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啤酒瓶玻璃厂课程设计.doc.doc 温州大学07材料 课 程 设 计 任 务 书 设计目 年产1.5-3万吨啤(白)酒瓶玻璃工厂工艺初步设计 本设计工作期限 2010.12.13-2010.12.25 指导教师 周永强 设 计 者 江丽军 设计的原始资料 一、 建厂地址 温州滨海工业园区 二、 燃料 重油 三、 水电供应及交通运输情况 城市自来水:供水能力 100000吨/日 国家电网供电: 供电能力 300000KVA/日 铁路专用线入厂辅以汽车运输 四、 建厂地点气象水文资料 1. 气象资料 年平均湿度81% 全年主导风向:偏北风 年均降水量1385.3毫米 2. 建厂地点地下水位高度 3. 建厂地点土壤耐压力 年产2.38万吨啤酒瓶玻璃工厂工艺 初步设计指导书 第1章 玻璃工厂工艺初步设计说明书内容和要求 1.1总论 (—)建设规模和生产方法 全厂总面积:50000? 办公生活区面积:5000? 后期预留面积:10000? 生产方法:机械吹制法 (二)厂区位置 温州滨海工业园区 (三)概述设计产品的生产发展概况(历史、现状、发展前景)及其在国民经济中的作用和地位 玻璃制品生产在我国历史悠久，但由于种种原因，玻璃工业始终没有发展，在建国初期，我国日用玻璃基本是手工生产，厂家很少，技术落后，谈不上规模，当时全国产量不过一万吨左右，保温瓶不过10万支左右。50年代和60年代，我国日用玻璃处于发展时期，本着自力更生、艰苦奋斗的精神，开始用池炉熔化、机械制瓶，但发展速度较慢。到70年代由于逐步解决了窑炉及成型设备制造技术，使用国内自制的自动或半自动制瓶机，使我国日用玻璃产量由40万吨绯徊的局面发展到百万吨产量。到了80年代，引进和借鉴国外的先进技术和设备，我国日用玻璃行业有了很大的发展。,,年代，我国日用玻璃行业随着改革开放的深入发展，企业通过股份制等深层次改革，打破了旧国有体制的束缚，股份制极大调动了职工的积极性，一大批民营、合资、股份制企业相继涌现，加上国外大量先进技术、先进设备的引进及我国玻璃机器制造业的发展，促进了日用玻璃行业的发展，使我国日用玻璃行业进入了高速发展阶段。 特别是在2003年以来日用玻璃产量每年以一百万吨速度递增，据2008年底统计，日用玻璃全国产量已达1446万吨，全国日用玻璃行业企业已达1300家，职人数30多万人，工业总产值784亿元。近几年玻璃瓶罐行业涌现出广东华兴、河北索坤年产量过50万吨的龙头企业。涌现出河北北雄、承德华富、山西大华、宏艺、安徽德力等近百家玻璃器皿出口企业。涌现出北玻仪、山东力诺、重庆正川等拉管企业 改革开放以来，日用玻璃行业的高速发展，中国产业研究院咨询集团认为，主要原因有以下几条:1、人民生活水平的极大提高，促进了我国轻工业的飞速发展，并由此带动了日用玻璃行业的发展。国外市场对玻璃器皿的极大需求及国内啤酒行业的快速发展，使玻璃器皿、瓶罐生产更是突飞猛进。2、改革开放以来，用玻璃行业引进大量国外先进技术、先进设备，国内玻璃机器制造业的高速发展，使日用玻璃生产技术越来越成熟。进入行业的门坎越来越容易，使得民营资本大量涌入。3、玻璃制品的安全、卫生、经济和不污染盛装物等特点是其他包装物无法替代的，可回收使用的环保性得到使用者的认可，市场需求量逐年增加。 展望未来日用玻璃行业的未来，依旧有着很大的发展空间。首先，世界发达国家由于 环保、劳动力成本等方面的原因，已将日用玻璃生产转向发展中国家。美国、法国、曰本、韩国都相继在中国投资建玻璃生产厂。其次，我国地域辽阔，人口众多，日用玻璃需求市场极大，特别是啤酒行业近些年的扩张和发展更加带动了啤酒瓶的生产。再次，由于我国是产煤大国，又是石英砂储量丰富的大国，农村剩余劳动力充足，使我国更具备日用玻璃制品生产大国的基础。未来中国日用玻璃行业还会有更大的发展空间，产量也将继续增长，品种会更加齐全，玻璃制品会更加丰富。 与此同时，中国产业研究院咨询集团认为，目前在日用玻璃行业仍存在的突出问题。 首先，节能环保问题越来越突出，日用玻璃行业在轻工行业不算污染大户，但由于能源靠烧煤，要排放二氧化硫，所以治理二氧化硫排放问题越来越摆在日玻行业生产日程上来。而目前治理此问题资金耗费大，一般玻璃企业又难以承受，但是环保要求又越来越强烈，这就需要我们不断研究解决排放的技术问题，找出技术先进可行、投资又低的治理办法，这是日玻企业急需解决的问题。 其次，日用玻璃行业技术人员缺乏，现在许多玻璃企业面临着既懂技术又懂管理人员越来越少的状况，使得一些民营企业到处高薪挖人，而技术人员的流动更造成企业技术队伍不稳定。这需要引起有关方面重视，积极培养日玻行业技术人员也是社会迫切问题 再次，玻璃窑炉是日玻行业生产企业的心脏，近年来一些民营企业家对窑炉技术改造进行了大胆偿试，取得了一些成绩，但也造成对窑炉改造的一些误区，使燃煤玻璃窑炉实现了大型化，提高了熔化率并降低了燃料单耗。但是造价并不低，又牺牲了玻璃液的质量和炉龄。当前急需推广成熟窑炉，如何推广节能且炉龄长的玻璃窑炉是行业的当务之急。 随后，由于近些年，煤、纯碱、劳动力等价格猛增，造成玻璃生产企业生产成本过高、利润低的局面，又由于一些地区产能过剩而价格上不去，造成一些小企业无法维持。需要有关部门制定扶持产能不足地区和限制产能过剩地区的玻璃企业的有关政策，限制企业之间无序竞争、打价格战的问题，这些都需要有关部门认真研究解决。同时也向日玻生产企业提出了如何提高产品质量、降低生产成本的突出课题，企业只有走科技之路，使用先进技术，加强工艺技术管理，使玻璃生产进入可控制状态，提高产品质量，降低生产成本，才能走出困境。 最后，2008年，受金融危机影响的玻璃器皿企业，今年出口订单普遍减少，国家虽然采取提高出口退税措施，但仍不能解决产品积压问题，这就需要器皿企业如何开发国内市场需求、如何在拉动內需上做文章，尽快走出困境。废玻璃在生产企业的回收利用是既环保、经济，又节能显著的一件大好事。但我国在废玻璃的回收利用方面仍存在很多问题，应该建设专门回收加工废玻璃的企业，使用高新技术分类、清洗、破碎等，生产出符合要求的碎玻璃供应制瓶企业，各制瓶厂也应建立碎玻璃处理车间。 1、玻璃材料具有良好的阻隔性能，可以很好的阻止氧气等气体对内装物的侵袭，同时可以阻止内装物的可挥发性成分向大气中挥发;2、玻璃瓶可以反复多次使用，可以降低包装成本;3、玻璃能够较容易的进行颜色和透明度的改变;4、玻璃瓶安全卫生、有良好的耐腐蚀能力和耐酸蚀能力，适合进行酸性物质(如果蔬汁饮料等)的包装;5、此外，由于玻璃瓶适合自动灌装生产线的生产，国内的玻璃瓶自动灌装技术和设备发展也较成熟，采用玻璃瓶包装果蔬汁饮料在国内有一定的生产优势。 玻璃啤酒瓶产业环境分析: (四)概述本设计的指导思想及遵循的原则 指导思想:本设计立足国内市场，产品达到国家;在本厂设计中，大量采用新工艺，新技术，新设备，全线生产自动化，标准哈，保证产品质量;在工厂建设中，接近原料产地，靠近交通便利之处，不占农田，节约投资，节省原料，同时要注意环境保护问题;在设备选用上，尽量选用国内设备以便维修保养方便。 原则:1.建筑物与构筑物的相对位置及系统和各种设备的布置应按照工艺过程，保证有合理的生产作业线，工程流程顺畅。 2.玻璃厂将全厂按功能分备料系统区，烧成系统区，燃料准备区，加工系统区和包装系统区及厂前区。 3.辅助车间及生产服务性设施，应尽量靠近其所服务的主要生产系统地区。 4.应尽可能缩小工厂的占地面积，并尽可能利用建筑物的上部空间。 5.布置工厂的建筑物必须考虑地形起伏和工程地质及水文地质条件，以便保证以最少的建筑费用达到较好的建筑质量。 6.应根据工厂的发展考虑工厂今后发展的可能性以便以最少的投资达到最高效益。 7.必须满足防火卫生要求，建筑物应按照采光和主导风向予以适当布置，使工厂大部分主要车间和设备能避免烟雾和灰尘。 8.工厂主干线等各种设施的链接应当合理。 9.工厂的总平面设计图应具有合理的艺术性。 (五)概述本设计的生产方法和生产工艺流程，说明本设计所选择的生产方法和工艺流程的先进程度及突出特点 玻璃瓶生产工艺主要包括:?原料预加工。将块状原料(石英砂、纯碱、石灰石、长石等)粉碎，使潮湿原料干燥，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量。?配合料制备。?熔制。玻璃配合料在池窑或池炉内进行高温(1550~1600度)加热，使之形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃。?成型。将液体玻璃放入模具做成所要求形状的玻璃制品，如平板、各种器皿等。?热处理。通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的结构状态。 玻璃瓶的工艺流程不是特别复杂:首先原料车间配方工程师根据产品品种及类型等资料综合考虑后制定料方，各种原材料根据料方比例要求同时进入各种电子称重装置同步称重并进入混料机。碎玻璃根据产品特点加工后进入电子称重装置称量并与其他原材料同步进入混 料机，混料机将各种原材料充分混合后通过天桥皮带把原材料输入到加料机并进入熔炉。熔炉用重油加热，炉内温度高达1300,1800摄氏度，熔化后的玻璃液进入料道缓冲并经过温度调节后通过特定的分料装置送到制瓶机。制瓶车间出来的初级产品经过退火、淬火、喷涂、检验等各道工序后才是真正的合格产品。所有玻璃料在同一熔炉熔制，经过两个料道由分料装置分到两个制瓶机制作，熔炉不能同时熔化两种不同颜色的玻璃液，无法分层出料，只能熔化同一颜色的玻璃液，再熔化另一品种时，需流料2—3天，才可转换到另一品种。两台制瓶机只能同时生产同样颜色的产品，产品尺寸大小可通过模具调节。 机械吹制时，玻璃液由玻璃熔窑出口流出，经供料机形成设定重量和形状的料滴，剪入初型模中吹成或压成初型，再转入成型模中吹成制品。吹成初型再吹成制品的称吹-吹法，适宜制成小口器皿和瓶罐。压成初型再吹成制品的称压-吹法，适宜制成大口器皿和薄壁瓶罐。 (六)本设计在合理利用资源，能源及环境保护方面所作的主要工作 生产过程严格按照国家相关标准，严控污染物排放指标，对多种矿渣实行尽量消耗工艺，减少其他污染。工人工作时佩戴防护用具，减少灰尘的污染。 (七)本设计的依据 玻璃原料以石英砂为主要原料，加上其他辅料在高温下溶化成液态，然后注入模具，冷却、切口、回火，就形成玻璃瓶。琉璃瓶一般有刚性标志，标志也由模具形状制成。玻璃瓶的成型按照制作方法可以分为人工吹制、机械吹制和挤压成型三种。机械吹制法制造工艺简便，节能、降耗、环保、经济效益好、自动化和集约化程度高等优势，成为国内水泥工业建设市场的主流生产线。原料预均化，生料均化，高效多功能挤压粉磨技术，新型机械粉体输送装置，新型耐热、耐磨、耐火、隔热材料以及IT技术等广泛应用于玻璃瓶机械吹制生产全过程，使玻璃瓶生产具有高效、优质、节约资源、清洁生产、符合环保要求等优点。因此，新型机械吹制法生产业是我国以后最主要的发展方向。 1.2 技术经济基础 (—)建厂地区的地理位置，环境条件，地质气象情况 1 地理位置 省级工业园区滨海园区位于温州永强机场南面，距市行政管理中心21公里，距国道3公里，距铁路货运站13公里，距机场3公里。园区规划面积30平方公里，以每平方公里1.5亿元的基础设施投入密度，建成“八通一平”的投资条件。 2 地质条件 未经钻探，根据10米槽深，石灰石质量较好 3 地震 此地未发过生较大地震，地质稳定 4 湿度 年平均湿度81% 5风向 全年主导风向:偏北风 6 降水量 年均降水量1385.3毫米 (二)原、材料、燃料的使用，运输方式 玻璃瓶的主要原材料是天然矿石、石英石、烧碱、石灰石等。使用碎玻璃， 纯碱，硝酸钠，碳酸贝，石英沙等十几中原料制造而成，经过1600度高温融化塑形等工艺制作出来的一种容器。 重油喷雾技术 铁路专用线入厂辅以汽车运输 (三)水电供应情况 1.供电能力 300000KVA/日(目前:80000KVA/日) 2.供水能力 100000吨/日(目前:10000吨/日) 3.污水处理能力 50000吨/日(目前:20000吨/日) 4.变电站容量 目前4万KVA，近期增容至8万KVA，企业可申请双路供电。 (四)建厂的主要技术经济指标(参照表1-1) 表1-1 1.3 生产工艺的确定 工艺设计人员在进行设计之前，必须明确玻璃工厂工艺设计的指导思想，掌握其基本原则和程序，并在设计中严格贯彻执行。为了强化学生的认识，把握住全面和大方面，有关这三方面的内容简要介绍如下: (1)玻璃工厂工艺设计的指导思想 贯彻和执行有关方针政策，积极采用合理可靠的先进技术，提高产品质量，增加产量，降低成本。在高温、粉尘、重体力诸方面，尽量改善操作条件。设计中应留有适当发展余地。在广泛收集国内外有关详尽资料基础上，做出合理可靠的、正确的、先进的设计。 (2)工艺设计的基本原则 ?根据设计计划任务书规定的产品品种质量、产量要求进行设计，设计产量应该略超出计划任务书规定的产品产量，也可以略低于计划任务书规定的产品产量(如在受设备选型限制条件下)，但在实际的工厂设计中，应提出报告，说明原困，在取得上级同意后，可按此继续设计。 熔窑、原料加工机械、成型机械等主机的产量，除了参考设备说明书和进行经验计算外。还应根据国内同类型主机的生产数据，并参考国内近似规格的主机产量进行标定。在工厂建成后的较短时期内，主机能达到标定的产量，即达到设计要求。同时，标定的主机产量应符舍优质、高产、低消耗和设备长期安全运转的要求(既要发挥设备生产能力，又不能过分追求强化操作。 ?选择技术先进可靠、经济合理的工艺流程和设备 工厂的工艺流程和主要设备确定以后，整个工厂设计大局已定。工厂建成后，再想改变其工艺流程和主要设备，将是十分困难的。 在选择生产工艺流程和设备时，应尽量节省能源，采用国内较成熟的先进经验和技术，对于新技术、新工艺、新设备，必须经过生产实践鉴定合格后，才可在新建厂设计中采用。 设计中引进国外的新技术、新工艺、新设备必须达到预期的技术要求和经济效益，即应格外慎重。 工艺流程和设备的选择应进行对比，以达到投术先进、经济合理的目的。 在进行具体设备选型时，尽量选用结构新、体型小、重量轻、效率高、能耗省且操作可靠、经久耐用、维修方便、供应有保证或能自行加工制造的设备。 各种附属设备的型号、规格应尽量统一，以便于生产管理和减少配备件的种类。 ?全面解决工厂生产、厂外运输和各种储备的关系 由于玻璃工厂的生产是长期连续不断的，而机械设备常需进行检修，同时，厂外运输又是间歇的，且受各种条件的制约，团此，各种物料都应有适当的储备。各种堆场、储库的容量，应满足各种物料储存期的要求，储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。但储存期也不应太长，以免增加基建工程童及工厂生产时的流动资金。 ?注意、考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地 工厂从设计到建成投产往往要几年时间，而生产技术却在不断地发展，因此，设备的生产能力应能切实满足生产要求并留有余地。例如，各车间主机对熔窑应有一定的储备能力，各种附属设备对其主机应有一定的储备能力。 考虑工厂扩建的原则是:既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影晌原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积和投资。 ?合理考虑机械化、自动化装备水平 机械化水平应与工厂规模和装备水平相适应，其中主要是研究经济效果。连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化;高温、粉尘浓度高的操作环节、重大设备的检 修、起重，以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。 我国工厂生产过程的自动化有自己的特点，目前不强调高度全盘自动化，而是注重讲求实效的局部自动化。如保证熔窑连续生产的自动化;调节频繁、非人力所能的环节的自动化等。 ?注意保护环境、减少和避兔环境污染 贯彻执行国家环境保护、工业卫生等方面的规定，采取积极措施，减少和避免环境污染，以保证职工身体健康和延长设备使用寿命。 ?方便施工、安装，方便生产、维修 工艺布置应做到生产流程顺畅、紧凑、尽置简单化，力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及其他专业对布置的要求。 (3)工艺设计的程序 工艺设计先从工艺设计计算开始，从全厂总工艺计算着手，确定各项工艺的技术经济指标，列出全厂各种产品的产量，每天平均和最大化料量，以及各种消耗量。再进行配料计算，列出各种原料的日和年需要量。然后进行主机平衡计算，从而确定各种物料、燃料、材料的储存量，储库的主要规格尺寸。最后才能初步考虑各个车间轮廓尺寸，绘制生产车间总平面轮廓图，初步解决各生产车间的平面位置关系，为进行分车间设计做好准备。分车间设计时，先从车间内部的设备选型计算着手，通过计算选定设备，然后进行车间布置设计，绘制车间工艺布置图。采取这样的步骤，对于避免设计工作的返工是很有必要的。 必须指出:工艺设计计算与工艺布置问题，是不能截然分开的，特别是进行主机平衡计算时，必须考虑到所选用的主机在工艺流程上和设计布置上的问题，以免在设计布置时出现困难。 所有的工艺计算，都是以熔制车间生产能力为基础的。熔制车间生产能力基本上决定了工厂的生产能力。 全厂生产车间总平面轮廓图(方块图)，主要表示各车间的相互位置，水平位置间距必须考虑立面布置的要求，例如配合料出混合机到熔制车间窑头料仓，应在斜胶带输送机上倾角度适宜的情况下，确定混合机房与熔制车间的间距及标高关系，这是工艺专业必须向总图专业提出的资料。这是总图专业进行工厂总平面布置设计的主要依据。 各车间工艺布置图应分车间绘制，表示车间的主要平、剖面，供土建等有关专业配合设计用。 (—)玻璃成分的设计及配方计算 1(玻璃成分设计的论述 简述玻璃成分的设计原则及基本要求，论述玻璃成分的设计和确定，说明所确定的玻璃成份的特点。 计算原理:以玻璃的重量百分组成和原料的化学组成为基础,计算出熔制100kg玻璃所需的各种原料的用量,然后再算出相应的配料量. 计算假定:原料中的气体物质在熔化玻璃过程中全部分解逸出,分解后的氧化物全部转入玻璃成分中. 1(白酒瓶的化学成分(wt%) 成分 SiO AlO FeO CaO MgO RO SO 总计 2232323配比 72.00 1.00 0.10 8.40 4.00 14.30 0.20 100 2(原料的选择和原料化学成分 进行原料选择的论证，确定本设计所用原料并将所选原料的化学成分参照表1.2示出。 表1-2 原料化学成分 原料 化学成分% 名称 SiO AlO FeO CaO MgO NaO KO NaSO C 223232224 98.75 0.68 0.08 0.06 0.03 硅砂 71.87 15.32 0.15 0.31 20.35 4.12 2.71 硅石粉 0.53 0.15 0.11 32.56 白云石 1.22 0.08 0.14 55.61 0.36 石灰石 57.26 纯碱 43.65 56.31 芒硝 82.12 煤粉 3(配料的工艺参数与所设数据 纯碱灰散率: 1.6, 玻璃获得率: 82, 碎玻璃掺入率: 20, 芒硝含率: 3.0, 碳粉含率: 4.5, 计算基础:100kg玻璃液 4(具体计算方法 1)纯碱和芒硝用量计算，设芒硝引入量为x kg，根据芒硝含率得 (x×0.4365)/14.30=3% x=0.983 kg 则由芒硝引入的NaO质量为 0.983×0.4365=0.429 kg 2 纯碱用量:(14.3,0.429)/0.5762=24.225 kg 2)煤粉用量 设煤粉用量为x kg，根据煤粉含率得 (x×0.8212)/(0.983×0.999)=4.5% x=0.054 kg 注意:设芒硝中NaSO含量为z则; 24 (80.06×z)=142.04×0.563 z=99.9 3)硅砂与硅石粉用量的计算 设硅砂用量为x kg 硅石粉用量为y kg，则 0.9875 x，0.718y=72.00 0.0068 x，0.1523y=1.00 解得 x=70.421 kg y=3.422 kg 由硅砂和硅石粉引入的各氧化物的量见表 3-3 表3-3 由硅砂和硅石粉引入的各氧化物的量 SiO AlO FeO CaO MgO NaO KO 2232322 69.541 0.479 0.056 0.042 0.021 硅砂 2.459 0.521 0.005 0.011 0.141 0.093 硅石粉 4)白云石和石灰石用量计算 设白云石为x kg，石灰石用量为y kg，则 0.3265x，0.5561y = 8.4,0.042,0.011=8.347 0.2035 ，0.0036y = 4.0,0.021=3.979 解得 x=19.489 kg y=3.599 kg 由白云石和石灰石引入的各氧化物的量见表3-4 SiO AlO FeO CaO MgO 原料 22323 0.103 0.029 0.021 6.346 3.966 白云石 0.044 0.003 0.005 2.001 0.013 石灰石 5)校正纯碱用量和挥散量 设纯碱用量为x kg，挥散量为y kg，硅石粉引 入的KO也归入纯碱，则 2 x ×0.5726=14.3,0.429,0.141,0.093 x=23.816 kg y/(y，23.816)=0.016 y=0.378 kg 6)校正硅砂和硅砂粉用量 设硅砂用量为x kg，硅砂粉用量为y kg，则 0.9875x，0.718y =72,0.103,0.044 0.0068 ，0.1523y =1.0,0.029,0.003 解 得 x=70.424 kg y=3.213 kg 7)把上述计算结果汇总成原料用量表 (表中原料用量以生产100kg玻璃计) 见表3-5-1与3-5-2 % 百分化学成分原料 用量 比% 名称 θ(kg) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O SO3 70.424 57.74 69.544 0.479 0.056 0.042 0.021 硅砂 3.213 2.63 2.309 0.489 0.005 0.010 0.219 硅砂粉 19.489 15.98 0.103 0.029 0.021 6.346 3.966 白云石 3.599 2.95 0.044 0.003 0.005 2.001 0.013 石灰石 23.816 19.53 13.859 纯碱 0.983 0.81 0.429 0.554 芒硝 0.054 0.04 煤粉 121.965 100 72.0 1.0 0.087 8.399 4.0 14.507 0.554 合计 8)各原料用量见下表 原料 含水率(%) 损失率(%) 湿基(t/d) 日进厂量(t/d) 年进厂量(t/a) 5 1 319.089 322.312 117644 硅砂 0.5 0.5 13.877 13.947 5091 硅砂粉 0.3 0.5 84.147 84.575 30868 白云石 0.5 0.5 15.565 15.643 5710 石灰石 0.5 0.5 104.736 105.262 38421 纯碱 0.5 0.5 4.274 4.295 1568 芒硝 0.5 0.5 0.211 0.212 77 煤粉 541.899 546.246 199379 总计 注a.年式作日按340天计;b.日熔化量700t; 9)如果每批配合料量为500kg,碎玻璃用量为20%,碎玻璃中R2O(Na2O+K2O) 挥发损失忽略不计,则有: 碎玻璃用量:500×20%=100kg 粉 料 用 量:500 -100 =400kg 各原料用量见下表 3-5-3(每批配合料量为500kg) % 百分化学成分原料 用量 比% 名称 θ(kg) SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O SO3 281.696 57.74 69.544 0.479 0.056 0.042 0.021 硅砂 12.852 2.63 2.309 0.489 0.005 0.010 0.219 硅砂粉 77.956 15.98 0.103 0.029 0.021 6.346 3.966 白云石 14.396 2.95 0.044 0.003 0.005 2.001 0.013 石灰石 95.264 19.53 13.859 纯碱 3.932 0.81 0.429 0.554 芒硝 0.216 0.04 煤粉 400 碎玻璃 887.86 100 72.0 1.0 0.087 8.399 4.0 14.507 0.554 合计 注500kg配合料中各种原料用量=熔制100kg玻璃中各原料的用量×增大系数. (二)生产方法和生产工艺流程的确定与论证 1(生产方法和生产系统的选择与确定，并论证方案的合理性 2(概述生产工艺流程和其优缺点，并用示意图把生产工艺流程表示出来。 1.4工艺计算 玻璃工厂设计的工艺计算主要是进行总工艺计算(即产量计算)，配料计算，生产过程中各种原料、燃料、辅助材料、成品量的计算。工艺计算的依据是产品的生产规格和品种及已定生产工艺流程。由计算所得的各种资料作为选择工艺设备规格和台数、计算各种物料的储库容积，堆场面积，以及确定该工厂的年吞吐量等的依据。 (—)生产班制的确定 生产班制是进行物料平衡计算的基础，必须参考现有工厂生产情况加以确定，并列表示出。玻璃工厂属连续生产企业，因此，各工序生产班制一般可参照表1-4确定。 (二)物料平衡计算参数 物料平衡计算所使用的各种参数是计算的依据，必须用下表首先列出:见表1-5、表1-6、表1-7 表1-5 表1-6 表1-7 注:(1)碎玻璃在加工运输中的损失L是指外购碎玻璃而言，进厂粒度:,200mm，进厂价格按当地进厂价格计算。成品粒度25mm，储期:30天。 (2)废玻璃的回收率90, (三)物料平衡计算所用公式及计算过程 物料衡算应根据任务书所要求的成品量，考虑到各加工过程的成品率，配料比等推算出各工序的加工量及各种原料的用量。下面以瓶罐玻璃工厂为例，介绍计算过程。 1(每天所需熔化的玻璃量 首先将任务书所要求的成品量，换算成每天需生产的成品件数，然后利用表1-8中的公式计算。表1-8 2(每天碎玻璃的生成量 θ=θ一θg(kg,日) 53 3(每天碎玻璃回收量 θ,θ×90,(kg,日) 65 注:如回收的碎玻璃量不能满足生产要求时，需要从厂外购入。 4(由配合料粉料生成玻璃液量 θ=θ-θ-θ 7369 5(每天配合料粉料量 θ,θ×θ(kg,日) 870 注:θ见配料表 0 6(各种原料的日用量，年用量 7(入窑总分 θ,θ,(1—F)，θ，θ 入8469 注:F4为配合料含水率取4,;θ为每日外购碎玻璃量，需用碎玻璃掺入率(20,)9 核算 8.碎玻璃掺入率 (θ，θ)/θ×100, 入69 9(各种原料的储存方式 10(纯碱芒硝库的计算 11(堆场或吊车库的计算 1.5 工厂总平面布置设计 工厂总平面布置是玻璃厂设计的主要组成部分之一。在实际设计中分两个步骤完成。 第一步，在工艺计算之后，进行全厂生产车间总平面轮廓图布置，并绘制成图;第二步， 在车间工艺布置设计完成后，进行最后的工厂总平面布置，并绘制成工厂总平面布置图。 尽管我们主要是进行工厂工艺设计，但由于工艺设计与总平面布置设计紧密相关，相互 联系影响较大，所以，也要对总平面进行初步的设计。 对于工厂总平面布置设计，要求在掌握玻璃工厂的组成，厂区功能分布特点及总平面布 置要求(详见《玻璃工厂设计概论》)等基础上，遵循玻璃工厂总平面设计原则而进行设计。 (一)玻璃工厂总平面设计原则 玻璃厂总平面布置是玻璃厂设计的主要组成部分之一。在设计中必须全面贯彻国家各方 面方针政策。全面地、辫证地对待工厂企业中各项设施的要求。力求使工厂布置合理，力争造符合该企业生产工艺特性的统一的建筑群体，使工厂多快好省地建成投产，并创造良好的生产经营管理条件。设计中除遵循一般工厂总平面布置原则外，还必须结合玻璃工厂的特点。 1(玻璃工厂总平面布置必须遵循一般工厂设计的原则，满足生产工艺流程的合理性。建筑物、构筑物布置要符合卫生、防火、安全、通风及采光的要求。厂区布置要紧凑，符合城市规划的要求。正确选择运输方式，使运输过程简捷，避免交叉往复。要结合地形地质、水文地质等自然条件，要妥善处理主要生产车间与辅助车间，地上设施与地下设施，供电、供气、供排水，近期建设和远景发展的关系等等。使企业各个组成部分形成一个有机的整体。 2(玻璃工厂多位于城市或近郊地区，建筑物、构筑物布置一般采用区带形式，竖向布置一般采用连续式系统(对于山区建的玻璃厂则结合地形选择布置系统)，因此，厂区布置必须紧凑，切实注意节约用地，少占或不占良田，采取合并建筑，集中布置等各种措施， 既避免过多占用土地，又满足工厂施工、生产和发展的要求。厂区布置必须符合城市规划的要求。在可能的条件下注意工厂建筑群体的整齐美观，一般将熔制联合车间沿城市主要干道一侧布置。 3(玻璃工厂是连续不间断的生产企业，玻璃又是易碎产品。应将原料车间、熔制联合车间、成品库紧接布置，使生产作业连续、顺直及短捷，以改善熔化质量、减少玻璃半成品搬运距离，应使玻璃成品能直接装车外运，以减少装卸环节，减少玻璃破损。辅助设施要合理配置，保证不间断输送，达到简化生产、运输、装卸过程，节省劳动力，提高机械化水平， 节省动力，减少设备损耗，降低生产成本的目的。 干 4(玻璃工厂熔制车间属于高温生产车间，应布置在较为开阔、通风的地段。为了保证正常的成型作业和避免高温对成型工人的影响，应使熔化工段位于成型工段的下风侧。原料车间散发一定的硅尘及碱尘一般应布置在厂区边缘及下风地带，使工厂绝大部分设施避免受到影响。 5(玻璃工厂原料车间、熔制车间荷重较大，地下建筑物多而深，沉陷量要求小而均匀。应在满足生产情况下，结合自然条件，布置在土质均匀，土壤承载力较大，地下水位较低的地段。 6(玻璃工厂总平面布置应力争将近期建设和远期发展相结合，要有利于挖潜改造。玻璃工厂生产规模发展时，一般采用在熔制车间内部进行改造:改建熔制车间或发展玻璃加工品种。前者要考虑动力设施、仓库及堆场有扩大的可能:后者应注意在成品库附近可新建加工车间的可能。 (二)工厂总平面布置方案概述 , (三)玻璃工厂总平面布置的主要技术经济指标 因生产方法、生产规模、燃料种类、运输方式等不同而有一定的差异。 (1)厂区用地面积(公顷) 2(2)建筑物占地面积(m) 2(3)构筑物占地面积(m) 2(4)露天仓库及露天操场地占地面积(m) 2(5)铁路、道路、人行道占地面积(m) 3(6)土方工程量(m) (7)厂区土地利用系数(,) [(2)，(3)，(4)，(5)] /(1)×100, (8)建筑系数(,) [(2)，(3)，(4)] /(1)×100,丨 建筑系数反映建筑的密度。建筑系数太小，表示建筑物分布太疏，既浪费用地又会增加车间之间的管道和运输线路，以及绿化、美化设施的建设费用和管理费用;建筑系数太大，表示建筑物分布太密，则必然会造成对防火、卫生、生产经营管理及运输等产生不利影响。 玻璃厂的建筑系数一般为24,,32,。 总平面设计是各个专业设计的综合，它牵涉到工艺专业和其他专业的问题。这些问题既有内在联系又有矛盾。实际上，总平面图设计往往不可能使所有专业的要求都得到全部的满足。因此，在定方案时，应根据具体情况，进行方案比较，确定出最合理的布置方案。 第2章 玻璃工厂工艺初步设计图纸 1.生产工艺流程图 2.工厂总平面布置图(见附件一) 附件一: