【文章內容簡介】 數 人 2 車間主任石英粉 噸/年長石粉 噸/年硼砂 噸/年3 純堿 噸/年17 3368 9643293 000方解石 噸/年 1 634氧化鋅 噸/年 662螢石 噸/年 389芒硝 噸/年 455白砒 噸/年 764 日用水量 立方米/日 5 最大日用水量 立方米/日 6 車間用地面積 平方米 4 9207 運輸量 噸/年 47 運出量 噸/年 400 0008 配合料均成本 元/噸 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）7 經濟技術評價對本設計的經濟合理性進行計算、分析、論證，并得出結論：此設計方案可行。這是設計可行性研究工作的一項重要內容，也是最終可行性研究報告的一個重要組成部分。目的是根據國民經濟長遠規(guī)劃和地區(qū)、部門（或行業(yè)）規(guī)劃的要求，結合產品需求預測和工程技術研究，通過計算、分析、論證和多方案比較，提出全面的評價報告，為方案決策和編制設計任務書提供可靠的依據。此設計的經濟技術評價是適合生產，可以產出期望的利潤。產品的質量合格，并且可以為消費者所接受。齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）8第 3 章 原料成分的設計 玻璃成分的內涵玻璃成分是指玻璃中所含化合物的種類與比例，嚴格一點的說，應該稱為化學組成通常稱為成分或者組成。成分是本質，是影響玻璃結構的、性質和功能的內因，成分對結構、性質和功能起決定性的作用。合成和制備方法也要根據成分來確定。但這屬于外因玻璃的成分應該保證通過合適的制備方法，以破壞晶體的有序結構而進行無序化，而得到非晶體固體。 玻璃的成分設計的重要性玻璃成分對玻璃材料或者產品功能、性質和成本均會產生巨大的影響，普通的鈉鈣硅酸鹽玻璃的膨脹系數在（85~90）10 7 /℃之間所以必須設計低堿高硅的玻璃成分，已滿足玻璃產品的性質和功能方面的需要。玻璃制品的性質和功能不僅取決于玻璃的成分，并且還控制著原料的成本。有些特種玻璃種根據性質的需要還需加入了稀土元素，成本昂貴。在玻璃的組成設計時使用性質相似的其他成分替代稀土元素，可以使成本下降。所以原料選用不合理會使產品質量降低，廢品增多，成本升高。玻璃原料組成與生產工藝也有緊密的關聯，一般根據玻璃的原料組成來確定生產工藝，但是對生產工藝已經確定了的來選擇相適應的玻璃成分是不適合的，會導致熔制、成型、退火出現問題，嚴重時甚至導致無法生產。設計玻璃成分不合理時，如未考慮到晶化速率過快，可能成型時在池窯的某個部位可能發(fā)生整體析晶，此時只能停止生產。其他玻璃品種也有因析晶而影響生產的。至于玻璃成分設計不當造成融化困難，溶質時產生結石、條紋、氣泡等缺陷，在現實生產中時有發(fā)生所以大多數情況下都是根據設計的玻璃成分來制定生產工藝。 玻璃成分設計的原則 玻璃的成分設計是依據我們所要玻璃的功能、用途、性質、和成本來設計的。最近幾年里成分設計除了根據以上幾點要求外，還得將環(huán)境因素考慮在其中，要將保護生態(tài)環(huán)境作為成分設計的最終目標和出發(fā)點，將環(huán)境指標結合產品功能、性質、和成齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）9本作為成分設計的第一思想。在構思和成分的設計途中，必須將節(jié)能減排、資源的重復使用以及保護生態(tài)環(huán)境方面貫徹始終。 玻璃成分必須在玻璃成型區(qū)內設計透明玻璃的成分必須要在玻璃成型內，經過融化的過程和冷卻過程，玻璃不析晶。不同成分的系統有不同的玻璃成型區(qū)，通常是根據是要拿得出的。由 SiO2CaONa2O 系統的成型范圍，可知鈉鈣硅玻璃實用成型范圍為 SiO2 60%~80% CaO 5%~20% Na2O 10%~20%。 玻璃性質必須達到要求的指標 不同用途的玻璃材料與制品有不同性質指標，設計的玻璃成分的性質必須滿足產品性質的要求。玻璃的性質指標是根據標準要求或根據客戶使用要求而制定的?，F代化的社會是個標準化的社會，離開標準我們將寸步難行。隨著全球化的進展，標準對國家利益、企業(yè)利益具有越來越重要德的意義。 玻璃的成分 玻璃的成分的類型很多，而且每年一較高的速度增加，但是基本上可以分為實用玻璃成分和研究、開發(fā)的玻璃成分。根據需要我們主要使用硅酸鹽玻璃中的鈉鈣硅酸鹽玻璃（SiO 2CaONa2O） 。鈉鈣瓶罐玻璃成分在（SiO 2CaONa2O）三元系統的基礎上添加 Al2O3 和 MgO，與平板玻璃不同之處在于瓶罐玻璃中 Al2O3 含量比較高，CaO 含量也比較高，而 MgO 含量較低。不論何種類型的成型設備，只要工廠根據實際情況做一些微調即可。其成分為： SiO2 70% ~73%Al2O3 2% ~ 5%CaO % ~%MgO % ~ 3%R2O % ~%此類型成分的特點是含鋁量適中，可以利用含 Al2O3 的硼砂，或采用長石引入堿金屬氧化物，以節(jié)約成本。CaO+ MgO 含量比較高，硬化速度比較快，能適應較高的機速。用一部分 MgO 代替 CaO，防止玻璃在流液洞、料道和供料機處析晶。MgO /CaO 比值和 MgO+CaO 總量對瓶罐玻璃融化速率、也想溫度的影響，見表 1—1。 表 1—1 瓶罐玻璃成分 單位 % （質量分數）編號 SiO2 Al2O3 FeO3 MgO+CaO Na2O+K2O TiO2 SO3齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）10 R1 R2 R3 R4 玻璃成分中 MgO /CaO 比在 ~ 之間，玻璃熔化溫度在 1450~1500 之間，融化速率以配料完全融化時間來表示，也就是以觀察到石英顆粒消失所需時間來表示。齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）11第 4 章 生產工藝的確定 玻璃成分的設計的選擇及配方計算玻璃的成分設計是設計的一個重要環(huán)節(jié)，玻璃的成分設計的選擇是要經過一個復雜的過程進行選擇的。配方的計算時需要精確，合理，同時還要考慮到原料的含量，選擇合適的原料。 玻璃成分的設計的選擇玻璃的成分設計需要根據相圖，析晶點來決定配方在這個點上應該盡可能的降低玻璃的熔融溫度，減小浪費，是原料得到合理的利用。根據經驗，選出了一個合理使用的配方。原料的成分如下：石英粉，含有 ％的氧化硅，％氧化鋁，％氧化鐵。長石粉，含有 ％的氧化硅，％氧化鋁，％氧化鐵，％氧化鈣，％氧化鈉。純堿，含有 ％的氧化鈉。氧化鋅粉，含有 ％的氧化鋅。硼砂，含有 ％的氧化硼，％的氧化鈉。硝酸鈉，含有 ％的氧化鈉。方解石粉，含有 ％的氧化鈣。螢石粉，含有 ％的氧化鈣。根據產品的需要，其化學組成設計如下：下表 31 表 31 玻璃化學組成 （質量分數）%SiO2 Al2O3 Cao Fe2O3 B2O3 R2O ZnO 配方計算設原料均為干燥狀態(tài)，計算中不考慮其水分存在。齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）12（1）計算石英粉與長石的用量。石英粉的化學成分為： ％，Al ％，即 1 份石英砂引 份， 份。同樣 1 份長石可引入 份，Al 2O30.,1841 份， 份， 份。設石英粉用量為 x，長石用量為 y，則有：+= + y = 解之得： x= y=即熔制 100kg 玻璃，需要石英粉 ，長石粉 （由石英引入的 Fe2O3 為：=）（2）計算有長石同時引入 R2O 和 CaO 與 Fe2O3 的量。Na2O =CaO =Fe2O3 =（3）計算硼砂量。硼砂的化學成分為 ％， ％。玻璃的組成中B2O3 為 ％。所以，硼砂的用量為：100∕=同時引入的 Na2O 的為： =（4）計算純堿用量：玻璃組成中的 Na2O 為 由長石引入的 Na2O 為 有硼砂引入的 Na2O 為 尚需引入的 Na2O 為：=純堿的化學成分 Na2O 為 ％所以純堿的用量為 （5）計算方解石的用量：玻璃組成中的 CaO 為 由長石引入的 CaO 為 尚需引入的 CaO 為 方解石的化學成分為 ％所以，方解石的用量為：100∕= （6）計算氧化鋅用量：氧化鋅的化學成分為 ％，玻璃組成中的 ZnO 為 ％所以，氧化鋅的用量為：100∕=齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）13根據上述計算，熔制 100kg 玻璃各種原料的用量如下：石英粉 長石粉 硼砂 純堿 方解石 氧化鋅 總計 （7）計算輔助原料及揮發(fā)損失的補充。以螢石作為助溶劑，以引入配合料的 ％氟計，則螢石為配合料質量的％78/ ％倍。所以，螢石用量為：=螢石的化學成分含有 ％的 CaO有螢石引入的 CaO 為：=相應地應減去方解石的用量為：100∕=所以，方解石的實際用量為：=考慮 Na2O 和 B2O3 的揮發(fā)損失。根據一般情況 B2O3 的揮發(fā)損失為自身質量的 12％， Na2O 的揮發(fā)損失為自身質量的 ％，則應補足B2O3 為：=Na2O 為：=需要加入硼砂為：100∕=硼砂的實際用量為：+= 份硼引入 Na2O 的量為： =相應地應減去純堿的用量為：100/=需要加入純堿的量為：100/=即純堿的實際用量為：+=熔制 100kg 玻璃的實際原料用量如下：石英粉 長石粉 硼砂 純堿 方解石 氧化鋅 齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）14螢石 總計 計算配合料的氣體率：配合料的氣體率為：（）∕=％玻璃的產率為：100∕100％= ％如果每次配合料的量為 500kg，碎玻璃中 Na2O 和 B2O3 的揮發(fā)損失不計，則碎玻璃用量為：50040 ％=200kg粉料用量為：500200=300kg 放大倍數：300/=500kg 配合料中各原料的粉料用量=熔制 100kg 玻璃中各原料用量放大倍數每副配合料中石英粉的用量為 =長石粉的用量為 =硼砂的用量為 =純堿的用量為 =方解石的用量為 =氧化鋅的用量為 =螢石的用量為 =總計 原料中如含水分，按下式計算其實際用量 濕基用量=干基用量∕（1水分％）計算結果見表表 32 干基濕基對比表每次制備 500kg 配合料減碎玻璃后各原料用量原料 熔制100kg 玻璃原料用量/kg原料含水率/%干基 濕基石英粉 1 長石粉 1 硼砂 1 純堿 方解石 氧化鋅 螢石 1 總計 擬定配合料粉料中含水量為 5％時計算加水量齊齊哈爾大學畢業(yè)設計（論文）15 加水量=粉料干基∕（1水分％）粉料濕基 加水量=∕（15％）==需要加濕潤水的水量為 。 生產工藝的確定 生產工藝要有工藝流程圖和物料流程圖的設計。 工藝流程的設計工藝流程圖借助于管線(線條) 連接的圖形符號來表示一個工藝過程或工藝裝置的圖樣。圖形符號表示設備，線條表示物流(streams of mass)和能流(energy flows)或能量的傳遞。圖上一般均帶有物料和熱量平衡表。制備合格的配合料是保證熔融玻璃質量的先決條件。實際上玻璃的熔制過程不應該局限于在熔窯中所發(fā)生的一系列固液氣相反應，而應延伸到從配合料制備開始。缺乏嚴格的配合料制備工藝，就難于獲得優(yōu)質的玻璃制品。（1）原料貯存和輸送:原料貯存、原料輸送、氣力輸送類型。（2）稱量與混合:稱量誤差、稱量原則、混合。石英→破碎→粉碎→篩分→精選→脫水→干燥→電磁除鐵→粉料倉 長石→破碎→粉碎→篩分→電磁除鐵→粉料倉硼砂→干燥→粉碎→篩分→電磁除鐵→粉料倉 純堿→粉碎→篩分→電磁除鐵→粉料倉方解石粉→干燥→粉料倉氧化鋅粉→干燥→粉料倉螢石粉→干燥→粉料倉碎玻璃→精選→破碎→電磁除鐵→粉料倉 物料流程圖的設計化工裝置中的每一個設備都有原料、產品、或廢氣等。它們從一個設備進入另一個設備，流動的方向和先后連接的次序代表了整個生產全過程。一般用簡單的線條及簡單的設備圖形來表示這個過程稱為流程或流程圖。在計算機中是一種以符號或關系連線表示的系統各單元或分析試驗過程中各個步驟之間相互關系的順序圖。在計算機應用中，流程圖又稱為程序框圖，是計算機運行的簡化示意圖，用以指明某一特定系統的輸入和輸出的邏輯關系和程序執(zhí)行的順