年产8000万输液瓶厂原料系统的设计本科毕业论文

沈阳化工大学本科毕业论文题目年产8000万输液瓶玻璃工厂设计（重点原料系统）院系材料科学与工程学院专业无机非金属材料工程毕业设计（论文）设计任务书材料学院系无机非金属专业0701肖世海毕业设计（论文）题目年产8000万输液瓶玻璃工厂设计（重点原料系统）毕业设计（论文）内容一、设计总论；二、全厂平面设计三、原料车间设计；四、熔制车间设计；五、玻璃的退火、成型、检包车间设计；六、经济技术综合评价；设计（论文）专题部分原料车间为重点设计指导教师签字年月日教研室主任签字年月日院长（系主任）签字年月日内容摘要本设计的任务是设计年产8000万输液瓶厂原料系统的设计，设计共分六部分，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。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。由此六部分对输液瓶的整个生产过程进行了全面的设计。关键词输液瓶；原料车间；行列机；原料ABSTRACTTHEDESIGNISABOUTAGLASSFACTORYWHICHCOULDPRODUCE85MILLIONCANNINGJARTHEMELTINGWORKSHOPISTHECOREOFTHEDESIGN1DESIGNINTRODUCTIONITCONCLUDESSUGGESTIONOFPROJECTSANDTHECONTENTSOFDESIGNING2THEENTIREFACTORYHORIZONTALPLANDESIGNITISCONSISTEDTHEFACTORYSITECHOICE,THEENTIREFACTORYHORIZONTALPLANDESIGN,TRANSPORTATIONANDSOON3RAWMATERIALSWORKSHOPDESIGNTHISDEPARTMENTINCLUDESTHEKINDSOFTHEM,FUEL,THEANALYSISOFCOMPONENT,THEEQUILIBRIUMOFTHEMASS,THEPROCESSANDSTORAGEOFTHEMANDTHEMODELOFTHEMACHINE4THEDESIGNOFTHEMELTINGDEPARTMENTTHISPARTDESCRIBESTHEWORKMECHANISMANDSYSTEMOFTHEKILN,THESTRUCTUREOFKILNANDTHERMALCALCULATION5MATERIALSFORMINGANDPACKETINGWORKSHOPDESIGNMAINLYITINCLUDESTHEANNEALINGPROCESSMACHINE,MODELINDETAIL,TESTINGOFTHEPRODUCTANDPACKAGE6ECONOMICANDTECHNICALAPPRAISALFROMSIXPARTSOFTHEDESIGN,ITDESCRIBESTHEWHOLEPRODUCTONPROCESSOFCANNINGJARTHEFACTORYKEYWORDSINFUSIONBOTTLEWORKSHOPMATERIALSLINEMACHINERAWMATERIAL目录第一章总论111设计原则112玻璃发展史1第二章全场平面图的设计321总平面图设计基本原则322厂址选择及平面布置要求423工厂组成及平面布置要求724厂区划分825运输设计及厂区绿化美化10251运输方式的选择10252厂区绿化与美化11第三章原料车间1331概述及生产方法的确定13311原料的确定13312原料的选择15313原料产地的确定16314燃料1632生产方法的确定16321产品的品种、技术要求和质量标准17322成型方法的确定1733玻璃成分的设计和确定18331玻璃成分的设计原则1834物料的初步计算及物料平衡19341玻璃中各种氧化物含量的确定19342物料平衡计算1935原料的储存及加工25351原料储存25352料仓的选择与计算27353原料的加工2736加工设备选型28361原料破粉碎的设备选型28362配合料制备设备29363收尘设备2937配合料制备30371配合料制备工艺要点30372配合料制备工艺30第四章熔制车间3141玻璃的熔制过程3142窑型的选择32421玻璃池窑分类32422工作原理及作业制度3343玻璃池窑结构设计36431玻璃池窑的结构设计及热工计算36第五章退火成型检包车间3951退火过程和退火制度39511退火过程39512退火制度39513退火窑分类计选型4152机械设备41521供料机41522制瓶机4253产品的检测与包装43531产品包装44第六章经济技术综合评价4561经济财务分析45611估计建设资金45612估算产品生产成本45613偿还贷款能力的分析和计算45614经济效果评价及社会效益46致谢47第一章总论11设计原则1、技术先进，符合国情，即着眼于目前，又要有长远打算。2、经济合理，工艺符合要求。3、设备国产化，选型标准化、系列化。4、提高自动化水平，改善工人劳动环境，降低工人劳动强度。12玻璃发展史玻璃的工业生产已有很久的历史。20世纪以来，玻璃工业随着人民日常生活、文化艺术、交通运输、房屋建筑等的巨大需要，以及玻璃制品在科学技术与国民经济各个部门的广泛应用，而获得极为迅速的发展，并且起着非常重要的作用。玻璃之所以获得这样广泛的应用，主要是由于它具有一系列可贵的性质和优良的使用价值；玻璃透明而质硬；有很高的化学稳定性；有一定的耐热性；可以用各种各样的成型方法和加工方法，制成各种形状和大小的制品。而且按照应用目的的不同，可以通过玻璃的化学组成的调整和改变，在很大程度上改变其性质，从而适应各种不同的要求。此外，玻璃的主要矿物原料如石英砂、石英岩、石灰石、白云石、长石等分布极广，易于获得，这也是促使玻璃发展的主要原因之一；特别是对于工业玻璃的生产，这是十分有利的条件。最初，人们在生活实践中经过不断的摸索热得出制造玻璃的方法；其后，随着社会的向前发展，科学技术不断提高，因而玻璃制造的客观规律逐渐的为人们所了解和掌握，这才逐步提高了制造技术。另一方面，由于制造所需的燃料、原材料和机械设备随着社会生产力的发展而相应地改善，这就为玻璃制造业的发展铺平了道路。19世纪中叶，发生炉煤气和蓄热式窑炉已应用于玻璃的熔制；随后，机械生产的方法也应用于玻璃的成型和加工；同时，化学工业所提供的纯碱以及优质耐火材料如熔融石英、电熔莫来石和锆质耐火砖的出现，对玻璃工业起了巨大的促进作用。目前，玻璃的制造技术和科学理论都达到了高度的水平。作为玻璃主要产品之一的玻璃瓶罐是价廉物美的包装材料之一，是生活中不可缺少的主要玻璃制品。作为包装容器来说，玻璃瓶罐具有美观、清洁、透明、化学稳定性良好、易于密封、价格低廉、可多次周转应用以及原料丰富等优点。在食品、制药以及其他工业迅速发展的同时，迫切的需要大量价廉而质优的玻璃瓶罐。这样便要求玻璃瓶罐的生产向着机械化、连续化和自动化的方向发展。国外某些先进工厂生产过程已基本达到了全部自动化的程度，在占用劳动力最多的检验和包装部分也开始采用机械化和自动化的装备。池窑的熔化能力，由于采用了耐高温及耐侵蚀的幼稚高级耐火材料，以及广泛地利用电气加热等技术措施，使熔化能力提高至每平方米每昼夜达26吨的指标。成型方面大量采用生产效率高的双腔模或多腔模，使制瓶机的机速最高能达到每分钟250个左右。玻璃瓶罐造型设计的改进，生产工艺的精密控制与改进，以及保护涂料的应用，已将大部分瓶罐的重量较30年前降低了三分之一或更多。许多新的技术成就正逐步在生产中加以应用。我国的玻璃工业是在全国解放以后才飞速发展起来的。解放后，玻璃工业在生产，科学研究和技术力量的培养等各方面都获得了飞跃的发展。随着玻璃工业发展的需要，已经建立了许多大型玻璃企业，新产品不断涌现，技术力量日益雄厚。许多玻璃制品不但在质量上和产量上有了很大的提高，而且很多工厂不断增添现代化设备，某些工厂已经开始走上自动化的道路。第二章全场平面图的设计21总平面图设计基本原则总平面设计应遵循的基本原则如下1、各建筑物（及构筑物和堆场）的相应位置应尽量符合生产工艺流程的要求，且使运输线路为最短，以保证生产过程最经济，最合理地进行。2、原料、燃料、半成品和成品的运输应当是连续的短距离径直前进，避免交叉和往返运输。3、在满足生产工艺要求的前提下，做到合理地节约用地，提高厂区利用系数和建筑系数。4、建筑物、构筑物的外形应满足简单规则，布置紧凑，以便使厂区达到最大限度。5、适当地划分厂区，将厂区划分成多个地段。厂内行人来往的道路距离应最短，并尽可能不与货运路线相交叉，特别是在工作紧张和行人往返较多的地段内。6、辅助车间及仓库应尽可能地配置于靠近它所服务的主要车间的地段，动力设施应尽量近于或深入负荷中心。7、布置建筑物时应考虑日照方位及主导风向，应保证室内天然采光，自然通风及防止日照辐射的侵入，尽量使大多数厂房向阳背风避免烟尘瓦斯等。8、必须根据工厂的发展，预先考虑工厂将来扩建的可能性，以使用最少的投资，在不影响现有工厂的正常生产，不破坏原有总平面图的基本精神和不拆毁原修建的较大型建筑物的条件下达到扩建的目的。9、布置厂区的建筑物和构筑物必须考虑地形起伏条件、工程地质条件和水文条件，把主要建筑物、构筑物布置在条件好的地段。这样能保证用少量的建筑投资达到较好的建筑质量。10、工厂的布置应使厂内外铁路、公路、动力线路、卫生工程线路和本地的其他设施的连接合理，工厂与住宅区的联系应当方便。11、易燃和可燃材料及燃料仓库必须设置在生产建筑物或构筑物的下风向方位。12、工厂总平面应有合理的建筑艺术，各建筑物、构筑物应考虑与周围建筑物及地形相配合，外观轮廓应系统化。合理地布置广场及美化设施，使工厂成为一个建筑艺术的整体。22厂址选择及平面布置要求一厂址选择厂址选择是基本建设中的一个重要环节，是一项政策性和技术性都很强的综合性工作。厂址选择是否得当，不仅影响工程项目的建设投资、建设进度，而且对工厂建设后企业的生产条件和经济效益都有着决定性影响。因此必须严肃认真对待这一工作。厂址选择必须认真贯彻基本建设的各项方针政策。要贯彻既有合理的工业布局，又要节约用地和有利生产、方便生活的原则。要根据当地资源、燃料供应、电力、水源、交通运输、工程地质、生产协作、产品销售等建设条件，通过认真的综合分析和技术经济比较，提出厂址选择报告。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关系，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、厂址应避开大型水库、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、泥石流等不良地段。厂址选择除应遵循上述基本原则外，玻璃工厂选厂还有一些具体的要求1、厂址的面积和外姓应满足生产工艺过程的需要，同时占地面积应尽量少，建设密度要合理，能按生产流程的次序布置建筑物和构筑物。2、厂址的地势最好是平坦的，并具有内外倾斜的一定角度，以满足地面雨水顺利排除和减少建厂时的土方工程量。3、良好的水文地质条件和工程地址条件。玻璃厂的热工设备及某些高层建筑物需较深的地基。因此，要求地耐力大155KG/CM2为宜，不得小于05KG/CM2，以免熔窑沉陷。同时，厂址应适合于建筑基地，不需复杂的基础工程。由于熔窑有许多要道等地下工程，故厂址的地下水位最好低于地下建筑物及构筑物的深度。一般地下水位以5M为宜，不得小于2M。4、良好的运输条件。玻璃工厂的原料、燃料及成品的运输量较大，因此必须靠近原料基地以及交通运输方便的地方，从而缩短原料、燃料、成品的运输距离，缩短管线的长度。运输量超过4万吨/年的工厂应考虑设铁路专用线，同时接轨处要接近工厂。5、较好的协作条件。为节约投资，厂址最好接近居民区及现有的动力供应和供水管道，或靠近其他已建或拟建工厂的工业区，以便组织厂际间的生产技术协作，这样能够在修建道路、给排水、工厂技术管道等公共设施、居住或文化福利设施等方面配合公共使用，又便于充分利用城市现有的文化福利设施，选择居民区应满足卫生防火要求，距厂不要超过30分钟路程。6、充足的水源和可靠的供电条件。玻璃厂的用水量和用电量都很大，并且具有长时间连续生产的特点，一个生产周期至少持续23年以上。突然的停电事故，不仅会造成重大的经济损失，而且还可能造成安全事故。因此须具有可靠的供电条件。一般应满足有两个独立电源，两条回路同时供电的要求。同时，为保证生产的正常进行，应备充足的水源和不间断的供水条件。7、良好的卫生条件。玻璃工厂本身易散发粉尘和有害气体等，故厂址应选在居民区的下风向。同时，不应设在涡风盆地或拟建污染较大工厂的下风向。亦不宜靠近传染病发源地。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，东与沈阳鼓风机厂相邻。占地67万平方米，其中厂区占地约为54万平方米。（二）水文地质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。厂内有两眼深井，供水能力为2764吨/天，并有32米高150吨水塔一座。厂内还有循环水系统。生活用水由自来水公司供应。该厂沿兴华大街呈长方形，分成南北两部分，北侧为厂区，南侧为生活区。全厂东西长约194米，南北长约345米，其中北侧厂区部分约275米，南侧生活区部分约70米。厂内地形平坦，海拔标高约在4154220米，厂区工程地质属于第四纪砂砾石层。地基土容许承载力为18吨/米2。地震基本裂度为7级。（三）气象资料沈阳市气象资料为1、气温年平均温度为77OC极端最高温度383OC极端最低温度306OC2、气压夏季大气压力750MMHG冬季大气压力766MMHG3、湿度夏季通风计算相对湿度64最热月月平均计算相对湿度784、风年主导风向S夏季主导风向S夏季平均风速30M/S冬季平均风速32M/S5、最大积雪深度20MM6、最大冻土深度139MM7、冬季日照率59（四）动力来源1、水本厂有深水井两眼，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、电本厂有变电所两处。一处在厂区，变压器为21600千伏安（一用一备），并将两回路10千伏电源线路接在同一变电所不同母线段上，可达到在特殊情况下停电时间不超过15分钟的要求。另一处变电所设在熔制车间内，内设变压器两台21000千伏安（一用一备）。这样足以满足全厂日用量36300度的要求。（五）交通运输厂内有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路相连。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题。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。（六）卫生条件该厂址虽然地处工业区相邻的是鼓风机厂和造纸厂，根据环境影响报告书，未发现有不良影响。虽然在瓶罐玻璃行业的生产过程中不可避免地产生粉尘、噪音、高温和三废等问题，但本厂地处下风向，且已综合考虑了这些问题，并采取了相应的措施，使其影响控制在国家允许范围以内。23工厂组成及平面布置要求工厂总平面必须充分满足生产工艺要求，并达到经济合理的目的。为此，有必要初步了解玻璃工厂各生产部分的生产性质、工艺特点与要求，以便合理布置总平面图。玻璃工厂的组成大致可以分为如下几个部分（一）生产车间生产车间是指直接负责制造成品、半成品或副产品的车间，一般包括1、原料车间其负责对进厂的各种原料进行加工，破碎，制成配合料。2、窑制车间将配合料通过熔窑熔化成合于要求的玻璃液。3、成型车间通过机械或人工的方法使冷却到成型温度的玻璃液成型为制品，并经退火消除内部应力。4、加工车间通过各种冷加工或热加工制成最后的成品。（二）辅助车间及设备辅助车间是指动力设施，给排水，机修车间，中心实验室等为主要生产车间服务的车间。（三）堆场和仓库设施既贮存原料、燃料、辅助材料、半成品及废料等的设施。如各种原料的堆场、仓库、贮煤场、总材料库、金属材料、铸件堆场、易燃材料与危险品库，废料堆场等。（四）行政和生活福利设施指供给行政管理及职工生活设置的房屋建筑，包括行政办公楼、食堂、收发室、托儿所、浴室、医务所、礼堂、阅览室、职工学校、生活室、消防车库等。（五）运输设施指将原材料等运入厂内和将成品、废料运出厂外，以及堆场或仓库到车间之间的运输设施。（六）工程技术管线指动力管线和给排水等设施的管线，包括通讯输电线路、上下水道、煤气管道、热力管道、空气管道等。（七）绿化及美化设施指为职工创造良好的工作和休息条件所设的绿化区、喷水池、人行路、亭子、围墙、雕塑等设施。24厂区划分按照生产工艺流程、卫生、防火、安全、运输及企业管理的要求，全厂可以划分为以下几个部分（一）厂前区厂前区是行政管理部门、技术研究部门、全厂性的文化福利设施的集中处，为非生产性建筑。既是对内生产的中心，又是对外联系的中心。主要组成为办公室（或办公楼）、化验室警卫传达室、车库、食堂、托儿所、阅览室、出入大门等，其主要特点及布置要求如下1、厂前区是居民区和工厂联系的枢纽，其布置应面向居民区或城市规划的街道，便于工人上下班及对外联系。同时，应就近于工人最多的车间，以利于工厂的生产管理，便于为工人生活服务。2、厂前区一般与人流出入口结合，布置于工厂的主要出入口，并应布置于整个工厂的上风向。玻璃工厂的货运量较大，一般应将人流出入口与货运出入口分开布置。（二）原料准备区其主要组成为原料车间（包括破碎、配料、混合）、原料仓库、原料堆场等。其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。（三）熔制区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、熔制制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）要合理布置，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。4、熔制车间用水、用电量均较大，并要求连续不间断地供给，因此动力设施及工程设施应尽量靠近本车间。（四）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，要求有良好的厂内外运输条件，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。（五）动力及辅助生产区其主要组成为机修车间、中心实验室、动力设施、公用工程设施等。其主要特点及布置要求如下1、动力及辅助生产担负着不间断地向生产车间供应电、气及燃料的任务，应在满足防火安全的条件下靠近主要生产区，使动力管线、公用工程管线的布置短捷，以减少损耗，并应有良好的通风条件。2、因将油库置于全厂的下风侧，卸车用的铁路线一般应采用尽头式，并位于厂区边沿，避免发生火灾时其他建筑物遭到威胁。（六）仓库及堆场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、成品及半成品堆场或仓库、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。25运输设计及厂区绿化美化运输是工厂生产中不可缺少的一个环节。任何一个现代化的工厂能否顺利进行生产，在很大程度上取决于运输系统的正确组织和精确工作。251运输方式的选择运输方式可分为铁路运输、公路运输、水运和特种运输（管道和各种机械运输）四种。（一）厂外运输厂外运输的任务是将原料、燃料、辅助材料运送到厂内及从企业内运走成品、废渣等。决定厂外运输方式的因素有以下三种运输量与运距、地形条件、运输成本。因本设计玻璃工厂无水运条件，故采用铁路运输与汽车运输组合的运输方式。年运输量4万吨以上而运距又较远时采用铁路运输，而运距在20公里以内，每昼夜运输量在200吨以下时采用汽车运输。（二）厂内运输厂内运输的任务是要完成工厂内部的货物分配，进行仓库与车间、堆场与车间、车间与车间之间的运输。一般应根据货物运输量大小、搬运次数和运距以及货物的外形、单重等条件，从减轻劳动强度、提高劳动生产率的要求决定运输方式。从设备供应的可能性来决定运输设备的选用。常用的运输工具有汽车、翻斗车、叉车、电瓶车、皮带运输机、气力输送（粉料）、管路输送（流体）等。252厂区绿化与美化绿化与美化是工业企业总平面设计的组成部分之一，它对保证职工身心健康、美化环境有重要意义。它不仅可以净化空气，改善厂区小气候，消灭或减少噪音，防止部分车间的夏日曝晒，亦能起到防火防爆作用。美化和绿化的对象主要是卫生防护带、厂区道路、厂前区、主要出入口、围墙以及部分工程建筑物和预留扩建场地等。绿化是种植高大的乔木、低矮的丛生灌木和平坦的草皮，合理地配合衬托，组成绿化带。在厂前区适当布置小广场、花坛、喷水池等形成花园，对美化厂区会起到非常好的作用。全厂总平面图的布置图见图21。北西东南1熔制车间2原料车间3石英砂堆场4石灰石堆场5纯碱库6小料库7碎玻璃堆场8耐火材料库9化验室10长石堆场11储油罐12模具修理车间13机电修理车间14成品加工车间15检包车间16成品库17宿舍楼18汽车库19办公室20食堂21澡堂22操场23水塔24空压站25变电所26传达室27白云石堆场图21全厂总平面11914151617221810131221123356798242542120侧门正门2726第三章原料车间31概述及生产方法的确定原料车间的任务就是按照由设定玻璃成分及进厂玻璃原料成分计算出的配合料料单，将各种原料一一准确称量，并且无漏失地送到混合机中，把所有这些原料均匀地混合成配合料，然后再以妥善的方式送至窑头料仓，准备加入窑中。组成玻璃配合料的各种物质统称为玻璃的原料。根据他们的用量和在玻璃中的作用不同，可以分为主要原料和辅助原料两类。主要原料系指引入玻璃中各种组成氧化物的原料，如石英砂、石灰石、长石、纯碱、石硼酸、铅和钡的化合物等。按所引入氧化物在玻璃结构中的作用，又分为玻璃形成氧化物原料、中间体氧化物原料和网络外体氧化物原料。这些原料混合熔融的结果形成了玻璃。辅助原料是指使玻璃获得某些必要的性质和促进玻璃加速熔化、澄清过程的原料。由于他们的用量较少，为此工厂又俗称“小料”。根据其作用不同，又分为玻璃的澄清剂、助熔加速剂、氧化剂、还原剂、脱色剂、着色剂和乳浊剂等。311原料的确定1、引入二氧化硅的原料石英砂二氧化硅是构成硅酸盐玻璃的一种主体氧化物，其含量一般都在6575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SIO290，AL2O398，NACL20，CAO32，FE2O3015。水分1。粒度要求20目全通过。5引入AL2O3的原料主要有长石、粘土、蜡石、瓷石、氧化铝等。6、澄清剂主要是白砒、萤石。7、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、熔炉翻建过程的炉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，其应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3060。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，主要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碎玻璃应该有90，且粒度在2050MM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。312原料的选择选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、颗粒度都应符合规定要求。特别是原料的纯度和铁含量一定要在规定范围之内。此外，化学成分要稳定。2、价格低廉，运输方便，供应有保障。对于一个工厂，原料价格的高低将直接影响产品成本和工厂的效益，应在保证质量的前提下，尽量采用价格低、产地近的原料。同时原料及时稳定的供应与原料产地的地理位置、运输条件极为相关。3、尽量少用质轻、易飞扬的原料。质轻原料易飞扬，易分层，一则影响工人身体健康，二则易使玻璃产生缺陷。当然，原料的颗粒度大小也是影响粉尘的因素。4、尽量少用有害和影响环境的原料。对人体有害的白砒等应尽量少用，或与氧化二锑共用。使用铅化合物时，要注意劳动防护，并定期检查身体。萤石、食盐等对大气的污染严重，应尽量少用或不用。5、充分利用天然矿物原料。在这方面，应首先了解产品的价值、用途、销售对象，以便决定原料的等级。要权衡利弊，充分利用天然矿物原料。6、少用对耐火材料侵蚀严重的材料。为延长窑炉使用寿命，对诸如萤石、冰晶粉、硝酸钠、芒硝等助熔剂，因对耐火材料侵蚀较大，应尽量少用或不用。313原料产地的确定表31原料产地原料名称产地价格石英砂内蒙古甘旗卡纯碱大连化工厂石灰石本溪白云石大石桥长石河北省灵寿县硝酸钠萤石白砒碎玻璃314燃料1、燃料的选用原则1、从我国燃料资源实际出发，坚持就地取材和物尽其用的原则。2、满足工艺要求，确保产品质量，并为机械化、自动化生产提供条件。3、来源广泛，保证供应，能满足生产需要。2、燃料的确定本设计采用天然气做燃料。天然气与煤相比具有绿色环保、经济实惠、安全可靠、改善生活等优点。32生产方法的确定321产品的品种、技术要求和质量标准1、产品的品种本设计产品为输液瓶2、技术要求见表32表32技术标准项目名称指标容量500ML口径32ML直径85ML全高150ML3、质量标准1、不许有明显的和影响使用的不透明砂粒、气泡、合封线和炸裂纹。2、瓶口封合面上不许有影响密封性的缺陷。瓶口不许有尖刺。3、不许有大于15MM的结石封锁环上不许有结石，0315MM且周围无裂纹的结石不多于2个/CM2。4、不许有折光的裂纹。5、直径大于6MM的气泡不许有，16MM的不能多于3个，小于1MM且能用肉眼看到的不多于5个/CM2。不许有破气泡和表面气泡。6、模缝线尖锐刺手的不许有，突出量不大于5MM的可以有，初型模线明显的不许有。7、严重明显的皱纹、条纹、黑点、油斑和严重影响外观光洁度的缺陷不许有。322成型方法的确定本设计采用行列式制瓶机，这种制瓶机具有以下优点1、行列机装有导料系统，不另设分料。2、行列机的每一机组是完全独立的定时控制，可以单独启动和停车，不会影响其他机组，便于更换模具和维修机器。3、行列机生产范围广，既可用吹吹法，又可用压吹法成型瓶罐，对不同尺寸和形状的大口或小口瓶具有非常好的适应性和灵活性。在制瓶质量和机速完全一致，料形相近时，一个机组可以分别成型不同形状和尺寸的产品。4、行列机能够使成型的瓶罐获得较好的玻璃分布，且比其他成型机有较高的单机组生产效率。5、如玻璃熔窑出料量减少，行列机可以减少运转的组数进行生产。6、行列机的主要操作机构不转动，机器动作平稳，操作条件良好。本设计的各原料的工艺流程具体见图33，配合料制备工艺流程。小料长石石灰石石英砂纯碱白云石料仓料仓料仓料仓料仓料仓称量称量称量称量称量称量皮带运输碎玻璃破碎、除铁、运输料仓称量熔炉加料机窑头料仓混合机混合图31配合料制备工艺流程注斗式提升机、货运电梯或电动葫芦垂直运输包括吸尘罩、管道及除尘器在内的除尘系统水分测定并补给、调整配方均匀度测定。33玻璃成分的设计和确定331玻璃成分的设计原则1、根据组成、结构和性能的关系，使设计的玻璃能满足预定的性能要求。2、根据玻璃的形成图和相图，使设计的玻璃组成能够形成玻璃，析晶倾向小。3、根据生产条件，使设计的玻璃能适应熔制、成型、加工等工序的要求。4、所设计的玻璃应当价格低廉，且原料易于获得。34物料的初步计算及物料平衡341玻璃中各种氧化物含量的确定配方选择表33参考成分配方（WT）成分SIO2AL2O3CAOMGOR2OFE2O3含量721551178925212033今按前述成分确定的原则及调整方法设计本设计工厂所采用的新成分表，并对两种成分产品的各项性能比较。本设计成份表列于表35。表34本设计拟定成份配方（WT）成分SIO2AL2O3CAOMGOR2O含量711541188928513342物料平衡计算表35物料平衡计算原料名称产地SIO2AL2O3CAOMGOFE2O3R2OAS2O3H2O石英砂甘旗卡9122482050080413346纯碱大连化工厂9877石灰石本溪5012309011白云石大石桥2445长石灵寿县700162015122硝酸钠36351萤石68401白砒9990以100千克玻璃液为基准计算，取001。设需要石英砂XKG长石YKG09122X07Y7115X7336KG0048X0162Y45Y604KG石英砂引入的SIO26692KGAL2O3354KGCAO037KGMGO006KGFE2O3030KGR2O245KG长石引入的SIO2456KGAL2O3106KGFE2O3001KGR2O080KG纯碱09877X24008013X971KG设需石灰石XKG白云石YKG05012X0024Y037889X1676KG00309X045Y006285Y500KG石灰石中含CAO840KGMGO052KGFE2O3002KG白云石中含CAO012KGMGO225KG表36原料引入各种氧化物的量原料原料用量（KG）各原料中氧化物的含量（KG）SIO2AL2O3CAOMGOR2OFE2O3石英砂73366692354037006245030长石604456106080001纯碱971971石灰石1676840052002白云石500012253总计1108771484608892831296033计算辅助原料及挥发损失补充考虑白砒作澄清剂为配合料的02则白砒用量为1079602022KG因白砒与硝酸钠共用设硝酸钠的用量为白砒的6倍，则硝酸钠的用量为0226132KG硝酸钠的化学成分NA2O365则有硝酸钠引入的NA2O的为1320365048KG相应的减去纯碱用量048100/9877049KG考虑纯碱的挥发量Y/（Y971049）10030Y029KG则纯碱的实际用量971049029951KG萤石的化学成分CAO6840萤石为助熔剂，以引入配合料的05氟计，则萤石大致为配合料的103萤石用量为11087103114KG由萤石引入的CAO为1140684078KG相应的减去石灰石用量076100/5012156KG则石灰石的实际用量为1676156152KG熔制100KG玻璃实际原料用量表37熔制100KG玻璃实际原料用量石英砂长石纯碱石灰石白云石白砒硝酸钠萤石总量7336KG604KG951KG152KG500KG022KG132KG114KG11179KG计算配合料气体率配合料气体率为（11179100）/111791055玻璃产率为（1001055）/1008945如果玻璃每次配合料量为500KG，碎玻璃用量为45碎玻璃用量50045225KG粉料用量500225275KG增大倍数275/11179246500KG玻璃中每份配合料用量表38500KG玻璃中每份配合料用量石英砂长石纯碱石灰石白云石白砒硝酸钠萤石总计18047148623393739123054325280275湿基用量湿基用量干基用量/（1水分）石英砂湿基用量18047/（16）19199KG硝酸钠湿基用量325/（11）328KG萤石湿基用量280/（11）283KG表39配料单原料熔制100KG玻璃原料用量（KG）原料含水率每次制备500KG配合料减去碎玻璃后，各种原料用量（KG）干基湿基石英砂733661804719199长石60414861486纯碱95123392339石灰云石500123123硝酸钠1321325328萤石1141280283白砒022054054总计1117927528658拟定配合料粉料中含水量5，计算加水量加水量粉料干基/（1水分）粉料湿基275/（15）28658289KG需加水289KG各项性能比较各阶段温度计算（奥霍琴法）TAXBYCZD（31）式中T某粘度值对应的温度X，Y，Z分别是R2O,CAOMGO，AL2O3的重量百分数A,B,C,D分别是R2O,CAOMGO，AL2O3，SIO2的特性常数，随粘度值而变化表310特性常数玻璃粘度ABCD1022278161065017004010317499955913814010891915753476250101273234953760340粘度值102T2278131610（889285）65041117004013762103T174913995（889285）590411138140114103108T91913157（889285）53441176250678341012T73213349（889285）5374116034054915玻璃密度计算玻100/P1/1P2/2PN/N式中玻玻璃密度G/CM3P1,P2PN玻璃中各氧化物的重量1，2N计算系数。取别里系数为表311别里系数SIO2AL2O3CAOMGOR2ON711541188928513根据表310得设计100/7115/220411/275889/430285/36013/320245G/CM3耐压强度计算CCP1C1P2C2PNCN式中P1，P2，PN玻璃中各组分氧化物的重量；C1，C2，CN为各组成氧化物的耐压强度计算系数。代入数据计算设计C1237115104110208891102850521310330KG/MM参考C123721510511020789110252052120903310474KG/MM热膨胀系数计算（108）玻璃的热膨胀系数可以通过加和法进行计算玻1P12P2NPN式中玻玻璃的热膨胀系数P1，P2PN玻璃中各氧化物的重量1，2N计算系数。取值如下表312热膨胀系数SIO2AL2O3CAOMGOB2O3NA2O108051416345653432计算如下设计05711514411163889452854321310876067108参考0572151451116378945252432120010870158108热稳定性计算计算经验式如下T1150106/A1/2式中T耐热急变温差OC热膨胀系数A制品最大厚度MM计算结果如下T设计1150106/7606710861/2617OCT参考1150106/7015810861/2669OC化学稳定性计算化学稳定性可用下式进行计算D627589NA0654A式中D化学稳定性系数N玻璃组成中R2O的重量A玻璃组成中AL2O3的重量计算结果如下D设计627589134110654411059D参考627589125110654511053其他性能计算1、相对机速相对机速S450/SA80式中S软化温度A退火温度设计成分相对机速67834450/6783454915801092、工作范围指数工作范围指数SA设计成分工作范围指数6783454915129193、料滴温度料滴温度263SAS设计成分料滴温度263678345491567834101811OC参考配方与设计的产品的各项性能进行比较，如表315表313参考配方与设计的产品的各项性能进行比较性能设计成分参考成分差值密度245244001热膨胀系数85721108875581081837108热稳定性57253636化学稳定性059053006耐压强度1033010474144融化温度137623软化温度67834退火温度54915相对机速109工作范围指数12919料滴温度101811注表中“”表示提高，“”表示降低。由上表可知，设计配方产品的各项性能都有所提高。因此，此配方满足设计要求，是较优的配方。本设计选用此配方为生产依据。35原料的储存及加工351原料储存玻璃工厂的生产属于连续的不间断作业。由于原料厂内外运输，各工种倒班及机械设备的检修都可能造成原料的供应中断。因此，为保证不影响工厂生产要使原料由一定的储存量。如果储存量过少，则供不应求影响生产。但若储量过多，则造成资金积压，而且也增加了仓库面积进行计算。1成型机选型本设计设计任务为年产8000万只，净重400克/个。取年工作日为330天。每分钟的出瓶个数080108/（3302460）168（个）。选6段单滴四台，6段单滴每分钟出48个瓶子，那么四台每分钟出192个瓶子。各原料日用量计算本设计取45的碎玻璃用量。生产100KG玻璃液所需要的碎玻璃及粉料量计算日用料量192602440010611059（T）总碎玻璃用量11059454977（T）总粉料用量11059556082（T）干基量石英砂6082/275X/18047X3991（T）以此类算则可得表314各原料日用量石英砂长石纯碱石灰石白云石硝酸钠萤石白砒总量3991T329T518T827T272T072T062T012T6083T表315湿基量石英砂长石纯碱石灰石白云石硝酸钠萤石白砒总量4246T329T518T827T272T073T063T012T634T加水量6083/（15）634063T表316各原料贮量原料干基用量/T水分湿基用量/T贮料天数/天所需贮量/T石英砂39916424630127038长石392329309087纯碱5185183015054石灰石8278273024081白云石272272308016硝酸钠0721073302019萤石0621063301089白砒0120123036碎玻璃3天用量497730149031T碎玻璃年用量4977330164241T原料储存一般地矿物原料应放在堆场内，化工原料易吸水放在干燥的库房内。各仓库面积计算如下堆场面积需求的堆积量/（堆积高度堆积系数堆积密度）石英砂堆场堆场面积127038/（60714）220M2堆场尺寸长宽1515225M2石灰石堆场堆场面积24081/（30713）100（M2）堆场尺寸长宽1010100（M2）纯碱库堆场面积15054/（60711）40（M2）堆场尺寸长宽5840（M2）白云石堆场堆场面积8016/（30713）30（M2）堆场尺寸长宽4832（M2）长石堆场堆场面积9087/（307135）40（M2）堆场尺寸长宽5840（M2）小料库小料库尺寸取长宽5735M2碎玻璃堆场堆场面积149031/（60714）260M2堆场尺寸长宽1617272（M2）352料仓的选择与计算料仓的选择本设计选用双排仓，且其卸料口不在料斗的正中间。而是向一侧略有偏斜，这样可以防止物料结拱等。如表316表317各原料在料仓中的容量原料日用量储存天数储存重量重容比充满系数料仓容量石英砂424631273814901011长石32939871359081纯碱518315541190157石灰石827324811390212白云石2723816139070小料1483444129041碎玻璃497731493114901185料仓尺寸的计算本设计采用矩形组合料仓，其容积为VATHH1（ATABATAB）/3其中AT上表面面积AB下表面面积H长方体的高H1梯形台的高ABA2其中A下料口的边长流角选择30度角计算得梯形台的高H133MV梯形台33（90099009）/311M3V22347425M3表318各种料仓的尺寸设计原料长宽HH1AV流角尺寸3335330342530根据以上计算结果今拟定各原料的仓数，如表318表319各原料拟用仓数原料石英砂长石纯碱石灰石白云石小料碎玻璃仓数3111113共用11个料仓353原料的加工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2碎玻璃接料斗手送机破碎机水槽筛子破碎机磁选机进仓36加工设备选型361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10025MM，中碎后粒度为256MM，细碎后粒度为080075MM。1颚式破碎机锤式破碎机除铁设备362配合料制备设备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。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0520M/S。本设计采取加振动加料器。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。本设计采用探锤，为机械传动方式。给料机给料机又叫加料机，是料仓系统中不可分割的组成部分。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。混料机械在硅酸盐工业中，轮碾机用于粉碎粘土、长石、石英、粘土熟料等物料。QH混料机的混合均匀度可达984以上，混合时间每次约35MIN。结构简单维修方便，密封性好，并有洒水的喷雾头，可防粉尘飞扬。所以本设计选用的为QH式混合机。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、装载机等，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。363收尘设备本设计收尘设备