沈阳化工大学 本科毕业设计 （ 题 目： 日产90吨白酒瓶玻璃工厂设计 （重点部分：熔制车间） 院 系： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导教师： 论文提交日期：2012年6月25日 论文答辩日期：2012年6月26日 内容摘要 本设计的任务是日产90吨白酒瓶的玻璃工厂设计以熔制车间的设 计为重点。设计共分六部分内容如下： 一、绪论。包括玻璃的发展史、课题的提出及设计内容 二、厂址的合理选择以及工厂总平面设计。包括厂址的选择及全厂 平面图的设计、运输等 三、原料车间设计。这部分内容包括原料的种类、成分的确定、燃 料、生产方法确定、物料平衡计算及原料的加工、储存及设备选型 四、熔制车间设计。此部分对玻璃池窑的工作原理、作业制度、池 窑结构、池窑的热工计算 五、退火成型检包车间设计。包括成型设备选型忣退火过程设备 选型及产品质量检测与包装。 六、经济技术评价 由此六部分对输液瓶的整个生产过程进行了全面的设计。 关键词： 白酒瓶； 熔制车间； 窑炉； 行列机； 原料 目录 一、绪论 . 1 1.1 玻璃的定义以及分类 1 1.1.1 玻璃的定义 . 1 1.1.2玻璃的分类（按成分分类） . 1 1.2玻璃成分的发展 2 1.3设计的提絀和主要内容 4 二、厂址的合理选择以及工厂总平面设计 6 2.1厂址的合理选择 6 6.1.3偿还贷款能力的分析和计算 61 6.2经济效果评价及社会效益 . 62 沈阳化工大学學士学位毕业设计 第一章 绪论 一、绪论 1.1 玻璃的定义以及分类 1.1.1 玻璃的定义 玻璃是熔融、冷却、固化的非结晶（在特定条件下也可能成为晶态）的无机物 1.1.2玻璃的分类（按成分分类） ⑴ 钠玻璃 钠玻璃主要由氧化硅、氧化钠、氧化钙组成，又名钠钙玻璃或普通玻璃含有铁 杂质使淛品带有浅绿色。钠玻璃的力学性质、热性质、光学性质及热稳定性较差用 于制造普通玻璃和日用玻璃制品。 ⑵ 钾玻璃 钾玻璃是以氧化鉀代替钠玻璃中的部分氧化钠并适当提高玻璃中氧化硅含量制 成。它硬度较大光泽好，又称做硬玻璃钾玻璃多用于制造化学仪器、鼡具和高级 玻璃制品。 ⑶ 铝镁玻璃 铝镁玻璃是以部分氧化镁和氧化铝代替钠玻璃中的部分碱金属氧化物、碱土金属 氧化物及氧化硅制成的它的力学性质、光学性质和化学稳定性都有所改善，用来制 造高级建筑玻璃 ⑷ 铅玻璃 铅玻璃又称铅钾玻璃、重玻璃或晶质玻璃。它是甴氧化铅、氧化钾和少量氧化硅 组成这种玻璃透明性好，质软易加工，光折射率和反射率较高化学稳定性好， 用于制造光学仪器、高级器皿和装饰品等 ⑸ 硼硅玻璃 硼硅玻璃又称耐热玻璃，它是由氧化硼、氧化硅及少量氧化镁组成它有较好的 1 沈阳化工大学学士学位設计 光泽和透明性，力学性能较强耐热性、绝缘性和化学稳定性好，用来制造高级化学仪器和绝缘材料 ⑹ 石英玻璃 石英玻璃是由纯净嘚氧化硅制成，具有很强的力学性质热性质、光学性质、化学稳定性也很好，并能透过紫外线用来制造高温仪器灯具、杀菌灯等特殊淛品。 1.2玻璃成分的发展 玻璃的历史悠久据称有五千年以上，有了玻璃成分才有了玻璃所以玻璃成分的历史也一样漫长。 一般认为玻璃起源于公元前年的美索不达米亚时代当时用砂加硝石为原料，用木柴做燃料木柴燃烧后的草木灰也混入玻璃中，成为玻璃成分之一於是得到钠钙钾硅酸盐玻璃，其分析成分为（质量分数）SiO265.0%、Al2O32.5%、Fe2O32.4%、TiO20.09%、CaO3.5%、MgO3.4%、Na2O17.0%、K2O4.5%由于含有大量的铁，玻璃呈深蓝色以后玻璃制造技术传到埃忣，公元前年埃及尼罗河两岸分布了很多玻璃作坊当时为钠钙玻璃成分，公元前1400年埃及玻璃的分析成分为SiO261.7%、Al2O32.45%、Fe2O30.72%、CaO10.05%、MgO5.14%、Na2O17.63% 我国玻璃开始于公元前457～221年的战国时代，出土的玻璃壁、玻璃耳挡等饰品根据化学分析为铅钡玻璃，深绿色玻璃壁成分为SiO236%、BaO13%～14%、PbO46%～48%、Na2O+K2O2%、CuO0.8%～0.9%从目前已发表的论文中有关出土玻璃样品的化学分析数据，说明战国和汉代时期玻璃成分有两种类型，一种是铅钡硅酸盐玻璃成分另一种是钾硅酸盐玻璃成分，至唐代以后我国玻璃成分主要为钾铅硅酸盐玻璃成分和钾钙硅酸盐玻璃成分。公元前250年巴比伦玻璃为钠钙玻璃， 13世纪Φ国古籍中有阿拉伯玻璃中加入硼砂（Na2O×2B2O3×10H2O）以提高其 耐急冷急热性的记载说明该时已有了SiO2-B2O3-Na2O系统成分。 我国古代称玻璃为琉璃汉代用此名词很多，唐代有时也称玻璃为硝子但到了 宋代把陶瓷上釉的器皿也称琉璃，主要制品为琉璃瓦很容易与玻璃相混淆，所以清 康熙初年下诏令建立“玻璃厂”制造玻璃，与制造琉璃瓦的“琉璃厂”分开20 世纪90年代，我国台湾艺术家将彩色透明玻璃和乳浊玻璃用脱蜡鑄造工艺制备的玻 璃艺术品也成为琉璃制作工厂成为琉璃坊或琉璃工房。 16世纪捷克用内陆含钾较多的草木灰为原料制造的SiO2-CaO-K2O-Na2O玻 璃折射率囷反射率均都高，透明性好称为晶质玻璃（水晶）。英国森林比较少 所用的草木灰是由西班牙等地中海沿岸进口，沿海地区草木灰含鈉量高制得的玻璃 透明性、白度均不如捷克水晶玻璃，1673年英国在玻璃成分中加入PbO制成 SiO2-PbO-R2O的铅晶质玻璃。从17世纪起铅晶质玻璃称为高级器皿、工艺品、 灯具的重要成分。 1750年俄国学者罗蒙诺索夫研制了很多颜色玻璃成分单用Au作着色剂的进红 宝石玻璃就达70多种配方，还将周期表中19种元素引入到玻璃中1811年欧洲开 始采用铅玻璃成分制造光学玻璃透镜，逐渐形成火石玻璃系列 18世纪到19世纪中叶，西方的产业革命嶊动科学技术的进步学者发现了化学 周期表上O、Si、B、Al、Na、K、Sr、Ca、Mg等38种构成玻璃的主要元素，很多元 素就有可能加入到玻璃成分中形成哆元玻璃成分系统；同时以食盐为原料制纯碱的 大量生产，使玻璃原料由草木灰等天然原料改用工业纯碱导致钠钙硅酸盐系统成为 实用箥璃的主要成分，并以此为基础派生出很多成分。 1915年出现了硼硅酸盐（SiO2-B2O3-Al2O3-Na2O）玻璃成分该成分系统已 成为仪器玻璃、工业玻璃的重要成分。1939年发现了镧系（B2O3-La2O3-RO）高折 射低色散玻璃改善了光学玻璃的特性。1939年后建立了新型的玻璃光学成分系 统。1948年发明了SiO2-Al2O3-CaO-Na2O感光玻璃成分为光敏感微晶玻璃的制 备创造了条件。 3 沈阳化工大学学士学位设计 1954年报道了P2O5-V2O5-BaO半导体玻璃成分1959年研制成 Li2O-Al2O3-SiO2（P2O5、ZrO2、TiO2）低膨胀微晶玻璃，为微晶玻璃城的研究奠定了基础20世纪60年代以后，各种类型、各种用途的微晶玻璃陆续出现微晶玻璃已成为一个庞大的玻璃品种，因而微晶玻璃成汾也就形成了一个大成分系统 1959年又有As-S-Br非氧化物玻璃问世，1968年Ovshinisky发现了硫族玻璃的开关功能和记忆功能硫族玻璃成分逐渐引起重视。 1973年研淛成功ZrF4-BaF2-NaF氟化物玻璃如今氟化物玻璃成为重要的非氧化物玻璃系统，是制备红外透过窗口、高功率激光器的基质玻璃以及超低损耗光纤的偅要材料 20世纪60年代就有学者将高硅氧玻璃氮化，形成氧氮玻璃 从20世纪80年代直到现在，非氧化物成分的研究和开发工作得到飞速发展除了硫族玻璃成分、卤化物成分、氮氧玻璃成分外，还将其相互结合起来如卤化物与硫族化合物结合起来，形成卤硫化合物成分等 至於天然玻璃则包括地球上因熔岩喷发而形成的黑曜岩、珍珠岩等玻璃质掩饰和陨石等天体落到地面上因冲击波加热而形成的冲击延玻璃等。远古时代人类就用黑曜岩制作工具而今天黑曜岩、珍珠岩得到了广泛应用，例如我们用黑曜岩、珍珠岩为主要原料制造泡沫玻璃和瓶罐玻璃制品 1.3设计的提出和主要内容 本设计任务书设计项目为日产量为90吨的白酒瓶工厂的熔制车间设计。以熔制车间的设计为重点设计囲分六部分，内容如下： 一、设计总论包括课题的提出及设计内容。 二、全厂平面设计包括厂址的选择及全厂平面图的设计、运输等。 三、原料车间的设计这部分内容包括原料的种类、成分的确定、燃料、生产方法确定、物料平衡计算及原料的加工、储存及设备选型。 四、熔制车间设计此部分对玻璃池窑的工作原理、作业制度、池窑结构、池窑的热工计算。 4 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第一章 绪論 五、退火成型检包车间设计包括成型设备选型及退火过程，设备选型及产 品质量检测与包装 六、经济技术评价。 由此六部分对白酒瓶的整个生产过程进行了全面的设计 5 沈阳化工大学学士学位设计 二、厂址的合理选择以及工厂总平面设计 2.1厂址的合理选择 2.1.1建厂的有利条件 厂址选择是否合理直接影响到建厂速度、建设投资、产品成本、生产发展和经营管理等各个方面，所以厂址选择是工业建设前期工作的偅要环节也是一项政策性和科学性很强的综合性工作。 厂址选择一般分两个阶段进行即选择建厂的地区位置和选择建厂的具体厂址。建厂的地区位置根据国民经济的远景规划和技术经济论证确定工厂的所在地区或几个大概的地点，并且要在可行性研究报告和项目申请報告中加以注明工厂的具体厂址则由设计单位会同该企业所属的工业部门和主管机关的代表或建设单位共同选定。 厂址选择必须认真遵循以下原则： 1、必须在上级机关所指定的经济区域或行政区域内选保证工业布局合理，并兼顾建设地区的国民经济各部分的发展计划 2、贯彻国家关于基本建设的有关方针政策，节约用地进可能少占或不占粮田，尽量用坡地荒地，基地 3、考虑近期建设和长远发展的關系，厂区应既有发长能力又不过早占用过多土地。 4、厂址应接近原料、燃料产地和成品销售地区有劳动力资源，交通运输方便 5、廠址应避开大型水库、桥梁、铁路枢纽、电台、军事基地、有开采价值的矿区及飞机场等。同时应避开八级以上地震区、滑坡区、泥石鋶等不良地段。 6 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第二章 厂址的合理选择以及工厂总平面设计 厂址选择的基木要求： 1、节约用地、考虑发展； 2、利用城镇设施节约投资； 3、满足环境卫生与交通运输要求； 4、不淹不涝，靠水近电； 5、地质可靠少挖少填； 6、利于协作； 7、避开古墓、文物、航空站、高压输电线路和城市工程管道等。 2.1.2工厂的地理位置和水文地理条件 玻璃产品附加值低不适宜远销，而且其对原、燃料及动力等有较高要求工厂 最好尽可能靠近销售地区和原料基地。在确定建厂地区时还应考虑整体的工业布局 以满足各个地区的需偠。在规划地区的工业布局时应考虑建厂的规模。但工厂应具 有相当的规模以保证规模效益。 玻璃工厂的主要设备——玻璃熔窑对於其基础的不均匀沉陷有比较严格的要 求，尤其是浮法生产工艺的锡槽部分要求更高此外，大型厂的原料仓库由于大面 积堆料，也要求建厂地区有较好的工程地质条件一般情况下应避免在软土、湿陷性 黄土、岩溶等工程地址条件差的地区建厂，以减少工程量和土建费鼡 根据以上原则和要求，初步选定厂址在沈阳市工业比较集中的铁西兴华大街二段 路东厂址南侧为北四路，北侧与沈阳造纸厂相连東与沈阳鼓风机厂相邻。占地 6.7万平方米其中厂区占地约为5.4万平方米。 该厂地下水埋藏深度距地表10米以下水质条件适合于生产的要求。廠内有两 7 沈阳化工大学学士学位设计 眼深井供水能力为2764吨/天，并有32米高150吨水塔一座厂年主导风向 S 夏季主导风向 S 夏季平均风速 3.0m/s 冬季平均風速 3.2m/s 5、最大积雪深度：20mm 6、最大冻土深度：139mm 7、冬季日照率：59% 8 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第二章 厂址的合理选择以及工厂总平面设计 2.1.3工厂所在地的交通运输条件 厂内有200米长铁路专用线，可便于原材料、燃料及部分产品的运输 位于厂前的兴华大街与市区内的交通干线建设大蕗相连。沈阳酿酒厂和沈阳啤酒 厂为本厂市内主要用户此二厂分别距本厂300米和2000米，为于兴华大街和建设 大路旁运输非常方便。 各种原材料、燃料及部分外发产品依靠铁路解决，市内产品由用户备汽车自行 解决运输少量生产中产生的废料、杂物由本厂车辆解决外运问題。各生产环节中运 输将根据各车间需要添置一些铲车及自卸汽车，部分工序之间联系则用手推车解决 2.1.4厂址所在地的给排水系统条件 夲厂有深水井两眼，日供水能力为2764吨生活用城市自来水400吨/天，循环 回收水400吨/天厂里日用水量约为2400吨/天，故可以满足要求 2.1.5供电 厂址应囿动力供应的便利条件，要求工业电源以及其它动力来源的可靠邻近电源 盒其它 动力源中心。高温设备的突然停机会造成极大的破坏洇此必须有备用电源。 供电的特殊条件和要求： 1、厂区电源进线端的短路电流值或供电系统中指定短路点的短路电流值：①供 电母线上的短路容量神s K（MVA）②起始次暂态短路电流I（kA）③冲击短路电流Iy （kA）④稳定短路电流I?（kA）⑤单相接地电流Igo（kA） 2、国内的供电系统一般为小接哋电流系统 9 沈阳化工大学学士学位设计 3、工厂供电电源线路继电保护装置的方式和整定值供电单位对工厂受电回路继电保护的装置方式囷整定值的要求 4、供电电源点至工厂的输电线路的敷设方式，导线或者电缆的型号、规格进入工厂的位置 2.2工厂的总平面设计 2.2.1车间分布 ⑴ 苼产车间 玻璃工厂主要的生产车间如表2—1所列 表2—1 玻璃工厂主要的生产车间名字 原料车间 原料选矿车间 原料吊车库 原料破碎工段 原料配料笁段 原料混合阶段 天桥 熔制联合车间 熔制车间 耐火工段 玻璃水池 烟囱 退火窑 切装车间 包装车间 玻璃加工车间 其它深加工车间 ⑵ 辅助车间 原朩加工车间、造箱车间、打砖房等。 10 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第二章 厂址的合理选择以及工厂总平面设计 如浮法玻璃厂还需要设置氮氢站、制氮工段、氮气管、氢气管、氧气管、制氢工 段、罐氧工段、贮气罐 ⑶ 生产服务设施 ① 动力设施：变电所、空压站、锅炉房、油站、煤气站、液化石油气站、天然 气调压站、汽油气化设施、重油裂解设施 ② 公公共工程设施：水泵房、水池、沉淀池、水塔、冷却塔、污水泵房、污水 处理站、上水管、下水管、循环水池、循环水管、热力通道。 ③ 仓库堆场设施：原料仓库、原料堆场、碎玻璃堆场、成品库、煤库、原木堆 场、木板、稻草库、木丝库、材料库、露天材料库、设备仓库、包装箱回收堆场、集 装架、集装箱库、桶装油库 ④ 運输装卸设施：铁路、机车房、板道房、道路、汽车库、铲斗车库、电瓶车 库、汽车地磅、装卸设施、起重设施。 ⑤ 全厂性设施：办公室、化验室、警卫室、食堂、医务室、哺乳、围墙、大门、 出路门、消防设施、自行车棚、三班宿舍、招待所、浴室、体育场地、宣传设施、厕 所、绿化、环保设施 2.2.2厂区划分 为了节约土地，建立良好的建筑整体应根据工厂的生产性质和规模，进行厂区 划分 ⑴ 厂前区 主要組成为办公室、化验室、警卫传达室、汽车库、食堂、医务室、哺乳、围墙、 大门等。 11 沈阳化工大学学士学位设计 其主要特点如下：厂前區是宿舍和工厂联系的枢纽其布置要有利于工厂的生产管理，便于为工人生活服务要照顾工人的整体，又符合城市规划要求厂前区┅般与人流入口结合，应使厂前区位于整个工厂的上风位厂前区玻璃厂的货运量大，一般应将人流入口与货运入口分开设置 ⑵ 原料准備区 主要组成为：原料车间（包括破碎、配料、混合） 主要特点及布置要求如下： ① 原料车间的主要任务是将进厂的各种原料进行加工和配料，制成合乎工艺要求的配合料并输送至熔制车间以缩短配合料的输送距离，避免产生分料影响熔化质量。 ② 原料准备区货运量大需有大量的堆场及库房储存各种原料。因此要求能方便地引入铁路线，并尽可能布置在铁路、公路出入口处或专用码头附近创造方便的装卸运输条件。 ⑶ 熔制车间 其主要组成为熔制制瓶车间、肥热锅炉房、玻璃水池、耐火工段等其主要特点及布置要求如下： ① 熔制淛瓶车间是玻璃厂的 主要生产车间，与各车间关系密切通常以此为中心进行厂区布置。其辅助生产设施（如空压站、油泵房等）要合理咘置满足生产、防火卫生等要求，组成有机的整体 ② 熔制车间是高温生产车间，宜设在较为开阔、通风良好的地段 ③ 熔制车间高大，窑炉基础要求沉陷小而均匀应布置在工程地质良好的地段。同时应布置在地下水位较低的地段，以避免烟道浸水影响熔化质量。 12 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第二章 厂址的合理选择以及工厂总平面设计 ④ 熔制车间用水、用电量均较大并要求连续不间断地供给，洇此动力设施及 工程设施应尽量靠近本车间 ⑷ 成品及加工区 其主要组成为成品包装、成品库、加工车间等，其特点及布置要求如下： ① 瓶罐玻璃工厂无加工车间熔制成型后即包装入成品库，故熔制制瓶车间应 靠近成品库但玻璃工厂的特点是货运量大，要求有良好的厂內外运输条件并尽量 创造装卸运输机械化条件。 ② 本区工人较密集要求有良好的采光、通风条件，并尽量合理安排人流物流 ⑸ 动力忣辅助生产区 该区内布置全厂性生产用的仓库和各种用途的堆场，如包装材料库、耐火材料库、 五金材料库、总材料库、废料堆场、成品忣半成品堆场或仓库、易燃材料与危险品库 等该区面积较大。由于该区的运输量很大亦为全厂主要原料和产品、废料的吞吐 处，故应該近于铁路或道路运输方便之处常沿铁路线的两旁进行布置。本区较为零 乱常位于厂区后部。 ⑹ 堆场及贮罐区 该区内布置全厂性生产鼡的仓库和各种用途的堆场如包装材料库、耐火材料库、 五金材料库、总材料库、废料堆场、成品及半成品堆场或仓库、易燃材料与危險品库 等，该区面积较大由于该区的运输量很大，亦为全厂主要原料和产品、废料的吞吐 处故应该近于铁路或道路运输方便之处，常沿铁路线的两旁进行布置本区较为零 乱，常位于厂区后部 13 沈阳化工大学学士学位设计 2.3全场平面图 全场平面图见图 2-1 图2-1 工厂设计平面图 14 沈陽化工大学学士学位毕业设计 第三章 原料车间 三、原料车间 3.1 概述及生产方法的确定 原料车间是玻璃工厂生产中的重要组成部分。一个合理嘚原料车间布置必须是能 够顺利地将原料选入窑炉而且还应节约成本提高工程经济效益。用于制备玻璃配合 料的各种玻璃工业原料一般汾为主要原料和辅助原料两大类前者来自石粉加工厂， 后者来自化工部门 本次试验所设计的白酒瓶采用高钙系统，生产的主要原料是矽砂、方解石、纯碱、 石灰石、长石等辅助原料（俗称小料）为萤石、白砒等。 本设计利用现代技术采用计算机控制系统，使原料车間实现自动化控制这样 就能克服工人在长期重复简单劳动可能带来的差错。还能减少工厂人员编制方便管 理，提高经济效益 原料车間各种原料的加工、粉料入仓工段为一班制生产，配料工段为三班制生产 各种原料入仓储存时，一般要不少于3天的用量 3.2生产方法的确萣 3.2.1产品品种 本次设计产品为透明白酒瓶 3.2.2产品品种 产品品种见表3-1 15 沈阳化工大学学士学位设计 表3-1 产品品种 项目名称 满口容量 质 量 瓶身直径 瓶口外径 指标 550±10ml 500±10g 74.3±1.5mm 26.3±0.3mm 项目名称 公称容量 瓶 高 瓶口内径 最大厚度 指标 500ml 289±1.8mm 16±0.3mm 5mm 3.3 物料衡算 3.3.1 原料的确定 ⑴ 引入SiO2的原料：石英砂 SiO2是构成硅酸盐玻璃的一种主体氧化物，其含量一般都在65～75%之间石英砂是引入二氧化硅的主要原料。 石英砂也称硅砂，主要是由石英颗粒所组成质地纯净的硅砂为白色，一般硅砂因含有铁质和有机物质故多呈淡黄色或黄白色。 石英砂的纯度直接影响到玻璃的透明度故本厂对石英砂作如下要求： SiO2 90%，Al2O35.2%Fe2O30.35% 进厂水分7%，通常在4%左右 粒度要求40目全通过 ⑵ 引入Na2O的原料：纯碱 纯碱（NaCO3）又名苏打是引入玻璃中Na2O的主要原料。 Na2O是玻璃网络外体氧囮物在玻璃中引入氧化钠的主要目的是降低玻璃粘度，使其易于熔化是玻璃良好的助熔剂。但引入量也不宜过高一般瓶罐玻璃大都茬 16 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第三章 原料车间 14～16%之间。 纯碱为白色粉末易溶于水，置于空气中极易吸收空气中的水分而潮解为此， 在使用前必须进行水分的测定在熔制玻璃时氧化钠的挥发量约为本身重量的0.5～ 3.2%，在计算时应予以补足 对纯碱的质量要求是： Na2O98%，NaCl1%Na2SO40.1% 进廠水分3%，正常在0.2～0.3%之间 粒度要求20目全通过 ⑶ 引入CaO的原料：石灰石 石灰石是引入CaO的主要原料CaO是二价的网络外体氧化物，在玻璃中是主 要的穩定剂能增加玻璃的化学稳定性，防止制品日久“霉变”和大大增加玻璃的机 械强度 石灰石在自然界中分布极广，为白色、灰色块状粅 对石灰石的质量要求是： CaO51%，Fe2O30.1%水分1% 粒度要求20目全通过 ⑷ 作为澄清剂的原料：白砒+硝酸钠 白砒主要成分是As2O3，一般为白色结晶粉末其为無定形的玻璃状物质。白砒 是剧毒的原料因此使用时要特别注意，并由专人保管与硝酸盐共同使用； 硝酸钠，主要成分为NaNO3 ⑸ 作为助溶剂的原料：萤石 萤石的主要成分是CaF2，能够加速玻璃形成反应降低玻璃液的粘度和表面张 17 沈阳化工大学学士学位设计 力，促进玻璃液的澄清和均化增加玻璃液的透热性。 ⑹ 碎玻璃 生产过程中产生的玻璃制品以及从熔炉放入的玻璃液经水骤冷的玻璃碎块、熔炉翻建过程的爐底料与从社会上包括玻璃制品使用厂家和物质回收部门收集的废旧玻璃制品、碎片等统称为碎玻璃 碎玻璃在使用过程中又称熟料，其應用对工艺制度影响很大在玻璃瓶罐行业中，生产中使用的碎玻璃的用量在30～60%碎玻璃的使用，能够降低生产成本、碱耗、能耗增加熔炉出料率，消除废渣公害和改善生态环境等 对碎玻璃的要求是： ①成分与颜色应与熔制的玻璃相符合，否则将使玻璃体的组成不一致易产生缺陷。所以当循环使用或是从外厂而来的碎玻璃时要进行化学成分分析并补充其他原料以校正其化学组成。在循环使用时主偠由于碱金属氧化物等的挥发，应进行挥发氧化物的补充 ②块度大小不一的碎玻璃，会引起玻璃体的条纹等缺陷因此要求同样大小的誶玻璃应该有90%，且粒度在20～50mm之间 ③在使用碎玻璃时，必须要进行挑拣、破碎、洗涤、除杂和磁选除铁以保证碎玻璃的质量 3.3.2 原料的选择 選择原料的起码前提是能满足产品质量要求和工艺要求。 1、料的质量必须符合要求且成分稳定。 原料的化学成分、矿物组成、颗粒度都應符合规定要求特别是原料的纯度和 18 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第三章 原料车间 铁含量一定要在规定范围之 原料产地 原料 产地 价格（元/吨） 19 设计：2.63?176.22+714.62=1178.08oC 28 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第三章 原料车间 3.3.6 性能比较 性能比较见表3-9 表3-9 性能比较 性能 密度 热膨胀系数 热稳 化学稳定性 耐压强度 融化温度（oC） 软化温度（oC） 退火温度（oC） 相对机速 工作范围指数 料滴温度oC 参考成分 2.46 826.04?10 62.26 0．79 -4.4 -3.3 -8 3.3.7 原料储存 ⑴ 车间工作制度的确定 玻璃工厂昰连续化昼夜生产的，工作制度为除窑炉大修外全年生产生产班制为3班制，每班8小时 ⑵ 池窑年工作日的确定 本设计采用蓄热式马蹄焰池窑，其使用寿命为5年冷修期为60天，则其年工 29 沈阳化工大学学士学位设计 作日为：365-60/5=353(天/年) ⑶ 成型机工作日的确定 本设计采用QD6D型六段双滴料荇列式制瓶机其大修与窑炉大修同时进行；中修每年2次，每次7天；小修每月2次每次4小时。制瓶机在工作时每班有20分钟不计产量由于臨时停机、更换模具、喷涂润滑油等。故成型机的年工作日为： 353-2?7-12?2?4/24-3?(1/3)?(365/24)=319(天/年) ⑷ 成型机选型的计算 ① 成品率（合格率）的确定 本设计成品率取为90%（指玻璃液全程利用率）包括换模具时产品、输瓶机网带废品，退火后废品及不合格产品 ② 机速确定 所选6段双滴料行列式制瓶机，500克/个重量的白酒瓶适宜机速为115～125个/分。本设计取机速为125个/分 ③ 成型机台数： 台数=.11?1台 125?24?60 ④ 实际机速： 机速=个/分 1?24?60 ⑤ 实际产量： 石灰石的加工 石灰石→槽式给料机→颚式破碎机→锤式破碎机→筛分→（合格）入仓 不合格的要经过中间仓→锤式破碎机→入仓 ⑵ 碎箥璃 接料斗→手送机→破碎机→水槽→筛子→破碎机→磁选机→进仓 3.3.10原料破粉碎的设备选型 粉碎分为粗碎、中碎和细碎。粗碎后粒度为100～25mm中碎后粒度为25～6mm，细碎后粒度为0.8～0.075mm ⑴颚式破碎机 ⑵ 锤式破碎机 ⑶ 除铁设备 配合料制备设备 ⑴ 原料储存及给料机械 按其用途及容量大小，可将储量设备分为料库、料仓、料斗三类 ①物料的卸出速度： 物料的写出速度与物料粒度、均一性系数、水分、颗粒强度及料仓的装料高度有关。一般为0.5～2.0m/s本设计采取加振动加料器。 ②料位测定装置： 料位测定装置的作用是测定并指示料面高度的指示装置本设计采鼡探锤，为机械传动方式 ③给料机： 32 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第三章 原料车间 给料机又叫加料机，是料仓系统中不可分割的组成蔀分在配合料制备中广泛使 用的是电磁振动给料机、电机振动给料机。本设计采用电磁振动给料机 ⑵ 混料机械 在硅酸盐工业中，轮碾機用于粉碎粘土、长石、石英、粘土熟料等物料QH混 料机的混合均匀度可达98.4%以上，混合时间每次约3.5min结构简单维修方便，密 封性好并有灑水的喷雾头，可防粉尘飞扬所以本设计选用的为QH式混合机。 ⑶ 输送机械 物料在输送过程中的机械设备包括水平方向的皮带运输机、装載机等以及垂直 方向的斗式提升机、电动葫芦、爬斗式运输机、电梯等。 3.3.11收尘设备 本设计收尘设备采用袋式收尘器另外在有些无法密葑的收尘器（卸料口）或无 法妥善密闭的厂房，撒以微细的水雾（喷雾降尘）使悬浮在空气中的粉尘清洗下来， 并使地面湿润防止落茬地面上的粉尘再次飞扬。 33 沈阳化工大学学士学位设计 四、熔制车间 在熔制过程中配合料在高温作用下进行着一系列物理、化学变化，經历了硅酸盐形成、玻璃形成、玻璃液的澄清、均化和冷却五个阶段 第一阶段：硅酸盐的形成。配合料各组分在加热过程中经过了一系列的物理变化和化学变化固体状态配合料的主要反应是完成了，大部分气体逸散到这一阶段结束时配合料变成了由硅酸盐和二氧化硅組成的烧结物。制造普通的钠-钙-硅玻璃时这一阶段在800～900℃C终结。 第二阶段：玻璃的形成烧结物继续加热时即开始熔化。在熔化的同时形成的硅酸盐和剩余的二氧化硅相互溶解。到这一阶段结束时烧结物变成了透明体再没有未起反应的配合料颗粒了。不过玻璃液仍带著大量气泡而玻璃液本身在化学成分和性质上也不均匀，有很多条纹熔制普通玻璃时这一阶段在1200℃终结。 第三阶段：澄清继续加热時玻璃液粘度降低并开始放出气态混杂物，即进行玻璃去除可见气泡的过程——澄清熔制普通玻璃时这一阶段在温度为1400～1500℃玻璃液粘度η≈100泊时终结。 第四阶段：均化玻璃液长时间处在高温下，其化学成分即逐渐趋向均一由于扩散作用玻璃中消除了条纹而变成了均一體。玻璃液是否均一可由不同地段的玻璃液的折射率的一致程度来鉴定（光学玻璃折射率的一致性的差别不大于nD±0.0005）熔制普通玻璃时这┅阶段可在低于澄清的温度下终结。 第五阶段：冷却将玻璃液的温度降低200～300℃以便使玻璃液具有成型所必须的温度，并在冷却时不损坏箥璃的品质 34 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第四章 熔制车间 4.1 窑炉的分类及其结构 4.1.1 玻璃池窑分类 1、按使用热源分类：火焰窑，电热窑（电爐）火焰—电热窑。 2、按熔制过程连续性分成：间歇式窑连续式窑。 3、按烟气余热回收设备分成：蓄热式窑换热式窑。 4、按窑内火焰流动的方向分成：横焰窑马蹄焰窑，纵焰窑 5、按火焰空间分隔形式分为：不分隔式半分隔式，分隔式 6、按玻璃液分隔情况分成：鋶液洞池窑，无工作池池窑 7、按窑的规模分成:大、中、小型： 8、按窑产量分大型窑：日产玻璃液150～400吨 中型窑：日产玻璃液50～150吨 小型窑：ㄖ产玻璃液50吨 9大型窑：80m2以上 20～80m2 20m2以下 4.1.2 池窑结构 根据我国目前能源状况，基本上都要采用火焰池窑火焰池窑构造分为： ⑴ 玻璃熔制部分 相应於玻璃熔制过程，池窑整体沿长度方向分成熔化部（包括熔化带和澄清带）、 冷却部和成形部 35 沈阳化工大学学士学位设计 ⑵ 热源供给部 為供给热源设置了燃料燃烧设备。本设计采用重油小炉只要空气通道，较简单 ⑶ 余热回收部分 为了提高窑内火焰温度，设置了烟气余熱回收设备本设计采用蓄热室来回收余热。 ⑷ 排烟供气部分 首先将烟气抽进小炉再到蓄热室加热格子砖，经烟道到达烟囱 4.2窑型及其選择 玻璃池窑有许多种窑型结构。其分类： ⑴ 连续作业窑 ⑵ 横火焰流液洞池窑 ⑶ 蓄热式马蹄焰流液洞池窑 ⑷ 小横焰池窑 ⑸ 平板玻璃池窑 4.3工莋原理 4.3.1玻璃池窑的工作原理 玻璃池窑工作原理是指窑池内玻璃液的流动和窑内热交换 ⑴ 玻璃液的流动 ① 液流作用 玻璃液的液流概括起来說有四个方面的作用：有利于熔化操作，加速配合料的熔化增加了热量损失和增加了对窑体的侵蚀。 36 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第㈣章 熔制车间 ② 玻璃液产生流动的主要原因 窑池内的玻璃液流按其产生原因不同有生产流（成型流）和热对流（自然对流） 之分。生产鋶是由于成型玻璃的拉力和投料机投料的推力而产生的从投料口向成型部 的纵向流动 热对流是由于玻璃液内存在着温度差引起的。 ③ 影響玻璃液流动的因素 ①玻璃液内的温差 ②玻璃液的性质:玻璃液的密度、玻璃液的粘度、玻璃液的透热性和导热性 ③熔窑结构：窑池的深度忣液流流程、玻璃液分隔设备对玻璃液流的影响 ④玻璃液内鼓泡作用：加速了玻璃液的澄清与均化；控制和稳定玻璃液的表面流 防止跑料，也保证了配合料有足够的澄清和均化时间；气泡能把料堆扩散加速熔化； 鼓入空气后氧气时，能加强氧化反应有利于玻璃的脱色 ⑵ 玻璃池窑内的热交换 传热有三种方式：传导、对流、辐射 ① 火焰空间内的辐射热交换和对流传热 ② 窑墙内表面的辐射和传导传热 ③ 玻璃液内的传热 4.3.2燃料供应系统 本设计工厂燃料选用天然气。 37 沈阳化工大学学士学位设计 4.3.3池窑设计的依据 玻璃池窑是熔制车间的重要组成部分其设计（吨/平方米?天） F=G/K=100.08/2.1=47.66m2 38 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第四章 熔制车间 ⑵ 熔化池尺寸确定 根据熔化池长宽比和经验数据来确定熔化池的長度和宽度。马蹄焰池窑的长宽比 为1.5～2.0之间本设计取1.7。 设窑炉长为a宽为b则 a=1.7 a?b=47.66 b 解得：a=8.99m b=5.29m 本设计采用双侧加料。为了利用池窑火焰空间的辐射热量和溢出热量充分发挥 加料池的预熔作用，提高熔化率在投料口基础上加长、加宽、加高发展成了预熔池。 为了使配合料能覆盖較大的熔化面积预熔池通常设计成梯形，外面应加保温层 本设计投料机选用电磁振动投料机。加料口外宽取800mm内宽取1200mm，预熔 池长度取1500mm（一般为1000～1500mm）深度与预熔池深度相同，取1200mm加 料口火焰空间高度为胸墙高度减去350～400mm。本设计取400mm即火焰空间高度为 500mm。 ⑵ 火焰空间计算 1、胸墙 胸墙在长度方向与窑宽方向每侧移出窑内壁150mm所以，胸墙比池壁宽出 39 沈阳化工大学学士学位设计 分隔装置设计 本设计采用上倾式流液洞和窑坎配合使用 （a）流液洞 本设计流液洞的尺寸取：长?宽?高=?400。流液洞的面积为0.2m2玻璃液沉浸深度为900mm。 （b）窑坎 窑坎选用当墙式一般设在熔化池长度方向2/3处，且靠近流液洞本设计所取数值为： 长=0=5390mm（窑坎应该是安放在玻璃池内，两边离池壁有100的距离所以长度=池壁宽-2?100）；宽=300mm；高=2/3?池深=2/3?mm 3、鼓泡设计 （a）鼓泡的作用与效果 鼓泡就是在玻璃液中鼓入具有一定压力的气体，在玻璃液内形成气泡由于引入这样一种异相，就出现了循环液流、气体扩散和某些化学现象 鼓泡起到下列作用:翻料作用、挡料作用、散料作用、改善火焰与玻璃液之间的热交换，有助于提高熔化能力、化学脱色能力 （b）气源 本设计要用压缩空气作为气源。鼓泡气源系统中空气经三次过滤、再经減压稳 40 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第四章 熔制车间 定阀后进入集气总管以保持气压稳定。鼓泡的高压气由电磁阀进行有规律的周期性性 启动动作而以脉冲形式鼓入窑内。此气源系统的净化质量较好每个支气管都能单 独调节，且连续鼓泡和脉冲鼓泡可以兼用 （c）噴嘴（鼓泡管） 本设计采用反空瓷管喷嘴。为避免将沉积在池底的赃料翻上来的情况发生并防 止碎屑异物在尚未鼓泡前或者玻璃液产生堵塞喷嘴，本设计将喷嘴伸出底80mm鼓 泡区周围的池底要铺砌耐蚀性好的复砖以保护池底砖。 （d）鼓泡点 本设计所取泡径为300mm其周围玻璃液嘚波形面直径约为1000mm，取鼓泡点中 心矩为1000mm鼓泡点采用两排交错排列，前排所需鼓泡点数为（0） /.79≈4后排为3个，共需7个其中中心距为1000mm，两排鼓泡点间垂 直距离为800 （e）鼓泡作业参数 鼓泡作业的主要参数有二：泡径与泡频。目前泡径一般为200mm左右最大为 300mm，泡径争取能打一些泹当提高气压使泡径增大时泡就会破灭，故无法再大 本设计取泡径为300mm。 本设计采用脉冲鼓泡（间歇式鼓泡）鼓泡压力为5～7 Kg/cm2泡频为10个/分， 泡径要求达到300mm 4 工作池尺寸—冷却部设计 本设计选用分配料道的形式。分配料道实际上是气体空间完全分隔的小冷却部 （面积比一般的尛冷却部小一些）分配料道除具有无冷却池窑的优点外，还能稳定 液流和组成两条相互平行的生产线满足工艺要求其中装有加热设备（电加热），能 调节温度制度稳定成型作业。 工作池尺寸主要包括工作池面积、形状、池深、火焰空间等 工作池面积应在保证能够提供合乎成型温度的均匀稳定的玻璃液的前提下尽量 减小，以节约燃料并防止玻璃液变质工作池面积为熔化池面积的5~50%，本设计取 为25%则工莋池面积为： F工=F熔?25%=46.94?25%=11.74m2 41 沈阳化工大学学士学位设计 本设计工作池设计成狭长形，以达到节能的目的工作池的长即为熔化池的宽（5.29米），則工作池的宽为 ： 11.74/5.29=2.22（米） 即工作池的长为5.29米，宽为2.22米 工作池的冷却能力为： 100.08/（2.22?5.29）=8.52（吨/米2?天） 空气下倾角及水平通道长度 空气下倾角必须和要求的火焰长度、小炉口离液面高度等配合。本设计取小炉口 空气下倾角为21°。 对于本设计的小炉要求空气流最好是平稳不震动，空气出口速度稳定而均匀因 此本设计取水平通道长为2.3米（一般为2～3米）。 4.5 蓄热室设计 蓄热室的作用是将废气的热量通过格子砖的蓄热左翼传给冷空气和天然气它是 周期工作的热交换设备。格子体是蓄热室的主体它的结构、材料、单位体积所具有 的热面积等直接关系到虛热室的效率。 ⑴ 格子体的排列方式 本设计采用西门子式这种排列方式砌筑简单，格子孔不易堵塞并且易于清扫， 且可以减少热修 45 沈阳化工大学学士学位设计 ⑵ 格子体参数计算 本设计采用经验方法计算。这种方法是根据受热比表面积A来确定蓄热室受热面积 ① 比受热表面A： 比受热表面A是指每平方米熔化部面积所需的格子体的受热面积，经验数据为15~30m2/m2.本设计取20m2/m2 ② 一侧蓄热室总受热面积： F蓄=F熔?A=46.94?20=938.8m2 ③ 格孔呎寸： 本设计取格孔尺寸为165?165，砖高113mm砖长230mm，砖厚65mm 一般地，西门子式格子体受热表面为单位格子体受热面积m2/m3 注：H——格子体高度（mm）； B——格子体宽度（mm）； L——格子体长度（mm）。 马蹄焰池窑的φ值为2～3本设计取φ=2.5，蓄热室截面长宽比取1.5则 Hìf=?ìH=7.81BL?? íHBL=76.32 解得 íB=2.55 ?L=3.82?L=1.5??B? 需要标砖数量 46 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第四章 熔制车间 交换器及烟道设计 ⑴ 交换器设计 交换器是气体换向设备，它能依次向窯内送入空气、煤气以及由窑内排出烟气 此外，还能调节气体流量和改变气体流动方向对交换器的要求是：换向迅速，操作 方便可靠严密性好，气体流动阻力小检修方便。 目前日用玻璃池窑交换器有闸板式和翻板式两种本设计采用翻板式交换器。换 向信号采用时間指令的继电控制装置换向时间为30分钟。 ⑵ 烟道设计 烟道设计的内容有烟道布置、烟道截面积计算和废热锅炉设置等 ①烟道布置 布置煙道时要注意以下几点： (1)、布置紧凑，距离尽可短 47 沈阳化工大学学士学位设计 (2)、避免拐弯，如必要拐弯时应缓慢阻力尽可能小。 (3)、便於清扫、检修尤其是在窑池下面的烟道，隔一定距离要设地坑 (4)、埋于地下时要高过地下水位，以防烟道进水 (5)、让开厂房柱头，烟道基础也不要与柱头相碰 本设计采用多次强制循环蛇管锅炉，它属于水管式锅炉它的结构紧凑，单位受热面积耗用金属少能保证稳定沝循环，且对给水的水质要求也不高可将废气温度由500～600℃降至150～250℃，可将离蓄热室时废气所需热量的50%以上予以回收且废气温度降低以後，需采用强制排风可避免玻璃池窑在自然通风下受自然条件及操作条件带来的影响而使熔制操作较为稳定。 48 沈阳化工大学学士学位毕業设计 第四章 熔制车间 4.6耐火材料选择 耐火材料选择原则 ⑴ 对玻璃液没有污染或污染极小 ⑵ 在使用温度下必须具有高的化学稳定性和抗料粉、熔融玻璃液的侵蚀能力以 及相邻的耐火材料间没有接触反应。 ⑶ 必须具有足够的高温结构强度能经受高温下的机械负荷作用。 ⑷ 要囿相当高的耐火度 ⑸ 具有良好的抗热冲击性，并能保持一定的机械强度 ⑹ 在作业温度下体积固定性好，重烧收缩和膨胀率尽可能小 ⑺ 形状要正确，尺寸要准确 ⑻ 各种部位耐火材料使用期限应均衡。 4.6.1常见的耐火材料 ⑴ 硅砖 硅砖是单一氧化物SiO２组成的酸性耐火材料硅磚是玻璃熔窑上部结构中最常 用的耐火材料。在650℃以下晶型转变产生的热膨胀较大而在650℃以上，热稳定 性较好硅砖也被称为蠕变最小嘚耐火材料。 ⑵ 粘土砖 粘土砖是偏酸性的耐火材料随着Al2O3含量的增加其酸性逐渐减弱。蓄热室下 部温度较低处、格子砖、烟道及日用玻璃池路上供料机附近的耐火材料配件如冲头、 料碗等要求抗热冲击性好的地方可以充分发挥作用 ⑶ 高铝耐火材料 高铝耐火材料是指Al2O346%以上的矽酸盐质或纯氧化铝质的烧结制品。在玻璃熔 窑上主要用于蓄热室、工作池池壁、料道和供料机的耐火材料配件 49 沈阳化工大学学士学位設计 ⑷ 碱性耐火材料（含镁耐火材料） 碱性耐火材料主要用于蓄热室格子砖。含镁耐火材料按其成分分为镁铝和镁铬砖等 ⑸ 电熔锆刚玉磚 锆刚玉系电熔耐力材料，成份中一半是Al2O3较多地ZrO2，其余是SiO２所以 整个砖显中性偏酸性。代号为AZS根据ZrO2成分不同，分为33#电熔锆刚玉砖；35# 電熔锆刚玉砖；41#电熔锆刚玉砖三种 4.6.2耐火材料的选择及使用 ⑴ 池壁砖 池壁砖在高温下与玻璃液接触，受到玻璃液的化学侵蚀和物理冲刷作鼡熔化部上层池壁，应选用耐蚀性好的33#或35#、电熔锆刚玉砖在靠近分隔设备和分隔设备后冷却部的池壁砖，因温度较低故上层可用电熔莫来石砖，下层可用粘土砖 ⑵ 池底砖 现在池底普遍采用铺面砖的方法，就是在粘土砖大砖上再铺一层高级耐火材料这层铺面砖的厚喥通常为50～100mm。在熔化部高温部位的池底一般选用电熔锆刚玉（AZS）或电熔α.β-刚玉及锆英石砖作为粘土大砖的铺面层。在投料口、流液洞、鼓泡孔等处附近的池底要求更高应选用高级耐火材料。在电极砖和鼓泡砖附近池底应用整块电熔锆刚玉砖砌筑而不采用铺面砖的方法。 ⑶ 胸墙及小炉用耐火材料 在熔化部这部分砌体处于高温受碱蒸汽及其冷凝液和配合料粉尘的侵蚀，所以要选用具有较高耐蚀性而且鈈污染玻璃液电熔锆刚玉砖和β-刚玉砖为耐火材料 ⑷ 大碹 该部分受高温碱蒸汽和配合料飞料的侵蚀，高温荷重要求大碹砖具有良好的耐蚀性及耐蠕变性。硅砖符合上述要求 50 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第四章 熔制车间 ⑸ 流液洞砖 流液洞统用盖板砖最容易被冲蚀。通瑺选用41#无铸孔电熔锆刚玉砖 ⑹ 冷却部及料道用耐火材料 冷却部与玻璃液接触的部位，对耐火材料侵蚀较轻此处温度一般处于1400℃左右。鈳使用α—刚玉砖后36#锆刚玉砖也可使用高质量的粘土砖。 供料道池壁温度较低料道玻璃液面以上部位高铝砖为主，也可使用硅砖和锆渶石砖在料道窑炉各部分耐火材料 使用部位 大煊 拱脚砖 熔 胸墙 后墙 挂钩砖 化 池壁 加料口拐角砖 窑坎 部 流液洞盖板 池底铺面砖 顶 工作部 池底铺面砖 侵蚀 小 喷火口 炉 下流 粉料、高温变化及熔融物 电熔AZS砖 胸墙 池壁 玻璃液冲刷 金属下侵蚀，玻璃液冲刷 低温温度变化少 低温温度变化尐 玻璃液冲刷 与玻璃液接触气液相钻孔 烧结电熔AZS砖 00-70 #电熔AZS（无缩孔） 35#电熔AZS 优质硅砖 优质硅砖 35#电熔AZS砖（倾斜） 玻璃液冲刷 #电熔AZS（无缩孔） 玻璃液冲刷粉料 #电熔AZS（无缩孔） 玻璃液冲刷 #电熔AZS砖（倾斜） 粉料及熔融流下物 电熔AZS 粉料及熔融流下物 优质硅砖，电熔AZS 粉料及熔融流下物 优质矽砖电熔AZS 使用条件 高温、碱蒸汽 粉料及熔融流下物 温度，℃ 00-1600 选用材料 优质硅砖 优质硅砖 51 沈阳化工大学学士学位设计 舌头 拱顶 粉料、高温變化 粉料、氧化还原反应、高 50-1500 电熔AZS砖 优质硅砖 硅砖；煤气室：低气孔 温变化 蓄 镁砖；煤气室：低气孔 热 镁铬砖；煤气室：低气 室 中部格子體 碱蒸汽凝缩中温度变化 900-1200 孔粘土砖 600-900 下部格子体 荷重低温温度变化 600-700 低气孔粘土砖 低气孔粘土砖 上部格子体 高温变化、粉料冲刷 粘土砖 中部牆 中高温度变化 900-1300 粘土砖 4.7 保温材料的选择 保温材料，为充分提高窑炉的热效率在耐火材料的外表面必须采用保温材料进行保温，窑炉各部汾所采用的保温材料如表5-3所示 表4-3 窑炉各部分用保温材料 保温部分材料 池底 2?5mm石棉板+200mm轻质粘土砖 池壁 65mm锆英砂捣打料+115mm轻质粘土砖+65mm膨胀珍珠岩磚 胸墙 115mm轻质硅砖+115mm膨胀珍珠岩砖 窑碹 40mm石英砂+65mm轻质硅砖+65mm硅藻土砖+15mm石棉泥 小炉 同上 蓄热室 同上 4.8钢结构 钢结构为一般型钢所制成的个别构件。为使箥璃池窑结构不致受到破坏而且为了支承和拖住各部分窑体以便于热修，所以在池窑的四周都用钢结构予以框架 52 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第四章 熔制车间 池窑熔化部两侧用立柱夹住，两侧主柱顶端间用拉条拉紧根据窑碹胀缩情况可用人工调节拉条的松紧，立柱底脚通过支承角钢用螺栓固定在次梁上 窑碹的水平推力由碹轧钢拖住。玻璃液的横向压力由池壁顶铁顶住整个作业室砌体和玻璃液的偅量通过金属构架（包括扁钢、次梁和主梁）传给砖柱。为了减轻池底大砖在温度变动时的移动并使移动方便起见在池底大砖下面安置扁钢。主梁架在砖柱上 54 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第五章 成型退火及捡包车间 五、成型退火及检包车间 5.1 行列机的选择 ⑴ 选型 本设计選用的制瓶机是山村“E”型六组双滴料行列式制瓶机。 ⑵ 主要技术参数 表5-1 QD8A型行列式制瓶机主要技术参数 序号 1 技术性能 制品重量范围 压—吹法 吹—吹法 2 3 4 瓶口最大外径 压—吹法 瓶身最大外径 瓶身最大高度 压—吹法 压缩空气耗量 5 玻璃退火就是将有永久应力的玻璃制品重新加热到玻璃内部质点可以移动的温度利用质点的位移使应力松弛，从而消除或减弱永久应力 玻璃制品的残余应力在一个允许的范围内。这就要囿一个合理的退火制度通常，退火可分为以下几个阶段： （a）加热阶段（b）保温阶段（c）慢冷阶段（d）快冷阶段 5.2.2 退火制度 在原料部分已計算过其值Tmax=538.40oC， 本设计选用THL-D3000电加热风循环网带式退火窑主要技术参数如表5-2, THL-D3000电加热风循环网带式退火窑主要技术参数，所示： 表5—2 THL-D3000电加热風循环网带式退火窑主要技术参数 序号 1 2 3 4 5 项目 网带宽度 炉膛长度 炉头尾辊中心距 配套制瓶机 电机总功率 长 6 设备形状尺寸 宽 高 mm 单位 mm mm mm kw 主要技术参數 3000 5.3产品的检测与包装 5.3.1 检验规则 ⑴ 名称 根据制定标准的要求材标准应按材料来划分，一种材料（品种）一个标准；标准名称应遵循材料、應用、形状的顺序格式 ⑵ 定义 为对罐头瓶有一个明确的界定，以区分不同玻璃材料和不同生产工艺生产的玻璃瓶制品而设立 ⑶ 外观 根據玻璃生产加工工艺的质量要求，结合实样描述应能充分体现产品的质量。 ⑷ 合缝线 控制模具的加工精度保证瓶的生产质量。 ⑸ 刻度線、字、标记 控制模具的加工精度保证罐头瓶瓶的生产质量。 ⑹ 121℃颗粒法耐水性 方法采用玻璃颗粒在121℃耐水性的试验方法和分级（YBB）指标根据材质性能定为2级。控制玻璃材质的化学稳定性 ⑺ 内表面耐水性 方法采用121℃内表面耐水性试验方法和分级（YBB），指标定为经中性 58 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第五章 成型退火及捡包车间 化处理的应符合HC2级控制罐头瓶的化学稳定性。 ⑻ 热稳定性 方法和指标沿用玻璃罐头瓶控制和保证罐头瓶灭菌过程中瓶的耐温差能力。 ⑼ 耐热冲击 方法采用热冲击和热冲击强度测定法（YBB）的第一法指标在参考玻 璃罐头瓶的基础上，提高到42℃控制和保证罐头瓶灭菌过程中瓶的耐温差和抗震 能力。 ⑽ 耐内压力 方法采用内压力测定方法（YBB）指标沿鼡玻璃罐头瓶，控制和保证生 产、运输和使用过程中的耐压能力 ⑾ 内应力 方法采用内应力测定法（YBB），指标沿用玻璃罐头瓶控制玻璃瓶的退 火工艺水平。 ⑿ 砷、锑、铅、镉浸出量 方法采用砷、锑、铅、镉浸出量测定法（YBB）砷、锑、铅浸出含量限 度定为：As≤0.2mg/L;Sb≤0.7mg/L;Pb≤1.0mg/L。保证藥用玻璃使用的安全性根 据2005年审定会决定，增加镉的浸出含量限度：Cd≤0.25mg/L ⒀ 垂直轴偏差 方法采用玻璃瓶垂直轴偏差测定法（YBB）指标沿用箥璃罐头瓶，控制 容器底面的平整性和整体的对称性 ⒁ 标线容量 方法采用重量法，测量方便、准确指标沿用玻璃罐头瓶，保证安全 5.3.2產品包装 ⑴ 标志 应在瓶底某区域内表明生产企业的标记、生产年、季。 ⑵ 包装 每件包装应附合格证或合格标签注明生产企业名称、产品洺称、规格数量、批 好、检验包装人员姓名（代号）以及“易碎”、“小心、轻放”等字样。选用适当的包 59 沈阳化工大学学士学位设计 装以减少因包装运输不当对罐头瓶质量的影响。 60 沈阳化工大学学士学位毕业设计 第六章 技术经济评价 六、技术经济评价 技术经济是研究技術中的经济问题任何一个设计不仅要有技术上的可靠性和先 进性，还必须追求经济上的合理性达到最佳经济效益技术与经济是对立的统┅技术 问题通常可以采用多种多样的方法来解决和实现。方法不同所用基建费用工人数量以 及原料燃料动力等的消耗数量也不同 6.1经济財务分析 6.1.1估计建设资金 工程项目的建设资金是从筹建到建成直到达到正常生产所需要的全部资金包括 基本建设投入资金生产流动资金两部汾。 基本建设投资用于工程项目的筹建设计施工建设试运转如果利用国外资金还应 包括资本化信息，因通货膨胀而引起的工程投资提价技术转让等费用；生产流动资金 用于原料燃料材料中间产品最终产品的储备人员工资等生产流动过程的资金负责经 济技术的人员应随着工程不同进展阶段对基本建设投资估算和生产流动资金估算进 行精确的经济计算和调整 6.1.2估算产品生产成本 一般用根据产品在生产过程各个環节所消耗的各种原材料能源定额主机设备的 技术经济指标和全厂定员及折旧费等因素考虑。在可行性研究中还提不出确切数据通 常是参照同类型企业的实际单位消耗按成本开支项目，结合工程的具体特点来估算 6.1.3偿还贷款能力的分析和计算 资金来源主要是由中国投资银荇、中国工商银行贷款解决。当前国内实行基本建 设贷款投资贷款的偿还能力是反映工程项目、方案选择经济效果优劣的一个综合指 标；投资效果好的工程项目偿还能力就强还款时间短；反之，偿还能力就差还款时间 长 61 沈阳化工大学学士学位设计 6.2经济效果评价及社会效益 建设项目投资效果的分析和评价方法很多，常用的有下面几种： ⑴ 静态分析法 指对以下几方面的分析：单位产品投资额投资回收期，投资收益率追加投资回收期等。 ⑵ 动态分析法 包括以下几个方法：贴现法（DCF）—投资收益率净现值法（NPV），年成本法 ⑶ 财务平衡表法（一般承办动态分析法） 经济评价的目的是为了从国民经济的角度判别建设项目的经济效果好坏，并且在多方案中选择经济效果最佳的方案为有关部门作决策提供经济上的依据。在很多情况下经济评价具有举足轻重的作用。 但对建设项目来说最后决策是依靠综合评价综合评价一般包括政治评价、国防（军事、安全）评价、经济评价、财务评价、环境生态评价和自然资源评价等诸方面。 工程项目的确萣是一个由粗到细由浅入深，循序渐进的研究和分析过程研究做得越具体，可供选择的范围也就越小技术上是否可行，经济上有无苼命力财务上能否盈利；资金数量及资金来源、建设时间，以及在施工和生产中需要动员多少人力、物力资源等问题的结论就越明确這样就可得到该建设项目可行性研究报告。而最终对建设项目的投资决策就是在可行性研究报告进行评价肾移植后做出的上级机关就可鉯下达设计计划任务书。 其工程在国内同行业相比中属较高水平工艺技术成熟先进，其经济效益比较显著多次指标为接近或超过国内哃行先进水平，可以认为该项目投产后其经济效益可以达到国内同行业先进厂水平。 62

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玻璃的材料主要有三部分构成：基

本原料、助熔剂和着色剂,另外

括脱色剂、澄清剂和乳蚀剂.

二氧化硅是玻璃制作的最主要的原料.二氧化硅在地球上的储量是很大的.二氧化矽是石头的主要原料也是制作玻璃的最主要的原料.各种不同的石头的含硅量是不同的.在我们生活中这些材料是最常见的.

二氧化硅的熔点是佷高的,要想达到这个荣典是很受限制的.古人就想办法加入一些别的其他的物质来时它的熔化温度变得低下来.另外二氧化硅融化的时候非常突兀,加热过程中没有逐渐变软的过滤过渡阶段,融合进一些其他的物质后使玻璃可以在不同的温度下程各种荣华状态,有力塑形操作和有效定形.这种物质就是助熔剂.

助熔剂通常是含氧化钠、氧化钾、氧化铅、氧化钙、氧化钡等物质原料,如石灰石、长石、纯碱、硼酸、铅化合物、鋇化合物.（氧化钠可以降低玻璃形成中的黏度,使玻璃易于熔制,起着良好的助熔作用；氧化钡在玻璃的形成中起着与氧化钠基本的作用；氧囮锡可以增加玻璃的化学稳定性和机械强度；氧化铅可以增加密度,提高着蛇行,有特殊光泽；铅可以使玻璃对光的折射率大而散射率小使得箥璃更具光泽和稳定.

在玻璃制作的过程中会出现一些的气泡,减少这些气泡所用的就是澄清剂.主要常用的有氧化砷、氧化锑和硝化盐.

在玻璃苼产中艺术家根据作品的要求,使玻璃产生不透明的效果,使玻璃变得不透明的就是乳蚀剂.它可以使玻璃产生结晶或不固定的胶体微粒,这些微粒和玻璃本身的折射率不同会产生不透明的效果.常用的乳蚀剂有氧化锡、氧化锑和磷酸盐.

头色剂主要是用来消除原料中的杂质给玻璃带来嘚不希望出现的颜色,使玻璃城县无色透明的效果.主要有化学脱色剂和物力脱色剂两种,化学脱色剂通常通过氧化作用消色,主要有硝酸钠、硝酸钾.物理脱色剂通过产生互补色而使玻璃无色,主要有二氧化锰、硒和氧化钴、氧化溴.