日产450t浮法玻璃原料车间工艺的初步设计

毕业设计(论文)450t/d浮法玻璃原料车间工艺的初步设计浮法玻璃是现如今生产平板玻璃的广范使用方法，并且原料车间又是浮法玻璃生产过程中的最为主要的环节。本设计是450t/d浮法玻璃原料车间工艺的初步设计，其主要是对浮法玻璃原料车间的设计方案和工艺流程进行阐述。原料车间的核心任务就是把质量和粒度都符合要求的粉料经破碎、筛分等工艺流程制备成制定玻璃品种生产过程中所需的配合料，并最终送进窑头进行熔制。该环节过程中的精准配料和生产过程中的稳定运行决定了所生产玻璃质量的优劣。因此在浮法玻璃原料车间设计中工艺方案的确定和装备设备的选取尤为重要。对于原料车间内的合理化布局，每一部分的紧密衔接都是保证玻璃质量的关键，本设计中主设备选取和经济效益等部分，最后通过手绘和CA体布局进行了绘制。整个设计的内容完整，结合了生产过程中的实际情况，对实designABSTRACTFloatglassistheproductionofflatglassisnowawiderangeofuse,andworkshopmaterialsisthemostmajorpartofthefloatglassproductionprocess.Thedesignisaprocessofpreliminarydesignofthe450t/dfloatglassworkshopmaterials,whichismainlydescribedthedesignandprocessoffloatglassworkshopmaterials.Thecoretaskoftheworkshopmaterialstomeettherequirementsofqualityandparticlesizepowderbycrushingandscreeningprocesswaspreparedwiththematerialsneededinthedevelopmentofvarietiesofglassproductionprocess,andultimatelysenttothekilnheadmelting.Thelinkintheprocessofpreciseingredientsandproductionprocessesinthestableoperationofthequalityofglassproducedbytheprosandcons.Therefore,theprocessschemeforthedesignofthefloatglassworkshopmaterialsandequipment,equipmentselectionisparticularlyimportant.Rationalizedwithintheworkshopmaterials,eachpartofcloselyco-ordinatedtoensurethatthekeytoglassquality,nowisnowglasssectorsoftheeconomyandtheproblemsaremainlydescribedthedesign,selectionofingredientsandtheratiocalculation,equipmentselectionandeconomicbenefits,partofthelasthand-paintedandCADdrawingtwowaystheoveralllayoutoftheworkshopmaterialsweredrawn.Thecontentsoftheintegrityoftheentiredesign,combinedwiththeactualsituationintheproductionprocess,someguidanceontheactualproductionKEYWORDS:Floatglass;rawmaterials;process;balancecalculation 11.1本设计的指导思想和遵循原则 11.1.1设计指导思想 11.1.2遵循的原则 2第1章浮法玻璃原料的质量要求 31.1原料的质量要求 31.1.1浮法玻璃对原料化学组成的要求 31.1.2浮法玻璃对原料粒度组成的要求 41.1.3浮法玻璃对原料中难熔矿物含量的要求 5第2章浮法玻璃原料及成分设计 72.1浮法玻璃的原料组成 72.1.1主要原料 72.1.2辅助原料 82.2浮法玻璃的成分设计 2.2.1玻璃生产的特点 2.2.2浮法玻璃对成分要求 第3章浮法玻璃配合料的制备 3.1玻璃组成的设计和确定 3.2配合料计算 3.2.1配合料计算中的几个工艺参数 3.2.2计算步骤 3.2.3配合料计算 3.3.1对配合料的质量要求 3.3.2配合料制备的工艺流程 3.3.3配合料的质量控制 4.1原料的破碎与粉碎 4.2原料的筛分 4.3原料的除铁 224.4称量设备 234.5混合机械 234.6原料运输设备 第5章人员编制及成本核算 5.1企业人员编制 5.2原料费用 25 5.4设备管理费用 265.5工厂管理费 5.6投资回收期 27 27 29 外文资料翻译 CompositesinAerospaceApplications 复合材料在航空航天中的应用 40原料是材料生产的基础，其作用主要是根据产品的结构组成和所应具有的相应性能提供合适的化学成分和加工处理过程。优质适宜的原料是生产高品质产品的前提和保证。浮法玻璃的原料相对繁多，由于其成因和产状的不同，从而成分组成和物理化学性质不完全一致。针对所需原料不同的产地，选取标准和质量控制的不同对玻璃质量和性质造成的影响加以阐述。因此，掌握原料的成分和组成及其产品性能和生产工艺的相互关系，对于合理地选择原料，节约资源，物尽其用极为重要。玻璃科学的发展，加深了对玻璃的形成和结构理论、相平衡，特别是玻璃的性质和成分依从关系的认识，从而为玻璃成分的设计提供了重要的理论基础。但要定量地得到合乎预定要求的玻璃成分，必须对拟定的玻璃成分进行反复的调整，由于新技术的发展，人们对玻璃材料的性能提出了各种新的要求，而新品种玻璃的不断出现，使用于玻璃成分中的元素几乎包括了周期表中的绝大部分，从而提供了各种具有优异性能的结构材料和功能材料。特别是随着玻璃成分、结构、性质间依从关系的不断明确，将逐步根据使此设计是450t/d浮法玻璃原料车间工艺初步设计，主要是依据浮法玻璃需要的性质和工艺性能从而设计玻璃的原料车间以及原料的组成成分，1.1本设计的指导思想和遵循原则玻璃行业的发展与国民经济的很多行业都存在着联系，同时玻璃行业对推动整个国民经济的发展都起着非常积极重要的作用。因此，“十二五”规划中也对玻璃行业的发展提出了具体的要求。同时，也颁布了各项法律来规范玻璃行业的健康发展。在新的形势下，玻璃行业必须按照科学发展观的要求，转变增长方式，有效的调整产业结构，才能促进玻璃行业的健玻璃的科学研究，特别是性质和组成依从关系的研究，为玻璃组成的设计提供了重要的理论基础，在实际设计玻璃原料车间时，应遵循如下原(2)根据玻璃形成区域图和相图，使所设计的成分能够形成玻璃，并(3)根据生产条件使设计的原料车间能够符合当前玻璃行业的经济、(4)所设计的玻璃原料车间应当具有低成本、低能耗和降低污染的玻璃成分时，必须根据复发玻璃锁要求的物理、化学性质和工艺性能，选择适宜的氧化物系统，以确定决定玻璃主要性质的氧化物。在此基础上，再引入一些尽量不使玻璃的原有性质变差，而同时能赋予玻璃其他必要性针对原料的产地，选取方法，质量控制要求和检测方法采取相应的工艺措施。最后，针对材料的来源以及原料车间的合理设置，最大限度的节约能(2)长石第1章浮法玻璃原料的质量要求1.1原料的质量要求原料质量优劣是关系到浮法玻璃生产优质高产的至关重要的问题。玻璃成品上的缺陷，在很大程度上是由原料和原料制备中的弊病造成的。当前，玻璃行业清楚认识到这点，原料质量低劣，即使采用了先进的浮法成型工艺，也难以成产出优质玻璃。为此，制定出玻璃生产使用原料的质量玻璃的熔制成型的整个生产过程中，化学成分都应处于稳定状态，从这一层意义上来讲，各种原料在同一批料中，其化学组成波动要小，在相邻的俩批料间的化学组成更不能打，否则会影响玻璃的均匀性。即使玻璃夜的温度相同，也会使玻璃的密度、粘度以及颜色等发生变化。所以必须对原料中各种氧化物的化学组成的波动提出要求，并加以严格控制。为生产优质浮法玻璃，对各种原料的化学组成，允许波动范围如下要求：(1)硅砂在浮法玻璃成分中所占百分比，通常为71%~73%。如果硅质原料中含SiO₂Al₂O₃≤0.2%±0.04%;Fe₂O₃≤0.05%±0.001%TiO₂≤0.01%;Cr₂O₃<0.0002%;相邻俩批料之间的成分波动范围不得超过上述波动范围的40%。Na₂O+K₂0<10%±0.5%;(3)白云石MgO>20%±0.3%;Al₂O₃<0.3%±0.1%;Fe₂O₃<0.1%±0.05%;CaO>54%±0.3%;MgO<0.5%±0.3%;Na₂CO₃>99%;NaC1<0.1%;相对密度为1.1~1.3。应采用无水芒硝，Na₂SO₃>95%;NaC1<0.3%;灰分量小于12%;[3](1)原料粒度组成对玻璃熔制的影响玻璃原料的粒度组成与玻璃熔化的关系及其密切，如果各种原料粒度原料粒度组成合理，可使原料华学成分波动降到最低限度。要求原料粒度组成合理，仅控制粒级的上限是远远不够的，还要控制细级别(-120目)含量。在同一种原料的不同粒级中，特别是细级别中，其化学成分含合时，发生成团现象。另外，细级别多，在储存、运输过程中，受到振动和成锥作用的影响，与粗级别间，产生强烈的离析。这种离析的结果，使玻璃各种原料，除各自的粒度分布要合理外，他们相互间的粒度分布要合理匹配，才能使配合料分层降低到最小程度，配合料均匀度处于最佳(2)玻璃用主要原料的粒度要求硅质原料、白云石、石灰石、长石等属于天然矿物。这些天然矿物中含有危害玻璃质量的杂质。有些属于难熔重矿物(见表1-1)。由于重矿物在玻璃熔化过程中，难以完全熔化而被残留在玻璃成品上，形成固体夹杂表2-1天然矿物中常含有的难熔矿物名称硅砂石灰石白云石长石硅线石难蓝晶石硅线石熔红柱石刚玉刚玉刚玉矿锆英石尖晶石尖晶石锆英石物尖晶石铬铁矿铬铁矿铬铁矿种刚玉尖晶石类铬铁矿高岭土绿柱石熔化研究证明，重矿物最小粒度若大于40目(0.34mm),形成结石的可能性最大，小于70目(0.21mm),在标准玻璃熔化条件下，其熔化的肯能性极大，在40~70目之间，随熔化条件不同而变化。[4]第2章浮法玻璃原料及成分设计2.1浮法玻璃的原料组成工业生产用的玻璃配合料，大体由7~12种组分组成。而配合料的主其余组成部分，是使玻璃获得某些必要性质和加速熔制过程的原料，其用化学性能。这些原料经熔融反应后即生成硅酸盐，构成玻璃液的主体。主要原料有石英砂、白云石、石灰石、长石、纯碱等。这些原料目前一般是硅质原料是玻璃制造中最主要和用量最大的原料，约占配合料总量的60%。它主要引入玻璃成分中的SiO₂。硅质原料的质量对玻璃质量有决定性的影响，可用的硅质原料就其在自然界的存在状态可分为天然硅砂和加至颗粒的形状对于配合料的混匀、分聚、熔化和均化都有重要影响，是评价硅砂质量的重要指标。最合适的粒度直径范围是0.106~0.5mm。砂粒的形状以棱角形为好，因为棱角形的表面积大，与助熔剂的接触机会多，在白云石主要成分是CaCO₃和MgCO₃,约占配合料总量的14.8%。它主要引入玻璃成分中的CaO和MgO。浮法玻璃配合料引入的CaO原料主要有白云石、石灰石、方解石和白垩(CaCO₃)等。由于需要引入MgO,所以又以用白云石为主。CaO不足部分用石灰石和方解石补充。白云石粉料生产一般为干法加工。石灰石主要成分是CaCO₃,约占配合料总量的3.7%,主要引入玻璃成分中的CaO。石灰石是自然界分布很普遍的一种沉积岩，密度为2.7g/cm³,莫氏硬度为3.其主要造岩矿物是方解石。方解石可替代石灰石。它比石灰石纯度高得多，但价格也贵得多。方解石是生产浮法玻璃的优质原料。石一般用长石来补充。长石中常见伴生矿物是石英和云母，有害杂质是光泽，现在玻璃企业一般侧重于使用钾长石。长石粉料的生产一般为干法纯碱是一种化工原料，其主要成分是Na₂CO₃,引入玻璃成分中的Na₂O。纯碱熔点低，化学性质活泼，是玻业采用煅烧纯碱，煅烧纯碱为白色粉状物，易溶于水，极易吸附空气中的水分潮解、结块，需要储存于干燥仓库中。纯碱价格在浮法玻璃主要原料芒硝是一种化工原料，主要成分是Na₂SO₄,理论上含Na₂O₄3.66%、她在玻璃熔制过程中的主要作用是促进熔化，加速澄清，是一种有效的澄清剂。由于芒硝分解温度高于熔点，在熔融时往往形成芒硝溶液，称为芒硝水。虽然芒硝水有利于石英砂的熔化，但是对耐火材料侵蚀严重，甚至可以在玻璃板上形成白色的芒硝泡。在还原剂的作用下，其分解温度可以降低，还原剂一般使用煤粉、石油焦等。为了促进Na₂SO₄充分分解，应芒硝的用量应严格控制不宜超过5%。因为在锡槽成型过程中，弱还原气氛使硫与锡反应生成SnS,SnS易挥发污染锡槽空间也会在玻璃原板上形辅助原料的用量较少，主要以改善玻璃的熔化、澄清和成型性能或使产品具有某些特殊性能，使玻璃获得某些必要的性能和加速熔制过程的原料。根据作用的不同，分为澄清剂、着色剂、氧化剂、助溶剂等。如加入萤石作助溶剂，加入三氧化锑作澄清剂，加入碳粉作还原剂，加入硒、铅它必须与硝酸盐共同使用才能达到最佳效果。单独作用时，在低温就升华挥发，仅起到鼓泡作用。如何硝酸盐一起使用，低温时与硝酸盐分解逸出的氧形成五氧化二锑(Sb₂Os),五氧化二锑在高温时又分解放出氧，进入到玻璃夜中的气泡中，降低了气泡中的分压，使之能继续吸收气体，体积0.5%~1%,硝酸盐的用量是氧化锑用量的4~8倍。凡能使玻璃着色的物质称为着色剂。着色剂的作用是使玻璃对光线产生选择性吸收，呈现一定的颜色。根据着色剂在玻璃种呈现的状态不同，分为离子着色剂、胶体着色剂和硫硒着色剂三类。浮法玻璃常用离子着色剂，即过渡金属元素和稀土金属元素的化合物。实际生产中，可根据玻璃高质量的浮法玻璃，具有良好的透明度。对浮法玻璃透明度危害最大的是微量的铁，其次是铬、钒和钛等。这些杂质主要来源是玻璃原料中含有的铁、铬、钛、钒等化合物和有机物的有害杂质。此外铁还可以通过耐火材料、燃料和熔制操作工具等途径进入玻璃。因此浮法玻璃的脱色主要是减弱和中和铁的着色作用。脱色方法主要有化学脱色和物理脱色两种。采用脱色方法并不能从根本上消除着色源，尤其浮法玻璃成型是在弱还原气氛中进行。在熔制过程采用的化学脱色作用，在成型过程中全部消失。因此，浮法玻璃生产主要通过严格控制氧化铁含量来达到生产透明度高的目前使用的还原剂主要以碳粉为主，其次还有石油焦。碳粉的主要成要。还原剂的用量，要根据实际情况进行调整，实际为4%~6%,有时甚至在6.5%以上。碳粉用量不足，Na₂SO₄不能被充分分解，会在玻璃液面上产生过量芒硝水，进入成型流，最终会在玻璃板面上出现白色芒硝泡；碳粉过量，可能使玻璃液中的Fe₂O₃被还原成Fe使Fe₂O₃还原成FeS和生成Fe₂O₃,与多硫化钠形成棕色的着色团——硫铁化钠，使玻璃着成棕色。应当引起注意的是，还原剂的用量还依赖于各种原料，尤其是硅砂中的有机物含量(还原性物质)。如果原料的化学氧需要(COD)值大，则需要酌情减少还原剂的用量，否则会导致澄清效果差，且在原料总用量中占15%~30%的比例或更高(如生产TFT玻璃可达40%),碎玻璃加入后可提高熔化率，有助于澄清和均化。配合料的熔融主要是SiO₂的熔融，随着碎玻璃用量的增加，配合料的熔融时间相应缩短，熔化速度提高。当碎玻璃加入量合适时，碎玻璃的助熔作用使玻璃熔体粘度降低，缩短澄清和均化时间。当熔制一些不能加入澄清剂，且仅能在还原条料中碎玻璃加入量为20%左右。碎玻璃的用量以配合料熔成的玻璃量来计普通浮法玻璃成分是在普通平板玻璃成分基础上根据浮法成型特点设计出来的，是由钠-钙-硅玻璃组成演变而来的。根据浮法玻璃成型工艺的于或略大于12%;Na₂O+K₂O可以在14%左右；Fe₂O₃含量国外都控制在0.1%以下，国内一般不大于0.15%,高档优质无色浮法玻璃Fe₂O₃含量不大于0.08%。(1)玻璃成型的温度比较高。玻璃液由流槽流入锡槽，温度在1120℃~1150℃;粘度为10²Pas;经过摊平抛光区，温度在900~1050℃;粘度为10²7~10³.2Pa·s;均匀流入的玻璃液在锡槽表面摊平并抛光，在经徐冷区，温度为850~900℃,玻璃液粘度由10³.2~104.25Pa·s;然后在拉薄区温度从850℃下降到700℃,粘度由104.25Pa·s增加到10⁵.25Pa·s,在此区域玻璃受张力作用伸展变薄，且厚度和宽度按比例减少。最后进入硬化区，使玻璃硬化，进入退火窑而不变形。(3)玻璃液流流在锡槽锡夜面上后，由于玻璃液表面张力，锡液表面张力和玻璃锡液表面张力共同作用的结果，使玻璃液摊平、伸展、自抛光，从而得到光洁平整、不产生光学畸变的表面。为此必须在成型温度范围内，使玻璃保持一定粘度与表面张力。(1)玻璃粘度-温度曲线和表面张力要适合浮法成型和自身抛光的需要；同时料性要短，以适合于高速拉引。浮法玻璃的硬化速度通常以粘度为104.2泊的温度)~t₇6s(粘度为107-65泊的温度)(1泊=0.1Pa·s)的数值，此值通常在260~290℃之间，&值愈小，硬化速度愈快。(2)玻璃析晶上限温度要低于成型温度。由于浮法成型阶段温度均化较高，故对玻璃析晶上限温度可以放宽，即玻璃析晶上限温度可以略高。浮法玻璃允许的析晶上限温度(开始结晶温度)应低于1025℃。析晶上限温度应比成型温度低25℃以上。(3)玻璃成型时，不易产生玻筋、条纹等缺陷。玻璃的化学稳定性要好，不易风化(发霉)。玻璃的透明度高，可见光透射率达到国际要求以上。有机械强度高，热稳定性好等特点。普通浮法玻璃拉引速度比垂直引上快得多，因此在成型中必须采用硬化速度快的短性玻璃成分，即调整CaO含量到8%~9%。但是随着CaO含量的增加，会使玻璃发脆并容易产生析晶。因此MgO控制在4%左右，以改善玻璃的析晶性能。为了得到好的表面质量和减少玻筋，采用低的Al₂O₃含量；为了增加透光率，降低Fe₂O₃含量。浮法玻璃成分的特点是高钙、低铝、中镁、微铁。一般化学成分组成：CaO+MgO含量为11%~13%,CaO/MgO为1.5~3.0;Al₂O₃含量在2.0%以下。根据Na₂O-CaO-SiO₂系统相图确定系统中能够形成玻璃的组成范的组成范围为12%~14%Na₂O;5%~12%CaO;69%~73%SiO₂。在生产实践和化学稳定性均得到改善。综上所述，根据国内和国外的情况，现提出普通浮法玻璃的化学成分范围。表2-1中F表2-1普通玻璃与浮法玻璃化学成分及其构成(%)化学成分SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃CaOMgONa₂O/K₂OSO₃普通玻璃71.00~73.01.50~<0.206.00~4.5015.00<0.30浮法玻璃071.00~73.000.10~0.02~0.156.502.50~413.40~14.5<0.300第3章浮法玻璃配合料的制备3.1玻璃组成的设计和确定玻璃的科学研究，特别是性质和组成依从关系的研究，为玻璃组成的设计提供了重要的理论基础。实际设计玻璃组成应遵循如下原则：根据玻璃组成-结构-性质的依从关系，设计的组成需满足预定性能要求；根据相图和形成图设计的玻璃组成成玻倾向大，析晶倾向小，同时满足不同成型工艺的要求；需对初步设计的基础玻璃组成进行必要的性能调整；经反复试验、性能测试后确定合理的玻璃组成。3.2配合料计算根据所设计玻璃成分和所用原料的化学成分可以进行配合料的计算。进行配合料计算时，应认为原料中的气体物质在加热过程中全部分解逸出，而且分解后的氧化物全部转入玻璃成分中。随着对制品质量要求的不断提高，必须考虑各种因素对玻璃成分的影响。例如，氧化物的挥发，耐火材料的溶解，原料的飞损，碎玻璃的成分等，从而在计算时对某些成分适当的增减以保证设计成分。3.2.1配合料计算中的几个工艺参数(1)纯碱挥散率纯碱挥散率指纯碱中未参与反应的挥发、飞散量与总量的比值，即：它是实验值，它与加料方式，熔化方法、熔制温度、纯碱的本性(重碱或轻碱)等有关。在池窑中挥散率一般在0.2%~3.5%之间。(2)芒硝含率芒硝含率指芒硝引入的Na₂O与芒硝和纯碱引入的Na₂O总量之比，即：(3)煤粉含率煤粉含率指由煤粉引入的固定碳与芒硝引入的Na₂SO₄之比，即：煤粉的理论含率为4.2%。根据火焰性质、熔化方法来调节煤粉含率。在生产上一般控制在3%~5%。(4)萤石含率萤石含率指由萤石引入的CaF₂量与原料引入总量之比，即它随熔化条件和碎玻璃的储存量而增减，在正常情况下，一般在第一步先进行粗算，即假定玻璃中全部SiO₂和Al₂O₃均由硅砂和砂岩引入；CaO和MgO均由白云石和菱镁石引入；Na₂O由纯碱和芒硝引入。在进行粗算时，可选择含氧化物种类最少；或用量最多的原料开始计算。第二步进行校正。例如，在进行粗算时，在硅砂和砂岩含量中没有考虑其他原料引入的SiO₂和Al₂O₃,所以应进行校正。第三步把计算结果换算成实际配料单3.2.3配合料计算(1)玻璃的设计成分(见表3-1)表3-1玻璃成分的设计Al₂O₃Fe₇O₃MgONa₂O总量(2)各种原料的化学成分(见表3-2)原料含水量SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃CaOMgONa₂ONa₂F₂硅砂砂岩菱镁石白云石纯碱芒硝萤石煤粉—4(3)配合料的工艺参数与所设数据纯碱挥散率3.10%;玻璃获得率82.5%;芒硝含率15%;计算基础100kg玻璃液；煤粉含率4.7%;计算精度0.01。具体计算如下：萤石用量计算根据玻璃获得率得原料总量为：引入1.47kg萤石将带入得氧化物得量为：上式中的-SiO₂是SiO₂得挥发量，按下式计算：设有30%得CaF₂与SiO₂反应，生成SiF₄而挥发，设SiO₂得挥发量为Xkg,SiO₂的摩尔量为60.09,CaF₂得摩尔量为78.08,则：芒硝引入的各氧化物量见表3-3表3-3由芒硝引入的各氧化物量kgSiO₂Al₂O₃Fe₂O₃MgONa₂O硅砂和砂岩用量的计算设硅砂用量为Xkg,砂岩用量为Ykg,则；0.897X+0.9876Y=72.4-0.24-0.06=72.10.0512X+0.0056Y=2.10-0.03-0.02=2.05解方程得X=35.60kg;Y=40.68kg由硅砂和砂岩引入的各氧化物量见表3-4表3-4由硅砂和砂岩引入的各氧化物量(kg)原料Al₂O₃Fe₂O₃CaOMgONa₂O硅砂砂岩白云石和菱镁石的计算0.3157X+0.0071Y=6.4-0.76-0.03-0.16-0.06=5.390.2047X+0.4629Y=4.2-0.02-0.06-0.01=4.11解方程组得X=17.04kg;Y=1.34kg由白云石和菱镁石引入的各氧化物量见表3-5表3-5白云石和菱镁石引入的各氧化物量(kg)原料Al₂O₃Fe₂O₃白云石菱镁石—-校正纯碱用量和挥散量设纯碱理论用量为Xkg,挥散量为Ykg,则：0.5794X=14.5-2.18-1.28-0.08解得X=18.92kg解得Y=0.61kg校正硅砂和砂岩用量设硅砂用量为Xkg,砂岩用量为Ykg,则：0.8970X+0.9876Y=72.4-0.24-0.06-0.12-0.02=71.960.0512X+0.0056Y=2.10-0.03-0.02-0.03=2.02解方程组得X=34.96kg;Y=41.11kg把上述计算结果汇总成原料用量表(见表3-6)玻璃获得率得计算获得100kg玻璃液各原料引入氧化物含量见表3-6表3-6100kg玻璃液需各原料引入氧化物含量原料用量SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃MgONa₂OSO₃硅砂砂岩41.1140.60白云石菱镁石纯碱挥散芒硝萤石煤粉合计每日需配合料总量的计算设配合料的总日用量为Xt,则：解得X=768.93t每日需碎玻璃质量为768.93×20%=153.79t每日需粉料总量为768.93-153.79=615.14t每日生产过程中产生的碎玻璃量为450×(1-82.5%)/82.5%=95.45t假定碎玻璃的损失量为0.5%,则碎玻璃回窑量为：由于碎玻璃的需求来自生产过程中的产生和厂外的购买，则：需厂外购买碎玻璃的理论值为153.79-90.68=63.11t考虑到外购碎玻璃在运输等过程中的损失，定损失率为6%则实际需要每日外购碎玻璃量为63.11×(1+6%)=66.90t原料日用量见表3-7所示。[7-8,16-17:原料硅砂砂岩白云菱镁纯碱芒硝萤石煤粉碎玻璃总计干基质量湿基质量86209.15211.2686.7386.9999.04根据要求，配合料的水分为4%,所以保证配合料的质量要求是加速玻璃熔制和提高玻璃质量，防止缺陷的基本措施。对配合料的主要要求是：(1)构成配合料的各种原料均应有一定的粒度组成，即同一种原料应有适宜的粒度，不同原料间保持一定的粒度比，以保证配合料的均匀度，熔制速度、玻璃液均匀度，提高混合质量，防止配合料的分层。(2)配合料中应有一定的水分，使水在石英颗粒原料表面上形成水膜，5%的纯碱和芒硝溶于水膜中，有助于加速熔化。(3)为了有利于玻璃液的澄清和均化，配合料需有一定的气体率。(4)必须混合均匀，以保证玻璃液的均匀性。浮法玻璃工厂原料大部分都必须经过破碎、筛分，而后经称量、混合，最后制成配合料。配合料的质量是根据其均匀性与化学组成的正确性来评定的。再设计和生产上应考虑的一些质量控制如下：(1)原料成分的控制；(2)原料水分的控制；(3)原料颗粒度的控制；(4)称量精度的控制；(5)混合均匀度的控制；(6)分料(分层)的控制；4.1原料的破碎与粉碎原料的破碎与粉碎主要是根据原料的硬度、块度和需要粉碎的程度选择加工方法和加工设备在浮法玻璃工厂中，石灰石、白云石、长石等块状无聊通常用颚式破碎机进行破碎，然后用锤式破碎机进行粉碎，从而制得粒度符合要求的粉状原料。砂岩、石英岩的硬度较大，用量也多，为了减少破碎时物料对机械设备的磨损，正常情况下应对其煅烧。但是考虑到燃料的耗用和生产费用的增加，采用颚式破碎机与湿轮碾机配合使用，进而直接破碎和粉碎砂岩或石英岩。由于纯碱和芒硝易结块，所以通常用锤式破碎机或笼形碾进行粉碎。萤石由于含有粘土，故其杂质质量较多，在破碎前应先用水进行冲洗，干燥后直接破碎。破碎和粉碎的设备选型为：PE250×400颚式破碎机：进料口尺寸：400mm×250mm最大进料粒度：210mm排料口调整范围：20~60mm外形尺寸：1450mm×1315mm×1296mm电机功率：15kw2PG630×300辗式破碎机：最大进料尺寸：10~25mm辗子转速：80r/min机重：4.85t电机功率：15kwPC800×600锤式破碎机：产量：25~50t/h机重：2t物料最大粒度：φ100mm主轴转速：400r/min外形尺寸：1200mm×1450mm×882mm4.2原料的筛分各种块状原料经粉碎必须进行筛分，将杂质和大颗粒部分分离出去，使物料具有适宜的颗粒组成以保证配合料混合均匀和避免分层，不同的原料有不同的粒度要求，配合料中各原料应有一定的粒度比，难熔化的原料其粒度应适当细些。原料的筛分一般只控制原料粒度的上限，对于小颗粒部分则不作分离，原料的粒度一般用通过的筛孔数表示，一般要求如下：石英砂，通常只通过36~49孔/cm²的筛。因为在选用石英砂使，对其颗粒组成已进行分析，到厂后过筛的目的并不是对其粒度进行控制，而是为了除去杂草、石块、泥块等外来夹杂物。砂岩、石英砂、长石，通过81孔/cm²的筛。纯碱、芒硝、石灰石、白云石，通过孔/cm²的筛。2000mm×900mm机动筛和φ1100×2000mm六角筛4.3原料的除铁在浮法玻璃原料中常常含有金属铁及其化合物的杂质，这些夹杂的各种铁质都会使玻璃着成黄绿色，降低玻璃的透明度，进而还会影响玻璃制品的质量。本设计选用磁选的方法，利用磁性把原料中的含铁矿物除去。称量原料是重要的一个过程。称量必须做到准确无误，否则会使玻璃的成分改变，这不仅会给玻璃的熔制和成型带来一系列困难，而且还会影响制品的性能，造成制品的各种缺陷。随着玻璃厂自动化水平的不断提高，电子计算机在配料生产线上的应用，自动电子秤的不断完善和精度的不断提高，目前大型玻璃厂广泛采用电子秤作为主要称量设备。称量的设备选型为XSP006型配料秤，XSP006型配料秤的规格性能如最大称量：60kg最小分度值：0.1kg允许误差：0.15秤斗容积：0.14m³单机外形尺寸：850×400×1400电源电压：220V气源气压：(5~6)×10⁵Pa计量周期：2min机重：0.4t各种粉粒原料在外力作用下运动速度和方向不断改变，使各组分粒子得以均匀分布的操作即为混合的作用机理。混合的目的是为了给玻璃的熔制提供均匀的配合料。而且如果混合的不够完全，则玻璃制品中会出现条纹，气泡及结石等缺陷。根据每日混合配合料的总质量，及其加水量的多少，即可。则每小时混合量为V1=V/24=319.90/24=13.33m³=13330LQH混合机的规格性能如表4-1所示。表4-1QH混合机的规格性能型号生产能力(L/次)涡桨转速涡桨个数功率外形尺寸(mm³)重量(t)66根据QH型混合机的混合机理，每混合一次所需时间为3min左右，所以根据产量选用QH750型混合机。4.6原料运输设备当被运输的物料水平距离较近，垂直高度较大时，可应用斗式提升机进行输送。斗式提升机广泛应用于各种散状碎块物料的垂直输送场合。粉状物料则通过气力输送来实现输送。气力输送不仅输送能力高，节省劳动力和改善劳动环境，而且可以和粉碎、分级、干燥等操作工艺结合起来，大大提高工厂的自动化水平。而且，由于玻璃工厂所用的原料大部分是粉粒状的，因此，气力输送在玻璃工厂具有广阔的前景。[12-13第5章人员编制及成本核算5.1企业人员编制企业原料车间部定员50人，生产工人32人，管理人员6人，服务人员6人，拟企业原料车间部劳动人员为：每班8人，轮休6人。表5-1建厂的经济技术指标序号单位数量备注1产量吨/年2人员数其中工人数行政人员数人人人10正、副车间主任3砂岩石灰石纯碱硅砂白云石芒硝吨/年吨/年吨/年吨/年吨/年吨/年4日用水量立方米/日5最大日用水量车间用地面立方米/日6积平方米7配合料成本元/吨5.2原料费用表5-2原料成本原料名称年用量(t)价格(RMB/t)年费用(万)硅砂67948.4砂岩白云石31751.4254.01石灰石萤石纯碱芒硝煤粉碎玻璃5.3工资情况表5-3各部门各岗位平均工资明细情况表部门管理人员人数生产人员人数平均工资(万/总计(万/年)生产部6采购部后勤部厂部8865.4设备管理费用表5-4综合折旧费固定资产价格(万)残骸价(万)使用年限折旧费(万)破碎机电动机3各种运输机2办公楼厂房运输安装费55.5工厂管理费工厂管理费包括行政人员及其辅助人员工资、办公费、出差费、保险费等，可按综合折旧费的16%,则工厂管理费为4.16万元。投资回收期=建厂全部投资/本厂本年利润建厂全部投资包括厂房、设备安装、地皮等，除固定资产外加原料费、办公费、工资费等。建厂全部投资：设备投资1200万元；建筑物、构筑物投资2000万元；设备运输安装按设备投资的20万元；地皮费、车辆1000万元；职工培训20万元。设计的理论利润是1300万元。回收期=4240/1300=3.3年[11在本次设计当中，通过资料查找发现目前玻璃工业发展水平来看，浮法玻璃技术的改进还仅限于少数的发达国家，国际玻璃工业技术与装备上新型玻璃生产技术向着大型化、节能化以及自动化方向发展。因为玻璃工业的成熟期比较早，同时为人类的发展做出了不可估量的贡献。在本设计开始时，我查阅了大量的文献资料，接触到了当今最前沿的浮法玻璃技术，并借鉴了先进的科技支撑。遇到的最大问题就是，在各部分的衔接处缺少专业方面的知识，未能做到尽善尽美。在本次设计的过程中得到了张华老师的指导，并且通过和同学们的讨论也发现并改进了自己设计中的较多不通过本次的毕业设计让我对玻璃方面的知识有了更加全面的了解，同时为我将来的工作打下了一个认识基础。由于我实在是能力有限，难免会存有不足和错误，希望各位老师能够积极指教。洛阳理工学院毕业设计论文在本次毕业设计过程中，从一开始的资料选取，到最终的修改成稿，这期间从满是疑惑道最终的顺利完成，真真正正的学习到了很多知识。在设计过程中要特别的感谢张华老师的悉心指导和积极督促，让我顺利的完成设计任务，进行论文答辩。能够完成的完成本次毕业设计，是我离开校园迈向社会前最后的一个学习任务，也算是为自己的大学生活画上了一个圆满满的句号。在这里，感谢各位老师三年来的教导和帮助，谢谢你们的辛勤付出，谢谢你们。参考文献[1]张战营，刘缙，谢军.浮法玻璃生产技术与设备化学工业出版社，2008.04[2]姜宏.,浮法玻璃原料，化学工业出版社，2008.06,30(5):26-29[3]王桂荣，浮法玻璃原料，北京：化学工业出版社，2006,30(5):[4]陈树正，浮法玻璃，武汉理工大学出版社，2002,26(7),58-64[5]李春菊，胡涛，玻璃，维普资讯网，2006年第二期：65-69[6]杨金刚，孙强，玻璃，维普资讯网，2004年第三期：36-43[7]何峰，张兆艳，硅酸盐学报，万方数据库，2003年第七期：36-38[8]刘志强，玻璃，,维普资讯网，2000年第二期：67-69[9]陈正树.,浮法玻璃，武汉理工大学出版社，2008,168(5):4-9[10]戴春梅.E-玻璃熔化过程中的物化反应和能量消耗[D]大连理工大学，2008[11]郑林义.无机非金属材料工厂设计概论合肥工业大学，2009.12[12]宋晓岚，叶昌，余海湖.无机材料工艺学冶金工业出版社，2007.9[13]姜洪舟.无机非金属材料热工设备(第2版)[M]武汉理工大学出版社，2009:189[14]杨京安，彭寿.浮法玻璃制造技术新工艺化学工业出版社2010.7[15]构架质量技术监督局浮法玻璃国家标准出版社2002[16]Campos,I.,Balankin,A.,Bautista,O.,Ramirez,G,“Self-affinecracksinabrittleporousmaterial”,Theor.Appl.Fract.Mech.44,187-191[17]Yates,B.W.,Maxwell,D.,Chen,S.,Truax,B.,“TheCanadianLightSourceOpticalMetrologyFacility",Nucl.Instr.andMeth.A582,146-148(2009).[18]Ashkar,F.,Mahdi,S.,“Fittingthelog-logisticdistributionbygeneralizedmoments”,J.Hydrology328,694-703(2010)机械设备一览表序号机械设备名称型号生产能力(t/h)数量备注2鄂式破碎机鄂式破碎机PEF125×250PEF250×500223锤式破碎机PCB600×4004-154湿式棒磨机5.8-12.65单转式笼磨机直径135016振动筛17六角筛28电子称0.1-60950-5009OH混合机TCSQH混合机QH750皮带输送机QH375斗式提升机带速1.5m宽带式除尘器6双管螺旋给料D250机湿式轮碾机合成纤维380kg/盘11洛阳理工学院毕业设计论文外文资料翻译ByAdamQuilter,HeadofStrengthAnalysisGroup,ESDUInternationalTheaerospaceindustryandmanufacturers'unrelentingpassiontoenhancetheperformanceofcommercialandmilitaryaircraftisconstantlydrivingthedevelopmentofimprovedhighperformancestructuralmaterials.Compositematerialsareonesuchclassofmaterialsthatplayasignificantroleincurrentandfutureaerospacecomponents.Compositematerialsareparticularlyattractivetoaviationandaerospaceapplicationsbecauseoftheirexceptionalstrengthandstiffness-to-densityratiosandsuperiorphysicalproperties.Acompositematerialtypicallyconsistsofrelativelystrong,stifffibresinatoughresinmatrix.Woodandbonearenaturalcompositematerials:woodconsistsofcellulosefibresinaligninmatrixandboneconsistsofhydroxyapatiteparticlesinacollagenmatrix.Betterknownman-madecompositematerials,usedintheaerospaceandotherindustries,arecarbon-andglass-fibre-reinforcedplastic(CFRPandGFRPrespectively)whichconsistofcarbonandglassfibres,bothofwhicharestiffandstrong(fortheirdensity),butbrittle,inapolymermatrix,whichistoughbutneitherparticularlystiffnorstrong.Verysimplistically,bycombiningmaterialswithcomplementarypropertiesinthisway,acompositematerialwithmostorallofthebenefits(highstrength,stiffness,toughnessandlowdensity)isobtainedwithfewornoneoftheweaknessesoftheindividualcomponentmaterials.CFRPandGFRParefibrouscompositematerials;anothercategoryofcompositematerialsisparticulatecomposites.Metalmatrixcomposites(MMC)thatarecurrentlybeingdevelopedfortheaviationandaerospaceindustryareexamplesofparticulatecompositesandconsist,usually,ofnon-metallic洛阳理工学院毕业设计论文particlesinametallicmatrix;forinstancesiliconcarbideProbablythesinglemostimportantdifferencebetweenfibrousandparticulatecomposites,andindeedbetweenfibrouscoconventionalmetallicmaterials,relatestodirectionalityofproperties.Particulatecompositesandconventionalmetallicmaterialsareisotrotheirproperties(strength,stiffness,etc.)arethesameinalldirections;fibrouscompositesareanisotropic,i.e.theirpropertiesvarydependingonthedirectionoftheloadwithrespecttotheorientationofthefibres.Imagineasmallsheetofbalsawood:itismucheasiertobend(andbreak)italongalineparalleltothefibresthanperpendiculartothefibres.Thisanisotropyisovercomebystackinglayers,eachoftenonlyfractionsofamillimetrethick.variationinpropertieswithrespecttodirectionwillbelessextreme.Inmostaerospaceapplications,thisapproachistakenastagenumber)arestackedinaspecificsequencetotailorthepropertiesofthelaminatetobestwithstandtheloadstowhichitwillbesubjected.Thisway,material,andthereforeweight,canbesaved,whichisafactorofprimeAnotheradvantageofcompositematerialsisthat,generallyspeaking,theycanbeformedintomorecomplexshapesthantheirmetalliccounterparts.Thisnotonlyreducesthenumberofpartsmakingupagivencomponent,butalsoreducestheneedforfastenersandjoints,theadvantagesofwhicharetwofold:fastenersandjointsmaybetheweakpointsofacomponent—aboltneedsaholewhichisastressconcentrationandthereforeapotentialcrack-initiationsite,andfewerfastenersand洛阳理工学院毕业设计论文Shorterassemblytimes,however,needtobeoffsetagainstthegreatertimelikelytobeneededtofabricatethecomponentinthefirstplace.Toproduceacompositecomponent,theindividuallayers,whichareoftenpre-impregnated('pre-preg')withtheresinmatrix,arecuttotheirrequiredshapes,whicharealllikelytobedifferenttoagreaterorlesserextent,andthenstackedinthespecifiedsequenceoveframedstructureusedtokeeptheuncuredlayersintherequiredshapepriorto,andduring,thecuringprocess).Thisassemblyisthensubjectedtoaisthencheckedthoroughlytoensureboththatdimensionaltolerancesaremetandthatthecuringprocesshasbeensuccessful(bubblesorvoidsinthelaminatemighthavebeenformedasaresultofcontaminationoftherawmaterials,forexample).TheUseofCompositesinAircraftDesignAmongthefirstusesofmoderncompositematerialswasabout30yearsagowhenboronreinforcedepoxycompositewasusedfortheskinsoftheempennagesoftheU.S.F14andF15fighters.Initially,compositematerialswereusedonlyinsecondarystructures,butasknowledgeanddevelopmentofthematerialshasimproved,theiruseinprimarystructuressuchaswingsandfuselageshasincreased.ThefollowingtablelistssomeaircraftinwhichsignificantamountsofUS.AV-8B.Fl6.F14.FIB,YF23.F22.JSFUCAVHarierGR7.GnpenJAS39.Mirage2000.Rafael.Eurofighter.Lavi.KC135,C17,777.767.MDIIA320,A340,A380,Tu204.ATR42,Falcon900,A300-600V22,Eurocopter.Comanche,RAH66,BA609,EHIOISuperLynx300.S92洛阳理工学院毕业设计论文Initially,thepercentagebystructuralweightofcompositesusedinmanufacturingwasverysmall,ataroundtwopercentintheF15,forexample.However,thepercentagehasgrownconsiderably,through19percentintheF18upto24percentintheF22.Theimagebelow,fromReference1,showsthedistributionofmaterialsintheF18E/Faircraft.TheAV-8BHarrierGR7hascompositewingsectionsandtheGR7Afeaturesacompositerearfuselage.CompositematerialsareusedextensivelyintheEurofighter:thewingskins,forwardfuselage,flaperonsandrudderallmakeuseofcomposites.Toughenedepoxyskinsconstituteabout75percentoftheexteriorarea.Intotal,about40percentofthestructurealweightoftheEurofighteriscarbon-fibre-reinforcedcompositematerial.OtherEuropeanfightertypicallyfeaturebetweenabout20and25percentcompositesbyweight:26percentforDassault'sRafaeland20to25percentfortheSaabGripenandtheEADSMako.TheB2stealthbomberisaninterestingcase.Therequire-mentforstealthmeansthatradar-absorbingmaterialmustbeaddedtotheexterioroftheaircraftwithaconcomitantweightpenalty.Compositematerialsarethereforeusedintheprimarystructuretooffsetthispenalty.Theuseofcompositematerialsincommercialtransportair-craftisattractivebecausereducedairframeweightenablesbetterfueleconomyandthereforelowersoperatingcosts.ThefirstsignificantuseofcompositematerialinacommercialaircraftwasbyAirbusin1983intherudderoftheA300andA310,andthenin1985intheverticaltailfin.Inthethe2,000parts(excludingfasteners)ofthemetalfinwasreducedtofewerthan100forthecompositefin,loweringitsweightandproductioncost.Later,ahoneycombcorewithCFRPfaceplateswasusedfortheelevatoroftheA310.Followingthesesuccesses,compositematerialswereusedfortheentiretailstructureoftheA320,whichalsofeaturedcompositefuselagebellyskins,fin/fuselagefairings,fixedleading-andtrailing-edgebottomaccesspanelsanddeflectors,trailing-edgeflapsandflap-trackfairings,spoilers,ailerons,wheeldoors,maingearlegfairingdoors,andnacelles.Inaddition,thefloorpanelsweremadeofGFRP.Intotal,compositesconstitute28percentoftheweightoftheA320airframe.TheA340-500and600featureadditionalcompositestructures.includingtherearpressurebulkhead,thekeelbeam,andsomeofthefixedleadingedgeofthewing.Thelastisparticularlysignificant,asitconstitutesthefirstlarge-scaleuseofathermoplasticmatrixcompositecomponentonacommercialtransportaircraft.Compositesenableda20percentsavinginweightalongwithalowerproductiontimeandimproveddamagetolerance.TheA380isabout20-22percentcompositesbyweightandalsomakesextensiveuseofGLARE(glass-fibre-reinforcedaluminiumalloy),whichfeaturesinthefrontfairing,upperfuselageshells,crownandsidepanels,andtheuppersectionsoftheforwardandaftupperfuselage.GLARElaminatesaremadeupoffourormore0.38mm(0.015in)thicksheetsofaluminiumalloyandglassfibreresinbondfilm.GLAREoffersweightsavingsofbetween15and30percentoveraluminiumalloyalongwithverygoodfatigueresistance.ThetopandbottomskinpanelsoftheA380andthefront,centreandrearsparscontainCFRP,whichisalsousedfortherearpressurebulkhead,theupperdeckfloorbeams,andfortheailerons,spoilersandouterflaps.Thebellyfairingconsistsofabout100compositehoneycombpanels.TheBoeing777,whosemaidenflightwas10tenyearsago,isaround20percentcompositesbyweight,withcompositematerialsbeingusedforthewing'sfixedleadingedge,thetrailing-edgepanels,theflapsandflaperons,thespoilers,andtheoutboardaileron.Theyarealsousedforthefloorbeams,thewing-to-bodyfairing,andthelanding-geardoors.Usingcompositematerialsfortheempennagesavesapproximately1,500Ibinweight.TheBoeing7E7willleverageextensiveuseofcompositematerials(estimatesareashighas50percent)inthequestforveryhighefficiencyandperformancewithreducedweight.Theexcellentstrength-to-weightratioofcompositesisalsousedinhelicopterstomaximizepayloadsandperformanceingeneral.BoeingVertolusedcompositesforrotorcraftfairingsinthe1950sandmadethefirstcompositerotorbladesinthe1970s.Compositesareusedinmajorstructuralelementsofmanymodernhelicopters,includingtheV22tilt-rotoraircraft,whichisapproximately50percentcompositesbyweight.TheformabilityofcompositeshasbeenusedtoparticularadvantageinhelicoptermanufacturetoreducethenumbersofcomponentpartsandthereforecostValidatedResearchData