Пояснительная запискак курсовому проекту«Совершенствование производства листовогостекла флоат-способом»
Введение
Основными направлениями экономического исоциального развития России и стран СНГ является развитие производстваэффективных строительных материалов, одним из таких материалов является стекло.
Стекло – одиниз самых распространенных материалов, широко используемых в народном хозяйствеи в быту. Непрерывно возрастающая потребность в стеклоизделиях различногоназначения вызывает необходимость увеличения выпуска продукции стекольнойпромышленности при улучшении ее качества.
Научно-техническийпрогресс в производстве стекла позволил значительно расширить области егоэффективного применения. В последние годы в технике стеклоделия произошлизначительные изменения. Появились новые способы производства, новые областиприменения стекла, увеличилось число составов стекол, все более широковнедряются в практику методы математического планирования и автоматическогорегулирования процессов стеклоделия.
К числувыдающихся достижений последнего времени в стеклотехнике, несомненно, относитсяпроизводство полированного стекла на расплаве олова, заменившее дорогой способшлифования и полирования на громоздких механических конвейерах. Стекло иизделия на его основе применяют во всех областях современной науки и техники.Стекло превратилось в незаменимый материал строительного и конструкционногоназначения.
Огромноезначение имеет качество продукции – важнейший показатель деятельности предприятия.Повышение качества продукции в значительной мере определяет выживаемостьпредприятия в условиях рынка, темпы научно-технического прогресса, ростэффективности производства, экономию всех видов ресурсов, используемых на предприятии.Рост качества продукции – характерная тенденция работы всех ведущих фирм мира.
Управление качеством –действия, осуществляемые при создании, эксплуатации или потреблении продукции вцелях установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня ее качества.
Сущностьвсякого управления заключается в выработке управляющих решений и последующейреализации предусмотренных этими решениями управляющих воздействий наопределенном объекте управления. При управлении качеством продукциинепосредственными объектами управления, как правило, являются процессы, откоторых зависит качество продукции. Они организуются и протекают как надопроизводственной стадии, так и на производственной и после производственнойстадиях жизненного цикла продукции.
Система управлениякачеством продукции представляет собой организационную структуру, четкораспределяющую ответственность, процедуры, процессы и ресурсы, необходимые дляуправления качеством.
1. Анализ существующих технологийпроизводства изделия
1.1 Номенклатура,характеристика изделия
Стекло – твердый, прозрачный, однородный и хрупкий материаламорфной структуры, получаемый при остывании неметаллических расплавов.Окислами, расплавы которых при охлаждении переходят в стеклообразное состояние,являются кремнезем (Si02), фосфорный ангидрид (Р2О5) иборный ангидрид (В203). Эти окислы носят названиестеклообразующих, а стекла, образованные ими, – соответственно силикатными,фосфатными и боратными.
Стекла обладают следующими общими свойствами:
изотропностью, т.е. одинаковостью физических свойств по всемнаправлениям; при нагревании они не плавятся, как кристаллические тела, апостепенно размягчаются и переходят из твердого в жидкое состояние;обратимостью расплавления и затвердения: стекольный расплав, будучи охлажденным,вновь приобретает первоначальные свойства стекла.
В зависимости от своего назначения стекло, и стеклянные изделияможно разделить па строительное и полированное стекло,архитектурно-декоративное, техническое, химико-лабораторное, электровакуумное,оптическое, тарное, посудное и художественное.
Различныестекла отличаются определенными свойствами, которые можно подразделить на:механические, термические, химические, оптические и электрические.
Оконноелистовое стекло должно быть бесцветным, прозрачным и достаточно прочным. Онодолжно быть дешевым, а, следовательно, в его состав не должны входитьдорогостоящие компоненты.
В данномкурсовом проекте запроектировано производство листового стекла флоат-способом всоответствие ГОСТ 111–2001.
Таблица 1Наименование продукции Документация Код ОКП Стекло листовое ГОСТ 111–2001 592210 Стекло листовое для производства закаленного стекла для транспорта ТУ 5922–017–51404745–2006 Стекло листовое для производства многослойного стекла и закаленного стекла для стеклоизделий ТУ 5922–018–51404745–2006 Стекло листовое для промышленной переработки ТУ 5922–012–51404745–2003 Стекло листовое ТУ 5922–015–51404745–2003
Конечнымпродуктом являются листы размером 3,5×2,25 м толщиной: 4, 5,6, 8, 10 мм.
Стекло в соответствии с егооптическими искажениями и допускаемыми пороками подразделяют на марки М0, М1,М2, М4, М5, М6, М7.
Таблица 2 Номинальная толщина
Предельные отклонения по толщине
Разнотолщинность, не более 1.0–1.5 ±0.1 0.05 2.0 ±0.2 0.10 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 ±0.3 0.20 6.0 7.0 8.0–10.0 ±0.4 0.3 12.0–15.0 ±0.6 0.
Отклонения отплоскостности листа стекла не должно быть более 0,1% длины наименьшей стороны.
Таблица 3
Наименование показателя Норма для стекла марок М0 М1 М2 М3 М4 М5 М6 М7 Оптические искажения, видимые в проходящем свете для стекла толщиной: Не допускается искажение полос экрана Не нормируется «зебра» «кирпичная стена» Под углом, град. Менее или равным Более или равным Равным 45 40 35 30 45 60 90 Свыше 2.5 мм 50 45 40 35
Таблица 3а
Наименование показателя Норма для стекла марок Оптические искажения видимые в отраженном свете М0 М1 М2 М3 М4 М5 М6 М7 Не допускаются отклонения показателя отраженного растра, мм, более Не нормируется 3 4 5 6
1.2 Составсырьевой смеси
Шихтапредставляет собой смесь материалов, обеспечивающих прохождение при высокойтемпературе химических реакций с образованием стекла.
Дляпроизводства стекла применяют материалы, при помощи которых в состав стеклавводят окислы: Si02, Na20,СаО, MgO, А1203 и др.
Кварцевый песок – горная порода, при помощи которой в составстекла вводится Si02. Окись кремния является основой стекла. В кварцевыхпесках первого сорта содержание Si02 должно быть не менее 97,5–99%, а впесках второго сорта – не менее 97–98,7%. Примеси окислов железа (Fe203), титана (Ti02) и хрома(Сг203) являются вредными и к их содержанию в пескепредъявляются особенно жесткие требования. Содержание оксидов Fe203 не должнопревышать 0,05%.
К песку предъявляются также требования в отношении его зернового(гранулометрического) состава. Наиболее подходящим является песок со среднимразмером зерен – 0,15–0,40 мм. Поступающий в шихту песок дополнительнопросеивается через сито с сеткой №08 (81 отв/см2).
Доломит представляет собой осадочную горную породу, включающую в себяглавным образом минералы доломита с некоторыми примесями. Доломит в химическичистом состоянии содержит CaCO3 – 54.3%, MgCO3 – 45,7%. Через доломит встекло вводят MgO (не менее 19%) и CaO (в пределах 29–32%). Содержание примесей оксидажелеза в доломите не должно превышать 0,15%. В настоящее время доломит скарьера поступает обработанным и обогащенным, но подается в шихту последополнительного просеивания через сито с сеткой №1,2 (36 отв/см2).
Известняк широко распространен в природе. Это осадочная горная породасостоящая из СаСО3 и некоторых примесей Si02, А12О3,MgO в количестве до 2% этипримеси не вредны. Применяемый в стекловарении чистый известняк содержит 56%СаО и 44% СО2. Через известняк в состав стекла вводят СаО.Содержание окислов железа должно быть менее 0,3%. В последние годы известнякпоступает в виде мела в готовом виде, но перед поступлением в шихтупросеивается через сито с сеткой №1,2 (36 отв/см2).
Пегматит представляет собой прочную природную смесь, состоящую из 71%Si02 и 15% А12О3.В составе примесей находятся около0,4% окислов железа. На карьере он проходитпроцесс размола и обогощения и в производство поступает в готовом виде. Черезпегматит в стекло вводится А12О3. Перед подачей в шихтупроизводится контрольное просеивание через сито с сеткой №0,7 (100 отв/см2).В рецепте шихты может быть заменен полевошпатом.
Полевошпатный концентрат представляет собой отходы горнодобывающихфабрик, которые перерабатывают пегматитовые и нефелиновые руды для извлечения изних ценных минералов. Полевошпатный концентрат содержит до 68% Si02,21,7% А12О3и до 0,5% Fe203.
Кальцинированная сода – продукт химического производства ипредставляет собой хорошо растворимый в воде мелкокристаллический порошокбелого цвета. Химический состав соды – Na2CO3 содержащий 58,5% Na2O и 41,5% CO2. В составе примесейсодержится не более 0,02% оксидов железа. Кальцинированная сода являетсяглавным реагентом, обеспечивающий процесс химических реакций при варке стекла ивходит в состав стекла в виде оксидов натрия Na2O(R2O). Сода являетсясильнопылящим материалом, обладающим высокой гигроскопичностью и хорошейрастворимостью в воде. Последнее свойство затрудняет хранение соды, поэтому ееприходится складировать в специальных вертикальных силосах, оснащенных системойаэрации, исключающие попадание влаги и слеживания соды.
Сульфат натрия – синтетический продукт, натриевая соль сернойкислоты Na2SO4 который в основном составе содержит 43,7% Na2O и 56,3% SO3.
Сульфат представляет собой растворимый в воде мелкокристаллическийпорошок. Он применяется для активизации процесса осветления стекломассы. Обычнов комбинации с углеродом в качестве которого добавляется каменный уголь.Сульфат и уголь поступают на завод в готовом виде, но перед подачей в шихтупроходит контрольное просеивание на сите с сеткой №1,2 (36 отв/см2).
Таблица 4№ п/п Материал Применяемые сита
Объемный вес, т/м3 Угол естественного откоса в градусах № сита
Кол-во отверстий на 1 см2 1 Песок 0,8 81 1,4–1,6 27 2 Сода 1,4 25 0,9–1,4 36 (тяжелая) 3 Доломит 1,2 36 1,4–1,6 30 4 Известняк 1,2 36 1,3–1,6 38 5 Полевой шпат 0,7 100 1,4–1,6 38 6 Сульфат 1,2 36 1,4–1,6 - 7 Уголь 1,2 36 0,8–1,2 35 8 Мел - - 1,3 - 9 Готовая шихта (при влажности 4%) - - ~1,2 -
Одним из наиболее важных факторов определяющих выбор рецептастекла для флоат-процесса, является кристаллизационная способность стекла, тоесть те температурные пределы внутри которых оно может закристаллизоваться.Поэтому состав промышленного стекла всегда следует подбирать таким образом,чтобы температура верхнего предела кристаллизации была ниже температурыформования не менее чем на 25–30оС.
Для флоат-стекла этим требованиям удовлетворяют следующие составы:
Таблица 5№ п/п Наименование элемента Содержание в шихте, % 1
Si02 73 2
А12О3 0,9 3 СаО 8,7 4 MgO 3,6 5
Na2O(R2O) 13,4 6
SO3 0,3 7
Fe203 0,1
Состав стекольной шихты рассчитывается уже по заданному рецептустекла с учетом химического состава применяемых сырьевых материалов. Весовойсостав шихты является исходным для организации производства шихты. Онутверждается главным инженером предприятия и строго контролируется техническимперсоналом цеха и ЦЗЛ. Помимо исходных сырьевых материалов в состав шихтывводится стеклобой образующийся во время производственного процесса. Массастеклобоя вводится в количестве не более 20% (свыше 100%) от общей массы шихты.
Весовой состав шихты для флоат-стекла, рассчитанный длявышеприведенного рецепта:
Таблица 6№ п/п Наименование компонента Содержание в шихте, % 1 Песок 58,9 2 Полевой шпат 3,0 3 Известняк 4,0 4 Сульфат натрия 1,0 5 Уголь 0,1 6 Сода 18,0 7 Доломит 15,0 8 Стеклобой ≤20
1.3 Выбор и обоснование технологического способа производства
Процесс стекловарения можно классифицировать по способу варкистекла (тип печи) и по способу формования ленты.
Для варки стекла применяют печи периодического и непрерывногодействия. Периодические печи могут быть горшковыми и ванными, печи непрерывногодействия – ванными.
До недавнего времени стекловаренные печи работали на генераторномгазе. В настоящее время в связи с расширением использования природного газапочти все печи переведены на отопление этим дешевым, чистым и высококалорийнымтопливом. Используется в некоторых случаях и жидкое топливо (мазут, керосин).
Горшковые печиполучили свое название от горшков, в которыхпроизводится варка стекломассы. Их изготовляют из лучших сортов огнеупорныхглин. Емкость горшков может колебаться от 300 до 1000 кги более.
По количеству горшков печи бывают одно- и двухгоршковые, а такжемногогоршковые (до 16 горшков).
Печи бывают с нижним (кадиевые) и верхним пламенем. В первомслучае подача газа и воздуха в рабочее пространство печи, а также отводпродуктов сгорания осуществляются через вертикальные каналы, расположенные вцентре пода; во втором случае – через горелки, расположенные в верхней частибоковых стен рабочей камеры.
Нагрев воздуха, идущего на горение, осуществляется за счет теплаотходящих газов в регенеративных или рекуперативных устройствах, размещенных внижней части печного строения.
Недостатками горшковых печей являются плохое использование площадипода, небольшая производительность (до 10 т/сут), потребность в дорогоми сложном хозяйстве для изготовления горшков, вынужденные перерывы в работевследствие порчи горшков. Периодичность работы печей приводит к необходимостиих охлаждения перед выработкой и разогревания для варки. Это приводит к большойи бесполезной трате тепла. Тепловой коэффициент полезного действия горшковыхпечей обычно не превышает 8%.
Вследствие таких больших недостатков использование горшковых печейдля варки стекла в настоящее время сокращается.
Горшковые печи применяют лишь при варке оптического стекла,требующего высокой однородности и светопрозрачности, а также для цветных иглушеных стекол, производство которых связано с необходимостью обеспеченияспециальных режимов варки. Иногда их применяют также в случаях, когда требуетсяодновременно варить, в небольших количествах несколько составов стекол.
Ванные печи периодического действия.В таких печах нижняячасть рабочего пространства представляет собой бассейн без разделительныхприспособлений, полностью (по всей площади) заполненный стекломассой. Востальных конструктивных деталях они мало отличаются от горшковых печей сверхним направлением пламени. Применяют такие печи, в частности, для варкитугоплавких стекол «пайрекс», требующих большой продолжительности провара и высокихтемператур. Так как стенки и дно этих печей снаружи омываются воздухом, онилучше выдерживают действие высоких температур, чем горшки. Объем рабочей камерыв этих печах используется лучше, чем в горшковых, где площадь поверхностистекла составляет всего 30–35% от площади пода, а следовательно, большая частьтепла расходуется непроизводительно. Однако, как и горшковые печи, онивследствие периодического действия имеют большой удельный расход тепла.
Ванные печи непрерывного действияявляются наиболее совершеннымии поэтому широко распространены в производстве большинства массовых видовстекол (листовое, тарное и др.). В зависимости от вида выпускаемой продукции испособа выработки они могут быть различной производительности и отличатьсяконструктивными особенностями.
В ванных печах непрерывного действия стекольная шихта загружаетсяопределенными порциями с одного торца печи. В другом конце печи непрерывнопроизводится выработка стеклянных изделий из сваренной стекломассы, По своейдлине печь условно делится на зоны провара (варки), осветления и гомогенизации,студки и выработки. Необходимая температура в этих зонах поддерживаетсягорелками, расположенными над бассейном.
Зона студки имеет самостоятельную систему отопления или неотапливается вообще. Зона выработки имеет систему для подогрева стекломассы.
Бассейны печей могут иметь разделительные устройства междуварочной и выработочной частями в виде глухой стены с протоком или подвесныммостом, заглубленным в стекломассу.
В печах с неразделенным бассейном разделяют только газовую среду.Разделение производят при помощи экрана, выложенного в виде сниженной арки илисниженного свода.
Небольшие ванные печи производительностью до 15 т/сут, какправило, имеют подковообразное направление пламени, что обеспечивает факелудостаточную длину. Такие печи применяют при производстве небольших штучныхизделий.
Средние и крупные ванные печи, имеющие достаточную ширину, делаютс поперечным направлением пламени. Общая длина крупных печей достигает 70 м,а ширина – 10 м. Глубина бассейна зависит от типа стекол ипринимается при варке темного стекла 0,6–0,9 м, а при варкебесцветного – 1,2–1,5 м.
Средние (производительностью 15–60 тв сутки) и крупные(производительностью 400 тв сутки) печи применяют при механизированнойвыработке листового стекла, труб и больших штучных изделий.
Для использования тепла отходящих газов печи оборудуют обычнорегенераторами. Печи с рекуператорами, несмотря на свои преимущества(постоянство направления пламени), широкого распространения не получили.
В печах с поперечным направлением пламени горелки располагаются впродольных стенах, а регенераторы разделены на секции, каждая из которыхработает на одну горелку. Такая конструкция позволяет более точно выдерживатьтемпературный режим по длине печи.
Загрузка шихты в печи осуществляется механизированнымизагрузчиками, сблокированными с уровнемерами, что дает возможностьавтоматически поддерживать нужный уровень стекломассы с точностью 0,1 мм.Для поддержания в выработочной части печи постоянного давленияустанавливается дифференциальный манометр, сблокированный с шибером дымовойтрубы.Крометого, автоматически регулируются температура в выработочной части печи (за счетподачи наружного воздуха), соотношение между топливом и воздухом (черездроссельную шайбу), а также перекидка направления пламени.
Ванные печи для производства листового стекла имеют удельный съемстекломассы от 600 до 1300 кг/м2сварочной площади в сутки.Удельный расход тепла 3000–3500 ккална 1 кгстекломассы (12,5–14,6кДж/кг).
Тепло от сжигания топлива в ванных печах передается шихте истекломассе только через зеркало стекла. При такой передаче стекломассаполучает не более 35% от всего количества тепла, выделяемого при сжиганиитоплива. Кроме того, большое количество тепла теряется через ограждающиеповерхности рабочей камеры и с отходящими газами. В результате тепловойкоэффициент полезного действия печей не превышает 25%.
Формование стеклянных изделий из расплавленной стекломассыназывают выработкой. Выработка листового стекла по способу производства можетбыть прокатным, тянутым и на расплаве металла – олова (флоат-способ).Поверхности листового стекла могут быть полированными и неполированными.
Способом прокатки изготовляется сырое, узорчатое, армированноестекло, а также облицовочное – марблит.
Прокатка стекла может осуществляться периодической прокаткойкатком на литейном столе и непрерывной прокаткой между вальцами.
Прокаткой катком изготовляется стекло толщиной от 7 до 60 мм.Прокатные столы делаются из чугуна длиной до 9,0 мшириной 4–5,0 м;катки – диаметром около 0,75 м.
При этом способе стекломасса поступает в прокатную машину извыработочной части стекловаренной печи по сливному порогу и проходит кпрокатным вальцам. Зазор между вальцами регулируется в зависимости оттолщины прокатываемого стекла. Лента стекла после прокатки поступает на плиту изатем на рольганг, с которого она направляется в лер для отжига.
Способом вытягивания изготовляют листовое стекло, трубы истекловолокно. Листовое стекло подразделяется па оконное, витринное,фотостекло, цветное и полированное.
Способ вытягивания. Выработка листового стекла вытягиванием можетосуществляться лодочным, безлодочным и горизонтальным способами.
Лодочный способ заключается в том, что лента стекла вытягиваетсячерез щель специального шамотного поплавка (лодочку), погруженного на некоторуюглубину в расплавленную стекломассу.
Чтобы вытянуть стекломассу через щель, в нее опускают сверхуспециальную металлическую рамку («приманку»), а затем поднимают ее вверх.Стекломасса прилипает к приманке и, двигаясь вслед за ней кверху, вытягиваетсяв виде ленты.
Для успешного осуществления такого процесса формования стекломассадолжна обладать строго определенными свойствами (вязкостью, величиной силповерхностного натяжения, скоростью затвердевания), находящимися в зависимостиот химического состава и температуры. Обычно вытягивание стекла лодочнымспособом производится в температурном интервале 930–980° (температуралуковицы). При этой температуре стекломасса обладает оптимальными значениямиуказанных свойств. Чтобы вытянутая из щели лодочки стекломасса не растекалась,ее непосредственно над лодочкой охлаждают.
В результате охлаждения лента должна настолько затвердеть, чтобы крутящиеся валики,передвигающие ее вверх, не оставляли на ней следов.
Для выработки листового стекла лодочным способом применяют машинынепрерывного вертикального вытягивания, или, как их называют, машины ВВС.
При безлодочном вертикальном вытягиваниилента стеклаформуется непосредственно со свободной поверхности стекломассы. При этомспособе выработочный канал делают глубиной 1200 мм, а в переднейего части устраивают противосвильный мост из шамотного бруса, заглубленный встекломассу и перегораживающий канал по всей его ширине.
Основным недостатком этого способа является большаячувствительность его даже к небольшим нарушениям температурного режима.
Отжиг стекла производится непосредственно в вертикальных шахтахмашин ВВС.
При безлодочном горизонтальномвытягивании лента стеклавначале формуется вертикально (аналогично вертикальному безлодочному способу).Затем, находясь еще в пластичном состоянии, лента огибает вал, меняетнаправление на горизонтальное и поступает на ролики, а затем в лер на отжиг.Перемена направления вытягиваемой ленты с вертикального на горизонтальноесоздает направленность потока и обеспечивает более лучший отжиг при высокойскорости вытягивания. При этом способе выработочный бассейн глубиной 200 ммсоединяется с ванной печью промежуточной камерой глубиной 450 мм.
Одной из особенностей горизонтального вытягивания являетсявозможность производства тонкого стекла (0,6 мм)при высокомкачестве. Этот способ является также одним из наиболее производительных.Скорость горизонтального вытягивания одинарного двухмиллиметрового стекладостигает 140 м/ч.
Полированное стекло получают из сырого прокатного илитянутого стекла путем шлифовки и полировки его поверхностей. Стекло обладаетхорошей прозрачностью без видимых оптических искажений. Полированное стеклоподразделяется на зеркальное, витринное и техническое и применяется дляизготовления зеркал, остекления витрин, а также в мебельной промышленности, вавтомобилестроении, самолетостроении, судостроении и т. п.
Разработан также конвейерный способ полирования ленты стекла наповерхности расплавленного металла – олова и сплавов с преобладающимсодержанием олова (флоат-способ). Принцип такой полировки состоит в следующем:стекломасса из обычной стекловаренной печи поступает в прокатную машину, азатем по наклонной плите – в специальную ванну, в которой находится расплавленныйметалл. Основной агрегат, где на расплаве формуется лента стекла, – ваннаолова. Регулируемое количество стекломассы в виде струи поступает изстекловаренной печи на поверхность расплавленного металла (олова) и,продвигаясь по ней, превращается в ленту стекла с огненно-полированнымиповерхностями. После стабилизации толщины ленты ее отжигают и охлаждают.Продолжительность цикла 2 ч с момента формования ленты до упаковкиготового стекла.
Отличительная особенность способа двухстадийного формования состоитв том, что заключительная (вторая) стадия, выражающаяся в окончании процессаохлаждения и затвердевания стекла с одновременной фиксацией плоской формы иогненно-полированного характера поверхности, происходит уже за пределами ваннырасплава на терморегулируемой газо-воздушной подушке, газовый фронт которой спостепенным понижением температуры удерживает ленту стекла в подвешенномсостоянии.
В данном курсовом проекте в виду преимуществ был выбран способформования ленты стекла на расплаве металла – олова (флоат-способ).
производство качество изделие смесь
2.Технологическая часть
2.1 Разработкатехнологии производства
Данная технологияраспространяется на листовое стекло, предназначенное для остеклениясветопрозрачных строительных конструкций, средств транспорта, а такжеизготовления стекол с покрытиями, зеркал, закаленных и многослойных стекол идругих изделий строительного, технического и бытового назначения.
Подготовка сырьевых материалов. В настоящее время, как правило, основныесырьевые материалы, поступающие на стекольные заводы, не могут бытьиспользованы для составления стекольной шихты без предварительной подготовки.Поэтому на большинстве действующих заводов имеются специальные составные цехи,в которых производится их обогащение, сушка, измельчение и просеивание.
При этом такие материалы, как известняк, доломит и мел, подвергаютдроблению, сушке, помолу, грохочению и магнитной сепарации, а песок вдополнение к этим операциям часто требует более сложной обработки по егообезжелезнению.
В данном курсовом проекте было принято решение запроектироватьиспользование магнитных валковых сепараторов на редкоземельных магнитах дляобогащения и очистки песка, полевого шпата и других компонентов шихты отсодержащегося в них железа.
Сепаратор представляет собой заключенный в корпус мини-конвейер сраспределяющей системой подачи материала и устройством разделения потоков помагнитным свойствам. Основная часть сепаратора – ведущий магнитный валок смагнитной индукцией на его поверхности от 1,1 до 1,5 Тл. Редкоземельныймагнитный валок используется как ведущий шкив, тонкая лента служиттранспортирующим элементом и соединяет ролик с немагнитным ведомым шкивом.Транспортирующим элементом является тонкая, заполненная графитом кевлароваялента с внешним тефлоновым покрытием, которая обладает высокой износостойкостьюи позволяет максимально снизить потери магнитной индукции. В результатемагнитная индукция на поверхности рабочей зоны составляет от 1,0 до 1,7 Тл.Благодаря консольной конструкции один механик можетбыстро заменитьленту (на это затрачивается менее 5 мин). Сепаратор оснащен частотнымприводом регулировки скорости прохождения сепарируемого материала, смотровымокном, отверстиями для аспирации и дистанционным пультом управления.
Сепарируемый материал подается вертикально на распределяющеевибрирующее устройство, создающее равномерный слой продукта в зоне действиямагнитного поля. Движущейся лентой продукт переносится на магнитный ролик взону сепарации. Когда сепарируемый материал входит в область действиямагнитного поля, магнитные и (или) парамагнитные частицы притягиваются к валку,меняя тем самым свою траекторию движения, и отсекаются системой распределенияпотоков, а весь немагнитный материал продолжает движение по естественнойтраектории.
Редкоземельные валковые магнитные сепараторы в зависимости оттехнологических особенностей изготавливают в 1-, 2- и 3-уровневых версиях снемагнитным или магнитным повтором.
В случаях, когда влажность песка превышает 4–4,5%, его сушатобычно в сушильных барабанах, хотя применяют и другие устройства (шахтные,трубчатые и другие сушилки).
Для удаления из песка крупных зерен и включений его просеивают(грохочение), что является обычно вспомогательным процессом при обогащении. Дляпросеивания песка применяют вибрационные, барабанные и другие грохоты с ситами,имеющими 81 отв./см2.
Подготовка доломита, известняка и мела включает в себя дробление,сушку, помол, просеивание, магнитную сепарацию.
Дробление производят в щековых дробилках до кусков величиной 25–35 мм.
Сушку осуществляют в сушильных барабанах при температуре не выше400–450 °С (так как в противном случае может начаться разложениеизвестняка или мела).
Приготовление стекольной шихты. Стекольную шихту приготовляют путемтщательного перемешивания предварительно подготовленных и строго отвешенных(отдозированных) порций сырьевых материалов.
Шихта должна быть строго однородной по своему составу, т.е. вкаждом участке шихты соотношение сырьевых материалов должно быть одинаковым исоответствовать заданному рецепту. Допустимые отклонения по весу отдельныхкомпонентов от заданного состава не должны превышать:
Сода… ………………… 1,00%
Сульфат… ………………… 1,00%
Доломит и известняк в сумме……… 1,00%
Влажность… ………………… 0,50%
Влажность содовой шихтыдолжна быть 2–4%, а сульфатной 5–7%.
Шихту приготовляют в составных цехах, работающих по вертикальнойсхеме. По этой схеме бункера с сырьевыми материалами располагаются в один ряд.Емкость каждого бункера определяется суточной потребностью завода в каждомкомпоненте. Под каждым бункером смонтирован автоматический весовой дозатор. Поддозаторами устанавливают ленточные транспортеры.
Вначале отвешивается песок, который при помощи транспортеранаправляется в смеситель. После этого туда подается строго отмеренноеколичество воды из дозатора. Через определенное время, необходимое дляравномерного увлажнения песка, отвешивают и подают в смеситель доломит,известняк и соду. Отдозированные сульфат и уголь при помощи транспортеранаправляются в смеситель. Готовая сульфатоугольная смесь транспортеромподаетсяв общий смеситель.
После перемешивания готовая шихта самотеком подается в расходныебункера.
Для перемешивания шихты широкое распространение на стекольныхзаводах получили скоростные тарельчатые смесители периодического действия,обладающие высокой производительностью и обеспечивающие достаточнуюгомогенизацию шихты. Применяются также смесители барабанного типа.
Варка стекла.
Шихту следует загружать в печь в виде гряд или небольших кучеквысотой 100–250 мм.Такая подача обеспечивается при помощимеханических питателей с несколькими отдельными бункерами и столами,расположенными по ширине загрузочного отверстия (кармана).
Варка стекла производится в ванной стекловаренной регенеративнойпечи непрерывного действия с поперечным направлением пламени. Для отопленияпечи используют природный газ.
Варка стекла является процессом многостадийным превращения твердыхсырьевых материалов в жидкую стекломассу.
Процесс варки стекла состоит из 5 стадий:
· силикатообразование;
· стеклообразование;
· осветление;
· гомогенизация;
· студка.
Стекловарение протекает при высоких температурах 1400–1500оСв движущейся вязкой среде (стекломассе) переменного и сложного состава изависит от состава стекла, условий теплообмена, характера движения стекломассыи газов.
Силикатообразование – компоненты шихты взаимодействуют и претерпеваютфизические и химические изменения. К концу стадии большинство газообразныхвеществ из шихты улетучивается, основные химические реакции между компонентамишихты заканчиваются, шихта превращается в спекшуюся массу, состоящую изсиликатов и кремнезема. Для натрий-кальций-силикатных стекол стадия завершаетсяпри температуре 900…1150 °С. Повышение температуры ускоряетсиликатообразование;
стеклообразование – начинается плавление спекшейся массы, взаимноерастворение компонентов и кремнезема. К концу стадии стекломасса становитсяпрозрачной, без непроверенных частиц шихты, однако она еще пронизана большимчислом пузырей и свилей, содержит не растворившиеся зерна кремнезема и продолжаетоставаться химически неоднородной. Обычно эта стадия завершается притемпературе 1150…1250 °С. Повышение температуры, применениеперемешивания ускоряют процессы стеклообразования;
осветление – стекломасса, становясь менее вязкой, освобождается отвидимых газообразных включений. Стадия заканчивается при 1450…1550 °С ивязкости стекломассы 7…20 Па-с. Осветление ускоряется при повышениитемпературы, уменьшении толщины слоя стекломассы, добавке осветлителей,бурлении;
гомогенизация – стекломассу выдерживают при высоких температурахили перемешивают. К концу стадии она освобождается от свилей и становитсяоднородной. Обычно гомогенизация протекает одновременно с осветлением;
охлаждение – температуру стекломассы снижают на 200…300 °С,чтобы получить необходимую для выработки изделий вязкость.
Охлаждение стекломассы производится с помощью введенных встекловаренную печь водяных холодильников, мешальных устройств и подачи воздухав подсводовое пространство студочного бассейна.
После прохождения всех выше перечисленных процессов стекломассапоступает на формование ленты стекла. Формование ленты осуществляется в ваннерасплава. Ванна расплава представляет собой тепловой агрегат, содержащий слойрасплавленного металла (олова), защитную восстановительную атмосферу, средстваподачи и формования стекломассы, вывода ленты стекла из ванны расплава, КИП.
Ванна расплава имеет огнеупорную футеровку, выполненную изшамотных брусьев. Огнеупоры свода крепятся к раме кожуха. Срок службыогнеупоров ванны расплава до капремонта не менее 10 лет.
Процесс формования ленты стекла на расплаве металла включаетследующие стадии:
· регулируемуюподачу стекломассы на поверхность расплавленного металла;
· активноеформование;
· охлаждениеготовой ленты.
По длине ванна расплава разделена на 16 технологических зон, изкоторых 8 широких (с 1ой по 8ую зоны), 3 средних (с 9ойпо 11ую зоны) и 5 узких (с12ой по 16ую зоны).
В боковых стенках кожуха свода имеются окна для вставки и выемкинагревателей. В боковых стенках между бассейном и подвесной стеной имеетсяпромежуток, заполненный герметизирующими вставками. Основное тепло в ваннувносится стекломассой поступающей из стекловаренной печи. Регулированиетемпературы в процессе формования ленты стекла осуществляется сводовымиэлектрическими нагревателями, расположенными на специальной керамике. Длязащиты олова от окисления используется защитный газ (смесь азота и водорода),находящийся в ванне под небольшим избыточным давлением. Количество кислорода взащитном газе не должно превышать 0,0001%. Вывод ленты стекла из ванны расплаваосуществляется с перегибом при поднятии ленты стекла на приемные валы шлаковойкамеры.
Шлаковая камера является промежуточным конструктивным элементоммежду ванной расплава и печью отжига. Ее основное назначение – защита выходногоотверстия ванны от проникновения кислорода в ванну и осуществления выравниваниятемпературы и предварительного охлаждения ленты перед отжигом.
В шлаковую камеру, под второй и третий вал под углом к образующейвала подается сернистый газ. Обработка стекла сернистым газом производится сцелью защиты поверхности стекла от повреждения на валах печи отжига ипредотвращает загрязнение валов оксидами, выносимыми нижней поверхностью лентыстекла.
Толщину и скорость формования ленты стекла регулируется с помощьюрастягивающих устройств.
После формования лента стекла проходит отжиг. Отжиг ленты стеклаосуществляется в печи отжига, имеющий корпус, футерованный теплоизоляцией, иснабженный системой транспортирования и охлаждения ленты стекла,электрообогревом и КИП. Процесс отжига листового стекла включает следующиеосновные стадии:
· предварительноеохлаждение;
· ответственныйотжиг;
· ускоренноеохлаждение.
Печь отжига обеспечена системой автоматического аварийногопереключения приводов на питание от аккумуляторной батареи.
Конвейеры транспортировки ленты и листов стекла имеют скорости,соответствующие скорости перемещения ленты стекла в печи отжига иобеспечивающий его транспортировку в широком диапазоне скоростей выработки.Раскрой ленты стекла на листы проводится с точностью, соответствующей ГОСТ 111–2001и технических условий на вырабатываемую продукцию.
Концевые операции:
· раскройстекла на форматы на конвейере
· отрезкаи отломки бортов на конвейере;
· поворотлиста стекла на 90о;
· контролькачества листов стекла на конвейере;
· упаковкалистов стекла, хранение и отгрузка.
Нанесение прокладочного материала, укладка, маркировка и упаковканарезанного стекла осуществляется в соответствии с НТД в цехе.
Главным требованием ко всему технологическому оборудованиюявляется надежность и непрерывность (бесперебойность) работы.
2.2 Режим работы предприятия
Отправным материалом длярасчета технологического оборудования, потока сырья, состава персонала являетсярежим работы цеха (предприятия). Он определяет количество рабочих дней в году,количество смен в сутки и рабочих часов в смене.
Режим работыустанавливается в соответствии с трудовым законодательством РФ.
Приназначении режима работы предприятия необходимо обеспечить полное использованиеосновных фондов и принять наибольшее количество рабочих смен в сутки.
Расчетный годовой фондвремени работы технологического оборудования в часах, на основании которогорассчитывается производственная мощность предприятия в целом и отдельных линий,установок, определяют по формуле:
Вр=Ср*U*Ku(час),
где Вр –расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования в часах;
Ср– расчетное количество рабочих суток в году;
U – количество рабочихчасов в сутки;
Кu – среднегодовойкоэффициент использования технологического оборудования.
Вр= 365*24*0,95= 8322 часа
Гр= Вр*Кэк.в. =8322 * 0,876= 7290,1 часа
Где Гр– годовой фонд рабочего времени;
Кэк.в.– коэффициентиспользования эксплуатационного времени, 0.876
Таблица 7№ п/п Наименование цехов, отделений, пролетов, операций Кол-во рабочих дней в году Кол-во смен в сутки Длительность рабочей смены Годовой фонд эксплуатационного времени Коэф. использования эксплуатационного времени Годовой фонд рабочего времени 1 Цех по подготовке сырьевых материалов и заготовки шихты 365 2 12 8322 0.876 7290,1 2 Варка стекломассы (стекловаренная печь) 3 Формование ленты стекла (ванна расплава) 4 Отжиг ленты стекла 5 Концевые операции 6 Цех сортировки и упаковки
Режимработы предприятия характеризуется количеством рабочих дней в году, количествомсмен в сутки и продолжительностью смены в часах. В виду того, что на данномпредприятии имеют место процессы, требующие круглосуточного контроля, принимаем365 рабочих дня исходя из 7-дневной рабочей недели при двухсменной работе.Таким образом, годовой фонд рабочего времени составит 7290,1часа при 12ичасовой рабочей смене.
2.3 Расчет производительности предприятия
Производительностьпредприятия – расчетный показатель максимального выпуска условной номенклатурыпродукции в единицу времени.
Величина производственной мощности предприятия в целомравна сумме мощностей отдельных параллельно работающих технологических линий попроизводству стеклоизделий. Расчет производительности предприятия по выпускуготовых изделий производится исходя из заданной годовой производительности. Вданном курсовом проекте годовая производительность предприятия равна П=18250тыс. м2 /год при толщине ленты стекла 4 мм.
Прирасчете производительности необходимо учитывать возможный брак в производстве инекондиционность изделий. Для заводов по производству стеклоизделий процентбрака может достигать 1%. Расчет производительности приведен в таблице 8.
Пфак= 1,01*Пгод,
где Пфак – фактическая производительностьпредприятия в год по вытянутому стеклу без учета КИС;
1,01 – коэффициент, учитывающий потери при производстве;
Пгод – заданная производительность предприятия.
Пфак= 1,01*18250000=18432500 м2 /год.
Псутки= 18432500/365=50500 м2.
Псмена=50500/2=25250 м2.
Пчас=25250/12=2104,2 м2.
Приучете КИС=91% товарной продукции:
Пфак= 18432500х0,91=16773575 м2 /год.
Псутки= 50500х0,91=45955 м2.
Псмена=25250х0,91=22977,5 м2.
Пчас=2104,2х0,91=1914,822 м2.
Таблица 8№ п/п Наименование передела (операции) Производительность предприятия
В год, м2 /год
В сутки, м2
В смену, м2
В час, м2 1 Цех по подготовке сырьевых материалов и заготовки шихты 18432500 50500 25250 2104,2 2 Варка стекломассы (стекловаренная печь) 3 Формование ленты стекла (ванна расплава) 4 Отжиг ленты стекла 5 Концевые операции 6 Цех сортировки и упаковки
2.4 Расчет потребности предприятия в сырьевых материалов
Расчет объемапотребляемых материалов производится исходя из заданной производительностипредприятия и расхода материалов на единицу готовой продукции. Исходя, из этогоопределяем производительность предприятия.
Для получения стекла требуемого качества и вида состав шихтырассчитывают, используя данные химического анализа применяемых сырьевыхматериалов. Расчет ведут на 100 мас. Ч. стекломассы. Химические составы стеклаи каждого составляющего шихту вещества выражают в процентах от массы.
В данном курсовом проекте необходимо рассчитать состав шихты длялистового стекла отформованного флоат-способом следующего состава (%):
Таблица 5№ п./п. Наименование элемента Содержание в шихте, % 1
Si02 73 2
А12О3 0,9 3 СаО 8,7 4 MgO 3,6 5
Na2O(R2O) 13,4 6
SO3 0,3 7
Fe203 0,1
Таблица 9. Химическийсостав сырьевых материаловМатериал Оксиды, % П.П.П.
Si02 СаО MgO
Na20
А1203
Fe203 Песок 98,98 0,4 - - 0,22 0,03 0,37 Мел 1,5 54 - - - 0,02 44,3 Доломит 3 27 19,8 - 1,6 0,02 48,4 Сода - - - 56 - - 44 Известняк - 56 - - - 0,03 44 Полевой шпат 68 - - - 21,7 0,02 11 Сульфат - 0,8 - 95 - 0,01 4 Стеклобой 73 8,7 3,6 13,4 0,9 0,1 -
Чтобы получить 100 кг стекломассы заданного состава, необходимо ссырьевыми материалами ввести заданное количество оксидов в килограммах.
С учетом потерь при прокаливании и транспортировки состав шихтыбудет следующим:
Полевой шпат – 3%+11%+1%=3+0,33+0,03=3,36 кг.
Известняк – 4%+44%+1%=4+1,76+0,04=5,8 кг.
Сульфат натрия – 1%+4%+1%=1+0,04+0,01=1,05 кг
Уголь – 0,1%=0,1 кг.
Сода – 18%+44%+1%=18+7,92+0,18=26,1 кг.
Доломит – 15%+48,4%+1%=15+7,26+0,15=22,41 кг.
Из выше сказанного можно сделать вывод, что на 100 кг стекломассытребуется 118,527 кг шихты плюс 15 кг стеклобоя.
Таблица 10
№ п./п.
Материал
Потребность в материале
В год, т
В сутки, кг
В смену, кг
В час, кг
1
Песок 110037,7326 301473,24 150736,68 12561,39
2
Полевой шпат 6193,4076 16968,24 8484,12 707,01
3
Известняк 10691,0544 29290,56 14645,28 1220,44
4
Сульфат натрия 1935,4344 5302,56 2651,28 220,94
5
Уголь 184,32792 505,008 252,504 21,042
6
Сода 48109,6572 131807,28 65903,64 5491,97
7
Доломит 41307,8676 113172,24 56586,12 4715,51
8
Стеклобой 32768,9262 89777,88 44888,94 3740,745
9
Готовая шихта 251228,40792 688297,008 344148,504 28679,047
2.5 Выбор потребного количества технологического оборудования
Выбортехнологического оборудования производится с учетом ранее принятоготехнологического способа производства, а также исходя из рассчитаннойпроизводительности предприятия.
Расчет потребного количества технологического оборудования производится сучетом норм производительности оборудования в единицу рабочего времени приданной номенклатуре продукции, чтобы обеспечить выпуск изделий в объеме годовойпроизводственной программы предприятия в условиях установленного режима работы.Расчет потребного количества оборудования:
М= Пnч/(Пн*Кн),
Где М – количество машин (установок);
Пnч– производительностьпредприятия часовая;
Пн – производительность оборудованиянормативная;
Кн– коэффициент использования оборудования, встекольной промышленности он равен 0,98.
Подготовка шихты:
Взвешивание:
Песок – М=12561,39/(7000*0,98)=12561,39/6860=1,83
принимаем 2массоизмерительного устройства ДВСТ-350П.
Полевой шпат – М=707,01/(900*0,98)=707,01/882=0,8
принимаем 1массоизмерительное устройство ДВСТ-40.
Известняк – М=1220,44/(1300*0,98)=1220,44/1274=0,96
принимаем 1массоизмерительное устройство ДВСТ-40.
Сульфат натрия – М=220,94/(300*0,98)=220,94/294=0,8
принимаем 1массоизмерительное устройство ДВСТ-40.
Уголь – М=21,042/(30*0,98)=21,042/29,4=0,72
принимаем 1массоизмерительное устройство ДВСТ-40.
Сода – М=5491,97/(6000*0,98)=5491,97/5880=0,93
принимаем 1массоизмерительное устройство ДВСТ-40.
Доломит – М=4715,51/(5000*0,98)=4715,51/4900=0,96
принимаем 1массоизмерительное устройство ДВСТ-40.
Стеклобой – М=3740,745/(4000*0,98)=3740,745/3920=0,95
принимаем 1массоизмерительное устройство ДВСТ-40.
Перемешивание:
Сульфатоугольная смесь –
М=241,982/(300*0,98)=241,982/294=0,82
принимаем 1 тарельчатыйсмеситель СТ-250.
Готовая шихта –
М=28679,047/(15000*0,98)=28679,047/14700=1,95
принимаем 2 тарельчатыхсмесителя СТ-700.
Варка стекла:
Для варки стеклапринимаем ванную стекловаренную печь регенеративную с поперечным направлениемпламени непрерывного действия, производительностью 500т/сут готового стекла.
Формование:
Для формования лентыстекла принимаем ванну расплава (расплав олова) и растягивающие (утоняющие)устройства – «машина 466».
Отжиг:
Для процесса отжига лентыстекла принимаем печь отжига туннельную, электрическую, непрерывного действияПОС-350.
Концевые операции:
Перемещение ленты стекла– конвейер фирмы «Боттеро» со скоростью движения ленты стекла 30–60 м/мин.
Раскрой ленты стекла –механизм раскроя ленты стекла фирмы «Боттеро» АТ-533 8 шт. (4 рабочих и 4резервных).
Отломка бортов – механизмотломки бортов АТМ-533 4 шт. (2с левой стороны, 2 с правой стороны).
Весь переченьпроизводственного оборудования приведен в ведомости оборудования таблица 11.
Таблица 11. Ведомостьпроизводственного оборудования
№ п./п.
Наименование оборудования
Характеристика оборудования
Назначение оборудования
Количество 1 Массоизмерительное устройство ДВСТ-350П
Предел взвешивания 350 кг
Объем ковша 0,35 м3
Цикл взвешивания 180 сек.
Потреб.мощность 1,8 кВт. Взвешивание сырья 2 2 Массоизмерительное устройство ДВСТ-40
Предел взвешивания 15–40 кг
Объем ковша 0,1 м3
Цикл взвешивания 90 сек.
Потреб.мощность 0,6 кВт Взвешивание сырья 7 3 Магнитный валковый сепаратор МВС-77 на редкоземельных магнитах
Производительность, т/ч, при размере частиц, мм:
2,0……….2–3,
1,0………… до 2,
0,6………до 1,6.
Максимальная напряженность магнитного поля при зазоре 3 мм, кА/м…….1270 Обогащение и очистка слабомагнитных сырьевых материалов 5 4 Сушильный барабан с типоразмером 1200×6000
Объем сушильного пространства 6,8 м3.
Наклон 5%.
Мощность электродвигателя 3,8 кВт. Сушка сырьевых материалов 4 5 Тарельчатый смеситель СТ-250
Производительность 3–4 т/ч.
Вместимость чаши 250 л.
Мощность электродвигателя 4,5 кВт. Смешивание сульфата и угля 1 6 Тарельчатых смесителя СТ-700
Производительность 15 т/ч.
Вместимость чаши 700 л.
Мощность электродвигателя 20 кВт. Смешивание всех компонентов шихты 2 7 Механический питатель МП-30 Тип питателя – стольные Питание печи шихтой 4 8 Ванная стекловаренная печь
Тип – регенеративная с поперечным направлением пламени непрерывного действия.
Производительность – 500 т/ч готового стекла.
Кол-во пар горелок 6 шт. Варка стекла 1 9 Регенераторы Тип – вертикальный секционный с насадкой типа «Лихте». Утилизация тепла отходящих газов 12 10 Система разводки топлива и воздуха на раздув по горелкам
Способ подвода газа – нижний.
Тип горелочных устройств – горелка газовая ГГР-2, диффузионная. Подача газа к горелкам и его сжигание. Возможность плавного регулирования расхода газа и подбора оптимальных параметров пламени. 11 Система вдувания воздуха в подсводное пространство студочной части печи
Вентилятор
Производительностью 7200 м3/час.
Мощность эл. двигателей 40 кВт. Интенсификация студки стекломассы, подготовка стекломассы к выработке. 12 Автоматизированная пятиканальная система технологического контроля толщины ленты флоат-стекла в режиме реального времени в горячей зоне печи отжига Контроль толщины ленты флоат-стекла в режиме реального времени в горячей зоне печи отжига 13 Водяные холодильники
Осевой,
Боковые ограничители шихты, Для управления положения шихты в варочной части печи.
1
2 Арочный, Для защиты арки загрузочного кармана 2 На пережиме Для интенсификации процесса студки стекломассы, усиления возвратного потока в варочную часть 2 14 Перемешивающее устройство Две поперечные мешалки, установленные на пережиме стекловаренной печи за холодильником Для повышения однородности (гомогенизации) стекломассы по химсоставу и температуре 2 15 Ванна расплава
Расход стекломассы 500 т/сут.
Габаритные размеры:
Длина-49926 мм.
Ширина-8400 мм.
Высота-3218 от 0,000.
Установочная мощность электронагревателей 4768 кВт. Формование ленты стекла 1 16
Растягивающие (утоняющие) устройства
Машина 466 (Италия) Для предупреждения сужения ленты, получения стекла различных номиналов.
8 раб.
2
рез. 17
Печь отжига
ПОС-350
Тип печи – туннельная, электрическая, непрерывного действия.
Длина печи отжига 89650 мм.
Длина зоны воздушного охлаждения и обдува 89650 мм. Отжиг ленты стекла 1 18 Конвейер транспортировки ленты стекла Скорость движения листов по конвейеру, для толстых номиналов стекла 30 м/мин; для тонких номиналов 60 м/мин. Транспортировка ленты стекла 1 19 Механизм раскроя ленты стекла АТ-533 Раскрой ленты стекла на форматы, отрезка бортов от ленты стекла
4 раб.
4 рез. 20 Механизм отломки бортов АТМ-533 Отломка бортов
2 лев.
2 прав. 21 Ротатор АТВ-533
Поворот листа на 90о 1 22
Автомат съемщик-укладчик листов стекла
АТК-533 Тип – с пневмоприсосками Съем и укладка листов стекла в тарные контейнеры 1 23 Подвесной однобалочный кран Грузоподъемность 5т. Перемещение контейнеров со стеклом на склад готовой продукции 1
2.6 Расчет складовсырьевых материалов и готовой продукции
В этом пункте требуетсярассчитать емкость складов сырьевых материалов и складов готовой продукции.
Для сырьевых материалов,промежуточных продуктов, необходимых добавок и готовой продукции рекомендуетсярассчитывать объединенные штабельные склады.
L=V/Fсеч,
где L– длина склада;
V– объем расходуемогоматериала;
Fсеч – площадь сечениясклада.
Доставка сырьевыхматериалов осуществляется железнодорожным транспортом, исходя из этого,рассчитываем запас материалов на 10 суток
Склад песка:
L=2009,8/(10*6)=2009,8/60=33,5 м
Принимаем 2 штабельныхсклада размерами: длина-18 м, ширина-10 м, высота-6 м.
Склад стеклобоя:
L=448,9/(10*4)=448,9/40=11,22 м
Принимаем 1 штабельныйсклад размерами: длина-12 м, ширина-10 м, высота-4 м.
Для остальных компонентовшихты рассчитываем силосные склады по формуле:
V=A/K3,
где V– емкость силосного склада;
A– объем требуемогоматериала;
K3– коэффициент заполнениясилоса, равен 0,9.
Склад полевого шпата:
V=113,12/0,9=125,7 м3
Принимаем 1 силосразмером: диаметр-3 м, высота-17,8 м.
Склад известняка:
V=202/0,9=224,44 м3
Принимаем 1 силосразмером: диаметр-4 м, высота-17,9 м.
Склад соды:
V=1098,4/0,9=1220,44 м3
Принимаем 3 силосаразмером: диаметр-6 м, высота-14,4 м.
Склад доломита:
V=754,5/0,9=838,33 м3
Принимаем 2 силосаразмером: диаметр-6 м, высота-14,85 м.
Склад сульфата натрия:
V=35,35/0,9=39,3 м3
Принимаем 1 силосразмером: диаметр-2 м, высота-12,5 м.
Для складирования углярассчитываем бункер по той же формуле:
V=4,6/0,9=5,11 м3
Принимаем 1 бункерразмером: длина-1,5 м, ширина-1,5 м, высота-2,3 м.
Для промежуточногоскладирования сульфатоугольной смеси рассчитываем бункер промежуточногоскладирования на 2 часа производственного процесса:
V=0,34/0,9=0,38 м3
Принимаем 1 бункерразмером: длина-0,7 м, ширина-0,7 м, высота-0,7 м.
Так же необходиморассчитать расходные бункера механического питателя МП-30:
V=47,8/0,9=53,11 м3
Принимаем 4 бункераразмером: длина-2 м, ширина-2 м, высота-3,33 м, емкостью 13,32 м3.Склад готовой продукции:
L=2055/24=85,63 м
принимаем склад готовойпродукции размерами 24×90 м.
3. Контроль производстваи качества выпускаемой продукции
Режимная карта технологического процесса производства стеклатолщиной 4 мм при съеме 500т/сут.
Таблица 12№ п/п Наименование параметра Ед. измер. Значение параметра Допустимые отклонения Примечание
Стекловаренная печь 1 Производительность печи т/сут 500 ±1 2 Уровень стекломассы мм 112 ±0,15 3 Общий расход газа по горелкам
Нм3/час 4660 ±45 4
Расход газа по горелкам:
1
2
3
4
5
6
Нм3/час
960
1000
860
1010
600
235
±5
±10
±5
±10
±10
±10 5
Состав отходящих газов:
Коэффициент избытка воздуха по горелкам
1
2
3
4
5
6
Содержание угарного газа (СО), не более
1–2 горелки
3–6 горелки ррм
1,05
1,05
1,10
1,10
1,35
1,7
2500
500
±0,02
±0,02
±0,05
±0,05
±0,15
±0,20 6 Давление газов в варочной части печи
Кгс/м2 0,26 ±0,02 7 Давление газа в коллекторе
Кгс/м2 0,65 +0,02/-0,01 8
Донные температуры, Д1
Д2
Д8
оС
972
994
918
±2
±2
±2 9 Температура по стекломассе, М3
оС 1402 ±3 10 Температура стекломассы в выработочном канале, К1
оС 1100 ±0,5 11 Температура отходящей воды с осевого холодильника, не более
оС 65 Температура воды на выходе регулируется начальником смены цеха 12 Температура отходящей воды с холодильника на пережиме
оС 48 ±3 13 Температура отходящей воды с мешалок
оС 50 ±3 14 Скорость мешалок стекломассы Об/мин 3,5–5 Задается распоряжением главного инженера
Ванная расплава 15 Скорость выработки ленты стекла М/час 620 ±5 16 Ширина ленты стекла с бортами мм 3530 ±10 17
Скорость РУ,
1
2
3
4 М/мин
2,75
3,75
4,75
5,75
±0,5
±0,5
±0,5
±0,5 Скорости и углы РУ допускается регулировать по распоряжению бригадира с целью выдерживания толщины и разнотолщинности стекла 18
Угол разворота РУ,
1
2
3
4 град
-4/-4
2/2
3/3
3/3
±1
±1
±1
±1 19
Расход защитной атмосферы:
Общий
По линиям1
2
3
4
м3/час
1200
345
300
285
270
±5
±5
±5
±10 Допускается регулирование по распоряжению бригадира при нештатных ситуациях 20
Содержание водорода в трубопроводах подачи защитной атмосферы по линиям:
1
2
3
4 Объемные%
3
4
6
5
±0,3
±0,3
±0,3
±0,3 Допускается регулирование по распоряжению начальника производства при нештатных ситуациях 21 Избыточное давление в ванне расплава
Кгс/м2 2,0 ±0,2 22 Температура олова в 16 зоне ванны расплава, лев/прав
оС 600/604 ±3 23 Температура ленты стекла на выходе из ванны расплава по пирометру
оС 607 ±1 24
Температура днища ванны расплава по зонам,
1–8
9–11
12–16
оС
100–110
90–95
90–95 25
Температура отходящей воды с холодильников под узлом слива,
1
2
оС
40
38
±3
±3 Температура воды на выходе регулируется начальником смены цеха 26 Температура отходящей воды с РУ, не более
оС 45 27 Температура отходящей воды с холодильников ванны расплава, не более
оС 50 28 Расход сернистого ангидрида Л/час 900 ±100 29 Содержание кислорода в ванне расплава, не более Объемные% 0,0008 30 Содержание влаги (точка росы) в ванне расплава, не менее
оС Минус 24
Печь отжига 31
Температура валов шлаковой камеры,
1
2
3
оС
542
550
550 ±2 Процесс отжига контролируется по положению регулирующих органов согласно разрешению главного инженера 32
Температура ПО по секциям (середина):
1
3
4
7
8
оС
560
510
515
455
415 ±5 33 Величина торцевых остаточных напряжений, не более Нм/см на 1 мм толщины стекла 5 34
Перепад остаточных напряжений, не более
Перепад остаточных напряжений на смежных образцах, не более Нм/см на 1 мм толщины стекла
1,25
0,8 35
Степень внедрения олова в нижнюю поверхность стекла, Тн+75%, не более 1,25 36 Температура стекла перед напылением, не более
оС 40
Таблица 13. Режимная карта процесса раскроя стеклаНаименование параметра, ед. измер. Значение параметра для стекла толщиной 4 мм 5 мм 6 мм 8–10 мм
Угол заточки ролика, о 135 140 145 154 Качество реза Ровный рез, отсутствие стекольной крошки и пыли, стекло легко разламывается по линии реза без образования закраин, сколов и т.п.
Помимо указанных процессов контролю также подвергаются показателикачества стекла: контроль потребительских свойств по качеству стекла и контрольтехнологического процесса по показателям качества стекла. К контролюпотребительских свойств по качеству стекла можно отнести: геометрическиепараметры (длина и ширина заготовок, разность длин диагоналей, толщина иразнотолщинность, отклонение от прямоугольности углов и кромок, ширина ленты сбортами и без бортов, отклонение от плоскости); присутствие микродефектов,пузырей и включений; оптические искажения видимые в проходящем свете ивотраженном свете; коэффициент направленного пропускания света; водостойкостьстекла. К контролю технологического процесса по показателям качества стекламожно отнести: состав стекла (процентное содержание оксидов); плотность стекла;однородность; унос олова стеклом из ванны расплава; определение массовой долипримесей в олове. Периодичность контроля задается с учетом наладкитехнологического режима выработки листового стекла. Все контрольные измеренияпроизводятся в соответствии с ГОСТ 111–2001.
4. Охрана труда на предприятии
4.1Требования к производственным помещениям
Производственныепомещения должны соответствовать требованиям «Правил техники безопасности ипроизводственной санитарии в промышленности строительных материалов» частьΙ СНиП 2.09.02.
Производственныепомещения, в которых размещается стекловаренная печь, ванна расплава и печьотжига, относятся по взрывоопасной и пожарной опасности к категории «Г».Складские и производственные помещения, в которых размещены площадки дляхранения готовой продукции относятся к категории «В».
Помещениядолжны быть оборудованы первичными средствами пожаротушения: ящиками с песком;порошковыми углекислотными огнетушителями; асбестовыми полотнами; внутреннимипожарными кранами, рукавами и стволами.
Площадкиустановки контейнеров, ящиков для упаковки стекла, а также проходы и проездыдолжны быть ограничены сплошными линиями желтого или белого цвета шириной от 50до 100 мм.
Для каждогопожароопасного участка должна быть разработана инструкция о мерах пожарнойбезопасности.
На каждоерабочее место должна быть разработана инструкция по охране труда, котораядолжна находится непосредственно на рабочем месте.
Рабочее местодолжно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.061.
4.2Требования к размещению производственного оборудования
При эксплуатации и ремонтеоборудования должны соблюдаться требования эксплуатационной и ремонтнойдокументации, поставляемые заводом изготовителем.
Эксплуатацияоборудования должна соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.019 «Правилатехнической эксплуатации электроустановок потребителей», «Правил устройства электроустановок».
Погрузочно-разгрузочныеработы при складировании упакованного листового стекла должны выполнятся поГОСТ 12.3.009.
Порядокостановки оборудования на ремонт, а также порядок приемки после ремонта долженсоответствовать «Положению о планово-предупредительном ремонте и эксплуатацииоборудования предприятий стекольной промышленности».
4.3Контроль за безопасностью производственных процессов
Контроль за противопожарнымсостоянием в производственных помещениях должен осуществляться в соответствии стребованиями ППБ 01–03.
Контроль забезопасным состоянием стекловаренных печей, работающих на газовом топливе,должен осуществляться в соответствии с требованиями «Правил безопасности системгазораспределения и газопотребления».
Заключение
В данномкурсовом проекте были запроектированы номенклатура выпускаемой продукции, изаводская технология производства листового стекла флоат-способом формования нарасплаве олова; были рассчитаны режим работы предприятия, производственнаяпрограмма предприятия, потребность в сырьевых материалах, потребностьпредприятия в оборудовании; так же были описаны контроль технологическогопроцесса и качества продукции и безопасность технологического процесса.
В данном курсовом проектебыла запроектирована технологическая линия по производству листового стеклафлоат-способом формования. В данном курсовом проекте было запроектированоприменение нового оборудования, данное оборудование не является модернизациейстарых разработок (за исключением питателей и смесителей), а являетсяпринципиально новым, выполненным по новым схемам.
Следует отметить, что все запроектированныеавтоматы имеют приводы с частотным регулированием, оснащенные инкрементальнымидатчиками и управляются по специально разработанным программам контролерами Simatic S7 фирмы «Bottero» (Италия). Все этопозволяет с высокой точностью осуществлять производственные процессы. При этомсохраняется высокая производительность и высокое качество продукции.
Так же в проекте было запроектированоиспользование магнитных валковых сепараторов нового поколения на редкоземельныхмагнитах для обогащения и очистки слабомагнитных сырьевых материалов,автоматизированная пятиканальная система технологического контроля толщиныленты флоат-стекла в режиме реального времени в горячей зоне печи отжига, чтоспособствует совершенствованию производственных процессов и повышению качествапродукции.
Список используемой литературы.
1.Куприянов В.П. Технологияпроизводства силикатных изделий. Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.,«Высш. школа», 1975. 240 с. с ил.
2.Волгина Ю.М. Теплотехническоеоборудование стекольных заводов: Учебник для техникумов. – 2-е изд.,перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1982.-276 с., ил.
3.Химическаятехнология стекла и ситаллов: Учебник для вузов/М.В. Артамонова, М.С. Асланова,И.М. Бужинский и др.; Под ред. Н.М. Павлушкина. — М.: Стройиздат,1983. – 432 с., ил.
4.Строительныематериалы: Справочник/ А.С. Болдырев, П.П. Золотова и др.; Под ред. А.С. Болдырева.- М.: Стройиздат, 1989. – 567 с., ил.
5.Гулоян Ю.А.,Голозубов О.А. Справочник молодого рабочего по производству иобработки стекла и стеклоизделий. М.: Высш. шк., 1989.-224 с., ил.