання скляної маси становить від3500 до 5000 кг/(м2·добу). Витрати електричної енергії на 1 кгскляної маси складають 0,7 – 2,7 кВт·год.
Скловарильні електричні печі прямого нагрівання з напрямкомруху скляної маси за конструкцією поділяються на дві групи.
В першій групі печей дзеркало скляної маси у варильнійчастині печі повністю закрите шаром шихти, і процес варіння скла відбувається воб’ємі басейну печі під шаром шихти. Вони переважно мають невеликупродуктивність (0,5 – 20 т/добу) і характеризуються вертикальним напрямомвиробничого потоку скляної маси. Піч складається з двох басейнів: варильного івиробного. Форма варильного басейну близька до квадрату. Глибина басейну – (1,5– 1,8) м. Електроди розміщені в 2 – 3 ряди по висоті басейну. Питоме зніманняскляної маси досягає 5 т/(м2·добу). Особливістю таких печей є те, щоваріння відбувається в глибинних шарах, а все дзеркало скляної маси вкритешаром шихти і скляних уламків товщиною 100 – 150 мм. Температура над шаромшихти становить 100 – 200 0С.
У другій групі електричних печей прямого нагрівання шихтарозташовується тільки в певній частині дзеркала скляної маси у варильнійчастині печі. Ці печі характеризуються горизонтальним напрямком виробничогопотоку скляної маси. За довжиною ці печі переважно розділені на три зони, вяких підтримується різна температура: зони варіння, освітлення і охолодження(вироблення). В зоні варіння дзеркало басейну повністю покрито шихтою, в зоніосвітлення дзеркало басейну вільне від шихти. У цій зоні підтримуєтьсямаксимальна температура. Зони варіння і освітлення в нижній частині з’єднані ззоною охолодження протоком. Електричні печі з горизонтальним напрямком потокускляної маси переважно мають велику продуктивність (до 300 т/добу).
У печах першої групи гази, що утворилися в процесі варінняскла, леткі сполуки проходять через шар шихти і нагрівають її до 150 – 200 0С.Леткі сполуки конденсуються і осідають на частинах компонентів шихти, що значнозменшують їх звітрювання. Звітрювання оксидів бору зменшується з 15 – 20 % до 1– 3 %. Майже повністю припиняється звітрювання лужних оксидів. Шихта, що знаходитьсяна поверхні розтопленої скляної маси, відіграє теплової ізоляції, що приводитьдо економії тепла [8].
В електричних ванних печах другої групи, де дзеркало тількичастково закрите шихтою, основна кількість тепла передається від розтопленоїскляної маси до нижніх шарів шихти, і тільки невелика кількість теплапередається випромінюванням від склепіння підвісних стін печі до поверхнішихти. По довжині варильного басейну печі є можливість легко створювати заданийтемпературний режим.
Для виробництва медичного скла приймаємо електричну піч опорупрямого нагрівання що належить до печей першої групи.
3.9 Фізико-хімічні процеси, які відбуваються при варінніскломаси
Процес варіння скла являє собою складний комплексфізико-хімічних перетворень, явищ тепло- та масообміну, в результаті якихсировинні матеріали – шихта перетворюється у розплав-скломасу із визначенимифізико-хімічними властивостями. Шихта під дією високих температуррозплавляється, гомогенізується, охолоджується та поступає на виробляння.
В печах з чисто електричним нагріванням всі стадії варінняскла здійснюються за рахунок тепла, що виділяється у скляній масі припроходженні в ній електричного струму. Між електродами розвивається температура1550 – 1600 0С. Розподіл температур у скляній масі (в об’ємі ванни)і рух конвекційних потоків в цих печах залежить від розміщення, форми інавантаження електродів.
Температура скляної маси при проходженні струму міжелектродами – максимальна і знижується верх і вниз у басейні печі. Тепло, щопередається від електродів до верху компенсує витрати тепла на нагріванняскляної маси, а також витрати, що пов’язані з виділенням тепла в навколишнєсередовище. Тепло, що передається від електродів до низу компенсує витратитепла в навколишнє середовище через будову печі (дно, стіни басейну). Температураскляної маси на дні басейну в електричних печах вища, а на поверхні скляноїмаси значно нижча порівняно з полум’яними печами.
Задана температура у виробній частині підтримуєтьсяелектричним нагріванням зверху електродами, що розміщені над скляною масою абонагріванням за рахунок згорання газоподібного палива.
Теплообмін в ванних печах з чисто електричним нагріваннямсуттєво відрізняється від теплообміну в полум’яних печах. В електричних печахвідсутнє високотемпературне газове середовище і вогнетриви печі, щовипромінюють тепло. Джерело тепла знаходиться всередині скляної маси. Шихта, щозавантажується в піч, одержує потрібну кількість тепла через поверхню контактуз розтопленою скляною масою. Кількість тепла, що передається шихті від нижніхшарів розтопленої скляної маси, залежить від температури і складу скла.
3.10 Конструкційний розрахунок електричної печі
Площа дзеркала варочного басейна Fв визначаєтьсяза формулою:
Fв = G / у,
де G – продуктивність печі, кг/доб.; у – питоме знімання скломаси з 1 м2басейна. Залежить від температури варіння.
Fв = 712 / 80 = 8,9 м2
Ширина варильного басейна N = 1,8 м, тоді довжина варильногобасейна печі буде:
l = F / N = 8,9 / 1,8 = 4,94 м
Глибину басейна приймаємо рівною 1,5 м.
Висота від дзеркала скломаси до п’ят зводу 0,3 м. 30
Всі стадії скловаріння проходять в басейні у вертикальномунапрямку. Скломаса з печі прямо поступає з протока в живильник. Для підтримкитеплового режиму, під час розігріву печі у виробіточній частині, передбаченаустановка електродів.
Звід басейну повинен бути ретельно заізольованим.
Кількість печей при заданій річній продуктивності на заводі,що проектується:
N = Рг / (m P),
де Рг – річна продуктивність, т/рік; m – число робочих днів з урахуваннямремонту; P – продуктивність однієїпечі, т/доб.
N = 250 / (351 · 1,0) = 0,71 ≈1
Для використання даної річної продуктивності знадобиться однапіч.
3.11 Теплотехнічний розрахунок
Тепловий баланс печі
Витрата тепла на дегазацію:
Vп.д. = Gп.д. / сп.д.,
де Gп.д. – кількість продуктів дегазації в кг/кг шихти (Gп.д = 0,25 кг/кг); сп.д.– густина продуктів дегазації (сп.д.= 2 кг/м3).
Vп.д. = 0,25 / 2 = 0,125 м3
qг = 0,125 · 0,95 · 0,25 · 1580 = 46,9 кДж/кг
Теплота плавлення скла, qпл:
qпл = 347 Gm (1 – Gп.д.) = 347 · 0,95 · (1 – 0,25) = 247,2кДж/кг
Витрати тепла на випаровування, qвип.:
qвип. = 2510 · VН2О · Gm,
де VН2О – об’єм вологи, що знаходиться в шихті.
VН2О = GН2О / сН2О = (0,035 · 0,95) / 1 = 0,033 м3
qвип. = 2510 · 0,033 · 0,95 = 78,7 кДж/кг
Загальні витрати тепла:
qх = qс + qм + qг + qпл. + qвип. = 11084,6 + 1833,8 + 46,9 + 247,2 + 78,7 = 13291,2 кДж/кг
Q1 = 13291,2 кДж
Витрати тепла на склоутворення:
Q2 = Gсm qс = 0,16 · 11084,6 = 1773,5кДж
Втрати тепла з випромінюванням крізь засипний отвір:
Q3 = 0,0057 [(Тг / 100)4 – (Тв/ 100)4] ц F,
де Тг, Тв – температура пічногопростору і навколишнього повітря, 0К; ц – коефіцієнт діафрагмування(ц = 0,59); F – площа перетину засипного отвору, м2.
Тг = tg + 273,
де tg – дійсна температура, 0С;
Тг = 1620 + 273 = 1893 0К;
Тв = 20 + 273 = 293 0К;
Висота засипного отвору 0,2 м, довжина – 3 м. F = 0,2 · 3 0,6м2
Q3 = 0,0057 · [(1893 / 100)4 – (293 / 100)4]· 0,59 · 0,6 = 259 кДж
Витрати тепла з випромінюванням у влети:
Q4 = 0,0057 [(Тг / 100)4 – (Твл/ 100)4] ц Fвл
Розміри влета – (2 х 0,45) м; кількість влетів – z = 5.
Отже, Fвл = (2 · 0,45) z =(2 · 0,45) · 5 = 4,5 м2
Твл = 1300 + 273 = 1573 0К
Q4 = 0,0057 · [(1893 / 100)4 – (1573 / 100)4]· 0,59 · 4,5 = 1017 кДж
Втрати тепла у навколишнє середовище в пічній зоні:
q = 0,001 (tг – tв ) F / [(1 / л) + У (у / лі)]
qс = q1 G1 Gm + q2 G2 Gm +… + qnGn Gm,
де q1, q2 ...qn– теплові ефекти утворенняоксидів, які переходять у скло, кДж/кг; G1, G2...Gn – вагові кількості оксидів, кг/кг(із розрахунків шихти).
Сухих матеріалів на 1 кг скла:
Gm = 100 / (100 + Gб – Gп.д.),
де Gб – кількість склобою, що вводиться в шихту (30 %); Gп.д. – кількість легких продуктівдегазації (25 %).
Gm = 100 / (100 + 30 – 25) = 0,95.
qс = 1537 · 1 · 0,95 + 952 · 7 · 0,95 + 3467 · 1 · 0,95 =11084,6 кДж/кг
Витрати тепла на нагрів 1 кг скломаси до tс = 1580 0С при початковійтемпературі шихти tп = 20 0С:
qм = Сс tс – (Gm Сm tп + Gб Сб tк),
де Сс – середня теплоємкість скломаси,кДж/кг·град; Сm –середня теплоємкість шихти (0,963 кДж/кг·град); Сб – середнятеплоємкість склобою (0,756 кДж/кг·град).
Сс = 0,672 · 0,00046 tс = 0,672 · 0,00046 · 1580 = 1,399кДж/кг·град
qм = 1,399 · 1580 – (0,95 · 0,963 · 20 + 0,3 · 0,756 · 1580) =1833,8 кДж/кг
Витрати тепла на нагрів продуктів дегазації до t= 1580 0С:
qг = Vп.д. Gm Gп.д. tп.д.,
де Vп.д. – об’єм продуктів дегазації, м3/кг. Vп.д. = Gп.д. / сп.д.
– дном – q1 = 822,5 кДж/кг;
– стінками басейну – q2 = 893,8 кДж/кг;
– стінками пічного простору – q3 = 40 кДж/кг;
– зводом – q4 = 1157,6 кДж/кг.
Q5 = 822,5 + 893,8 + 40 + 1157,6 = 2914 кДж
Витрати тепла на охолодження електродів:
Qе = m s,
де m – питомітепловитрати з 1 см2 електродів (35 кДж/см2); s – площа поверхні електрода, см2.
s = 2 р r (r + h),
де r – діаметр електрода (5 см); h – довжина електрода (70см).
s = 2 · 3,14 · 2,5 (2,5 + 70) = 1138,3 см2
Q6 = 35 · 1138,3 = 39840,5 кДж
Разом витрати:
Q = 13291,2 + 1773,5 + 259 + 1017 + 2914 + 39840,5 = 59095,2 кДж
Необхідна потужність:
Р = Q К / 860,
де К – коефіцієнт запасу (приймаємо рівним 1,1).
Р = 59095,2 · 1,1 / 860 = 75,6 кВт
ККД печі:
N = (Gcт Qс / У Q) 100%,
де Gcт – продуктивність печі, т/доб.; Qс – витрати тепла на склоутворення; У Q – сума всіх витрат тепла.
N = (0,712 · 13291,2) / 59095,2 · 100% = 46,02%.
3.12 Автоматична виробка виробів
Автоматична виробка виробіввиконується на полуавтоматах FA36S лініях LA-502. Склодрот вручну подається в полуавтомат формовки, автоматичнозавантажується в патрони машини та проходить стадіі формування
- формуваннярозтяжки;
- формуваннястебелю ампули
- формуванняпульки;
- формуваннядна;
- Формуванняпульпі ті її розрив
Потім ампули автоматично пересуваються на лінію обробки LA-502, де воні проходять етапи калібровкистебелю та пульки, термоудар для видалення техотходу, оплавку країв таавтоматичну упаковку в металеві решітки.
3.13 Випал виробів
Під час формування виробів та їх охолодження, міжповерхневими та внутрішніми шарами, виникає різниця температур, яка пов’язана знизькою теплопровідністю скла. В результаті нерівномірного охолодженнявнутрішніх та зовнішніх шарів скла, в склі виникають напруження стискування тарозтягнення. Швидкість зникнення напруження прямопропорційна текучості тазворотньопропорційна в’язкості середовища.
Після повного охолодження скла, тобто, коли температура повсьому об’єму стане однаковою, напруження, які виникають під час охолодження,або зникають, або залишаються. Перше спостерігається коли процес швидкогоохолодження протікає при температурах, що виключають в’язкі деформації. Другийвипадок пов’язаний з в’язкими змінами форми скла і дуже розповсюджений під часотримання загартованого або відпаленого скла.
Залишкові внутрішні напруження в склі тим більші, чим більшешвидкість охолодження, чим товща стінка виробу і чим вища температура, від якоїпочинається охолодження.
Якщо швидко охолоджувати позбавлене напружень скло, починаючивід температур, при яких воно набуває крихкості, тобто, якщо його в’язкістьдорівнює 1013 – 1014 Па · с, то незалежно від того, якушвидкість охолодження використано, залишкові напруження в склі вже невиникатимуть.
Відпал скловиробів проводиться в чотири стадії:
– попередній нагрів або охолодження виробів до вищоїтемператури відпалу;
– витримування виробів при цій температурі;
– повільне охолодження в інтервалі відпалу;
– швидке охолодження виробів до нормальної температури,починаючи від нижчої температури відпалу.
Відпал проводять в печах відпалу по попередньо розрахованомурежиму. Від склоформувальної машини до печі відпалу вироби подаються у закритихзверху та з боків конвеєрах. Для запобігання виникнення заторів на поворотах дотранспорту та входу в піч підпалу встановлюється розподільник для формуваннящілин між виробами. Переставник формує паралельні ряди виробів з щілинами міжними в ряду 5 – 30 мм. Такі самі щілини підтримує конвеєр печі відпалу. Вхід тавихід печі теплоізольовані „П-подібною” шторкою. Найбільш зручні, прості таефективні електричні печі відпалу. Вони мають нагрівальні опори, якірозміщуються всередині печі та концентруються на них або інших ділянках печі увідповідності до кривої відпалу.
У виробництві медичної тари найкращими себе виявилициркуляційні печі. Вони характерні тим, що для вирівнювання температури в нихстворюють перемінний рух повітря по висоті тунелю.
Циркуляційним вентилятором гаряче повітря забирається уверхній частині тунелю і поступає по боковим каналам під конвеєрну стрічку, прицьому воно омиває знизу до гори встановлені на ній вироби. Підігрівциркулюючого повітря здійснюється в бокових каналах за допомогою нагрівачів.Циркуляційні вентилятори забезпечують вирівнювання температури виробів подовжині та ширині відповідних секцій печі.
Для забезпечення заданої температури по довжині тунелю,одночасно з нагрівачами, встановлені охолоджувачі. Для охолодження передбаченівентилятори, які подають зовнішнє повітря у канали, які примикають до нижньоїта бокових сторін тієї частини тунелю, що опалюється. Ці вентилятори вмикаютьсятоді, коли температура у тій чи іншій секції перевищує задану.
Контроль за температурою виконується за допомогою термопар.Також можливим є автоматичне регулювання заданого режиму відпалу.
Для такого типу виробів розраховується окремий режим.
3.14 Контроль якості виробів
Контроль за якістю починається з вхідного контролю сировиннихматеріалів. Завезення кожної партії сировини супроводжується відбором проби тапередачею її до центральної заводської лабораторії, де видається паспорт насировину, її відповідність нормам та стандартам. Наступний контрольвідбувається після змішування шихти. Вона повинна відповідати всім вимогам –однорідності, відповідності паспорту. На однорідність перевіряється коженкюбель. Склад шихти перевіряється раз у зміну. Контроль за якістю скломасиздійснюється скловаром шляхом відбору проб перед протоком, а при необхідності,з робочої зони. Контроль проводиться візуально, на провар.
Якість відпалу, яка оцінюється по кількості залишковихвнутрішніх напружень та їх розподіленню у виробі, визначає експлуатаційнунадійність скляної тари. Поганий відпал приводить до зниження термостійкості тамеханічної міцності тари, а часто до її довільного руйнування без зовнішньоговпливу. Останній етап – перевірка виробів на відсутність або наявністьподвійних швів, посічок, плям від змащення форм, зморшок, покованості,потертості, задирок, ріжучих швів, слідів від ножиців, недоформованості шийкивиробів. Цей контроль проводиться постійно.
Важливе значення має жорстке дотримання стандартнихгеометричних розмірів і повної сумісності скляної тари. Дефекти геометричнихрозмірів, а саме: непаралельність торця відносно площини дна, овальність шийкита корпусу, відхилення вісі шийки від вісі корпусу, відхилення маси відстандарту, зменшення або збільшення ємності виробів, – контролюється раз назміну. Дефекти вироблення медичної тари визначають її механічну витривалість ітермостійкість, величину втрат склотари. Окремі дефекти вироблення можуть бутишкідливими для здоров’я споживача (ріжучі шви, задирки тощо).
Якість виробів може значно погіршитися при транспортуванні,зберіганні і завантажувально-розвантажувальних роботах. Незадовільна упаковка іумови зберігання приводять до появи щербин, відколів, тріщин, потертості.Кількість бракованих виробів прямо залежить від з’ємну скломаси. Зі збільшеннямз’єму скломаси підвищується процент браку.
Дефекти скла
На поверхні і у товщі скла не допускаються: звилина, якавідчувається на дотик, прохідні насічки, приливи скла, ріжучі шви і задирки,щербини і відколи, частки закристалізованого скла, стороні включення, які маютьнавколо себе насічки тріщини або навколо яких можуть виникати при легкомупостукуванні по включенням металевим стержнем, відкриті бульбашки та бульбашки,які можна продавити, всіх розмірів, лужні бульбашки, які вкриті зсерединибілуватим нальотом, плями змащення форм, що не змиваються, „мошка” у виглядіскупчень.
Дефекти виробки
Не допускаються на зовнішній поверхні виробів різко вираженізморшки, покованість поверхні, потертості, сліди відрізу ножицями і подвійнішви. Поверхня повинна бути гладкою.
Дефекти відпалу
Якість відпалу, яка оцінюється по кількості залишковихвнутрішніх напружень та по їх розподілення у виробі, визначає експлуатаційнунадійність медичної тари. Поганий відпал приводить до зниження термостійкості імеханічної міцності виробів, а часто до їх самовільного руйнування беззовнішнього впливу.
Термостійкість
Флакони повинні витримувати перепади температури, яківиникають під час використання. Склотара повинна витримувати перепадитемператур до 45 – 60 0С.
Хімічна стійкість
Склад медичного скла відноситься по хімічній стійкості до1-ого гідролітичного класу.
Контролювання якості виробів
Якість тари – це кінцевий результат всього технологічногопроцесу. Отримання високоякісного продукту знаходиться у прямій залежності відступеню досконалості всіх стадій виробництва, починаючи від видобутку таобробки сировини, приготування шихти, варіння скломаси і закінчуючивиробленням, відпалом та транспортуванням. Найбільшу небезпеку для виробівстановлять остаточні напруження, які можуть зруйнувати їх. Напруженнявідшукують за допомогою полярископу. На сьогоднішній день найбільшрозповсюджений полярископ ПКС – 500.
Пучок світла від електролампи проходить конденсатори тапопадає на дзеркало, а потім на поляризатор. Проходячи крізь виріб, щовипробовується, плоскополяризоване світло при наявності напружень у виробірозкладається на два промені. Аналізатор приводить коливання цих променів водну площину, і в результаті виникає інтерференція світла. Аналізатор дозволяєпобачити колір, яскравість та різкість інтерференційної картинки, яка залежитьвід кількості і розподілення напружень у готовому виробі.
Інтерференційна кольорова картина у виробі змінюється взалежності від різниці ходу променів.
По цим кольорам можна робити висновки про якість відпалу:добрий відпал – рівномірне фіолетово-червоне поле зору; задовільний відпал –червоно-жовтогарячий та синій кольори; про поганий відпал свідчать блакитний,зелений та жовтий кольори.
3.15 Пакування готових виробів
Медичну тару упаковують різноманітними способами: в ящики,контейнери тощо, але найбільш раціональним є спосіб упакування в коробки зкартону на піддонах.
В цьому випадку дуже спрощується процедура пакування, виникаєможливість використовувати електричні навантажувачі, крім того, забезпечуєтьсядостатня чистота виробів.
3.16 Внутрішньозаводське транспортування готових виробів
Внутрішньозаводське транспортування готових виробіввиконується за допомогою конвеєрів, ліфтів та електричних вилочнихнавантажувачів. На території цеху працює 4 – 5 вилочних навантажувачів, яківиконують доставку піддонів до ліфтів, і далі перевозять до складськихприміщень.
3.17 Складування готових виробів
Складування готових виробів виконується за допомогою вилочнихнавантажувачів. Коробки з ампулами ставлять в декілька ярусів на піддони.
3.18 Автоматизація роботи скловарної печі
Розроблена функціональна схема автоматизації виробництваскла, яка дозволяє знизити витрати, отримати продукцію заданої якості,поліпшити умови праці. Для автоматизації використані сучасні прилади тарегулятори, які дозволяють перетворювати вимірювальні параметри в уніфікованийсигнал в межах 0,20 мА.
Контур контролю температури
Температуру вимірюють за допомогою термопари ТПП-0679-01.Показники з датчиків термопар поступають на багатоканальний другоряднийпристрій КСП-4-209, який показує та реєструє значення температури.
Температура скломаси вимірюється за допомогою термопариТХА-1172П. Чутливий елемент являє собою два термопровода, зварених між собою наробочому кінці у термопару та ізольований по всій довжині за допомогою
/>
Рис. 5 Схема контуру температури
Термічної плитки (трубки). Ізольований чутливий елементпоміщають у захисну апаратуру, в комплект якої входить водозахисна головка зколодкою затискувачів. Сигнал ЕДС з термопари поступає на багатоканальнийдругорядний пристрій КСП-4-209 де і реєструється.
/>
Рис. 6 Схема контролю температури
Контур керування електродвигуна
В сучасному виробництві не можливо обійтися безелектродвигуна, тому необхідно контролювати його роботу. Це відбувається задопомогою пускача ПБР, сигнал з якого передається на кнопку керування КК-1./> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Рис. 7 Контур керування електродвигуна
Контур контролю рівня скломаси у печі
В якості вимірювального пристрою використовуємо поплавковийрівнемір, який являє собою водоохолоджувальну гирю, яка одним кінцем входить упіч, що опирається на шамотне тіло, яке плаває на поверхні скломаси. На іншомукінці підвішується датчик. Сигнал вимірюється та реалізується другоряднимпристроєм ПВ 10-1 Е, установлений в станції управління. Пневматичний регуляторПР 10,3. В якості регулюємого органу служить клапан.
/>
Рис. 8 Контур контролю рівня скломаси
Контроль газового режиму скловарних печей
Головними параметрами газового режиму печі є тиск газів впічному просторі і хімічний склад газового середовища. Тиск газів в пічномупросторі повинен бути слабо позитивний (на рівні дзеркала). Високий тиск газівв печі викликає прогари у кладці печі, погіршує видалення газів зі скломаси.Від’ємний тиск у печі відкликає підсмоктування в піч холодного повітря, місцевеохолодження скломаси і зміну температури у печі.
Аналіз газів на вміст кисню за допомогою приладу КМ-9100виконує робітник КВПіА.
Таблиця 3.18.4.1 – Специфікація пристроїв№ Найменування Тип Примітка 1 2 3 4 8 – 1 Датчик (FE) ДК-10 9 – 1 10 – 1 11 – 1 12 – 1 13 – 1 14 – 1 5 – 5 Клапан з пневмо-приводом 244,41 Ж 8 – 5 9 – 5 10 – 5 11 – 5 12 – 5 13 – 5 1 – 7 Термопара (ТЕ) ТХА 1172 П 3 – 7 6 – 3 7 – 1 14 – 1 15 – 1 7 – 2 Другорядний при-лад (TIR) КСП-4-209 14 – 2 15 – 5 1, 1 – 1,6 Термопара (ТЕ) ТПП-0679 3,1 – 3,6 6,1 – 6,2 5 – 1 Рівнемір поплавковий (LE) УДУ 10 2 – 1 Манометр (PISA) ЭКМ 1У 4 – 1 Магнітний пускач (NS) ПБР-2М 4 – 2 Кнопка керування (NS) КУ-111
Висновки
В технологічній частині був обраний оптимальний склад скла,підібрані необхідні сировинні матеріли.
Був зроблений повний опис виробництва медичної тари,проведені розрахунки шихти та складу сировини. Розроблена функціональна схемаскловарної печі, згідно якої були проведені конструкторський та технологічнийрозрахунки печі. Процес варки скла автоматизований, складена схемаавтоматизації печі.
4. Економічна частина
4.1 Розрахунок плану виробництва
Виробничу програму заводу визначаємо на основі виробничоїпрограми випуску виробів у цілому по підприємству. Вона включає наступніпоказники:
– потребу матеріальних, трудових та фінансових ресурсів;
– рівень використання робочої сили, виробничих фондів таоборотних коштів;
– загальні фінансові результати діяльності – прибуток тарентабельність.
Виробничу програму заводу (G) визначаємо по ведучому устаткуванню за формулою:
G = А П Феф, т/рік,
де А – кількість однотипного ведучого устаткування, шт.; П –продуктивність одиниці ведучого устаткування, шт/рік; Феф –ефективний фонд часу роботи одиниці ведучого устаткування, год/рік.
Річний фонд часу роботи устаткування залежить від режимуроботи заводу:
Феф = Д С г ДО1 ДО2 – Р С г,год/рік,
де Д – кількість робочих днів у році, Д = 365 днів; С –кількість змін у добу, С = 3 зміни; г – тривалість зміни, г = 8 годин; ДО1– коефіцієнт зупинки на ремонт устаткування, ДО1 = 0,99; ДО2– коефіцієнт на переустаткування, ДО2 = 0,98; Р – кількість днівремонту, Р = 12 днів.
Феф = 365 · 3 · 8 · 0,99 ·0,98 – 12 · 3 · 8 = 8211 год/рік
G = 1 · 0,0304 · 8211 = 250 т/рік
4.2 Розрахунок вартості і потреби сировини і матеріалів
Таблиця 4.2.1 – Потреба в сировині і матеріалахСировина Витратний коефіцієнт на 1 т продукції Об'єм виробництва, т Річна потреба, т 1 2 3 4 Пісок 0,632 250 158,0 Сода 0,123 30,75 Крейда 0,018 4,5 Каолін 0,164 41,0 Борна кислота 0,072 18,0 Титанові білила 0,051 12,75 Вуглецевий барій 0,026 6,5 Поташ 0,015 3,75 Склобій 0,06 15,0 Разом 1,161 290,25
При визначені оборотних коштів вартість сировини таматеріалів враховуються з податком на додану вартість, який складає 20% відвартості матеріалів.
Таблиця 4.2.2 – Вартість сировини та матеріалівМатеріал Ціна, грн Витрата, т Вартість, грн без ПДВ з ПДВ на 1 т продукту на річну програму на 1 т продукту на річну програму 1 2 3 4 5 6 7 Пісок 250,00 300,00 0,632 158,00 189,60 47400,00 Сода 1000,00 1200,00 0,123 30,75 147,60 36900,00 Крейда 234,00 280,80 0,018 4,50 5,05 1262,50 Каолін 338,00 405,60 0,164 41,00 66,52 16630,00 Борна кислота 21875,00 26250,00 0,072 18,00 1890,00 472500,00 Титанові білила 2750,00 3300,00 0,051 12,75 168,30 42075,00 Вуглецевий барій 382,00 458,40 0,026 6,50 11,92 2980,00 Поташ 400,00 480,00 0,015 3,75 7,20 1800,00 Склобій 160,00 192,00 0,06 15,00 11,52 2880,00 Разом 1,161 290,25 2497,71 624427,50
4.3 Визначення витрат та вартості енергоресурсів
Розрахунок вартості будь-якого виду енергоресурсів, крімелектроенергії, визначається відповідно до формули:
Рє = (У Рчасодо Феф) К1К2 К3,
де Рчасодо – погодинні витрати о-ресурсів нак-устаткування, од./рік; Феф – ефективний річний фонд часу роботик-устаткування, год/рік; К1 – коефіцієнт навантаження (К1= 0,75); К2 – коефіцієнт одночасності (К2 = 0,8); К3– коефіцієнт втрат (К3 = 1,05).
Розрахунок потреби в електроенергії представлений у таблиці.
Таблиця 4.3.1 – Розрахунок потреби в електроенергіїОбладнання Кількість обладнання, шт. Потужність обладнання, кВт/год Кількість годин роботи, год
Необхідна потужність,
кВт/год 1 2 3 4 5 Кран грейферний 1 43,20 2720 117504,0 Щокова дробарка 1 28,00 7010 196280,0 Молоткова дробарка 1 17,00 6940 117980,0 Стрічковий конвеєр 3 0,75 7920 17820,0 Сушильний барабан 2 5,50 6940 76340,0 Вібросито 3 2,20 6864 45302,4 Магнітний сепаратор 2 0,30 6878 4126,8 Автоматичні ваги 2 6,00 7920 95040,0 Тарілчастий змішувач 2 17,00 7912 269008,0 Скловарна піч 1 75,60 8211 620751,6 Піч відпалу 1 80,00 8211 656880,0 Разом 275,55 2217032,8
Вартість електроенергії визначаємо за формулою:
S = C / N,
де C – річна вартість електроенергії, грн.; N – річна витрата електроенергії,кВт/рік.
С = С1 + С2 + С3,
де С1 – оплата по тарифу за вжиту електроенергію; С2– оплата за встановлену потужність, дорівнює 350 грн.; С3 –заводські потреби на утримання електрогосподарства, дорівнює 20% від двох попередніхстатей.
С1 = 0,3 · 2217032,8 = 665109,84 грн.;
С2 = 350 · 275,55 = 96442,5 грн.;
С3 = (665109,84 + 96442,5) · 0,2 = 152310,47 грн.;
С = 665109,84 + 96442,5 + 152310,47 = 913862,81 грн.
S = 913862,81 / 2217032,8 = 0,412 грн.
4.4 Розрахунок амортизаційних відрахувань
Сума амортизаційних відрахувань, що відноситься дособівартості продукції, що відпускається щорічно, складається з амортизаціїосновного технічного устаткування, амортизації будинків і споруд, амортизаціїінших видів устаткування. Вартість основного технологічного устаткування, наяке розраховується амортизація, обчислюється відповідно до формули:
А1 = (NA1 / 100) У ОФ1,
де NA1 – норма амортизації по групі; ОФ1 – вартістьосновних фондів.
Таблиця 4.4.1 – Початкова вартість устаткуванняУстаткування Кіль-кість оди-ниць Вартість устаткування, грн. 30% на монтаж та транспорту-вання Вартість устаткування, грн. одиниці всього 1 2 3 4 5 6 Кран грейферний 1 26000 26000 7800 33800 Щокова дробарка 1 20300 20300 6090 26390 Молоткова дробарка 1 14000 14000 4200 18200 Стрічковий конвеєр 3 2000 6000 1800 7800 Сушильний барабан 2 18000 36000 10800 46800 Вібросито 3 1800 5400 1620 7020 Магнітний сепаратор 2 4000 8000 2400 10400 Автоматичні ваги 2 1850 3700 1110 4810 Тарілчастий змішувач 2 11200 22400 6720 29120 Скловарна піч 1 10000000 10000000 3000000 13000000 Піч відпалу 1 50000 50000 15000 65000 Разом 10191800 3057540 13249340
Силові машини і обладнання (8% від
вартості обладнання) - - - - 1059947,2 Невраховане обладнання (10% від врахованого) - - - - 1324934 Разом 15634221,2
Розрахунок вартості побудови будівель ведеться за формоютаблиці 4.4.2.
Таблиця 4.4.2 – Вартість будівель
Назва
будівлі Вартість будівельних робіт, грн.
Вартість сантехнічних робіт за 1 м3, грн. Вартість електроосвітлення, грн., 5% Зовнішній благоустрій, грн., 6% Повна вартість, грн.
об'єм, м3
за 1 м3 загальна вартість, грн. опалення та вентеляція, 7% водопровід та каналізація, 12% загальна вартість сантехнічних робіт, грн. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Промислові 37550 280 10514000 735980 1261680 1997660 525700 630840 13668200 Адміністра-тивні 1120 370 414400 29008 49728 78736 20720 24864 538720 Разом 14206920
Розрахунок амортизаційних відрахувань ведеться за формоютаблиці 4.4.3.
Таблиця 4.4.3 – Розрахунок амортизаційних відрахувань Вид основних фондів Вартість основних фондів, грн. Норма амортизації, % Сума амортизаційних відрахувань, грн. 1 2 3 4 Будівлі й споруди 14206920 10 1420692 Обладнання 15634221,2 15 2345133,18 Разом 3765825,18
4.5 Розрахунок витрат на оплату праці
Річний фонд оплати праці складається з фонду основноїзаробітної плати, фонду додаткової оплати праці. Фонд основної заробітної платиробітників залежить від результатів їхньої роботи і визначається тарифнимиставками, установленими розцінками, посадовими окладами, а також надбавками ідоплатами в розмірах не перевищуючих установлених законодавством.
Явочна кількість робочих визначається за формулою:
Ряв = Н / Нобс,
де Ряв – явочне число робочих в 1 зміну, чол.; Н –кількість обладнання, од.; Нобс – норма обслуговування.
Для розрахунку чисельності робітників за списком складаєтьсярічний баланс робочого часу по формі таблиці 4.5.1.
Таблиця 4.5.1 – Річний баланс робочого часу одного робітникаПоказники Безперервне виробництво, днів
основні
робітники допоміжні робітники 1 2 3 Календарний фонд часу 365 365
Неробочі дні, всього в тому числі:
– вихідні
– святкові
98
10
98
10 Номінальний фонд робочого часу 257 257
Невиходи на роботу:
– відпустка
– хвороба
– декретна відпустка
– виконання державних та громадських доручень
24
4
2
1
18
5
2
1 Ефективний фонд робочого часу 226 231
Для переходу явочної кількості робітників до списковоїнеобхідний коефіцієнт переходу визначається за формулою:
Кпер = Фоб / Фрм с,
де Фоб – фонд часу роботи обладнання; Фрм– фонд часу робочого місця; с – число змін.
Фрм = (365 – 98 – 10 – 31) · 8 = 1808 (дляосновних робітників);
Фрм = (365 – 98 – 10 – 26) · 8 = 1848 (длядопоміжних робітників);
Кперосн = 8211 / (1808 · 3) =1,51;
Кпердоп = 8211 / (1848 · 3) =1,48.
Списковий склад робітників ведеться за формою таблиці 4.5.2.
Таблиця 4.5.2 – Розрахунок чисельності робітниківНазва професії Число робітників позмінно Явочна чисельність Коефіцієнт переходу Спискова чисельність І ІІ ІІІ 1 2 3 4 5 6 7 Основні робітники Робітник по сировині 1 1 1 3 1,51 5 Шихтувальник 1 1 1 3 5 Скловар 2 2 2 6 9 Робітник біля змішувача 1 1 1 3 5 Кранівник 1 1 1 3 5 Формувальник 2 2 2 6 8 Пакувальник 2 2 2 6 8 Водій електрокари 1 1 1 3 5 Разом 33 50 Допоміжні робітники Приборист 1 1 1 3 1,48 4 Черговий електрик 1 1 1 3 4 Черговий слюсар 1 1 1 3 5 Сантехнік 1 1 1 3 4 Разом 12 17 Всього 45 67 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Таблиця 4.5.3 – Розрахунок РФОП основних та допоміжнихробочихНазва професії Чисельність Тарифний розряд Тарифна ставка, грн./год Кількість відпрацьованого часу Фонд ЗП згідно тарифу Додаткова ЗП (35%), грн. Премії (40%), грн. Основний фонд з/п, грн. Нарахування на ЗП (37%) Загальний річний фонд ЗП 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Основні робітники Робітник по сиро-вині 5 VI 6,80 1808 61472 21515 24589 107576 39803 147379 Шихту-вальник 5 VI 6,80 61472 21515 24589 107576 39803 147379 Скловар 9 VI 6,80 110650 38728 44260 193638 71646 265284 Робітник біля змі-шувача 5 IV 4,70 42488 14871 16995 74354 27511 101865 Кранівник 5 V 5,60 50624 17718 20250 88592 32779 121371 Форму-вальник 8 VI 6,80 98355 34424 39342 172121 63685 235806 Паку-вальник 8 IV 4,70 67981 23793 27192 118966 44017 162983 Водій електро-кари 5 V 5,60 50624 17718 20250 88592 32779 121371 Разом 50 951415 352023 1303438 Допоміжні робітники Прибо-рист 4 V 5,60 1848 41395 14488 16558 72441 26803 99244 Черговий електрик 4 VI 6,80 50266 17593 20106 87965 32547 120512 Черговий слюсар 5 V 5,60 51744 18110 20698 90552 33504 124056 Сантехнік 4 IV 4,70 34742 12160 13897 60799 22496 83295 Разом 17 311757 115350 427107 Всього 67 1263172 467373 1730545
Склад і кількість керівників, спеціалістів та службовцівпідприємства розраховується згідно виробничої організаційної структури іштатного розкладу.
Основою розрахунку ГРОФ вказаних категорій робітників єштатні оклади, які встановлюються на рівні діючих на підприємстві, або згіднооднієї тарифної сітки для робітників або службовців по спеціальним професії.
Таблиця 4.5.4 – Розрахунок ГРОФ керівників, спеціалістів,службовцівКатегорія працівників Чисель-ність Оклад за місяць, грн.
Кількість
місяців Основний фонд ЗП, грн. Додаткова оплата праці, грн. (45%) Річний фонд оплати праці 1 2 3 4 5 6 7 Директор заводу 1 7000 12 84000 33600 117600 Інженер-технолог 1 2500 30000 13500 43500 Інженер-механік 1 2500 30000 13500 43500 Начальник зміни 3 2200 79200 35640 114840 Нормувальник 1 1300 15600 7020 22620 Комірник 1 850 10200 4590 14790 Майстер 3 2000 72000 32400 104400 Економіст 1 1800 21600 9720 31320 Табельник 3 700 25200 11340 36540 Лаборант 3 900 32400 14580 46980 Прибиральник 1 650 23400 10530 33930 Всього 423600 186420 610020
4.6 Розрахунок витрат на утримання та експлуатаціюустаткування
Розрахунок витрат на утримання та експлуатацію устаткуваннязводиться в таблицю 4.6.1.
Таблиця 4.6.1 – Розрахунок витрат на утримання таексплуатацію устаткуванняНайменування статей Величина витрат, грн. Примітка 1 2 3
Витрати на оплату праці:
– основна ЗП допоміжних робітників
– відрахування на оплату праці
427107,00
155039,84
табл. 4.5.3
36,3% від ОЗП
Матеріальні витрати:
– витрати на проведення технічного ремонту
– витрати на технічне обслуговування
1324934,0
264986,8
10% вартості устаткування
2% вартості устаткування Амортизація устаткування 2345133,18 табл. 4.4.3 Невраховані витрати 225860,04 5% від витрат Разом 4743060,86
4.7 Розрахунок загальновиробничих витрат
Загальновиробничі витрати розраховуються по формі таблиці 4.7.1.
Таблиця 4.7.1 – Розрахунок загальновиробничих витратНайменування статей Величина витрат, грн. Примітка 1 2 3
Витрати на оплату праці:
– основна ЗП керівників, спеціалістів
– відрахування на оплату праці
423600
153766.8
табл. 4.5.4
36,3% від ОЗП
Матеріальні витрати:
– витрати на проведення технічного ремонту
– витрати на утримання будівель
– витрати на забезпечення технічної безпеки та охорони праці
710346,0
1136553,6
260687,6
5% від вартості будівель
8% від вартості будівель
20% від ОЗП основних робітників Амортизація будівель 1420692,0 табл. 4.4.3 Витрати на винахідництво та раціоналізаторство 21180 5% від ОЗП всіх робітників Інші невраховані витрати 134247.7 5% від витрат Разом 4261073.7
4.8 Калькуляція собівартості продукту
Калькуляція собівартості продукції складається згіднопопередніх розрахунків і є підсумковим документом по поточним витратамвиробництва.
Найменування виробу – медична тара.
Річний випуск – 250 т/рік.
Таблиця 4.8.1 – Калькуляція собівартості продукціїНайменування статей витрат Витрати, грн. Примітка на 1 т на річний випуск 1 2 3 4 Витрати на сировину і матеріали 2497,71 624427,50 табл. 4.2.2 Паливо-енергетичні витрати, в т.ч. на електроенергію 3665,45 913862,81 п. 4.3 Заробітна плата основних виробничих робітників 5213,75 1303438,0 табл. 4.5.3 Відрахування на ФОП 1892,59 473148,0 36,3% від ОЗП Витрати на утримання та експлуатацію обладнання 18972,24 4743060,86 табл. 4.6.1 Загальновиробничі витрати 17044.29 4261073.7 табл. 4.7.1 Разом 49286.03 12319010.87
Висновки:
Виробничу програму заводу визначали на основі виробничоїпрограми випуску виробів у цілому по підприємству. Були розраховані наступніпоказники:
1. При річному об’ємі виробництва 250 т виробів, фонд часуроботи устаткування складає 8211 год/рік.
2. Розрахункова потреба в сировині та матеріалах становить 290,25т/рік. Їх вартість складає 624427,50 грн.
3. Був проведений розрахунок виробничої потреби велектроенергії. Річна вартість її для підприємства складає 913862,81 грн., при цьомувартість 1 кВт електроенергії дорівнює 0,412 грн.
4. Вартість устаткування і будівель складає відповідно15634221,2 грн. та 14206920 грн., при цьому сума амортизаційних відрахуваньстановить 3765825,18 грн.
5. Загальна чисельність робітників, зайнятих у виробництві –67 чол. (основних – 50 чол., допоміжних – 17 чол.). Кількість керівників,спеціалістів та службовців підприємства – 19 чол. Річний фонд оплати працідорівнюють 2340565 грн.
6. Витрати на утримання та експлуатацію устаткуванняскладають 4743060,86 грн., загальновиробничі витрати – 4261073.7 грн.
7. Собівартість 1 т продукції дорівнює 49286.03 грн., річноговипуску –12319010.87грн.
5. Охорона праці
5.1 Загальна характеристика умов виконання технологічногопроцесу
Охорона праці – це система правових, соціально-економічних,організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних, лікувально-профілактичнихзасобів, що забезпечують безпечність та збереження життя, здоров’я іпрацездатність людини в процесі трудової діяльності.
Хімічне виробництво відносять до галузі, яка становить великунебезпеку для здоров’я людини та навколишнього середовища, бо використовуютьшкідливі речовини. На підприємствах хімічної промисловості передбачені заходипо забезпеченню безпеки та нешкідливих умов праці. В даному проекті передбаченізаходи, що забезпечують безпечні та нешкідливі умови при виробництві скла.
Аналіз шкідливих та небезпечних виробничих факторів, якізнаходяться в умовах технологічного процесу, приведені у таблиці 5.1.
Таблиця 5.1 – Перелік шкідливих та небезпечних виробничихфакторів та їх джерелаНебезпечний (шкідливий) виробничий фактор, ГОСТ 12.0.003-74* [17] Нормативно-технічний документ, що регламентує вимоги безпеки Джерело виникнення 1 2 3 Висока електрична на-пруга 380В, 220В
ПУЭ-87 [18],
ГОСТ 121.030-81* [19] Щит керування, млин, електронасоси тощо Запиленість
ГОСТ 12.1.005-88 [20],
ГОСТ 12.1.007-88 [21] Завантаження та розван-таження млина, приготу-вання шихти Шум
ГОСТ 12.1.003-83* [22],
ДСН 3.3.6.037-99 [23] Змішувач, вібросито, вен-тиляційне устаткування, дробарки Вібрація
ГОСТ 12.1.012-90 [24],
ДСН 3.3.6.039-99 [25] Змішувач, вібросито, вен-тиляційне устаткування, дробарки Механічний
ГОСТ 12.2.003-91* [26],
ГОСТ 12.3.002-75* [27] Рухомі частини машин і механізмів Статична електрика
ГОСТ 12.1.018-93 [28],
НПАОП 0.00-1.29-97 [29] Складовий цех Вибухо-та пожежонебез-печність (природний газ у якості палива)
ГОСТ 12.1.004-91* [30],
ГОСТ 12.1.044-89* [31] Пічне відділення, скловарна піч Несприятливий мікроклімат (підвищена температура поверхні матеріалів та обладнання)
ГОСТ 12.1.005-88 [20],
ДСН 3.3.6.042-99 [32] Піч відпалу, формувальні машини /> /> /> /> />
Токсикологічна характеристика речовин та матеріалів, до якихзвертаємось у проектному виробництві, приведена у таблиці 5.2.
Таблиця 5.2 – Характеристика речовин та матеріалів, щозастосовують у виробництвіНазва матеріалу Клас небез-пеки, ГОСТ 12.1.007-88 [33]
ГДК у повітрі робочої зони, мг/м3, ГОСТ 12.1.005-88 [20] Характер дії речовин на організм людини Перша медична допомога і заходи безпеки Пісок 3 1 Пил, що з’являєть-ся в процесі вироб-ництва, не токсич-ний, але при вели-ких концентраціях при вдиханні ви-кликає силікоз, по-дразнення верхніх дихальних шляхів, слизистої носа. Вражає шкіряні покрови з утворен-ням наривів Захист органів ди-хання: респіратор ШБ-1 типу „Ле-песток”, захисні окуляри та спец-одяг, місцева ви-тяжка, вентиляція, зволоження ших-ти, герметизація обладнання, засто-сування пнемо-транспорту Крейда 4 6 Каолін 4 6 Сульфат натрію 3 2 Сода 3 2 Борна кислота 3 10 Титанові білила 4 4
Характеристика пожежовибухонебезпечних властивостей речовинта матеріалів наведена в таблиці 5.3.
Таблиця 5.3 – Характеристика пожежовибухової та пожежноїбезпеки речовин та матеріалів, які обертаються у виробництвіНазва речовини Характе-ристика пожежо-вибухової небезпеки
Показники пожежо-вибухової небезпеки,
ГОСТ 12.1.044-89* [31]
Категорія та групи вибухонебезпечної суміші,
ГОСТ 12.1.011-78* [34]
tс.зм, 0С
НКМР, г/м3
ВКМР, г/м3
Природний газ (СН4) ГГ 537 5 15 IIА, ТI Вугілля ГП 505 50 Гр.А, клас II
Згідно НАПБ Б.03.002-2007 [35] приміщення цехів заводу повиробництву скла по вибухопожежній і пожежній небезпеці відповідають наступнимкатегоріям:
– приміщення складів сировини та готової продукції, а такожскладовий цех відносяться до категорії Д, бо в них утворюються негорючіречовини в холодному стані;
– пічне відділення відноситься до категорії Г, тому що вньому утворюються негорючі речовини в горючому стані і процес випалу зв’язанийз виділенням променевого тепла, використовується пальний газ.
Згідно ДБН В1.1-7-02 [36] ступінь вогнестійкості приміщенняцехів заводу: складового цеху – IV, скловарного – III.
По ступеню небезпеки враження людини електричним струмомприміщення заводу, згідно ПУЭ-87 [18], відносяться:
– складовий цех відноситься до приміщення з підвищеноюнебезпекою, тому що є можливість одночасного доторкання до маючих з’єднання ізземлею металоконструкцій будівель, технологічним апаратам й інше з одного бокута металевим корпусом електрообладнання з іншого боку;
– пічне відділення відноситься до особливо небезпечнихприміщень, тому що крім вище вказаного фактору, температура повітря уприміщенні висока. Клас зон у приміщенні згідно з НПАОП 4.01-1.32-01 [37] – П-IIа, П-II, 1.2, 21.
Ширина санітарно-захисної зони згідно з ДНАОП 0.03-3.01-71 [38] – 100 м.
5.2 Промислова санітарія
Згідно з вимогами ГОСТ 12.1.005-88 [20] та ДСН 3.3.6.042-99[32], з урахуванням категорії робіт по енерговитратам і періодам року,вибираємо допустимі параметри мікроклімату, які приведені у таблиці 5.4.
Таблиця 5.4 – Допустимі параметри метеорологічних умовКатегорія робіт по енерговитратам Період року
Допустима температура, 0С Допустима відносна вологість, %, не більше Допустима швидкість руху повітря, м/с, не більше Середньої важкості IIа Холодний 17 – 23 75 0,3 Теплий 18 – 27
65 (при 26 0С) 0,2 – 0,4
Щоб нормалізувати параметри мікроклімату в проектіпередбачені наступні заходи:
– згідно із СНиП 2.04.05-91* [39] використовувати теплоізоляціюпечей та опалення в холодний період року і вентиляцію;
– механізацію процесу завантаження і розвантаження сировини іготової продукції;
– автоматизація процесу варіння;
– герметизація обладнання (змішувачі, млини).
Розрахунок теплоізоляції. Захист від теплового випромінюванняздійснюють використанням теплоізоляційних матеріалів, установкою екранів,водяних завіс. Теплоізоляційні матеріали повинні мати низьку теплопровідність л0,Вт/(м2·К), що показує, яка кількість тепла передається в одиницючасу через одиницю площі стінки при різниці температур між поверхнями стінки 1 0К.
Для ізоляції обладнання з температурою теплоносія вище 100 0Степлоізоляційні матеріали повинні бути неорганічними.
Теплопровідність ізоляційного матеріалу:
ліз = л0+ b (Т + Тн – 546)/ 2,
де b – температурний коефіцієнт; Т, Тн –температура теплоносія і нормативна, 0К.
У відповідності з нормами температура нагрітих поверхоньобладнання та огороджень на робочих місцях не повинна перевищувати 45 0С,а для обладнання, у середині якого температура дорівнює або нижче 100 0С,температура на поверхні не повинна перевищувати 35 0С.
При облаштуванні теплоізоляції важливо розраховувати загальнутовщину ізоляційного шару, діз:
діз = ліз (Т – Тн) / б (Тн– Т0),
де Т0– температура оточуючого повітря, 0К;б – коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2·К).
б = 8,4 + 0,06 (Тн – Т0)
Для визначення категорії приміщення слід розраховуватикількість тепла q (Вт/м3),яке виділяється в 1 м3 виробничого приміщення:
q = qп S k / W,
де S – площа поверхні, яка віддає тепло, м2; k –коефіцієнт тепловитрат; qп – витрати тепла з 1 м2 ізольованої поверхні, Вт/м2;W – об’єм приміщення, м3.
qп = б (Тн – Т0)
у тому випадку, коли теплоізоляція не дозволяє досягтинормативної температури 45 0С на поверхні обладнання, здійснюютьйого екранування.
Визначаємо теплопровідність динасу:
л0= 0,0709 Вт/(м2·К); b = 0,0007
ліз = 0,0709 + 0,0007·(1273 + 318 – 546) / 2 =0,44 Вт/(м2·К)
б = 8,4 + 0,06·(318 – 293) = 9,9 Вт/(м2·К)
Визначаємо товщину шару ізоляції:
діз = 0,44·(1273 – 318) / 9,9·(318 – 293) = 1,7 см
Витрати тепла при прийнятих умовах:
qп = 9,9·(318 – 293) = 247,5 Вт/м2
Для захисту робітників від впливу шкідливих речовин і длязабезпечення чистоти повітря робочої зони застосовують такі заходи, як:
– герметизація обладнання;
– застосування прогресивних технологій: циклонів,пиловловлювачів тощо;
– застосування пневмотранспорту;
– зволоження шихти;
– застосування засобів індивідуального захисту.
На ділянках передбачена природна (аерація) та штучнавентиляція (загально обмінна припливно-витяжна, аварійна та місцева витяжна). Вякості місцевої витяжної вентиляції використовують витяжні зонти, шафи.
Застосовується в приміщеннях цехів заводу центральне водянеопалення. У відділенні варіння застосування опалення не передбачене.
В приміщенні цеху по виробництву скла в денний часвикористовують природне освітлення, двостороннє бокове, крізь світлові прорізиу зовнішніх стінах будівель, а також сполучене освітлення. У машинованному цеху– комбіноване освітлення (крізь світлові прозорі та аераційні фонарі). Увечірній час використовують штучне загальне освітлення і комбіноване. Нормованемінімальне значення освітленості для IV розряду зорових робіт, згідно з ДБНВ.2.5-28-2006 [40], складає Emin = 200 лк для загального, Emin = 400 лк для комбінованого (підрозряд – в).
Норми мінімального та середнього значення коефіцієнтуприродної освітленості для W розряду зорових робіт згідно з ДБН В.2.5-28-2006 [40] складає енІІІ=1,5%для бічного освітлення, енІІІ=0,9% для суміщеного освітлення,енІІІ=4,0% та енІІІ=2,4% длякомбінованого освітлення. Так як завод розташований в IV смузі світлового поясу, то:
еNІV= енІІІ m N,
де m – коефіцієнт світового клімату дорівнює 0,9 (вікна на північ); N – номер групи забезпеченостіприродним світлом.
е2 = 15·0,9 = 1,35% – для бічного освітлення;
е2 = 0,9·0,9 = 0,81% – для сполученого освітлення;
е2 = 4,0·0,9 = 3,6% – для комбінованогоосвітлення;
е2 = 2,4·0,9 = 2,16% – для суміщеного освітлення.
Джерелом шуму і вібрації на заводі є електродвигуни, млиновеобладнання, змішувачі та інше технічне устаткування.
Рівень звуку згідно з ГОСТ 12.1.003-83* [22], ДСН3.3.6.037-99 [23] не перевищує LA = 80 дБА, рівень віброшвидкості згідно ГОСТ 12.1.012-90[24], ДСН 3.3.6.039-99* [25] – LV = 92 дБ.
Згідно з ГОСТ 12.1.029-80 [41] основнізаходи для зниження шуму та вібрації:
– розміщення помельної ділянки в окремому приміщенні,використання звукоізоляції (кожухи);
– використання вібропоглинаючих матеріалів для облицюваннявібруючої поверхні;
– використання віброізоляції між машинами та підлогою,наприклад, резини.
Виходячи із санітарної класифікації виробничого процесузгідно з СНиП 2.09.04-87 [42] група технологічногопроцесу – 11б. Санітарно-побутові приміщення: гардеробна, душові, умивальники,туалети. Кількість шаф – 100 штук. Кількість робітників, працюючих у найбільшійзміні:
100 / 3 + 3=36 чол.
Кількість сіток – 12 шт., кількість кранів – 5шт.
Характер системи проектуємого водопроводу – цевиробничий, пожежний та господарсько-побутовий; джерела постачання води –міський водопровід; вид проектуємої каналізації – господарсько-побутова,виробнича для умовно чистих і стічних вод, виробнича для брудних вод;внутрішньоцехові каналізаційні мережі – відстійники, гідравлічні затвори,витяжні вентиляційні стояки.
5.3 Заходи безпеки
Для забезпечення безпеки технологічного процесута обслуговування обладнання у проекті передбачені такі заходи, що забезпечуютьбезпечність процесу, згідно з ГОСТ 12.2.003-91* [26]:
– механізація процесів приготування шихти івиробництва скла (використання пневмотранспорту, зволоження шихти);
– дистанційне керування процесу відпалу;
– використання вентиляції;
– теплоізоляція печі;
– герметизація обладнання (дробарки, змішувачі);
– використання 3І3 (спецодяг, респіратор ШБ-1„Пелюстка”, захисні окуляри, рукавички);
– електробезпека.
Характеристика електроенергії, щовикористовується:
– струм змінний;
– частота 50 Гц;
– напруга 380 В;
– мережа трьохфазна трьохпровідна з ізольованоюнейтраллю.
Для забезпечення електробезпеки в проектіпередбачені заходи:
– ізоляція струмоведучих частин та її контроль;
– захисне заземлення обладнання, захисневідключення;
– застосування малих напруг (до 12, 36 В);
– двигуни закритого типу, без засобіввибухозахисту. Оболонки зі ступенем захисту не нижче ІР54;
– використання електрозахисних засобів (гумовікилимки, діелектричні рукавиці, ізолюючі підставки).
5.4 Пожежна безпека
Згідно з ГОСТ 12.1.004-91* [30], ДСТУ 2272-2006 [43] та НАПБА.01-1.01-2004 [44] забезпечується системами попередження та протипожежногозахисту і організаційно-технічними заходами, вибухонебезпека згідно зрекомендаціями ГОСТ 12.1.010-76* [45].
Реалізація вимог системи запобіганням пожежі івибуху досягається запобіганням умов утворення пожежовибухонебезпечногосередовища (автоматичний контроль повітряного середовища у виробничомуприміщені та герметизація апаратів тощо) і виникнення джерел запалювання впожежонебезпечному середовищі (вимоги до виконання і застосуванняелектрообладнання, захист від статичної електрики, блискавкозахист).
Для запобігання виникнення пожежонебезпечнихсумішей застосовується газосигналізатори СТХ-7, СДК-3.
Захист від статичної електрики (заземленнятехнологічного обладнання) і зменшення електризації в процесі виробництва(зменшення швидкості подачі матеріалів), зволоження матеріалу згідно з НПАОП0.00-1.29-97[29], ГОСТ 12.1.018-93 [29], ГОСТ 12.4.124-83 [46].
Згідно з вимогами РД 34.21.122-87 [47] категорія блискавкозахисту об’єкту, що проектується – ІІІ, ІІ.Для захисту від прямих ударів блискавки передбачені стержневі блискавковідводи,для захисту від її вторинних появ та занесення високих потенціалів по наземнимта підземним комунікаціям, електростатичної та електромагнітної індукції,заземлення металоконструкцій, вводів комунікації в будівлі, накладенняперемичок в місцях зближення трубопроводів, затяжка не менше 4 болтів накожному фланці.
Заходи системи протипожежного захисту передбачаєнаявність заходів оповіщення про пожежу (електрична пожежна сигналізація, телефоннийзв’язок), застосування заходів пожежегасіння (зовнішній водопровід, внутрішнійводопровід), первинні заходи пожежегасіння, вогнегасники типу ВВП-10 – 4 шт.,ВВК-5 – 1 шт., ящик з піском, войлок.
Таблиця 5.4.6 Розміщення засобів пожежегасіння.Приміщення Площа, м2 Первинні засоби вогнетушіння, (найменування, тип) Кількість, шт Вогнегасячий ефект М2
Цех №1 Виробництва склодроту
Цех №2 Формувальний
-ділянка упаковки
Цех №3 Компресорна станція
Склад готової продукції
Адміністративне приміщення
500
500
30
200
300
600
ОУ-10
ОУ-10
ОУ-3
ОУ-10
ОУ-10
ОУ-3
3
3
1
3
2
7
55В(1,75)
55В(1,75)
34В(1,10)
55В(1,75)
55В(1,75)
34В(1,10)
Висновки:
1. У загальній характеристиці умов виконання технологічного процесуприведені:
– аналіз шкідливих та небезпечних виробничих факторів, якізнаходяться в умовах технологічного процесу;
– характеристика речовин і матеріалів, які застосовуються увиробництві та їх пожежовибухова і пожежна безпека;
– характеристика приміщень цехів заводу по виробництву скла, складівсировини та готової продукції.
2. Згідно з вимогами нормативних документів щодо промисловоїсанітарії виробничого процесу були виконані:
– розрахунок теплоізоляції обладнання;
– розглянуті питання захисту робітників від впливу шкідливихречовин та наявності вентиляції;
– передбачено застосування опалення та освітлення приміщеньцехів заводу;
– заходи по зниженню рівнів шуму та вібрації на працюючихтощо.
3. Розглянуті заходи безпекитехнологічного процесу та обслуговування обладнання, питання пожежовибухобезпеки.
6. Цивільна оборона
Цивільна оборона України — це державна система органівуправління, сил і засобів, для організації і забезпечення захисту населення віднаслідків надзвичайних ситуацій техногенного, екологічного, природного тавоєнного характеру. [51]
У данному розділі дипломної роботи розглянуто проведеннярятівних та інших невідкладних робіт у надзвичайних ситуаціях.
Надзвичайна ситуація — це порушення нормальних умов життя ідіяльності людей на об'єкті або території, спричинене аварією, катастрофою,стихійним лихом, епідемією, епізоотією, епіфітотією, великою пожежею,застосовуванням засобів ураження, що призвели або можуть призвести до людськихі матеріальних витрат.
Основи проведення рятувальних та інших невідкладних робіт.
Ліквідація наслідків надзвичайних ситуацій — це проведеннякомплексу заходів, які включають аварійно-рятувальні та інші невідкладніроботи, що здійснюються при виникненні надзвичайних ситуацій техногенного,природного та військового характеру і спрямовані на припинення дії небезпечнихфакторів, рятування життя та збереження здоров'я людей, а також локалізаціюнадзвичайних ситуацій. [52]
Аварійно-рятувальні роботи — це роботи, спрямовані на пошук,рятування і захист людей, в тому числі надання їм невідкладної медичноїдопомоги, захист матеріальних і культурних цінностей та довкілля при ліквідаціїнаслідків надзвичайних ситуацій.
Рятувальні роботи з метою врятування людей і надання їмдопомоги включають: розвідку району лиха і осередку ураження, маршрутувисування формувань та проведення робіт; локалізацію і ліквідацію пожеж нашляху введення рятувальних формувань і об'єктах рятувальних робіт (розшуку ірятування людей, які знаходяться в завалених сховищах, підвалах, завалах,палаючих, загазованих, задимлених або затоплених будинках і виробничихприміщеннях), розкриття розвалених, пошкоджених, завалених захисних споруд ірятування людей, які знаходяться в них; надання першої медичної допомогипотерпілим; винесення потерпілих і евакуація з осередку ураження, небезпечнихзон у безпечний район; санітарну обробку людей, ветеринарну обробкусільськогосподарських тварин, знезаражування території, будівель, споруд,продовольства, води, техніки, сировини.
Одночасно або перед рятувальними роботами необхідно виконатиінші невідкладні аварійні роботи. Наприклад, для того щоб підвезти людей ітехніку, необхідно розчистити завалені проїзди, навести переправи, подати водудля гасіння пожеж тощо.
За організацію і проведення рятувальних та інших невідкладнихробіт відповідає керівник ЦЗ об'єкта чи населеного пункту. Він особисто керуєпідпорядкованими формуваннями через служби ЦЗ.
Безпосередньо на місці проведення рятувальних робіт особовимскладом керує командир формування. Він стежить за ходом роботи, за встановленимрежимом роботи, за зміною обстановки, проведенням перегрупування чиперестановки сили і засобів на місці роботи, контролює суворе дотриманнязаходів захисту і безпеки особового складу.
До невідкладних робіт належать: прокладання колонних шляхів івлаштування проїзду, проходів у завалах і зонах забруднення РР, зараження ОР іСДЯР, локалізація і ліквідація аварій на газових, енергетичних, водопровідних,каналізаційних і технологічних мережах з метою створення умов для проведеннярятувальних робіт: укріплення або обвалення пошкоджених і з загрозою обвалуконструкцій будівель і споруд на шляхах руху формувань і в місцях роботи:ремонт і відновлення пошкоджених та зруйнованих ліній зв'язку ікомунально-енергетичних мереж з метою забезпечення рятувальних робіт, потребнаселення й особового складу формувань, які працюють у районах стихійного лиха,аварії чи осередку ураження, а також для протипожежних заходів. [52]
Для ведення рятувальних та інших невідкладних робіт рішеннямкерівника ЦЗ створюються угруповання ЦЗ. Склад угруповання визначається зврахуванням сил і засобів, характеру й обсягу робіт, які треба виконати.
Рятувальні й невідкладні роботи неможливо провести в короткістроки без використання техніки. Наявну техніку залежно від виду робіт можнарозділити на групи: екскаватори, трактори, бульдозери, крани, самоскиди,домкрати, лебідки — для розчищення завалів, піднімання і переміщення вантажів,конструкції будівель і споруд; пневматичні машини — відбійні молотки, бурильніінструменти для подрібнення завалених конструкцій будівель, пробивання отворів,з метою надання повітря або виведення потерпілих; бензорізи, електро- ігазозварювальні апарати для розрізання металевих конструкцій; авторемонтнімайстерні, станції обслуговування, заправщики паливом, агрегати для освітлення— для ремонту і обслуговування техніки, залученої для проведення рятувальнихробіт; насоси, мотопилки, пожежні машини, поливальні машини — для гасіння пожежі відкачування води; автомобілі вантажні, автобуси, інші транспортні засоби,кінний транспорт — для евакуації потерпілих і тварин із небезпечної зони.
Успішне проведення рятувальних робіт досягається своєчасноюорганізацією і безперервним веденням розвідки, добуванням достовірних даних навстановлений час; високою технічною, морально-психологічною підготовкою,умінням ведення робіт, знанням і суворим дотриманням правил безпеки.
Насамперед потрібно організувати розвідку району лиханадзвичайної ситуації ланками розвідувальної групи, щоб у коротші строкиз'ясувати характер і межі руйнування та пожеж і їх ступінь. Висуваючи сили ізасоби для проведення робіт, необхідно перш за все влаштувати проїзди і проходидо об'єктів проведення робіт. Для цього застосовують бульдозери, автокрани,грейдери. Ширина проїздів має бути 3,5—4,0 м для одностороннього і 7,0—8,0 мдля двостороннього руху, через 150—200 м мають бути роз'їзди довжиною 10,0—20,0м.
В організації і веденні рятувальних робіт особливе значеннямають пошуки потерпілих. Необхідно встановити, де і в яких умовах вониперебувають. Потрібно ретельно обстежити завали, підвальні приміщення,порожнини завалів будівель.
Звільнення людей з-під завалів є найважливішим інайскладнішим видом рятувальних робіт. Якщо потерпілі знаходяться поблизуповерхні або завалені невеликими уламками одноповерхових будівель, торозбирають завали вручну. Потерпілих, які знаходяться в глибині завалів (підзавалом), дістають через вузькі проходи (висотою 0,7—0,9 м, шириною 0,6—0,7 м),зроблені з боку завалів. Для прокладання проходів використовують пустоти і щілини,що виникли в завалі від падіння великих елементів будівель. Виносити ураженихчерез зроблений прохід можна на руках, у плащах, брезенті, ковдрі, ношах,волоком.
При руйнуванні великих будівель для розбирання завалівнеобхідні потужні піднімальні крани, великі екскаватори, пересувніелектростанції і ліхтарі для роботи вночі.
Землетруси останніх років показують, що люди під руїнамиможуть залишатися живими, якщо вони не поранені, до двох-трьох тижнів.
Для рятування людей із пошкоджених дво-, три- (і більше)поверхових будинків зі зруйновними виходами і сходами споруджують трапи, настиліз дощок товщиною не менше 5 см з прибитими впоперек дощок дерев'яними брускамина відстані 25—30 см один від одного, а також роблять отвори в сусідні(суміжні) приміщення, які мають виходи. У ряді випадків для рятуванняпотерпілих з верхніх поверхів напівзруйнованих будинків, коли немаєбезпосередньої загрози обвалу, застосовують переносні приставні драбини,канати, механічні драбини, підвісні колиски, вишкові машини.
Нестійкі конструкції, падіння яких може викликати небажанінаслідки, обвалюють. Конструкції, намічені до обвалювання, тимчасово укріпляютьпідкосами, розпірками, стояками і огороджують. [52]
Перед відкопуванням завалених сховищ і укриттів требаспробувати встановити зв'язок з потерпілими, з'ясувати їх стан. Для цьоговикористовують телефон і радіо, а якщо це неможливо, то перемовляються злюдьми, що знаходяться в укриттях, через повітрозабірні отвори, відкриті двері,віконниці, люки, а також вдаються до перестукування по стояках водопостачаннячи опалення, які ведуть у підвал. Після встановлення зв'язку з'ясовютьзабезпеченість людей, що знаходяться в укритті (підвалі), повітрям.
Якщо необхідно подати у сховище, укриття повітря, слідвідшукати повітрозабірні отвори, що збереглися, розчистити і через них подаватиповітря. При зруйнуванні повітрозабірних каналів, треба відкрити двері чивікониці аварійного виходу, а якщо і це зробити неможливо, в перекритті чистінах прорубати отвори, через які за допомогою вентилятора або компресораподати повітря, а також воду, їжу і медикаменти. При загрозі сховищу затопленнячи проникнення газу треба негайно відключити пошкодженні ділянки мережводопроводу, теплофікації чи газопроводу. Із затоплених приміщень відкачуютьводу.
Способи відкопування завалених сховищ є різні: розчищаютьзавали над входом або аварійним виходом, пробивають отвори у стінах чиперекриттях, прокладають підземну галерею до стін сховища або пробивають у ційстіні отвори. У підвалах і погребах можна розчищати тільки входи. Потерпілимнеобхідно надати першу медичну допомогу. Допомога надається медичнимиформуваннями. Після надання першої медичної допомоги потерпілих направляють намедичні пункти чи в лікарні для надання їм лікарської допомоги. [52]
Із небезпечної території людей необхідно терміново евакуюватив безпечні райони — пішки, а також з допомогою всього наявного транспорту.
Забруднених радіоактивними речовинами або заражених хімічнимиі біологічними засобами необхідно направити на санітарну обробку.
При руйнуванні водопровідних мереж найбільше пошкоджуютьсястояки, це може призвести до затоплення сховищ, підвалів або місць, депроводять рятувальні роботи. Слід негайно відключити зруйновані ділянки труб,забивши отвори в трубах дерев'яними пробками, або перекрити засувки (забірнігвинти). У першу чергу відключають засувку з боку насосної станції, яка живитьводою, а потім засувку, розташовану з іншого боку пошкодженої ділянки.Перекривати засувку треба повільно, бо гідравлічний удар, що виникає при різкійзупинці руху води, може зруйнувати інші ділянки водопроводу.
Перш ніж спуститись у колодязь необхідно перевіритизагазованість бензиновою лампою. Якщо в колодязі є метан або сірководень,полум'я в лампі зменшується, від присутності вуглекислоти, потухне полум'язбільшиться в разі наявності парів ефіру або бензину.
Звільнити колодязі й камери від загазованості можна природнимпровітрюванням, з допомогою вентилятора або заповненням водою. Якщо неможливоповністю звільнити колодязь від загазованості, роботи можна продовжувати тількив ізолюючих протигазах.
При гасінні пожеж або в інших випадках аварії наводопровідних мережах необхідно спорудити тимчасові обвідні лінії, поставившина найближчі пожежні гідранти, стендери з приєднаними до них прядивними рукавами.
Зруйнована газова мережа дуже небезпечна для проведеннярятувальних робіт, тому її необхідно негайно відключити, заповнивши водоюгідрозатвори та сифони, а також поставивши заглушки на кінці пошкодженогогазопроводу. Якщо на зруйнованій мережі газопостачання утворюється вогнянийфакел, слід обережно перекрити кран газопроводу, зменшуючи поступово тиск умережі, так щоб полум'я не втягувалося в трубу. Потім мокрими ганчірками абопіском збити полум'я, щоб полум'я не втягнулося в трубу, і вже тоді остаточновідключити пошкоджену ділянку.
Якщо будинок пошкоджений, перш за все вимикають всі ділянкиелектромережі. Потім, якщо можливо, відновлюють лінії, що йдуть у сховище, івлаштовують тимчасове освітлення шляхів евакуації населення з місць роботиформувань.
З метою захисту людей, забезпечення електроенергією важливихспоживачів при пошкодженні джерел електроживлення і ліній електропередач,подання електроенергії в осередки ураження і попередження виникнення пожеж умісцях проведення рятувальних робіт проводяться аварійні роботи для відключенняабо відновлення пошкоджених ліній і ділянок мережі електропостачання. [52]
Для забезпечення живлення електрифікованих інструментів,електродвигунів, машин і механізмів, що застосовуються при проведеннірятувальних робіт для забезпечення електроенергією медичних установ, найбільшдоцільно подавати електроенергію електролініями, що збереглися, з невеликимобсягом відновних робіт або тимчасовою кабельною мережею з живленням її відджерел, що знаходяться поблизу.
Щоб не допустити ураження електричним струмом, всіневідкладні роботи на мережі та об'єктах енергопостачання мають проводитисьпісля повного знеструмлення й з суворим дотриманням правил техніки безпеки.
Знезаражування. [52]
Проводячи знезаражування, потрібно пам'ятати: територія дляпроведення знезаражування має бути достатньою, щоб забезпечити необхідні діїлюдей і техніки, розміщення тварин і всього, що підлягає знезараженню; людей,техніку, тварин необхідно розміщувати з підвітряної сторони від місця аварії;знезаражування необхідно починати за принципом від простого до складного;спочатку виділити велику забруднену масу для попередження небажаних контактівіз зоною високої концентрації; суворо контролювати перебування в індивідуальнихзасобах захисту; в холодну пору дії людей скуті, є труднощі в їхобслуговуванні, у разі замерзання заражених ділянок з'являються додатковітруднощі в ліквідації наслідків; готуючи й застосовуючи розчини длязнезаражування, для знезаражування техніки, апаратури, приладів та ін. можна застосуватипар під низьким і високим тиском, але потрібно пам'ятати, що при високому тискуможе утворюватися заражений аерозоль, здатний поширюватися за межі осередкузараження.
Дезактивація — це видалення РР з поверхні різних об'єктів, атакож із продуктів харчування, фуражу, сировини і води. Для визначеннянеобхідності в дезактивації проводять дозиметричний контроль радіоактивногозабруднення. Дезактивацію можна проводити часткову або повну.
Дегазація — це заходи, спрямовані на знезаражування абовидалення отруйних і сильнодіючих ядучих речовин. Дегазацію можна проводитихімічним, фізичним і механічним способом.
Висновки. Таким чином в проєкті розглянуто питання діїнаселення при надзвичайних ситуаціях, це важливо і актуально для збереженняжиття робітників., швидкого реагування в складниз\х умовах паніки, швидкепроведення рятувальніх робіт.
Висновок
В дипломному проекті були проведені:
– аналітичний огляд джерел інформації, в якому розглянутіперспективи виробництва медичної тари. Розглянуті особливості використаннясучасного технологічного обладнання. Важливі особливості сучасного обладнання –це прагнення знизити викиди шкідливих речовин до атмосфери та раціональновикористовувати теплову енергію. Були розглянуті особливості використання новихтехногенних матеріалів у виробництві медичної тари.
– технологічні розрахунки і повний опис виробництвасвітлозахисної медичної тари. Була розроблена функціональна схема скловарноїпечі.
– аналіз небезпечних та шкідливих факторів при здійсненнітехнологічних операцій, а також опис заходів, що забезпечують безпечні танешкідливі умови праці при виробництві скла.
– розрахунки економічних показників підприємства.
– опис впливу аварій з викидом сильнодіючих отруйних речовин.
Скляна промисловість розвивається у різних напрямках:знаходиться і розробляється нова дешева сировина (техногенні матеріали,різноманітні замінювачі основної сировини), розробляється нове екологічно чистеобладнання, всі процеси автоматизуються, розробляються заходи по оздоровленнюумов праці на всіх технологічних лініях.
Розвиток і впровадження цих напрямків дозволяє покращитиумови і знизити собівартість продукції, за рахунок більш компактногорозташування обладнання і використання ефективної синтезованої сировини, котрадозволяє знизити затрати на її добування та транспортування, а також скоротитичас технологічних процесів скловаріння та покращити фізико-хімічні властивостіскла.
Список використанних джерел
1.Коцик И., Фандерлик И., Небрженский И., Окрашивание стекла. – М.: Стройиздат,1983. – 210 с.
2.Технология стекла и ситалов. Под ред. Н.М. Павлушкина. – Стройиздат, 1983. –430 с.
3.Виды брака в производстве стекла. Под ред. Иебесна-Маведеля и Р. Брюкнера. –М.: Стройиздат, 1986. – 647 с.
4.Пантус Д.Е., Окрашивание силикатных стекол железо-и марганец содержащимиотходами металлургических производств. – Авторед. на соиск. степени канд. техн.наук. – Харьков, 2003. – 163 с.
5.The challenge of conventional fornace design Lindiy Matthias Glass 2004, 81 №9,c. 294 – 296.
6.Печь для варки стекломассы без выброса тепла и вредных веществ в атмосферу:Пат. 2217390, Россия, МПК 7с.03135104, Кузнецов Г.П., № 2002 101421/03; заявл.11.01.2002; опубл. 27.11.2003.
7.Ванна скловарної печі: Пат. 71784, Україна, МПК 7 с.03В5/04, Котельник О. В.,Селіхов Ю.А., Довженко О.Ю., № 2312. 2003; опубл. 15.12.2004.
8.Ящищин Й. М., Жеплинський Т.Б., Технологія скла у трьох частинах: ч. II –Технологія скляної маси, навчальний підручник. – Львів: Бескіз Біт, 2004. – 250с.
9.Мел для стекляной промышленности, Лебедев Л., Стекло мира 2003, № 4, с. 61.
10.Статьи об использовании заменителя кальцинированной соды в стекловарении,Стекло мира 2003, № 1.
11.Гулоян Ю.Л., Казаков В.Д., Смирнов В.Ф., Производство стеклянной тары. – М.:Легкая индустрия, 1979. – 256 с.
12.Волгина Ю.М., Теплотехническое оборудование стекольных заводов. – М.:Стройиздат, 1982. – 276 с.
13.Зубанов В.А., Механическое оборудование стекольных и ситаловых заводов. – М.:Машиностроение, 1975. – 408 с.
14.Методичні вказівки до виконання курсових робіт за дисципліною „Основитехнології тугоплавких неметалевих і силікатних матеріалів” для студентівспеціальності 091606 усіх форм навчання / Укл. Щукіна Л.П., Федоренко О.Ю.,Проскурняк О.М., Лісачук Г.В. – Харків: НТУ „ХПІ”, 2005. – 48 с.
15.Методичні вказівки до курсового і дипломного проектування для студентів IV – Vкурсів спеціальності 7.091609 „Хімічна технологія тугоплавких неметалевих ісилікатних матеріалів” спеціалізації „Технологія скла” денної та заочної формнавчання / Максимович С.І. – Дніпропетровськ: УДХТУ, 1997. – 41 с.
16.Методические указания к самостоятельной работе и практическим заняттям по курсу„Оборудование заводов и основы проектирования” для студентов IV курсаспециальности 25.08 / Сост. Сардак Э.М., Максимович С.И., Савченко В.Д. –Днепропетровск: ДХТИ, 1992. – 48 с.
17.ГОСТ 12.0.003-74*. ССБТ Опасные и вредные производственные факторы.Классификация. – Введен 01.01.76.
18.ПУЭ-87. Правила и устройство електроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1987.
19.ГОСТ 121.030-81*. ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление. – Введен01.01.82.
20.ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздухурабочей зоны. – Введен 01.01.89.
21.ГОСТ 12.1.007-88. ССБТ. Вредные вещества. Классификация. – Введен 01.01.89.
22.ГОСТ 12.1.003-83*. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. – Введен 01.07.89.
23.ДСН 3.3.6.037-99. Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку.Державні санітарні норми. – Діє з 01.12.99.
24.ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования. – Введен01.07.91.
25.ДСН 3.3.6.039-99. Санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації.Державні санітарні норми. – Діє з 01.12.99.
26.ГОСТ 12.2.003-91*. ССБТ. Оборудование производственное. Общие требованиябезопасности. – Введен 01.01.92.
27.ГОСТ 12.3.002-75*. ССБТ. Процессы производственные. Общие требованиябезопасности. – Введен 01.07.76.
28.ГОСТ 12.1.018-93. ССБТ. Пожаровзрывобезопасность статического электричества.Общие требования. – Введен 01.01.95.
29. НПАОП0.001.29-97. Правила захисту від статичної електрики. – Діє з 31.05.02.
30.ГОСТ 12.1.004-91*. Пожарная безопасность. Общие требования. – Введен 01.07.95.
31.ГОСТ 12.1.044-89*. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов.Номенклатура показателей и методы их определения. – Введен 01.01.91.
32.ДСН 3.3.6.042-99. Санітарні норми мікрокліматувиробничих приміщень. – Діє з 01.12.99.
33.ГОСТ 12.1.007-88. ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требованиябезопасности.
34.ГОСТ 12.1.011-78*. ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний.– Введен 01.07.79.
35.НАПБ Б.03.002-2007. Норми визначення категорій приміщень, будівель та зовнішніхустановок за вибухопожежною та пожежною небезпекою. – Діє з 01.01.08.
36.ДБН В1.1-7-02. Пожежна безпека об’єктів будівництва. – Діє з 01.01.03.
37. НПАОП40.-1.32-01. Правила устройства электроустановок. Электрооборудованиеспециальных установок. – К.: Укрархстройинформация, 2001.
38.ДНАОП 0.03-3.01-71. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. –Действует с 01.01.72
39.СНиП 2.04.05-91*. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. – М.:Стройиздат, 1992. – 64 с.
40. ДБНВ.2.5-28-2006. Природне і штучне освітлення. – К.: Мінбуд, 2006.
41.ГОСТ 12.1.029-80. ССБТ. Методы и средства защиты от шума. – Введен 01.01.81.
42.СНиП 2.09.04-87. Административныеи бытовые здания.– М.: Стройиздат, 1988. – 30 с.
43.ДСТУ 2272-2006. ССБП. Пожежна безпека. Терміни та визначення. – Діє з 01.01.07.
44.НАПБ А.01-1.01-2004. Правила пожежної безпеки в Україні. – Діє з 22.06.05.
45.ГОСТ 12.1.010-76*. ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования. – Введен01.01.78.
46.ГОСТ 12.4.124-83*. ССБТ. Средства защиты от статического электричества. –Введен 01.01.84.
47.РД 34.21.122-87. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений. –М.: Энергоатомиздат, 1989. – 50 с.
48. ЗаконУкраїни «Про цивільну оборону України», ВРУ №297-XII. – К., 1993.
49.Шоботов В.М., Цивільна оборона. Навчальний посібник. – Київ: Центр навчальної літератури,2004. – 438 с.
50.ГОСТ 12.0.003-74*. ССБТ Опасные и вредные производственные факторы.Классификация. – Введен 01.01.76.
51. Закон України «Про цивільнуоборону України», ВРУ, № 2974- Х. К 1993.
52. Стеблюк М.І. «Цивільнаоборона», підручник. — К.: Знання, 2006.