日产90吨白酒瓶玻璃工厂设计重点部分熔制车间样本

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（关键部分：熔制车间）院系：专业：班级：学生姓名：指导老师：论文提交日期：6月25日论文答辩日期：6月26日

内容摘要本设计任务是日产90吨白酒瓶玻璃工厂设计。以熔制车间设计为关键。设计共分六部分，内容以下：一、绪论。包含玻璃发展史、课题提出及设计内容。二、厂址合理选择和工厂总平面设计。包含厂址选择及全厂平面图设计、运输等。三、原料车间设计。这部分内容包含原料种类、成份确实定、燃料、生产方法确定、物料平衡计算及原料加工、储存及设备选型。四、熔制车间设计。此部分对玻璃池窑工作原理、作业制度、池窑结构、池窑热工计算。五、退火成型检包车间设计。包含成型设备选型及退火过程，设备选型及产品质量检测和包装。六、经济技术评价。由此六部分对输液瓶整个生产过程进行了全方面设计。关键词：白酒瓶；熔制车间；窑炉；行列机；原料

目录TOC\o"1-3"\h\u9460一、绪论 1135521.1玻璃定义和分类 1248951.1.1玻璃定义 1163761.1.2玻璃分类（按成份分类） 1203641.2玻璃成份发展 2229191.3设计提出和关键内容 47588二、厂址合理选择和工厂总平面设计 6180612.1厂址合理选择 6229802.1.1建厂有利条件 6279622.1.2工厂地理位置和水文地理条件 799052.1.3工厂所在地交通运输条件 9197622.1.4厂址所在地给排水系统条件 955512.1.5供电 9107952.2工厂总平面设计 1032.2.1车间分布 1011982.2.2厂区划分 1162842.3全场平面图 146625三、原料车间 15266893.1概述及生产方法确实定 15108713.2生产方法确实定 15119103.2.1产品品种 15101773.2.2产品品种 15175973.3物料衡算 16139823.3.1原料确实定 16188003.3.2原料选择 1833.3.3原料产地确实定 19244903.3.4玻璃成份确实定 20314613.3.5各项性能计算 24280783.3.6性能比较 29322833.3.7原料储存 29122653.3.8多种原料日用量 31227663.3.9原料加工 32111423.3.10原料破粉碎设备选型 32286643.3.11收尘设备 3315973四、熔制车间 3494.1窑炉分类及其结构 35327484.1.1玻璃池窑分类 3527114.1.2池窑结构 353394.3.1玻璃池窑工作原理 36160234.3.2燃料供给系统 37126294.3.3池窑设计依据 38278174.3.4设备选型 3816504.4窑炉设计尺寸设计 386364.4.1熔化池尺寸计算 38276774.4.2熔化池其它尺寸计算 3947534.4.3燃烧计算 4269984.4.4小炉尺寸计算 44322944.5蓄热室设计 4580744.6交换器及烟道设计 47231234.6耐火材料选择 4960964.6.1常见耐火材料 49301474.6.2耐火材料选择及使用 50145554.7保温材料选择 52143834.8钢结构 525254.9窑炉关键参数一览表 5310196五、成型退火及检包车间 55234345.1行列机选择 559545.2退火窑设计 56271065.2.1退火过程 56248825.2.2退火制度 56276805.2.3退火窑分类及选型 57282015.3产品检测和包装 58243865.3.1检验规则 58182535.3.2产品包装 5914939六、技术经济评价 6120656.1经济财务分析 61289216.1.1估量建设资金 61112836.1.2估算产品生产成本 6155066.1.3偿还贷款能力分析和计算 61216186.2经济效果评价及社会效益 62一、绪论1.1玻璃定义和分类1.1.1玻璃定义玻璃是熔融、冷却、固化非结晶（在特定条件下也可能成为晶态）无机物。1.1.2玻璃分类（按成份分类）⑴钠玻璃

钠玻璃关键由氧化硅、氧化钠、氧化钙组成，又名钠钙玻璃或一般玻璃，含有铁杂质使制品带有浅绿色。钠玻璃力学性质、热性质、光学性质及热稳定性较差，用于制造一般玻璃和日用玻璃制品。

⑵钾玻璃

钾玻璃是以氧化钾替换钠玻璃中部分氧化钠，并合适提升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、用具和高级玻璃制品。

⑶铝镁玻璃

铝镁玻璃是以部分氧化镁和氧化铝替换钠玻璃中部分碱金属氧化物、碱土金属氧化物及氧化硅制成。它力学性质、光学性质和化学稳定性全部有所改善，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。它是由氧化铅、氧化钾和少许氧化硅组成。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、氧化硅及少许氧化镁组成。它有很好光泽和透明性，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

石英玻璃是由纯净氧化硅制成，含有很强力学性质，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、杀菌灯等特殊制品。1.2玻璃成份发展玻璃历史悠久，据称有五千年以上，有了玻璃成份才有了玻璃，所以玻璃成份历史也一样漫长。通常认为玻璃起源于公元前3000~美索不达米亚时代，当初用砂加硝石为原料，用木柴做燃料，木柴燃烧后草木灰也混入玻璃中，成为玻璃成份之一，于是得到钠钙钾硅酸盐玻璃，其分析成份为（质量分数）65.0%、2.5%、2.4%、0.09%、3.5%、3.4%、17.0%、4.5%，因为含有大量铁，玻璃呈深蓝色。以后玻璃制造技术传到埃及，公元前1580~1350年埃及尼罗河两岸分布了很多玻璃作坊，当初为钠钙玻璃成份，公元前14埃及玻璃分析成份为61.7%、2.45%、0.72%、10.05%、5.14%、17.63%。中国玻璃开始于公元前457～221年战国时代，出土玻璃壁、玻璃耳挡等饰品，依据化学分析为铅钡玻璃，深绿色玻璃壁成份为36%、13%～14%、46%～48%、+2%、0.8%～0.9%。从现在已发表论文中相关出土玻璃样品化学分析数据，说明战国和汉代时期，玻璃成份有两种类型，一个是铅钡硅酸盐玻璃成份，另一个是钾硅酸盐玻璃成份，至唐代以后，中国玻璃成份关键为钾铅硅酸盐玻璃成份和钾钙硅酸盐玻璃成份。公元前250年，巴比伦玻璃为钠钙玻璃，其分析成份为65.8%、2.1%、1.6%、6.6%、4.7%、12.1%、2.4%、2.6%、0.8%、1.7%。即使到公元4~5世纪，波斯玻璃仍为钠钙玻璃。由此可见，中国古玻璃和西方古玻璃为两大成份系统。13世纪中国古籍中有阿拉伯玻璃中加入硼砂（）以提升其耐急冷急热性记载，说明该时已经有了--系统成份。中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器皿也称琉璃，关键制品为琉璃瓦，很轻易和玻璃相混淆，所以清康熙初年，下诏令建立“玻璃厂”制造玻璃，和制造琉璃瓦“琉璃厂”分开。20世纪90年代，中国台湾艺术家将彩色透明玻璃和乳浊玻璃用脱蜡铸造工艺制备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草木灰为原料制造玻璃，折射率和反射率均全部高，透明性好，称为晶质玻璃（水晶）。英国森林比较少，所用草木灰是由西班牙等地中海沿岸进口，沿海地域草木灰含钠量高，制得玻璃透明性、白度均不如捷克水晶玻璃，1673年英国在玻璃成份中加入，制成--铅晶质玻璃。从17世纪起，铅晶质玻璃称为高级器皿、工艺品、灯具关键成份。1750年俄国学者罗蒙诺索夫研制了很多颜色玻璃成份，单用作着色剂进红宝石玻璃就达70多个配方，还将周期表中19种元素引入到玻璃中。18欧洲开始采取铅玻璃成份制造光学玻璃透镜，逐步形成火石玻璃系列。18世纪到19世纪中叶，西方产业革命推进科学技术进步，学者发觉了化学周期表上O、Si、B、Al、Na、K、Sr、Ca、Mg等38种组成玻璃关键元素，很多元素就有可能加入到玻璃成份中，形成多元玻璃成份系统；同时以食盐为原料制纯碱大量生产，使玻璃原料由草木灰等天然原料改用工业纯碱，造成钠钙硅酸盐系统成为实用玻璃关键成份，并以此为基础，派生出很多成份。19出现了硼硅酸盐（）玻璃成份，该成份系统已成为仪器玻璃、工业玻璃关键成份。1939年发觉了镧系（--）高折射低色散玻璃，改善了光学玻璃特征。1939年后，建立了新型玻璃光学成份系统。1948年发明了感光玻璃成份，为光敏感微晶玻璃制备发明了条件。1954年报道了--半导体玻璃成份，1959年研制成--（、、）低膨胀微晶玻璃，为微晶玻璃城研究奠定了基础。20世纪60年代以后，多种类型、多种用途微晶玻璃陆续出现，微晶玻璃已成为一个庞大玻璃品种，所以微晶玻璃成份也就形成了一个大成份系统。1959年又有As-S-Br非氧化物玻璃问世，1968年Ovshinisky发觉了硫族玻璃开关功效和记忆功效，硫族玻璃成份逐步引发重视。1973年研制成功--氟化物玻璃，现在氟化物玻璃成为关键非氧化物玻璃系统，是制备红外透过窗口、高功率激光器基质玻璃和超低损耗光纤关键材料。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，非氧化物成份研究和开发工作得到飞速发展，除了硫族玻璃成份、卤化物成份、氮氧玻璃成份外，还将其相互结合起来，如卤化物和硫族化合物结合起来，形成卤硫化合物成份等。至于天然玻璃则包含地球上因熔岩喷发而形成黑曜岩、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冲击延玻璃等。远古时代人类就用黑曜岩制作工具，现在天黑曜岩、珍珠岩得到了广泛应用，比如我们用黑曜岩、珍珠岩为关键原料制造泡沫玻璃和瓶罐玻璃制品。1.3设计提出和关键内容本设计任务书设计项目为日产量为90吨白酒瓶工厂熔制车间设计。以熔制车间设计为关键。设计共分六部分，内容以下： 一、设计总论。包含课题提出及设计内容。 二、全厂平面设计。包含厂址选择及全厂平面图设计、运输等。 三、原料车间设计。这部分内容包含原料种类、成份确实定、燃料、生产方法确定、物料平衡计算及原料加工、储存及设备选型。 四、熔制车间设计。此部分对玻璃池窑工作原理、作业制度、池窑结构、池窑热工计算。 五、退火成型检包车间设计。包含成型设备选型及退火过程，设备选型及产品质量检测和包装。 六、经济技术评价。 由此六部分对白酒瓶整个生产过程进行了全方面设计。二、厂址合理选择和工厂总平面设计2.1厂址合理选择2.1.1建厂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关键步骤，也是一项政策性和科学性很强综合性工作。厂址选择通常分两个阶段进行，即选择建厂地域位置和选择建厂具体厂址。建厂地域位置依据国民经济远景计划和技术经济论证，确定工厂所在地域或多个大约地点，而且要在可行性研究汇报和项目申请汇报中加以注明。工厂具体厂址则由设计单位会同该企业所属工业部门和主管机关代表或建设单位共同选定。 厂址选择必需认真遵照以下标准： 1、必需在上级机关所指定经济区域或行政区域内选，确保工业布局合理，并兼顾建设地域国民经济各部分发展计划。 2、落实国家相关基础建设相关方针政策，节省用地，进可能少占或不占粮田，尽可能用坡地，荒地，基地。 3、考虑近期建设和长远发展关系，厂区应现有发长能力，又不过早占用过多土地。 4、厂址应靠近原料、燃料产地和成品销售地域，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。厂址选择基木要求：节省用地、考虑发展；2、利用城镇设施，节省投资；3、满足环境卫生和交通运输要求；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工厂地理位置和水文地理条件玻璃产品附加值低，不宜远销，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域和原料基地。在确定建厂地域时还应考虑整体工业布局，以满足各个地域需要。在计划地域工业布局时，应考虑建厂规模。但工厂应含有相当规模，以确保规模效益。玻璃工厂关键设备——玻璃熔窑，对于其基础不均匀沉陷有比较严格要求，尤其是浮法生产工艺锡槽部分要求更高。另外，大型厂原料仓库，因为大面积堆料，也要求建厂地域有很好工程地质条件。通常情况下应避免在软土、湿陷性黄土、岩溶等工程地址条件差地域建厂，以降低工程量和土建费用。依据以上标准和要求，初步选定厂址在沈阳市工业比较集中铁西兴华大街二段路东，厂址南侧为北四路，北侧和沈阳造纸厂相连，东和沈阳鼓风机厂相邻。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。生活用水由自来水企业供给。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41.5~42.20米，厂区工程地质属于第四纪砂砾石层。地基土许可承载力为18吨/米2。地震基础裂度为7级。沈阳市气象资料为：1、气温：年平均温度为7.7oC极端最高温度38.3oC极端最低温度–30.6oC2、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78%4、风：年主导风向S夏季主导风向S夏季平均风速3.0m/s冬季平均风速3.2m/s5、最大积雪深度：20mm6、最大冻土深度：139mm7、冬季日照率：59%2.1.3工厂所在地交通运输条件 厂内有200米长铁路专用线，可便于原材料、燃料及部分产品运输。 在厂前兴华大街和市区内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关键用户，此二厂分别距本厂300米和米，为于兴华大街和建设大路旁，运输很方便。 多种原材料、燃料及部分外发产品，依靠铁路处理，市内产品由用户备汽车自行处理运输。少许生产中产生废料、杂物由本厂车辆处理外运问题。各生产步骤中运输，将依据各车间需要添置部分铲车及自卸汽车，部分工序之间联络则用手推车处理。2.1.4厂址所在地给排水系统条件 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，故能够满足要求。2.1.5供电厂址应有动力供给便利条件，要求工业电源和其它动力起源可靠，邻近电源盒其它动力源中心。高温设备忽然停机会造成极大破坏，所以必需有备用电源。供电特殊条件和要求：1、厂区电源进线端短路电流值或供电系统中指定短路点短路电流值：①供电母线上短路容量神sK（MVA）②起始次暂态短路电流I"（kA）③冲击短路电流（kA）④稳定短路电流（kA）⑤单相接地电流（kA）2、中国供电系统通常为小接地电流系统3、工厂供电电源线路继电保护装置方法和整定值，供电单位对工厂受电回路继电保护装置方法和整定值要求4、供电电源点至工厂输电线路敷设方法，导线或电缆型号、规格，进入工厂位置2.2工厂总平面设计2.2.1车间分布⑴生产车间玻璃工厂关键生产车间如表2—1所列表2—1玻璃工厂关键生产车间名字原料车间熔制联合车间玻璃加工车间原料选矿车间原料吊车库原料破碎工段原料配料工段原料混合阶段天桥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其它深加工车间⑵辅助车间原木加工车间、造箱车间、打砖房等。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运输装卸设施：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、环境保护设施。2.2.2厂区划分为了节省土地，建立良好建筑整体，应依据工厂生产性质和规模，进行厂区划分。⑴厂前区关键组成为办公室、化验室、警卫传达室、汽车库、食堂、医务室、哺乳、围墙、大门等。其关键特点以下：厂前区是宿舍和工厂联络枢纽，其部署要有利于工厂生产管理，便于为工人生活服务，要照料工人整体，又符合城市计划要求。厂前区通常和人流入口结合，应使厂前区在整个工厂上风位厂前区。玻璃厂货运量大，通常应将人流入口和货运入口分开设置。⑵原料准备区关键组成为：原料车间（包含破碎、配料、混合）关键特点及部署要求以下：①原料车间关键任务是将进厂多种原料进行加工和配料，制成合乎工艺要求配合料并输送至熔制车间，以缩短配合料输送距离，避免产生分料，影响熔化质量。②原料准备区货运量大，需有大量堆场及库房储存多种原料。所以，要求能方便地引入铁路线，并尽可能部署在铁路、公路出入口处或专用码头周围，发明方便装卸运输条件。⑶熔制车间其关键组成为熔制制瓶车间、肥热锅炉房、玻璃水池、耐火工段等，其关键特点及部署要求以下：①熔制制瓶车间是玻璃厂关键生产车间，和各车间关系亲密，通常以此为中心进行厂区部署。其辅助生产设施（如空压站、油泵房等）要合理部署，满足生产、防火卫生等要求，组成有机整体。②熔制车间是高温生产车间，宜设在较为开阔、通风良好地段。③熔制车间高大，窑炉基础要求沉陷小而均匀。应部署在工程地质良好地段。同时，应部署在地下水位较低地段，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，所以动力设施及工程设施应尽可能靠近本车间。⑷成品及加工区其关键组成为成品包装、成品库、加工车间等，其特点及部署要求以下：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。但玻璃工厂特点是货运量大，要求有良好厂内外运输条件，并尽可能发明装卸运输机械化条件。②本区工人较密集，要求有良好采光、通风条件，并尽可能合理安排人流物流。⑸动力及辅助生产区该区内部署全厂性生产用仓库和多种用途堆场，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、易燃材料和危险品库等，该区面积较大。因为该区运输量很大，亦为全厂关键原料和产品、废料吞吐处，故应该近于铁路或道路运输方便之处，常沿铁路线两旁进行部署。本区较为零乱，常在厂区后部。⑹堆场及贮罐区该区内部署全厂性生产用仓库和多种用途堆场，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、易燃材料和危险品库等，该区面积较大。因为该区运输量很大，亦为全厂关键原料和产品、废料吞吐处，故应该近于铁路或道路运输方便之处，常沿铁路线两旁进行部署。本区较为零乱，常在厂区后部。2.3全场平面图全场平面图见图2-1图2-1工厂设计平面图三、原料车间3.1概述及生产方法确实定原料车间是玻璃工厂生产中关键组成部分。一个合理原料车间部署必需是能够顺利地将原料选入窑炉而且还应节省成本，提升工程经济效益。用于制备玻璃配合料多种玻璃工业原料通常分为关键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。此次试验所设计白酒瓶采取高钙系统，生产关键原料是硅砂、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，采取计算机控制系统，使原料车间实现自动化控制。这么就能克服工人在长久反复简单劳动可能带来差错。还能降低工厂人员编制，方便管理，提升经济效益。原料车间多种原料加工、粉料入仓工段为一班制生产，配料工段为三班制生产。多种原料入仓储存时，通常要不少于3天用量。3.2生产方法确实定3.2.1产品品种此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表3-1产品品种项目名称指标项目名称指标满口容量550±10ml公称容量500ml质量500±10g瓶高289±1.8mm瓶身直径74.3±1.5mm瓶口内径16±0.3mm瓶口外径26.3±0.3mm最大厚度5mm3.3物料衡算3.3.1原料确实定⑴引入原料：石英砂是组成硅酸盐玻璃一个主体氧化物，其含量通常全部在65～75%之间。石英砂是引入二氧化硅关键原料。石英砂，也称硅砂，关键是由石英颗粒所组成。质地纯净硅砂为白色，通常硅砂因含有铁质和有机物质，故多呈淡黄色或黄白色。石英砂纯度直接影响到玻璃透明度，故本厂对石英砂作以下要求：>90%，<5.2%，<0.35%进厂水分<7%，通常在4%左右粒度要求40目全经过⑵引入原料：纯碱纯碱（）又名苏打，是引入玻璃中关键原料。是玻璃网络外体氧化物。在玻璃中引入氧化钠关键目标是降低玻璃粘度，使其易于熔化，是玻璃良好助熔剂。但引入量也不宜过高，通常瓶罐玻璃大全部在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水分而潮解。为此，在使用前必需进行水分测定。在熔制玻璃时氧化钠挥发量约为本身重量0.5～3.2%，在计算时应给予补足。对纯碱质量要求是：>98%，<1%，<0.1%进厂水分<3%，正常在0.2～0.3%之间粒度要求20目全经过⑶引入原料：石灰石石灰石是引入关键原料。是二价网络外体氧化物，在玻璃中是关键稳定剂，能增加玻璃化学稳定性，预防制品日久“霉变”和大大增加玻璃机械强度。石灰石在自然界中分布极广，为白色、灰色块状物。对石灰石质量要求是：>51%，<0.1%。水分<1%粒度要求20目全经过⑷作为澄清剂原料：白砒+硝酸钠白砒关键成份是，通常为白色结晶粉末，其为无定形玻璃状物质。白砒是剧毒原料，所以使用时要尤其注意，并由专员保管。和硝酸盐共同使用；硝酸钠，关键成份为。⑸作为助溶剂原料：萤石萤石关键成份是，能够加速玻璃形成反应，降低玻璃液粘度和表面张力，促进玻璃液澄清和均化，增加玻璃液透热性。⑹碎玻璃生产过程中产生玻璃制品和从熔炉放入玻璃液经水骤冷玻璃碎块、熔炉翻建过程炉底料和从社会上包含玻璃制品使用厂家和物质回收部门搜集废旧玻璃制品、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，生产中使用碎玻璃用量在30～60%。碎玻璃使用，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。对碎玻璃要求是：①成份和颜色应和熔制玻璃相符合，不然将使玻璃体组成不一致，易产生缺点。所以当循环使用或是从外厂而来碎玻璃时要进行化学成份分析，并补充其它原料以校正其化学组成。在循环使用时，关键因为碱金属氧化物等挥发，应进行挥发氧化物补充。②块度大小不一碎玻璃，会引发玻璃体条纹等缺点。所以要求一样大小碎玻璃应该有90%，且粒度在20～50mm之间。③在使用碎玻璃时，必需要进行挑拣、破碎、洗涤、除杂和磁选除铁以确保碎玻璃质量。3.3.2原料选择选择原料起码前提是能满足产品质量要求和工艺要求。1、料质量必需符合要求，且成份稳定。原料化学成份、矿物组成、颗粒度全部应符合要求要求。尤其是原料纯度和铁含量一定要在要求范围之内。另外，化学成份要稳定。2、尽可能少用质轻、易飞扬原料。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点。当然，原料颗粒度大小也是影响粉尘原因。3、尽可能少用有害和影响环境原料。对人体有害白砒等应尽可能少用，或和氧化二锑共用。使用铅化合物时，要注意劳动防护，并定时检验身体。萤石、食盐等对大气污染严重，应尽可能少用或不用。4、价格低廉，运输方便，供给有保障。对于一个工厂，原料价格高低将直接影响产品成本和工厂效益，应在确保质量前提下，尽可能采取价格低、产地近原料。同时原料立即稳定供给和原料产地地理位置、运输条件极为相关。5、少用对耐火材料侵蚀严重材料。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，应尽可能少用或不用。6、充足利用天然矿物原料。在这方面，应首先了解产品价值、用途、销售对象，方便决定原料等级。要权衡利弊，充足利用天然矿物原料。3.3.3原料产地确实定原料产地见表3-2表3-2原料产地原料产地价格（元/吨）石英砂内蒙甘旗卡30纯碱大连化工厂1400石灰石本溪60萤石湖南1700白云石大连70硝酸钠山东淮坊1000碎玻璃全国各地1203.3.4玻璃成份确实定本设计玻璃成份是参考《玻璃成份设计和调整》一书中高白料瓶罐成份而定。本设计玻璃要求成型性能良好，便于澄清、均化。设计和参考玻璃成份见表3-3：表3-3玻璃参考、设计成份累计参考70.574.150.289.920.740.1914.16100.00设计70.004.200.309.900.750.6514.20100.00原料干基化学组成见表3-4：表3-4原料干基组成石英砂91.24.80.40.090.442.181.25.0石灰石50.33.090.12白云石2.446.0纯碱57.94长石70.016.20.18硝酸钠38.31萤石66.81白砒99.9物料平衡计算是以玻璃重量百分组成和原料化学组成为基础，计算出融化100Kg玻璃液所需多种原料用量，正确到0.01。⑴设需要石英砂xkg，长石ykg。{{由石英砂和长石引入各氧化物量为：石英砂67.123.530.320.290.071.600.88长石2.880.680.007仍需各氧化物量为9.610.6813.22⑵需纯碱量：⑶设需石灰石wkg，白云石zkg。{{各原料引入氧化物量：石英砂（73.6kg）67.123.530.290.070.321.600.88长石(4.12kg)2.880.680.007纯碱(22.99kg)13.22石灰石（19.06kg）9.590.590.02白云石（0.35kg）0.0080.16总计（120.12）70.084.219.890.820.351.614.2计算辅助原料量：⑷白砒作澄清剂为配合料0.2%白砒用量：⑸白砒和硝酸钠共用，硝酸钠用量为白砒6倍硝酸钠用量：由硝酸钠引入：⑹对应减去纯碱用量：设纯碱挥发量为a，则实用纯碱：⑺萤石为助熔剂，以引入配合料0.5氟计，则萤石大致为配合料1.03%萤石用量：由萤石引入：⑻对应减去石灰石用量：石灰石实际用量：熔制100kg玻璃各原料实际用量见表3-5表3-5原料世纪用量石英砂长石纯碱石灰石白云石白砒硝酸钠萤石总计73.604.1222.7217.410.350.241.441.24121.12⑼气体率⑽产率若玻璃每次配合料量为500kg，碎玻璃用量为35%碎玻璃用量：粉料用量：放大倍数：2.68500kg玻璃各原料用量见表3-6表3-6500kg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计197.2511.0460.8946.660.940.643.863.32324.60⑾湿基用量：石英用量：硝酸钠用量：萤石用量：若确定配合料粉料中含水量5%加水量：配料单见表3-7：表3-7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，多种原料用量（kg）干基湿基石英砂73.605197.25207.63长石4.1211.0411.04纯碱22.7260.8960.89石灰石17.4146.6646.66白云石0.350.940.94白砒0.240.640.64硝酸钠1.4413.863.90萤石1.2413.323.35总计121.12324.60335.05实际配方见表3-8：表3-8实际配方成份累计含量69.294.160.349.780.811.5814.04100.003.3.5各项性能计算累计参考70.574.150.289.920.740.1914.16100.00含量69.294.160.349.780.811.5814.04100.00⑴密度公式：式中：—玻璃密度()—玻璃中各氧化物重量%—计算系数。2.202.754.303.603.20⑵热膨胀系数公式：式中：—玻璃热膨胀系数—玻璃中各氧化物重量%—计算系数10-80．51．416．34．543．2⑶化学稳定性公式：式中：D—化学稳定性系数N—玻璃组成中重量%A—玻璃组成中重量%⑷热稳定性公式：式中：—耐热急变温差(oC)—热膨胀系数—制品最大厚度(mm)⑸耐压强度公式：式中：—玻璃耐压强度(kg/mm2)—各组成氧化物重量%—计算系数。1.231.00.201.100.52⑹粘度-温度①融化澄清范围澄清时粘度为，融化时粘度范围②成型范围成型点为③软化点最常见Littleton软化点为④退火点粘度为此次计算采取Ledererova计算式公式：式中：—常数—计算系数—玻璃成份含量2.02066.54-24.4210-15.5020-12.0313-20.583010.5717-29.62834.01338.91-15.3762-9.8774-3.7000-7.48807.0814-6.30617.65842.86-9.1468-7.01401.31070.75464.04232.251213.1628.80-8.1180-9.3102-1.01502.19244.7720-6.3459成份范围10.3~16.50~4.80~4.74.5~11.40~6.10~0.9参考组成：：：：：熔化温度：1540.28软化温度：722.90退火温度：551.08设计组成：：：：：熔化温度：1522.03化温度：714.62退火温度：538.40⑺相对机速公式：相对机速式中：S——软化温度A——退火温度参考设计⑻工作范围指数：参考设计⑼滴料温度：参考：设计：3.3.6性能比较性能比较见表3-9表3-9性能比较性能参考成份设计成份差值密度2.462.48-0.02热膨胀系数826.0410-8878.3110-8-52.2710-8热稳62.2658.553.71化学稳定性0．790．96-0.17耐压强度101.21100.360.85融化温度（）1540.281522.0318.25软化温度（）722.90714.628.28退火温度（）551.08538.4012.68相对机速1.081.030.05工作范围指数171.82176.22-4.4料滴温度1174.781178.08-3.33.3.7原料储存⑴车间工作制度确实定玻璃工厂是连续化昼夜生产，工作制度为除窑炉大修外整年生产。生产班制为3班制，每班8小时。⑵池窑年工作日确实定本设计采取蓄热式马蹄焰池窑，其使用寿命为5年，冷修期为60天，则其年工作日为：365-60/5=353(天/年)⑶成型机工作日确实定本设计采取QD6D型六段双滴料行列式制瓶机，其大修和窑炉大修同时进行；中修每十二个月2次，每次7天；小修每个月2次，每次4小时。制瓶机在工作时每班有20分钟不计产量，因为临时停机、更换模具、喷涂润滑油等。故成型机年工作日为：353-27-1224/24-3(1/3)(365/24)=319(天/年)⑷成型机选型计算①成品率（合格率）确实定本设计成品率取为90%（指玻璃液全程利用率），包含换模具时产品、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：台数台④实际机速：机速个/分⑤实际产量：产量⑥超产率：超产率3.3.8多种原料日用量玻璃液日出料量：碎玻璃用量：粉料量：和500kg玻璃配合料对比，可得原料日用量见表3-10表3-10原料日用量原料干基（t）含水率%湿基（t）贮存天数（天）贮存量（t）石英砂39.54541.62602497.2长石2.212.213066.3纯碱12.2012.2030366.0石灰石9.359.3530280.5白云石0.190.19305.7白砒0.130.13303.9硝酸钠0.7710.783023.4萤石0.6610.673020.1总计65.0567.15日加水量：碎玻璃30天用量：碎玻璃年用量：3.3.9原料加工⑴石灰石加工石灰石→槽式给料机→颚式破碎机→锤式破碎机→筛分→（合格）入仓不合格要经过中间仓→锤式破碎机→入仓⑵碎玻璃接料斗→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物料卸出速度：物料写出速度和物料粒度、均一性系数、水分、颗粒强度及料仓装料高度相关。通常为0.5～2.0m/s。本设计采取加振动加料器。②料位测定装置：料位测定装置作用是测定并指示料面高度指示装置。本设计采取探锤，为机械传动方法。③给料机：给料机又叫加料机，是料仓系统中不可分割组成部分。在配合料制备中广泛使用是电磁振动给料机、电机振动给料机。本设计采取电磁振动给料机。⑵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，并有洒水喷雾头，可防粉尘飞扬。所以本设计选择为QH式混合机。⑶输送机械物料在输送过程中机械设备包含水平方向皮带运输机、装载机等，和垂直方向斗式提升机、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取袋式收尘器。另外在有些无法密封收尘器（卸料口）或无法妥善密闭厂房，撒以微细水雾（喷雾降尘），使悬浮在空气中粉尘清洗下来，并使地面湿润，预防落在地面上粉尘再次飞扬。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、化学改变，经历了硅酸盐形成、玻璃形成、玻璃液澄清、均化和冷却五个阶段。第一阶段：硅酸盐形成。配合料各组分在加热过程中经过了一系列物理改变和化学改变，固体状态配合料关键反应是完成了，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组成烧结物。制造一般钠-钙-硅玻璃时，这一阶段在800～900℃C终止。第二阶段：玻璃形成。烧结物继续加热时即开始熔化。在熔化同时，形成硅酸盐和剩下二氧化硅相互溶解。到这一阶段结束时烧结物变成了透明体，再没有未起反应配合料颗粒了。不过玻璃液仍带着大量气泡，而玻璃液本身在化学成份和性质上也不均匀，有很多条纹。熔制一般玻璃时这一阶段在1200℃终止。第三阶段：澄清。继续加热时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过程——澄清。熔制一般玻璃时这一阶段在温度为1400～1500℃玻璃液粘度η≈100泊时终止。第四阶段：均化。玻璃液长时间处于高温下，其化学成份即逐步趋向均一。因为扩散作用玻璃中消除了条纹而变成了均一体。玻璃液是否均一可由不一样地段玻璃液折射率一致程度来判定（光学玻璃折射率一致性差异小于nD±0.0005）。熔制一般玻璃时这一阶段可在低于澄清温度下终止。第五阶段：冷却。将玻璃液温度降低200～300℃方便使玻璃液含有成型所必需温度，并在冷却时不损坏玻璃品质。4.1窑炉分类及其结构4.1.1玻璃池窑分类1、按使用热源分类：火焰窑，电热窑（电炉），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：流液洞池窑，无工作池池窑。7、按窑规模分成: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：日产玻璃液50吨9、按熔化池面积分大型窑：80以上中型窑：20～80小型窑：20以下4.1.2池窑结构依据中国现在能源情况，基础上全部要采取火焰池窑。火焰池窑结构分为：⑴玻璃熔制部分对应于玻璃熔制过程，池窑整体沿长度方向分成熔化部（包含熔化带和澄清带）、冷却部和成形部。⑵热源供给部为供给热源设置了燃料燃烧设备。本设计采取重油小炉，只要空气通道，较简单。⑶余热回收部分为了提升窑内火焰温度，设置了烟气余热回收设备。本设计采取蓄热室往返收余热。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，经烟道抵达烟囱。4.2窑型及其选择 玻璃池窑有很多个窑型结构。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工作原理 4.3.1玻璃池窑工作原理 玻璃池窑工作原理是指窑池内玻璃液流动和窑内热交换。⑴玻璃液流动①液流作用玻璃液液流概括起来说有四个方面作用：有利于熔化操作，加速配合料熔化，增加了热量损失和增加了对窑体侵蚀。②玻璃液产生流动关键原因窑池内玻璃液流按其产生原因不一样，有生产流（成型流）和热对流（自然对流）之分。生产流是因为成型玻璃拉力和投料机投料推力而产生从投料口向成型部纵向流动。热对流是因为玻璃液内存在着温度差引发。③影响玻璃液流动原因①玻璃液内温差②玻璃液性质:玻璃液密度、玻璃液粘度、玻璃液透热性和导热性③熔窑结构：窑池深度及液流步骤、玻璃液分隔设备对玻璃液流影响④玻璃液内鼓泡作用：加速了玻璃液澄清和均化；控制和稳定玻璃液表面流，预防跑料，也确保了配合料有足够澄清和均化时间；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脱色。⑵玻璃池窑内热交换传热有三种方法：传导、对流、辐射①火焰空间内辐射热交换和对流传热②窑墙内表面辐射和传导传热③玻璃液内传热4.3.2燃料供给系统本设计工厂燃料选择天然气。 4.3.3池窑设计依据玻璃池窑是熔制车间关键组成部分。其设计内容包含全窑各部位形式、尺寸和材料并要依据设计结果能够画出草图。1、所熔制玻璃品种、产量、质量及成型方法；2、玻璃成份和配方（包含热玻璃百分比）；3、燃料种类、化学组成及相关性能；4、建炉物质条件及本厂技术水平。5、要减轻日常操作和维修时劳动强度。 4.3.4设备选型此次选择蓄热式——马蹄焰——流液洞——空间半分隔型窑炉。4.4窑炉设计尺寸设计4.4.1熔化池尺寸计算设熔化率合格率：90%日出料量：100.08t⑴熔化池面积式中：F—熔化面积（平方米）G—日出料量（吨/天）K—溶化率（吨/平方米·天）⑵熔化池尺寸确定依据熔化池长宽比和经验数据来确定熔化池长度和宽度。马蹄焰池窑长宽比为1.5～2.0之间，本设计取1.7。设窑炉长为，宽为则解得：熔化部和流液洞接触部分池窑形状设计成梯形，降低玻璃液死角并便于检修。梯形部分高取300mm，流液洞宽取600mm，两侧墙各厚300mm。则由此可计算出实际熔化池面积为：实际熔化率：4.4.2熔化池其它尺寸计算⑴加料口设计本设计采取双侧加料。为了利用池窑火焰空间辐射热量和溢出热量，充足发挥加料池预熔作用，提升熔化率，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较大熔化面积，预熔池通常设计成梯形，外面应加保温层。本设计投料机选择电磁振动投料机。加料口外宽取800mm，内宽取1200mm，预熔池长度取1500mm（通常为1000～1500mm），深度和预熔池深度相同，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和窑宽方向每侧移出窑内壁150mm，所以，胸墙比池壁宽出300mm。胸墙高度取900mm，胸墙厚取500mm（不包含保温层）。熔化池L=7.15，B=4.47；通常地，按经验数值，碹股高和火焰空间比为1/8。大碹厚度取300mm。所以，①火焰空间跨度（B）为：②碹股高（h）为：③大碹内半径R为：④碹脚角β：，⑤中心角α：⑥火焰空间容积2、分隔装置设计本设计采取上倾式流液洞和窑坎配合使用。（a）流液洞本设计流液洞尺寸取：长×宽×高=1100×500×400。流液洞面积为0.2m2，玻璃液沉醉深度为900mm。（b）窑坎窑坎选择当墙式。通常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=5590-2×100=5390mm（窑坎应该是安放在玻璃池内，两边离池壁有100距离，所以长度=池壁宽-2×100）；宽=300mm；高=2/3×池深=2/3×1200=800mm3、鼓泡设计（a）鼓泡作用和效果鼓泡就是在玻璃液中鼓入含有一定压力气体，在玻璃液内形成气泡。因为引入这么一个异相，就出现了循环液流、气体扩散和一些化学现象。鼓泡起到下列作用:翻料作用、挡料作用、散料作用、改善火焰和玻璃液之间热交换，有利于提升熔化能力、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、再经减压，稳定阀后进入集气总管以保持气压稳定。鼓泡高压气由电磁阀进行有规律周期性性开启动作，而以脉冲形式鼓入窑内。此气源系统净化质量很好，每个支气管全部能单独调整，且连续鼓泡和脉冲鼓泡能够兼用。（c）喷嘴（鼓泡管）本设计采取反空瓷管喷嘴。为避免将沉积在池底赃料翻上来情况发生，并预防碎屑异物在还未鼓泡前或玻璃液产生堵塞喷嘴，本设计将喷嘴伸出底80mm。鼓泡区周围池底要铺砌耐蚀性好复砖以保护池底砖。（d）鼓泡点本设计所取泡径为300mm，其周围玻璃液波形面直径约为1000mm，取鼓泡点中心矩为1000mm，鼓泡点采取两排交错排列，前排所需鼓泡点数为（5390-2×800）/1000+1=4.79≈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关键参数有二：泡径和泡频。现在泡径通常为200mm左右，最大为300mm，泡径争取能打部分，但当提升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。本设计采取脉冲鼓泡（间歇式鼓泡）鼓泡压力为5～7Kg/cm2，泡频为10个/分，泡径要求达成300mm。4工作池尺寸—冷却部设计本设计选择分配料道形式。分配料道实际上是气体空间完全分隔小冷却部（面积比通常小冷却部小部分）。分配料道除含有没有冷却池窑优点外，还能稳定液流和组成两条相互平行生产线，满足工艺要求其中装有加热设备（电加热），能调整温度制度，稳定成型作业。工作池尺寸关键包含工作池面积、形状、池深、火焰空间等。工作池面积应在确保能够提供合乎成型温度均匀稳定玻璃液前提下尽可能减小，以节省燃料并预防玻璃液变质。工作池面积为熔化池面积5~50%，本设计取为25%。则工作池面积为：本设计工作池设计成狭长形，以达成节能目标。工作池长即为熔化池宽（5.29米），则工作池宽为：11.74/5.29=2.22（米）。即工作池长为5.29米，宽为2.22米。工作池冷却能力为：100.08/（2.22×5.29）=8.52（吨/米2·天）在经验值3~13吨/米2·天范围之内，符合设计要求。4.4.3燃烧计算Q天=9200，玻璃液深度取1.2m；理论空气量理论烟气量设定过剩系数则实际空气量理论烟气量采取TY型天然气喷枪压缩空气占总空气量3%即助燃空气量空气预热温度：500（查表得）（，取0.25）以上公式只在火焰空间砌体温度为1000～1400时才是正确。伴随总砌体温度升高，除了加大熔化能力外，窑体对外散热和烟气带走热量也随之增加。所以在上式中增加温度修正系数k2，取k2=1.15。所以经过以上计算并列等式可得以下数据每小时每平米气耗窑炉天天气耗每吨天天玻璃液耗气量：热效率火焰空间容积热强度：在经验值104500~140000W/m2范围之内，符合设计要求。4.4.4小炉尺寸计算小炉设计：本设计设置一对小炉，燃料为天然气。本设计将喷嘴安装在小炉口下面。其优点是：同一小炉各喷嘴喷出油流之间互不干扰，火焰方向轻易调整；喷出火焰贴近液面；火焰覆盖面大；空气水平通道宽度和小炉口相同，小炉结构比较简单。通常燃烧电离喷火口端为200～500mm本设计将喷嘴后移300mm。本设计选择喷嘴直径为3.4mm，压缩空气压力和燃油压力相等，其中心距经验值为600～650mm，本设计取燃油喷嘴中心，距为600mm，每侧距小炉边550mm喷嘴砖中心距离玻璃液面150～300mm，喷嘴通常调整成2°～6°仰角，小炉底板距离液面约为350～500mm。空气出口速度ν=10m/s，温度=1000℃；烟气回火速度ν=14m/s，温度T=1400⑴按烟气量计算喷火口面积：⑵按空气量计算喷火口面积：两种计算得喷火口面积相差不大，按大口取1.34。小炉口间距：1.34/46.94=2.85%通道截面积在2%~3%之间，经检验符合设计要求。⑶喷火口尺寸计算通常地小炉口宽高比在2～2.5范围内。本设计取2.5，小炉碹股跨比为1/8，则解得实际喷火口面积小炉口热负荷在经验值600~700kg/㎡·h之间，符合设计要求。⑷空气下倾角及水平通道长度空气下倾角必需和要求火焰长度、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。所以本设计取水平通道长为2.3米（通常为2～3米）。4.5蓄热室设计蓄热室作用是将废气热量经过格子砖蓄热左翼传给冷空气和天然气。它是周期工作热交换设备。格子体是蓄热室主体，它结构、材料、单位体积所含有热面积等直接关系到虚热室效率。⑴格子体排列方法本设计采取西门子式。这种排列方法砌筑简单，格子孔不易堵塞，而且易于清扫，且能够降低热修。⑵格子体参数计算本设计采取经验方法计算。这种方法是依据受热比表面积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格子体受热面积，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：③格孔尺寸：本设计取格孔尺寸为165×165，砖高113mm，砖长230mm，砖厚65mm。通常地，西门子式格子体受热表面为单位格子体受热面积，m2/m3格子体比受热面积（标砖尺寸a=230,δ=65,h=113）格子体通道截面积格子体一侧受热总面积=格子体总面积/比受热面积格子体长、宽、高尺寸之间关系通常见构筑物系数φ来表示（又称细长比）。φ=H/（B×L）1/2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φ值为2～3，本设计取φ=2.5，蓄热室截面长宽比取1.5，则解得需要标砖数量蓄热室实际尺寸为依据砖数量修正建筑系数得:H=7797mm,B=2530mm;L=3910mm；格子体一侧实际受热面积相对熔池受热面积=⑶格子体热负荷格子体热负荷表示单位时间内每平方米格子体表面所承受热负荷，用以复核格子体体积。4.6交换器及烟道设计⑴交换器设计交换器是气体换向设备，它能依次向窑内送入空气、煤气和由窑内排出烟气。另外，还能调整气体流量和改变气体流动方向。对交换器要求是：换向快速，操作方便可靠，严密性好，气体流动阻力小，检修方便。现在日用玻璃池窑交换器有闸板式和翻板式两种，本设计采取翻板式交换器。换向信号采取时间指令继电控制装置，换向时间为30分钟。⑵烟道设计烟道设计内容有烟道部署、烟道截面积计算和废热锅炉设置等。①烟道部署部署烟道时要注意以下几点：(1)、部署紧凑，距离尽可短。(2)、避免拐弯，如必需拐弯时应缓慢，阻力尽可能小。(3)、便于清扫、检修，尤其是在窑池下面烟道，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，烟道基础也不要和柱头相碰。②烟道截面积计算窑炉、烟囱各部分漏气量以下（见表5-1）表4-1窑炉、烟囱各部分漏气量名称小炉蓄热室支烟道交换器总烟道闸板总计漏气量/%-5-20-5-20-10-10-70烟气在烟囱出口流速为2m/s，则烟道截面积③烟道尺寸设计取烟道宽高比为1.2，碹股跨比为1/3。设烟道宽am，直墙高hm，拱高fm。则有：解得⑶余热锅炉设计本设计采取数次强制循环蛇管锅炉，它属于水管式锅炉。它结构紧凑，单位受热面积耗用金属少，能确保稳定水循环，且对给水水质要求也不高，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50%以上给予回收。且废气温度降低以后，需采取强制排风，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影响而使熔制操作较为稳定。4.6耐火材料选择耐火材料选择标准⑴对玻璃液没有污染或污染极小。⑵在使用温度下必需含有高化学稳定性和抗料粉、熔融玻璃液侵蚀能力和相邻耐火材料间没有接触反应。⑶必需含有足够高温结构强度，能经受高温下机械负荷作用。⑷要有相当高耐火度。⑸含有良好抗热冲击性，并能保持一定机械强度。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，尺寸要正确。⑻多种部位耐火材料使用期限应均衡。4.6.1常见耐火材料⑴硅砖硅砖是单一氧化物SiO２组成酸性耐火材料。硅砖是玻璃熔窑上部结构中最常见耐火材料。在650℃以下晶型转变产生热膨胀较大。而在650℃以上，热稳定性很好，硅砖也被称为蠕变最小耐火材料。⑵粘土砖粘土砖是偏酸性耐火材料，伴随Al2O3含量增加其酸性逐步减弱。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周围耐火材料配件如冲头、料碗等要求抗热冲击性好地方能够充足发挥作用。⑶高铝耐火材料高铝耐火材料是指Al2O346%以上硅酸盐质或纯氧化铝质烧结制品。在玻璃熔窑上关键用于蓄热室、工作池池壁、料道和供料机耐火材料配件。⑷碱性耐火材料（含镁耐火材料）碱性耐火材料关键用于蓄热室格子砖。含镁耐火材料按其成份分为镁铝和镁铬砖等。⑸电熔锆刚玉砖锆刚玉系电熔耐力材料，成份中二分之一是Al2O3，较多地ZrO2，其它是SiO２，所以整个砖显中性偏酸性。代号为AZS。依据ZrO2成份不一样，分为33#电熔锆刚玉砖；35#电熔锆刚玉砖；41#电熔锆刚玉砖三种。4.6.2耐火材料选择及使用⑴池壁砖池壁砖在高温下和玻璃液接触，受到玻璃液化学侵蚀和物理冲刷作用。熔化部上层池壁，应选择耐蚀性好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取铺面砖方法，就是在粘土砖大砖上再铺一层高级耐火材料。这层铺面砖厚度通常为50～100mm。在熔化部高温部位池底，通常选择电熔锆刚玉（AZS）或电熔α.β-刚玉及锆英石砖作为粘土大砖铺面层。在投料口、流液洞、鼓泡孔等处周围池底要求更高，应选择高级耐火材料。在电极砖和鼓泡砖周围，池底应用整块电熔锆刚玉砖砌筑而不采取铺面砖方法。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侵蚀，所以要选择含有较高耐蚀性而且不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侵蚀，高温荷重。要求大碹砖含有良好耐蚀性及耐蠕变性。硅砖符合上述要求。⑸流液洞砖流液洞统用盖板砖最轻易被冲蚀。通常选择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和玻璃液接触部位，对耐火材料侵蚀较轻。此处温度通常处于1400℃左右。可使用α—刚玉砖后36#锆刚玉砖，也可使用高质量粘土砖。供料道池壁温度较低。料道玻璃液面以上部位高铝砖为主，也可使用硅砖和锆英石砖。在料道内通常采取电熔锆刚玉砖或α、β—刚玉电熔转。依据窑炉各部分温度范围，整个窑炉所用耐火材料列于表5-2。表4-2窑炉各部分耐火材料使用部位使用条件温度，℃选择材料熔化部大煊高温、碱蒸汽1500-1600优质硅砖拱脚砖粉料及熔融流下物1500-1600优质硅砖胸墙粉料及熔融流下物1500-1600优质硅砖，电熔AZS后墙粉料及熔融流下物1450-1600优质硅砖，电熔AZS挂钩砖粉料及熔融流下物1500-1600电熔AZS池壁玻璃液冲刷1450-155035#电熔AZS砖（倾斜）加料口拐角砖玻璃液冲刷，粉料1450-155041#电熔AZS（无缩孔）窑坎玻璃液冲刷1450-147041#电熔AZS（无缩孔）流液洞盖板玻璃液冲刷1450-147041#电熔AZS（无缩孔）池底铺面砖金属下侵蚀，玻璃液冲刷1300-147035#电熔AZS工作部顶低温温度改变少1300-1470优质硅砖胸墙低温温度改变少1300-1470优质硅砖池壁玻璃液冲刷1300-135035#电熔AZS砖（倾斜）池底铺面砖和玻璃液接触气液相钻孔侵蚀1200-1300烧结电熔AZS砖小炉喷火口粉料、高温改变及熔融物下流1500-1600电熔AZS砖舌头粉料、高温改变1200-1450电熔AZS砖蓄热室拱顶粉料、氧化还原反应、高温改变1350-1500优质硅砖中部墙中高温度改变900-1300硅砖；煤气室：低气孔粘土砖上部格子体高温改变、粉料冲刷1200-1400镁砖；煤气室：低气孔粘土砖中部格子体碱蒸汽凝缩中温度改变900-1200镁铬砖；煤气室：低气孔粘土砖下部格子体荷重，低温温度改变600-900600-700低气孔粘土砖低气孔粘土砖4.7保温材料选择保温材料，为充足提升窑炉热效率，在耐火材料外表面必需采取保温材料进行保温，窑炉各部分所采取保温材料如表5-3所表示。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膨胀珍珠岩砖胸墙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钢结构钢结构为通常型钢所制成部分构件。为使玻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方便于热修，所以在池窑四面全部用钢结构给予框架。池窑熔化部两侧用立柱夹住，两侧主柱顶端间用拉条拉紧。依据窑碹胀缩情况可用人工调整拉条松紧，立柱底脚经过支承角钢用螺栓固定在次梁上。窑碹水平推力由碹轧钢拖住。玻璃液横向压力由池壁顶铁顶住。整个作业室砌体和玻璃液重量经过金属构架（包含扁钢、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。池窑其它结构部位，如冷却部、小炉、蓄热室等四面也有类似钢结构。4.9窑炉关键参数一览表表4-4窑炉关键参数序号项目单位指标序号项目单位指标1窑池长m8.9924流液洞沉醉深度m0.92窑池宽m5.2925工作池长m5.293窑池深m1.226工作池宽m2.224窑池长宽比1.727工作池面积㎡11.745熔化面积㎡46.9428F工/F熔%256日出料量T/d100.0829工作池直墙高m0.97熔化率T/㎡·d2.1330工作池深m0.98投料池宽m0.8~1.231小炉喷火口面积㎡1.349投料池长m1.532F喷/F熔%2.8510投料池深m1.233喷火口宽m1.9211火焰空间宽m5.5934喷火口高m0.5312火焰空间长m8.9935小炉下倾角度2113胸墙高m0.936小炉水平通道长m2.314碹拱高m0.698837格子体高m7.8115火焰空间高m1.598838格子体长m3.8216火焰空间容积m68.6439格子体宽m2.5517窑坎高m0.840F蓄/F熔㎡/㎡20.2118窑坎长m5.3941烟道截面积㎡2.6319窑坎宽m0.342烟道宽m1.9220流液洞长m1.143烟道高m0.9621流液洞宽m0.544烟道碹股跨比1/322流液洞高m0.445池窑热效率%3623流液洞面积㎡0.20五、成型退火及检包车间5.1行列机选择⑴选型本设计选择制瓶机是山村“E”型六组双滴料行列式制瓶机。⑵关键技术参数表5-1QD8A型行列式制瓶机关键技术参数序号技术性能成型方法性能参数1制品重量范围吹—吹法压—吹法30～1200克/个30～1000克/个2瓶口最大外径吹—吹法压—吹法50mm90mm3瓶身最大外径150mm4瓶身最大高度吹—吹法压—吹法315mm240mm5压缩空气耗量吹—吹法压—吹法0.21MPa0.31Mpa18m3/min12.9m3/min6冷却风耗量5.5Kpa511m3/min7润滑油耗量10升/日8冷却水耗量0.21Kpa10升/日9适宜机速115～125个/分10供料机滴料中心至初型模中心距1168mm11玻璃液面标高≥450012瓶及网带标高1010～1180mm13机器外形尺寸（长×宽×高）5675×2540×360014机器